Embrioneologia Umana: Spermatogenesi

Spermatogenesi

• La spermatogenesi è il processo che porta alla formazione degli spermatozoi, inizia alla pubertà e continua per tutta la vita.
• Il processo ha una durata media di 74 giorni e si divide in tre fasi:
  • Fase mitotica (20 giorni): proliferazione e differenziazione degli spermatogoni.
  • Fase meiotica (24 giorni): consiste di due divisioni cellulari, precedute da una singola duplicazione del DNA.
  • Fase di spermio genesi (30 giorni): processo di maturazione degli spermatidi che si trasformano in spermatozoi.

Epitelio Seminifero

• L'epitelio seminifero è costituito da diverse generazioni di cellule germinali e da cellule di Sertoli.
• Le cellule germinali occupano diversi strati, progressivamente dalla periferia al centro del tubulo.
• Le cellule di Sertoli si presentano di forma colonnare, con base in contatto con la membrana basale e apice verso il lume del tubulo.
• Le funzioni delle cellule di Sertoli sono:
  • Sostegno strutturale e nutritivo.
  • Fagocitosi di cellule germinali in degenerazione.
  • Regolazione del rilascio di spermatozoi.
  • Secrezione di molecole che mediano FSH.
  • Protezione delle cellule germinali dal sistema immunitario.
  • Formazione della barriera emato-testicolare.

Barriera Emato-Testicolare

• La barriera emato-testicolare si forma in prossimità della regione basale, ed è costituita da cellule di Sertoli unite tra loro da giunzioni occludenti.
• La barriera divide l'epitelio seminifero in:
  • Compartimento basale: spermatogoni e spermatociti primari; accessibile al fluido interstiziale dei vasi.
  • Compartimento adluminale: spermatociti in meiosi e cellule germinali post-meiotiche; isolato e accessibile solo al secreto delle cellule di Sertoli.

Ciclo e Onda dell'Epitelio Seminifero

• La produzione continua di spermatozoi è conseguenza del fatto che l'inizio della spermatogenesi, nelle diverse aree del tubulo, è un evento discontinuo nel tempo e nello spazio.
• Nuovi gruppi di spermatogoni Ap si sviluppano in maniera sincronizzata in aree circoscritte del tubulo ogni 16 giorni, costituendo una generazione.

Struttura Spermatozoo

• Lo spermatozoo è composto principalmente da una testa, fatta dal nucleo e dall'acrosoma, e da un flagello.
• La testa ha forma a pera, misura 3 micrometri, ed ospita principalmente il nucleo, contenente corredo aploide sottoforma di cromatina inattiva e condensata.

Privilegio Immunologico Testicolo

• La competenza immunologica viene acquisita dall'individuo nel periodo perinatale, ed essa permette il riconoscimento degli antigeni fino a quel momento presenti come self.
• Il meccanismo di tolleranza coinvolge diversi fattori:
  • Barriera emato-testicolare.
  • Fattori solubili locali, prodotti da cellule di Sertoli.Here are the study notes in Italian:

Ovogenesi

• Il processo di ovogenesi è continuo durante tutta la vita, già prima della pubertà.
• Il completamento del processo avverrà solo dopo la pubertà e sarà ciclico, costituendo il ciclo ovarico.

Fase Follicolare

• La fase follicolare dura molto a lungo, fino a un anno, e consiste nella crescita e maturazione da follicolo primordiale a follicolo di Graaf.
• La fase follicolare si divide in tre fasi:
  • Preantrale: durata di 300 giorni, durante la quale i follicoli primordiali vengono indotti dall'ovaio a trasformarsi in follicoli primari.
  • Antrale: durata di 2 mesi, durante la quale il follicolo secondario diventa follicolo antrale.
  • Preovulatoria: il picco di LH induce una serie di eventi che culminano nell'ovulazione.

Ovulazione e Formazione del Corpo Luteo

• L'ovulazione avviene quando il follicolo di Graaf si rompe e l'ovocita viene rilasciato.
• Il corpo luteo si forma quando il follicolo di Graaf si trasforma in una ghiandola endocrina che secerne progesterone ed estrogeni.

Ciclo Ovarico

• Il ciclo ovarico dura 28 giorni più o meno 7,5 giorni e si suddivide in due fasi:
  • Fase follicolare: durata di 14 giorni, caratterizzata da secrezione di estrogeni.
  • Fase luteinica: durata di 14 giorni, caratterizzata da secrezione di progesterone.

Controllo Ormonale del Ciclo Ovarico

• Il ciclo ovarico è regolato dall'interazione tra ovaio-ipofisi-SNC.
• Le gonadotropine agiscono sull'ovaio, stimolando il rilascio di estrogeni e progesterone, che a loro volta regolano mediante feedback negativo l'azione dell'ipotalamo.

Fecondazione

• La fecondazione avviene quando lo spermatozoo penetra nel citoplasma dell'ovocita, ristabilendo il corredo diploide e iniziando lo sviluppo embrionale.
• Gli spermatozoi non sono in grado di fecondare l'ovocita immediatamente, ma devono prima maturare attraverso processi di capacitazione e chemiotassi.

Capacitazione Spermatozoo

• La capacitazione spermatozoo avviene attraverso la fluidificazione della membrana, la fosforilazione di substrati da parte di PKA e l'aumento di ioni Ca2+ nel citoplasma.

Zona Pellucida

• La zona pellucida è formata da 4 glicoproteine: ZP1-2-3-4, che vengono sintetizzate dall'ovocita durante la crescita.
• La zona pellucida svolge 3 funzioni: lega gli spermatozoi inducendo la reazione acrosomiale, blocca la polispermia e impedisce l'adesione embrione alla tuba uterina.

Reazione Acrosomiale

• La reazione acrosomiale è il processo di esocitosi che riguarda la fusione dello spermatozoo con l'ovolemma, che viene indotto dal legame alla zona pellucida.
• La reazione acrosomiale causa il rilascio di enzimi solubili e l'esposizione di enzimi sulla membrana acrosomiale interna, che causano la digestione delle proteine della zona.### Prima settimana di sviluppo
• La fecondazione avviene 24-30 ore dopo la fertilizzazione
• La prima divisione mitotica dello zigote avviene dopo 24-30 ore, formando due blastomeri
• Lo zigote si sposta verso l'utero grazie alle ciglia e alle contrazioni della muscolatura della tuba
• Le divisioni successive non sono sincrone tra i blastomeri, e vengono denominate segmentazione
• Al 3° giorno l'embrione è composto da 8-16 blastomeri non adesi, e prende il nome di morula
• La morula subisce un processo di compattazione, in cui i blastomeri si appiattiscono e si aderiscono tra loro mediante E-caderina

Formazione della blastocisti

• Al 4° giorno l'embrione arriva nell'utero, composto da 32-64 cellule
• Le cellule più esterne della morula si differenziano in trofoblasto, un monostrato di cellule epiteliali polarizzate
• Le cellule più interne formano la massa cellulare interna (ICM)
• Il trofoblasto si organizza in due regioni: polare e murale
• L'ICM si differenzia in due lamine che formano un disco concavo-convesso, disco germinativo bilaminare

Implantazione embrionale

• La blastocisti arriva nella cavità uterina e si muove libera per almeno 2 giorni
• La blastocisti si rigonfia a causa del liquido assorbito dal trofoblasto, aumentando di dimensioni
• La zona pellucida si assottiglia e sparisce al 5° giorno durante la schiusa, permettendo l'attacco della blastocisti all'endometrio
• L'endometrio si trova nella sua fase secernente, e la presenza di progesterone e estrogeno sostiene la recettività della mucosa uterina
• L'implantazione si divide in 3 fasi: apposizione, adesione e penetrazione

Reazione deciduale

• Serie di modificazioni morfologiche e funzionali dell'endometrio, che avvengono tra l'11° e il 12° giorno
• Favoriscono la sopravvivenza dell'embrione e ne arrestano la penetrazione

Formazione della cavità amniotica e sacco vitellino primario

• Al 8-9° giorno, le cellule dell'epiblasto si staccano dal citotrofoblasto e formano la cavità amniotica primitiva
• Le cellule che rivestono il tetto della cavità amniotica prendono il nome di amnioblasti, e formeranno la membrana amniotica

Processi e molecole

• Riprogrammazione e attivazione del genoma
• Inattivazione e attivazione del cromosoma X
• Efficienza del processo riproduttivo

Meccanismi dell'implantazione

• Adesione della blastocisti all'endometrio mediante L-selettine e oligosaccaridi
• Stabilizzazione e rafforzamento dell'adesione mediante citochine e fattori di crescita