Fecondazione e Placentazione PDF

ESAME ANATOMIA FECONDAZIONE SEGMENTAZIONE GASTRULAZIONE PLACENTAZIONE  FECONDAZIONE La fecondazione è il processo attraverso li quale uno spermatozoo ed un ovocita si fondono per formare una singola cellula, lo zigote. Specie monotocicheà Producono un so...

ESAME ANATOMIA FECONDAZIONE SEGMENTAZIONE GASTRULAZIONE PLACENTAZIONE  FECONDAZIONE La fecondazione è il processo attraverso li quale uno spermatozoo ed un ovocita si fondono per formare una singola cellula, lo zigote. Specie monotocicheà Producono un solo individuo per evento riproduttivo. Specie politocicheà Producono più individui (cuccioli, piccoli, ecc.) per evento riproduttivo. CAPACITAZIONE (nel tratto genitale femminile) Comprende la rimozione o la modificazione dei fattori di inibizione presenti nel plasma seminale che rivestono lo spermatozoo nell'epididimo. Comincia nell'utero e termina nell'istmo (prima della fecondazione). modificazione del rivestimento glicoproteico a livello della membrana dello spermatozoo (si realizza nel percorso delle vie genitali femminili) modificazione delle molecole nella struttura della membrana che portano a conformazioni delle glicoproteine xli riconoscimento del punto di contatto con il gamete femminile fattori secreti che aumentano la motilità dello spermatozoo. FECONDAZIONE Con la fecondazione si ripristina la ploidia tipica della specie mediante anfimissi, che determina la fusione dei due pronuclei dei gameti aploidi con formazione di uno zigote diploide, da cui ha origine un nuovo organismo. La fecondazione può essere: esterna: rilascio di uova e spermatozoi nell'ambiente acquatico (animali acquatici, anfibi) § Grande quantità di gameti § Energia parentale BASSA interna: uova conservate nell'ovidotto e spermatozoi immessi nelle vie genitali femminili, dove poi avviene la fecondazione (mammiferi, uccelli) § corteggiamento, accoppiamento cura della prole § Energia parentale ALTA Il processo di fecondazione può essere suddiviso in momenti cruciali: 1. avvicinamento dello spermatozoo all'uovo 2. riconoscimento e l'adesione tra i gameti 3. fusione dei gameti 4. attivazione dell'uovo 1. AVVICINAMENTO dello SPERMATOZOO Perché l'incontro tra i gameti venga garantito, ni molti organismi, soprattutto tra quelli con fecondazione esterna, la cellula uovo produce dele sostanze chemio-attraenti che hanno li compito di guidare gli spermatozoi fino all'uovo stesso. Nei mammiferi non sono state identificate sostanze con questa attività, ma non è escluso che vengano sintetizzate e intervengano nel determinare la motilità e la capacitazione dello spermatozoo. 2. RICONOSCIMENTO e ADESIONE TRA I GAMETI L'involucro ovulare che gioca un ruolo fondamentale per il riconoscimento specie-specifico tra i gameti è l'involucro vitellino, definito zona pellucida nei mammiferi. Tale involucro, li glicocalice della cellula uovo, è costituito quasi esclusivamente da glicoproteine e serve per il riconoscimento specifico e l'adesione degli spermatozoi della stessa specie. Una volta raggiunta la cellula uovo, lo spermatozoo è costretto ad attraversare uno o più involucri ovulari prima di raggiungere la membrana plasmatica dell'uovo: avvenuta l'adesione, lo spermatozoo libera gli enzimi litici contenuti nell'acrosoma, che separano l'acido ialuronico prodotto durante l'ovulazione, raggiungendo la corona radiata (cellule adese tra loro e alla membrana plasmatica) e attraversando poi la zona pellucida (rivestimento che durante l'oogenesi si interpone tra le cellule e l'ovocita e che viene attraversato da prolungamenti cellulari che fanno si che i due compartimenti siano costantemente in contatto) fino a raggiungere la membrana plasmatica della cellula uovo. Durante li contatto, si crea un abbassamento del gradiente ionico tra ambiente esterno e interno, causando una depolarizzazione di membrana che scatena la fusione dei granuli corticali prodotti durante la fase di preparazione dell'ovulazione. Questi granuli contengono enzimi che modificano la zona pellucida, che dunque non è più riconoscibile agli altri spermatozoi (questi restano attaccati ma non penetrano, evitando la polispermia, che blocca lo sviluppo nei mammiferi. 3. FUSIONE DEI GAMETI Una volta che il primo spermatozoo è riuscito a penetrare fondendo una parte della membrana proteica, inizia a fondere la propria membrana, formando una continuità citoplasmatica tra le due cellule che permette alla testa dello spermatozoo di entrare nell'uovo e trasferirvi quindi il suo nucleo. Nei mammiferi, la fusione dei gameti dura circa 12 ore e si ipotizza li coinvolgimento di proteine dello spermatozoo, dette fertiline, localizzate tra nucleo e acrosoma, nei processi di adesione e fusione. 4. ATTIVAZIONE DELL'UOVO L'ingresso della testa attiva la decondensazione dei nuclei aploidi di spermatozoo e ovocita. Si formano così i due pronuclei (prima quello maschile e poi quello femminile dopo la ripresa della meiosi) e si ha la loro fusione, necessaria per ripristinare le coppie di cromosomi omologhi tipiche di un assetto cellulare diploide. Questi sono accompagnati, alla fine del processo, da un secondo globulo polare che si genera quando si riprende meiosi (si ha alla fine della meiosi I). Avvenuto l'ingresso dello spermatozoo, infatti, si innesca una serie di eventi che prende li nome di attivazione dell'uovo. Essa prevede sia la ripresa del ciclo cellulare, con completamento della meiosi ed emissione dei globuli polari, sia le reazioni di inibizione della polispermia, con conseguente formazione della membrana di fecondazione. L'attivazione dell'uovo determina la ripresa delle attività metaboliche della cellula uovo fecondata, con incremento della respirazione cellulare, ripresa della sintesi proteica a partire dagli mRNA trascritti durante l'ovogenesi e ripristino della sintesi di DNA, indispensabile per la ripresa delle attività mitotiche dello zigote che si verificano durante la segmentazione. REAZIONE ACROSOMALE Divisa in 2 fasi veloce: legata alla depolarizzazione lenta porta alla fusione dei gangli corticali Porta alla rottura tra la membrana dell'acrosoma e quella plasmatica, causando la fuoriuscita degli enzimi e poi alla fusione delle membrane plasmatiche dei due gameti. BLOCCO DELLA POLISPERMIA (La polispermia è un fenomeno biologico che si verifica quando più di uno spermatozoo entra in un ovocita durante la fecondazione.) La polispermia rapida e la polispermia lenta si riferiscono ai meccanismi adottati da organismi che evitano l'ingresso di più spermatozoi nello stesso ovocita durante la fecondazione. Questi meccanismi sono cruciali per garantire la corretta formazione dello zigote e prevenire anomalie cromosomiche. Rapida (1-3 sec): Subito dopo che uno spermatozoo entra nell'ovocita, la membrana plasmatica dell'ovocita subisce una depolarizzazione elettrica transitoria. Questa depolarizzazione impedisce temporaneamente agli altri spermatozoi di fondersi con la membrana dell'ovocita. Sperm Capacitation (Female genital tract) Acrosomal Reaction (Zona pellucida) Block to Polyspermy (oocyte) Male Pronucleus formation Meiotic resumption and female pronucleus formation Lenta (20-30 sec): Dopo l'ingresso del primo spermatozoo, i granuli corticali (vescicole presenti sotto la membrana dell'ovocita) rilasciano il loro contenuto nello spazio perivitellino. Gli enzimi rilasciati modificano la zona pellucida (o struttura equivalente negli animali senza zona pellucida), rendendola impenetrabile agli altri spermatozoi. Questi cambiamenti creano una barriera fisica permanente, nota come membrana di fecondazione. Mammiferi: morte dello zigote Uccelli: degenerazione dei sovra numerari FORMAZIONE DELLO ZIGOTE E PRIMA DIVISIONE CELLULARE 1) L'ovocita maturo è bloccato in metafase 2 Durante l'ovogenesi (il processo di formazione degli ovociti), l'ovocita subisce due divisioni meiotiche: La prima divisione meiotica (meiosi I) si completa poco prima dell'ovulazione, producendo un ovocita secondario e il primo globulo polare (una piccola cellula contenente DNA in eccesso). L'ovocita entra quindi nella meiosi II, ma si arresta in metafase II fino a quando non avviene la fecondazione. Questo blocco serve a mantenere l'ovocita pronto per ricevere lo spermatozoo, senza completare il processo fino al momento giusto. 2) La fecondazione avvia la seconda ripresa della meiosi con la separazione dei cromatidi e l'emissione del secondo globulo polare Quando uno spermatozoo entra nell'ovocita o Segnali chimici e molecolari attivati dallo spermatozoo rompono il blocco in metafase II. o L'ovocita riprende la meiosi II: § I cromatidi fratelli si separano.  § Una parte del materiale genetico viene espulsa come il secondo globulo polare, lasciando nell'ovocita solo il set cromosomico necessario. 3) Al termine della meiosi si forma anche li pronucleo femminile I cromosomi rimasti nell'ovocita si riorganizzano in una struttura chiamata pronucleo femminile. Questo pronucleo rappresenta il contributo genetico della madre al futuro zigote. 4) Fusione del pronucleo femminile e maschile → Zigote. 5) Prima divisione cellulare mitotica → Due blastomeri.  FARMACI SALVA-VITA Modificare geni e iniettarli in altro = OGM (parte della nostra alimentazione) Quello che si è sfruttato a livello di biotecnologie dei mammiferi lo si è introdotto ni questo ambito: inserire un gene di interesse in un prodotto che può essere utile all'uovo. Consiste nell'introduzione di un gene favorito da ricombinazione omologa in una posizione specifica, dando la possibilità di modificare un organismo per avere a disposizione molecole che possono essere importanti per la medicina. Questo si fa durante la fase di formazione del primo nucleo dalla fusione del patrimonio maschile e femminile, in cui i livelli di despiralizzazione di DNA è alto e quindi le sequenze modificate si integrano meglio (perché li DNA è molto disponibile a incontrare i filamenti omologhi). Questa immagine illustra il processo di produzione di una proteina umana, l’alfa 1-antitripsina (AAT). Il deficit di alfa 1- antitripsina è una malattia genetica in cui la carenza di questa proteina provoca danni ai polmoni (enfisema) e al fegato. Si prende il gene umano dell'AAT, associato a un promotore specifico (ad esempio il promotore della β-lattoglobulina, una proteina del latte). Questo DNA ricombinante viene iniettato nel pronucleo di un ovocita di pecora tramite una micropipetta. L'ovocita modificato viene trasferito nell'utero di una madre surrogata. Gli animali nati vengono analizzati per identificare quelli transgenici, ovvero che portano il gene umano. Questo avviene mediante tecniche come la PCR Gli animali transgenici esprimono il gene umano dell’AAT, ma solo nelle cellule mammarie, grazie al promotore della β-lattoglobulina. La proteina AAT umana viene secreta nel latte degli animali Il latte prodotto dagli animali transgenici viene raccolto. La proteina AAT viene separata dal latte tramite processi di frazionamento. Si ottiene una proteina AAT pura, utilizzata come farmaco. DETERMINAZIONE DEL SESSO La determinazione del sesso nei mammiferi è un processo regolato geneticamente e dipende dalla presenza di cromosomi sessuali. Nei mammiferi, il sistema di determinazione del sesso è di tipo XX/XY, in cui: - Femmina = XX (due cromosomi X) - Maschio = XY (un cromosoma x e un cromosoma y). Il cromosoma Y contiene un gene cruciale chiamato SRY (Sex-determining Region Y); esso codifica per un fattore di trascrizione che avvia lo sviluppo del testicolo. Se il gene SRY è presente (maschi XY), le cellule embrionali daranno origine ai testicoli. In assenza di SRY (femmine XX), si sviluppano le ovaie. Nei mammiferi, la determinazione del sesso è genetica (cromosomi XX/XY), a diherenza di altre specie come alcuni rettili, in cui la temperatura dell'ambiente determina il sesso dell'individuo. Anche se nei rettili, dove manca l'eteromorfismo dei cromosomi sessuali, come in molte tartarughe e coccodrilli, la determinazione è funzione della temperatura di incubazione delle uova: 16-28°C >Maschi 32°C > Femmine ETEROMORFISMO L'eteromorfismo si riferisce alla presenza di diherenze morfologiche tra individui o strutture che, pur avendo la stessa funzione o origine evolutiva, si presentano in forme diverse. Questo termine può essere applicato a vari contesti biologici, tra cui genetica, sessualità e morfologia. L'eteromorfismo può anche riferirsi a diherenze tra individui di sessi diversi della stessa specie, fenomeno noto come dimorfismo sessuale. L'eteromorfismo, nei suoi diversi contesti, sottolinea la variabilità morfologica che può derivare da diherenze genetiche, sessuali o funzionali. Esso è una manifestazione importante della diversità biologica e gioca un ruolo cruciale nell'adattamento e nell'evoluzione delle specie. Eteromorfismo sessuale L'eteromorfismo può riferirsi a diherenze tra individui di sessi diversi della stessa specie, fenomeno noto come dimorfismo sessuale. Ad esempio, maschi e femmine di molte specie presentano diherenze evidenti in dimensioni, colori, o caratteristiche fisiche. Eteromorfismo cromosomico In genetica, l'eteromorfismo è spesso riferito alla diherenza strutturale tra coppie di cromosomi omologhi, tipica dei cromosomi sessuali: Nei mammiferi, i cromosomi sessuali sono eteromorfi: il cromosoma X e il cromosoma Y hanno forma e dimensioni diverse, pur essendo associati come coppia omologa nei maschi (XY). Questo è in contrasto con i cromosomi autosomici, che sono generalmente isomorfi (identici nella forma e dimensione all'interno della stessa  PRIME FASI DELLO SVILUPPO Lo zigote formatosi in seguito alla fecondazione inizia a dividersi per mitosi, con un processo noto come segmentazione, per ripristinare una condizione di pluricellularità necessaria per avviare lo sviluppo di un nuovo individuo. SEGMENTAZIONE La segmentazione, nota anche come cleavage, è una fase iniziale dello sviluppo embrionale che si verifica subito dopo la fecondazione. È caratterizzata da una serie di divisioni cellulari mitotiche rapide e successive, che suddividono lo zigote (l'embrione unicellulare formato dalla fusione del gamete maschile e femminile) in cellule più piccole chiamate blastomeri. Durante questa fase, lo zigote non aumenta di volume complessivo, poiché le divisioni cellulari utilizzano il materiale citoplasmatico preesistente. Nel corso della segmentazione, i determinanti citoplasmatici accumulati nella cellula uovo sono ridistribuiti in maniera asimmetrica tra i blastomeri e questo guiderà, durante lo sviluppo, la scelta di un destino cellulare piuttosto che di un altro, portando al diherenziamento cellulare. Le prime segmentazioni avvengono con un ciclo cellulare privo delle fasi di accrescimento G1 e G2, pertanto le cellule si dividono rapidamente, diventando sempre più piccole e questo non consente un accrescimento in volume dell'embrione rispetto allo zigote. Dopo diverse divisioni, l'embrione assume la forma di una struttura sferica chiamata morula, composta da un gruppo di blastomeri. Questo termine deriva dal latino e significa "mora" per la somiglianza con il frutto. La segmentazione termina con la formazione di una struttura cava definita blastocisti o blastula, con i blastomeri disposti intorno (formano il trofoblasto che formerà la placenta) a una cavità centrale detta blastocele (che forerà l’embrione vero e proprio) l tipo di segmentazione è determinato da due parametri principali: Quantità e distribuzione del vitello (sostanza di nutrimento) nel citoplasma fattori che nel citoplasma (determinanti) influenzano l'orientamento del fuso mitotico al momento della sua formazione In base a questi aspetti esistono due tipi di segmentazione: segmentazione totale/oloblastica: l'intera cellula si divide (echinodermi, anfibi, mammiferi) segmentazione parziale/meroblastica: a dividersi è una piccola porzione della cellula uovo (teleostei, rettili, uccelli)  SEGMENTAZIONE OLOBLASTICA (coinvolge tutto l'uovo): La segmentazione oloblastica è un tipo di segmentazione completa che avviene negli zigoti il cui tuorlo (vitello) è distribuito uniformemente o moderatamente. Questo processo si verifica principalmente negli organismi i cui ovociti contengono una quantità minima o moderata di tuorlo, come i mammiferi, gli anfibi e i ricci di mare. Caratteristiche della segmentazione oloblastica I. Divisione completa: a. Lo zigote si divide completamente durante ogni divisione cellulare, coinvolgendo tutto il citoplasma. b. Il termine "oloblastica" deriva da "holo", che significa "tutto", e indica che l'intero zigote partecipa al processo. II. La poca disponibilità di vitello o addirittura l’assenza di esso necessita di un supporto nutritivo come, per esempio, nei mammiferi la placenta. Fasi principali della segmentazione oloblastica 1. Prima divisione: o Lo zigote si divide lungo il piano meridionale (verticale), formando due blastomeri. 2. Seconda divisione: o Si divide nuovamente lungo un altro piano meridionale, formando quattro blastomeri. 3. Terza divisione: o La divisione avviene lungo il piano equatoriale, producendo otto blastomeri. o In caso di segmentazione ineguale, iniziano a distinguersi micromeri e macromeri. 4. Blastula: o Alla fine della segmentazione si forma una struttura cava chiamata blastula, con una cavità centrale (blastocele) circondata dai blastomeri. uova isolecitiche: segmentazione radiale uova alecitiche. segmentazione rotazionale uova mesolecitiche: segmentazione radiale (anfibi)  SEGMENTAZIONE MEROBLASTICA (coinvolge solo una parte): La segmentazione meroblastica è un tipo di segmentazione parziale che si verifica negli zigoti con una quantità significativa di tuorlo (vitello), che impedisce una divisione completa. In questo caso, solo una parte dello zigote subisce la segmentazione, mentre il tuorlo rimane non segmentato. Questo tipo di segmentazione è comune in organismi come uccelli, rettili, pesci e insetti. Caratteristiche della segmentazione meroblastica 1. Divisione incompleta: o Solo una porzione dello zigote si divide, tipicamente nella regione che contiene meno tuorlo, mentre il resto (ricco di tuorlo) rimane intatto. o Il termine "meroblastica" deriva da "mero", che significa "parziale". 2. Distribuzione del tuorlo: La quantità e la distribuzione del tuorlo influenzano il tipo di segmentazione. o Zigoti telolecitici (con tuorlo concentrato in una regione, come negli uccelli) tendono ad avere segmentazione discoidale. o Zigoti centrolecitici (con tuorlo al centro, come negli insetti) tendono ad avere segmentazione superficiale.  UOVO Questa immagine rappresenta la struttura dell'uovo (ovocita) amniotico (tipico di uccelli e rettili), mettendo in evidenza i vari strati e componenti che lo rendono un sistema autonomo per lo sviluppo embrionale. Guscio calcareo = strato esterno rigido, ma poroso, che protegge l'embrione e permette lo scambio di gas (ossigeno e anidride carbonica). Ovocita (ovoplasma)= contiene li materiale genetico necessario per lo sviluppo dell'embrione. È il citoplasma dell'uovo, che circonda li vitello. Membrana testacea esterna e interna = membrane sottili poste sotto il guscio, che servono da ulteriore protezione. Mantengono l'ambiente interno sterile e trattengono l'albumina. Albumina ("bianco dell'uovo") = sostanza ricca di acqua e proteine. Serve come riserva di nutrimento e protezione per l'embrione (unica parte di citoplasma visibile fino alla segmentazione).  Vitello/deutoplasma ("tuorlo") = insieme di proteine, glucidi e lipidi che hanno la funzione di nutrire l'embrione durante una parte o tutto li periodo di sviluppo. Camera d’aria = spazio presente tra le membrane testacee, che contiene aria (punto in cui l'allantoide (annesso embrionale) va a contatto con il guscio). È essenziale per lo scambio gassoso durante lo sviluppo embrionale. Calaze = strutture di sostegno filamentose che ancorano il vitello al centro dell'albumina. Mantengono li tuorlo in posizione per evitare danni all'embrione. MECCANISMI DI SEGMENTAZIONE Durante la segmentazione i processi di cariocinesi e citocinesi svolgono un ruolo fondamentale nella divisione cellulare, anche se possono essere parzialmente dissociati in alcune specie e tipi di segmentazione. Cariocinesi (mitos): Divisione del materiale genetico contenuto nel nucleo della cellula madre per formare due nuclei figlie. Durante la segmentazione, la cariocinesi avviene rapidamente e in successione, permettendo una rapida produzione di nuclei. Citocinesi (citodieresi): Processo di divisione del citoplasma, che separa fisicamente la cellula madre in due cellule figlie. Durante la segmentazione, la citocinesi può essere: o totale (segmentazione oloblastica) o parziale (segmentazione meroblastica). - Divisione totale adeguale: le divisioni cellulari producono blastomeri di dimensioni uguali. La distribuzione del tuorlo è uniforme, quindi le cellule figlie ricevono quantità equivalenti di citoplasma e tuorlo. uovo oligolecitico e isolecitico (anfiosso) - Divisione totale diseguale: le divisioni cellulari producono blastomeri di dimensioni diverse. Il tuorlo, concentrato nel polo vegetativo, rallenta le divisioni cellulari in quella regione. Si formano: macromeri (blastomeri più grandi, localizzati nel polo vegetativo) e micromeri (più piccoli, nel polo animale). uovo mesolecitico e telolecitico (anfibi) - Divisione parziale discoidale: le divisioni cellulari sono limitate al polo animale, dove si trova una piccola quantità di citoplasma e li nucleo. I blastomeri che si formano durante la segmentazione sono organizzati ni una struttura a forma di disco. Avviene in uova con una grande quantità di vitello (tuorlo), come quelle di uccelli, rettili e pesci cartilaginei. uovo macrolecitico e telolecitico (uccelli, rettili, pesci...)  2. GASTRULAZIONE Raggiunto lo stadio di blastula, i blastomeri si organizzano, migrando in maniera coordinata e ordinate verso determinate aree dell’embrione e organizzando il piano corporeo tipico della specie. Questi movimenti cellulari avvengono durante un processo definito gastrulazione e portano alla formazione di uno stadio embrionale definito gastrula, che negli eucarioti pluricellulari animali è costituito da tre foglietti embrionali (ectoderma, mesoderma, endoderma), da cui origineranno tutti i tessuti e gli organi dell'individuo adulto. I movimenti morfogenetici che avvengono durante la gastrulazione possono interessare sia intere lamine cellulari sia singole cellule o esigui gruppi di cellule. 3. ORGANOGENESI Al termine della gastrulazione si è organizzato li piano corporeo tipico della specie e può avviarsi li processo di organogenesi. Nei vertebrati, li primo processo di organogenesi a verificarsi è la formazione del tubo neurale, che origina dall'ectoderma mediante li processo di neurulazione. L'organogenesi accompagna l'inizio dell'istogenesi, durante la quale le cellule acquisiscono la loro definitiva funzione mediante li processo di diherenziamento.  UCCELLI Gli uccelli hanno compensato tutte le necessità di approvvigionamento accumulando una gran quantità di autoplasma (sostanza che permette lo sviluppo fino al termine). L'ovocita degli uccelli è un esempio di uovo telolecitico, caratterizzato da una grande quantità di vitello (tuorlo) concentrata nel polo vegetativo, con il citoplasma e li nucleo situati al polo animale. Questo tipo di uovo è tipico degli organismi ovipari e risulta altamente specializzato per lo sviluppo embrionale esterno. La fecondazione dell'uovo avviene nell'ovidotto, prima che si formino albume e guscio. SEGMENTAZIONE La segmentazione negli uccelli è di tipo parziale discoidale e rappresenta una specializzazione evolutiva per ottimizzare lo sviluppo embrionale. Rappresenta un adattamento evolutivo che consente lo sviluppo embrionale nonostante la grande quantità di vitello. Questo meccanismo garantisce l'uso del tuorlo come riserva nutritiva e permette una segmentazione concentrata solo nell'area dove si formerà l'embrione. 1. Formazione del blastodisco Dopo la fecondazione dell'uovo, l'embrione inizia a subire una serie di divisioni cellulari rapide. Durante queste divisioni, si forma un gruppo di cellule, la MORULA, che non ha ancora una cavità centrale. Tuttavia, con il proseguire delle divisioni, le cellule iniziano a organizzarsi e a formare un disco embrionale. La segmentazione avviene soltanto nel blastodisco, un piccolo disco di citoplasma situato al polo animale dell’uovo. Prima della segmentazione, il blastodisco appare come una zona citoplasmatica chiara che galleggia sul vitello. Questa regione contiene li nucleo e una quantità ridotta di citoplasma. Durante l'attivazione dell'ovocita, li nucleo si prepara per le divisioni mitotiche. 2. Formazione del blastoderma (blastulazione)  Il primo solco di segmentazione compare al centro del blastodisco, seguono poi altri piani di divisione, così da formare un blastoderma monostratificato (strato discoidale e superficiale di blastomeri). Poi, divisioni equatoriali e verticali suddividono li blastoderma, formando una massa di cellule disposte in più strati (blastomeri) all'interno del blastodisco. Le cellule sono unite tra loro da giunzioni strette. Queste divisioni sono inizialmente sincrone ma diventano gradualmente asincrone e portano a cariocinesi (mitosi), non accompagnata da citodieresi. Le cellule galleggiano sul tuorlo, quindi faticano a separare completamente le loro membrane. A questo stadio, le cellule profonde della parte centrale del blastoderma si staccano e muoiono, lasciando una area pellucida dello spessore di una sola cellula. L'anello periferico di cellule del blastoderma, in cui le cellule profonde non si sono staccate, costituisce l'area opaca. Queste divisioni portano a formare stati di cellule a livello dell'area pellucida, formando una camera germinale che porterà alla discesa delle cellule. 3. Formazione dell'ipoblasto Il blastoderma si organizza in due strati principali: o Epiblasto: foglietto cellulare superiore che si diherenzierà nei 3 foglietti embrionali (ectoderma, mesoderma, endoderma) che formeranno l'embrione o Ipoblasto: foglietto cellulare inferiore che contribuisce alle strutture extraembrionali, come li sacco vitellino, ma non partecipa alla formazione diretta dell'embrione. Le cellule dell'epiblasto iniziano a delaminarsi (separarsi), perché inglobano parte dell'albume, diventando pesanti, e si spostano verso li basso. Contemporaneamente le cellule della regione di Koller proliferano e, insieme alle cellule di delaminazione dell'epiblasto, vanno a organizzarsi sotto l'epiblasto a formare l'ipoblasto. Le cellule dell'epiblasto che non migrano verso li basso rimangono a formare la parte superiore del disco, cioè l'epiblasto stesso. Questa separazione va a formare i primi elementi di indirizzamento delle cellule durante li processo di determinazione del destino cellulare. 4. Formazione del blastocele (blastulazione) Durante la fase di blastulazione, che segue la formazione del disco bilaterale, alcune cellule dell'epiblasto si organizzano per formare una cavità centrale, il blastocele. La cavità del blastocele si forma quando le cellule dell'epiblasto si dispongono in modo da creare uno spazio centrale, separato dalla superficie esterna (l'epiblasto) e dalla parte inferiore (l'ipoblasto). L'ipoblasto non è direttamente coinvolto nella formazione del blastocele, ma svolge un ruolo di supporto e di orientamento. Si posiziona sotto l'epiblasto e contribuisce alla stabilità della struttura del disco embrionale. Ora che si è formata la cavità centrale di può parlare di BLASTULA.  GASTRULAZIONE La gastrulazione negli uccelli è una fase cruciale dello sviluppo embrionale che segue la formazione del disco embrionale bilaterale (composto da epiblasto e ipoblasto) e si caratterizza per la riorganizzazione delle cellule embrionali in 3 strati che daranno origine ai diversi tessuti e organi. La gastrulazione negli uccelli, come in altri vertebrati, è un processo altamente organizzato che implica movimenti cellulari complessi e la formazione delle tre linee germinali: ectoderma, mesoderma ed endoderma. 1. Formazione della linea primitiva La linea primitiva si sviluppa nella parte posteriore del disco embrionale (dove l'epiblasto è più compatto) come inspessimento dell'epiblasto per convergenza dalla regione latero laterale verso la regione caudale. Si estende cranialmente e rappresenta la zona in cui si concentrano i movimenti cellulari più importanti. La formazione di questa struttura è li primo segno della gastrulazione e segna li punto di inizio della diherenziazione degli strati germinali. 2. Formazione della nodulazione di Henson Dalla regione posteriore della linea primitiva inizia l’accrescimento in senso longitudinale che porta alla formazione del nodo di Henson (nodo primitivo) è una struttura situata all'estremità anteriore della linea primitiva. È un gruppo di cellule che svolgeranno un ruolo fondamentale nella formazione della notocorda (un precursore della colonna  vertebrale). La nodulazione di Henson è un centro di segnalazione che dirige la diherenziazione delle cellule nelle fasi successive della gastrulazione. 3. Formazione del solco primitivo Il solco primitivo è una fessura o depressione che si forma all'interno della linea primitiva. Esso funziona come passaggio delle cellule dell'epiblasto verso il blastocele. Segna la zona in cui le cellule dell'epiblasto cominciano a invaginarsi (migrare verso l'interno) per formare i tre strati germinali. È li sito dove avviene l'ingressione delle cellule che daranno origine all'endoderma e al mesoderma. 4. Ingressione delle cellule Le cellule dell'epiblasto migrano verso l'interno attraverso la linea primitiva, un processo noto come ingressione. - cellule che si spingono più in profondità diventeranno endoderma - cellule che migrano meno in profondità posizionandosi tra epiblasto e ipoblasto formeranno il mesoderma - cellule che rimangono nella parte più esterna dell'epiblasto diventeranno ectoderma. Le cellule che migrano dall'epiblasto attraverso li solco formano l'endoderma embrionale e spostano l'ipoblasto che andrà a formare l’endoderma extraembrionale. 5. Formazione degli strati germinali Man mano che la gastrulazione prosegue, il disco embrionale diventa trilaminare, ossia composto da tre strati distinti: o Le cellule che sostituiscono l'ipoblasto formanoà Ectoderma: lo strato più esterno (dà origine alla pelle, al sistema nervoso e ad altre strutture) o Le cellule che si posizionano tra l'epiblasto e l'endoderma formano à Mesoderma: lo strato intermedio (muscoli, le ossa, li cuore, i vasi sanguigni, e altri organi) o Le cellule che rimangono sulla superficie dell'epiblasto formano àEndoderma: lo strato più interno (organi interni, come li tratto digestivo, i polmoni e li fegato) Formati i tre foglietti si può parlare di GASTRULA. 6. Chiusura della linea primitiva Man mano che le cellule continuano a migrare verso l'interno, la linea primitiva si accorcia e alla fine si chiude, segnando la fine della gastrulazione. La chiusura della linea primitiva corrisponde alla formazione di una struttura cilindrica che definisce la simmetria del corpo e l'inizio della segmentazione dei vari tessuti. 7. Formazione della notocorda Le cellule della nodulazione di Henson migrano e si aggregano per formare la notocorda, una struttura che fungerà da supporto durante lo sviluppo del sistema nervoso e della colonna vertebrale. La notocorda è formata da cellule epiblastiche che migrano attraverso il nodo primitivo, una popolazione specializzata di cellule epiblastiche situata all'estremità anteriore della stria primitiva.  ORGANOGENESI Le prime fasi dell'organogenesi negli uccelli iniziano subito dopo la gastrulazione e la formazione dei tre strati germinali (ectoderma, mesoderma ed endoderma). Questi strati danno origine alle principali strutture e organi dell'embrione in un processo altamente coordinato. Le prime fasi dell'organogenesi negli uccelli comprendono: 1 La neurulazione per formare li sistema nervoso 2. La segmentazione del mesoderma con la formazione delle somiti 3. La diherenziazione del cuore e del sistema circolatorio, 4. Formazione dell'intestino primitivo (derivata dall'endoderma 5. Sviluppo di strutture extra-embrionali Sacchi extra-embrionali: Durante le prime fasi dell'organogenesi, si formano strutture extra-embrionali essenziali per il sostentamento dell'embrione - Amnios: protegge l'embrione - Corion: partecipa agli scambi gassosi - Allantoide: accumula rifiuti metabolici e contribuisce alla respirazione - Sacco vitellino: fornisce nutrienti Dopo la formazione del primo abbozzo dell'intestino, da estensioni dell'ectoderma e del sottostante mesoderma, che si sollevano ai bordi del disco embrionale, si formano le pieghe amniotiche. Queste si piegheranno al di sopra dell'embrione e saldandosi andranno a formare la cavità amniotica. Tali pieghe sono formate da ectoderma (esterno) e mesoderma (interno), dunque quando questi due si chiudono vano a formare due membrane: - Corion: circonda l'intero embrione e gli altri annessi embrionali (dal foglietto esterno) - Amnios: circonda l'embrione e forma la cavità amniotica, riempita di liquido amniotico che protegge l'embrione da urti e disidratazione. L'Allantoide si forma come un'estroflessione dell'endoderma a livello della regione posteriore dell'intestino primitivo. Crescendo, l'allantoide si espande nello spazio compreso tra l'amnio e li corion. Ala fine, l'allantoide si fonde con il corion per formare li corioallantoide, che svolge un ruolo cruciale nella respirazione e nell'eliminazione dei rifiuti metabolici. Il mesoderma splancnico (uno strato del mesoderma) si associa all'endoderma per creare la parete del sacco vitellino, che include vasi sanguigni per il trasporto dei nutrienti. Durante li ripiegamento dell'embrione, le pieghe amniotiche dell'embrione iniziano a chiudersi intorno alla cavità del tuorlo; dunque, parte dell'endoderma rimane all'interno del corpo embrionale, formando li tubo intestinale primitivo, mentre l'altra parte si espande all'esterno e avvolge li tuorlo, creando li sacco vitellino (in comunicazione con li tubo intestinale).  MAMMIFERI Gli embrioni dei mammiferi si sviluppano da uova ololecitiche ossia con poco tuorlo distribuito uniformemente. SEGMENTAZIONE La segmentazione è oloblastica completa, cioè l'intero zigote subisce divisioni cellulari. 1. Prima divisione Lo zigote si divide in due cellule figlie chiamate blastomeri. Non aumenta di volume complessivo: le cellule diventano progressivamente più piccole. 2. Divisioni successive I blastomeri continuano a dividersi, dando origine a una struttura solida chiamata morula (16-32 cellule). 3. Compattazione della morula Le cellule esterne della morula aderiscono tra loro grazie a giunzioni cellulari strette (compattazione). Questo processo distingue le cellule esterne (destinate a formare li trofoblasto) da quelle interne (massa cellulare interna). 4. Formazione della blastocisti Dopo la formazione della morula, i blastomeri secernono liquidi e ioni che richiamano acqua e formano la cavità interna, il blastocele. La morula si trasforma, dunque, in blastocisti. Componenti della blastocisti: - Trofoblasto: strato esterno che darà origine agli annessi extraembrionali (corion). - Massa cellulare interna (disco embrionale): formerà l'embrione e altri annessi (amnio, sacco vitellino). il profectoderma, noto anche come epiblasto primitivo, si sviluppa dalla massa cellulare interna (ICM, Inner Cel Mass) della blastocisti. È composto dalle cellule che formeranno gran parte dell'embrione vero e proprio, inclusi i tre foglietti germinali. Il profectoderma ha un ruolo determinante nello stabilire li destino delle cellule embrionali e nell'organizzazione dei foglietti germinali durante la gastrulazione. L'ipoblasto si forma partire dalla delaminazione delle cellule del disco embrionale (che coincide con l'epiblasto degli ucceli). Il trofoblasto si forma dalla parte esterna della massa cellulare e costituisce lo strato esterno della blastocisti. È coinvolto nella formazione di strutture che sostengono lo sviluppo dell'embrione (come la placenta), ma non contribuisce direttamente al corpo dell'embrione. Il profectoderma (o epiblasto primitivo) deriva dalla parte interna della massa cellulare forma uno strato di cellule all'interno dell’embrione. E la parte che forma l'embrione stesso, dando origine ai tre foglietti germinali durante la gastrulazione. In sintesi, li trofoblasto è "extraembrionale" (per il sostegno dell'embrione), mentre li profectoderma è "embrionale" (per la formazione dell'organismo). Durante le prime fasi dello sviluppo embrionale nei mammiferi, espansione, sgusciamento e allungamento sono processi chiave legati alla blastocisti, all'impianto e all'organizzazione dell'embrione. Ecco una descrizione dettagliata di ciascun processo: 5. ESPANSIONE Le cellule del trofoblasto pompano attivamente ioni e acqua all'interno della cavità, aumentando la pressione del blastocele. Si verifica dopo la compattazione della morula e la formazione del blastocele. Espansione (tutti) e successiva espansione ovale (cavallo, gatto, cane e coniglio). 6. SGUSCIAMENTO Lo sgusciamento della blastocisti è li processo attraverso cui l'embrione fuoriesce dalla zona pellucida. La zona pellucida si assottiglia ulteriormente a causa dell'espansione della blastocisti e dell'azione di enzimi secreti dal trofoblasto; quindi, la blastocisti si libera dalla zona pellucida. L'embrione esce dalla membrana nella zona pellucida (presente dopo la fecondazione) perché li profectoderma deve entrare ni contatto con la parete uterina (previene gravidanze ectopiche). Sgusciamento (ruminanti, suino) o dissoluzione (equino e roditori). 7. ALLUNGAMENTO Dopo lo sgusciamento, la blastocisti subisce un processo di allungamento (più marcato ni alcune specie di mammiferi, come bovini, ovini e suini). L'embrione si estende ni lunghezza, aumentando la sua superficie di contatto con l'endometrio. L'allungamento permette un'ampia interazione tra il trofoblasto e l'endometrio, migliorando lo scambio di segnali chimici e l'adesione necessaria per l'impianto e la formazione della placenta. Espansione ed allungamento sono funzionali alla fase di "attacco" degli annessi embrionali. L'embrione fluttua sulla superficie dell'utero fino a che si attacca e si sviluppano gli annessi embrionali per una relazione placentare con la madre. GASTRULAZIONE Nei mammiferi la gastrulazione consiste in movimenti morfogenetici simili alla gastrulazione degli uccelli. La diherenza consiste nella necessità di entrare in relazione con la parete uterina tramite membrane extra-embrionali  LA PLACENTAZIONE La placentazione è il processo attraverso il quale si sviluppa la placenta, un organo temporaneo che permette lo scambio di sostanze nutritive, gas respiratori e rifiuti metabolici tra il sangue della madre e quello dell'embrione o del feto. È essenziale per il corretto sviluppo del feto nei mammiferi placentati. Il processo comprende diverse fasi e varia in base alla specie. 1. Formazione della blastocisti (pre-placentazione) - Durante i primi giorni di sviluppo, il prodotto del concepimento (zigote) si divide fino a formare una blastocisti. - La blastocisti contiene il trofoblasto, che darà origine alla parte fetale della placenta, e l’embrioblasto, che formerà l'embrione. 2. Impianto (nidazione) - Inizia circa 6-7 giorni dopo la fecondazione - Il trofoblasto si differenzia in due strati: a. Citotrofoblasto: strato interno di cellule proliferative. b. Sincizio trofoblasto: strato esterno invasivo che erode la mucosa uterina (endometrio) per consentire l’impianto. Il sincizio trofoblasto produce enzimi proteolitici che permettono la penetrazione della blastocisti nell'endometrio e lo sviluppo di lacune (cavità) che saranno riempite di sangue materno. 3. Formazione dei villi coriali Si formano i villi coriali, strutture ramificate che aumentano la superficie di contatto per lo scambio tra madre e feto 4. Invasione dell'endometrio: I villi coriali invadono ulteriormente l'endometrio, stabilendo connessioni con i vasi sanguigni materni. Questo permette la formazione di lacune piene di sangue che alimentano il feto. I villi coriali sono proiezioni del trofoblasto che penetrano nel tessuto uterino per favorire lo scambio materno-fetale. Si distinguono tre stadi: Villi primari: composti solo da citotrofoblasto e sincizio trofoblasto. Villi secondari: invasi dal mesoderma extraembrionale. Villi terziari: con formazione di capillari sanguigni all’interno del mesoderma, che si connettono al sistema circolatorio fetale. 5. Differenziazione della placenta La placenta si sviluppa in due componenti principali: a. Parte fetale: derivata dal corion frondoso (la parte del trofoblasto che entra in contatto con l'endometrio). b. Parte materna: derivata dalla decidua basale (la porzione di endometrio modificata in corrispondenza dell'impianto). I villi coriali maturano e stabiliscono un’intima connessione con i vasi sanguigni materni per consentire lo scambio. 6. Formazione del disco placentare Alla fine del primo trimestre, la placenta assume la sua forma definitiva: un disco appiattito che si collega al feto tramite il cordone ombelicale. Le strutture principali includono: a. Barriera placentare: formata dal trofoblasto, il tessuto connettivo dei villi e le pareti dei capillari fetali. b. Spazi intervillosi: riempiti di sangue materno, circondano i villi coriali. Lo spessore della barriera placentare si riduce nel corso della gravidanza per migliorare lo scambio di nutrienti e gas. Quando l'embrione esce dalla zona pellucida, la massa cellulare interna si differenzia in epiblasto e ipoblasto. L'ipoblasto forma gradualmente un rivestimento interno tra l'epiblasto e il trophectoderma. Una volta completata questa formazione, la cavità racchiusa viene chiamata sacco vitellino primitivo, analogo al sacco vitellino degli embrioni aviari. Il processo di gastrulazione porta alla formazione dei tre foglietti germinativi: endoderma, mesoderma ed ectoderma. Durante questo processo, l'endoderma sostituisce gradualmente l'ipoblasto al di sotto dell'epiblasto. Nel frattempo, il mesoderma extraembrionale si divide in due fogli: mesoderma somatico (o parietale) e mesoderma viscerale (o splancnico), che rivestono il celoma extraembrionale. Il mesoderma somatico extraembrionale si associa al trophectoderma sovrastante per formare il corion, mentre il mesoderma viscerale, insieme all'ipoblasto e all'endoderma, forma la splancnopleura. Alla fine, i ripiegamenti corporei dell'embrione portano alla formazione dell'intestino primitivo e del sacco vitellino definitivo a partire dal sacco vitellino primitivo. L'allantoide si sviluppa come un'evaginazione dall'intestino posteriore. Questa evaginazione avviene dopo la formazione del sacco vitellino definitivo e, dato che ha origine dall'intestino posteriore, la sua parete è costituita da endoderma all'interno e mesoderma viscerale all'esterno, formando insieme la splancnopleura. Il mesoderma viscerale del sacco vitellino è la prima area dove si osserva la formazione di sangue e vasi sanguigni, sviluppo seguito dalla vascolarizzazione del mesoderma viscerale associato all'allantoide. Al contrario, il mesoderma somatico, incluso quello del corion, inizialmente rimane privo di vasi sanguigni. Con la crescita dell'embrione, l'allantoide si espande gradualmente nel celoma extraembrionale, occupando alla fine la maggior parte di questa cavità. Rapporti materno-embrionali Nutrizione dell'embrione nei mammiferi placentati e funzioni della placenta La nutrizione dell'embrione nei mammiferi placentati avviene attraverso la placenta (nutrizione placentare), ma anche attraverso altre parti del sacco coriale (nutrizione paraplacentare). La nutrizione dell'embrione può avvenire secondo le seguenti due modalità: - Nutrizione istiotrofica àsi ha questo tipo di nutrizione quando i materiali nutritizi, prodotti dalla mucosa uterina (secreto gh. uterine, cellule, materiale emorragico), vengono assorbiti attraverso i villi coriali, in modo molto simile all'assorbimento intestinale - Nutrizione emotroficaà si ha questo tipo di nutrizione quando i materiali nutritizi passano per diffusione dal sangue materno a quello fetale CLASSIFICAZIONE DELLA PLACENTA IN BASE AGLI ANNESSI FETALI COINVOLTI La classificazione della placenta in base agli annessi fetali coinvolti si basa sulla relazione tra la placenta e le strutture fetali accessorie, come il sacco vitellino, l'allantoide e l'amnios. Questa classificazione è utilizzata principalmente in zoologia per descrivere le diverse tipologie di placentazione tra i mammiferi. - Nella placenta coriovitellina, la parete del sacco vitellino si combina localmente con il corion per formare un'area di scambio. Negli animali domestici, una placenta coriovitellina funzionale è presente solo nei carnivori e nei cavalli. - La placenta corioallantoidea, che è la placenta funzionale primaria in tutte le specie domestiche, si forma dalla fusione tra la parete dell’allantoide e il corion, stabilendo il  corioallantoide. Nei suini e nei ruminanti, il sacco vitellino si involuziona 3-4 settimane dopo il concepimento e non forma mai una placenta funzionale. CAVALLO L'inizio della placentazione è preceduto dalla formazione della cintura corionica al confine tra il corioallantoide in sviluppo e il sacco vitellino, intorno al 34° giorno (Fig. 9-8, 9-9). Questa struttura consiste in una banda ispessita di cellule trofoblastiche che invadono l'endometrio, attraversano la barriera placentare e formano coppe endometriali nell'endometrio. Questi gruppi di cellule producono l'ormone gonadotropina corionica equina (eCG), precedentemente noto come gonadotropina sierica della cavalla gravida (PMSG). L'eCG agisce come luteotropina, stimolando sia il mantenimento del corpo luteo primario sia la formazione di corpi lutei supplementari (accessori). Lo sviluppo dell'amnios si completa intorno al 21° giorno. Non c'è persistenza di un mesamnios. Pertanto, i puledri possono nascere coperti dall'amnios, rischiando potenzialmente il soRocamento se questa membrana non viene rapidamente rimossa. Dal 21° al 40° giorno, l'allantoide si espande nel celoma extraembrionale (Fig. 9-8, 9- 9). Dove si forma il corioallantoide, sviluppa gradualmente ciuRi distribuiti diRusamente di villi corioallantoidei, microcotiledoni, che si proiettano nelle indentazioni endometriali, le cripte. L'intero processo di placentazione potrebbe non completarsi fino al 120° giorno. I microcotiledoni fetali e le cripte materne insieme possono essere descritti come microplacentomi, simili, ma molto più piccoli, agli arrangiamenti nei ruminanti. Come nel suino, nel cavallo non c'è perdita di endometrio materno alla nascita. Pertanto, la placenta equina è diffusa, villosa, epiteliocoriale e adeciduata. Numerose areole sono sparse tra i microcotiledoni, facilitando l'assorbimento dell'istotrofo CARNIVORI - Iniziale: coriale - Secondaria: corio-vitellina + corio-allantoidea - Definitiva: corio-allantoidea (residua c. vitellina ma senza funzioni nutritizie) in verde sono corpi emorragici che sono riserve di ferro CLASSIFICAZIONE ISTOLOGICA DELLA PLACENTAà basata sulla struttura e sul rapporto tra i tessuti fetali e materni. Principio base: Struttura istologica del corion Corion: È la parte fetale della placenta, che mantiene la sua integrità strutturale ed è in contatto con l’endometrio materno. Il corion interagisce con i tessuti materni in modi che vanno da un semplice accollamento fino a un’erosione più profonda, che può raggiungere: o Epiteli materni. o Lamina propria dell’endometrio. o Vasi sanguigni materni. Componenti della placenta: 3 tessuti fetali e 3 tessuti materni Tessuti fetali (sempre presenti): o Endotelio (proveniente dal mesoderma allantoideo). o Tessuto connettivo (originato dal mesoderma). o Epitelio (derivato dall'ectoderma coriale, che forma il trofoblasto). Questi tessuti costituiscono l’allantocorion, che è la componente fetale principale. Tessuti materni (variabili): o Epitelio dell’endometrio. o Tessuto connettivo della lamina propria. o Endotelio dei vasi materni La variabilità dipende dalla profondità di interazione o erosione dei tessuti materni da parte del corion fetale. Frecce opposte: Indicano la continuità e l’interazione tra i tre tessuti fetali e i tre tessuti materni. Questo processo è fondamentale per il corretto funzionamento della placenta e lo scambio di sostanze tra madre e feto.  PLACENTE: CLASSIFICAZIONE TOPOGRAFICA La classificazione topografica delle placente si basa sulla disposizione e sulla distribuzione delle aree di contatto tra i tessuti materni e fetali. - Placenta Dieusa I villi coriali sono distribuiti uniformemente su tutta la superficie del corion. L'intera superficie del corion partecipa agli scambi tra madre e feto. Esempi di specie: o Suini o Cavalli - Placenta Cotiledonaria I villi coriali si raggruppano in strutture discrete chiamate cotiledoni. I cotiledoni si uniscono con le corrispondenti caruncole (zone specializzate della mucosa uterina) per formare i placentomi. Esempi di specie: o Ruminanti (bovini, ovini, caprini) - Placenta Zonaria I villi coriali si concentrano in una fascia o banda circolare che avvolge il feto. L'area al di fuori della banda non partecipa agli scambi. Esempi di specie: o Carnivori (cani, gatti)