LA SPERMATOGENESI. Struttura del. testicolo. 1. Tubulo retto; 2. rete testis; 3. condottini efferenti; 4. epididimo; 5. dotto deferente.

Transcript

1 LA SPERMATOGENESI

2 Struttura del testicolo LA SPERMATOGENESI testicolo epididimo 1. Tubulo retto; 2. rete testis; 3. condottini efferenti; 4. epididimo; 5. dotto deferente dotto deferente Per testicolo ci sono lobuli Ogni lobulo contiene 1-4 tubuli seminiferi Ogni tubulo seminifero è lungo 80 cm

3 Funzioni del testicolo: esporta spermatozoi ed ormoni androgeni

4 LA SPERMATOGENESI Tubuli seminiferi in sezione trasversale. Ogni tubulo seminifero è spesso 150 µm e lungo 80 cm;

5 Tubuli seminiferi TESTICOLO Vaso Cellule interstiziali del Leydig LA SPERMATOGENESI

6

7 LA SPERMATOGENESI Sono responsabili dell attività contrattile che spinge gli spermatozoi verso la rete testis Sezione schematica di alcuni tubuli seminiferi. Nel testicolo, i 3 compartimenti (basale, adluminale e interstiziale) sono separati dalla barriera emato-testicolare e dalla parete del tubulo. L epitelio della parete contiene 2 distinte popolazioni: 1-cellule somatiche (Sertoli); 2-cellule spermatogeniche (spermatogoni, spermatociti, spermatidi) Nell interstizio ci sono le cellule del Leydig

8

9 I molteplici ruoli delle cellule del Sertoli N.B. esprimono recettori per FSH contributo determinante al differenziamento della gonade repressione pre-puberale della meiosi mantenimento/nutrizione/protezione delle cellule germinali (gap junctions) regolazione della proliferazione e del differenziamento delle cellule germinali (azione paracrina, giunzioni aderenti e comunicanti) Regolazione dell apoptosi degli spermatogoni produzione di trasferrina, ferritina e inibina concentrazione degli androgeni (Androgen Binding Protein e Steroid Hormone Binding Globulin) nel compartimento basale trasformazione del testosterone in diidro-testosterone separazione del compartimento basale da quello luminale e spostamento delle cellule germinali differenzianti verso il lume fagocitosi di corpi estranei/batteri fagocitosi della goccia citoplasmatica secrezione del liquido seminale

10 Cellula del Leydig LA SPERMATO- GENESI 1. Gocciola lipidica; 2. REL; 3. mitocondri con creste tubulari

11 Ruolo delle cellule del Leydig - Esprimono recettori per LH dopo stimolazione dell ipofisi (prolattina). - Sintetizzano testosterone e altri ormoni androgeni sotto il controllo dell ipofisi (LH). Il testosterone mantiene la spermatogenesi, la libido maschile, la funzione delle ghiandole accessorie maschili come la prostata e le vescichette seminali.

12 Cambiamenti puberali dei testicoli Nell embrione maschio, le PGC si trasformano in spermatogoni che restano bloccati in interfase (ad opera delle c. di Sertoli) fino alla pubertà.

13 SPERMATOGENESI Alla pubertà, gli spermatogoni primitivi si risvegliano trasformandosi in spermatogoni di tipo A scuri con capacità proliferativa. Sono cellule staminali di aspetto scuro (spermatogoni scuri o Ad, dove d=dark). La spermatogenesi inizia quando dagli spermatogoni scuri originano per mitosi spermatogoni chiari (spermatogoni di tipo Ap, dove p=pale), stadio intermedio tra le vere staminali e le successive in via di differenziamento. Dallo spermatogonio Ap deriva lo spermatogonio B, diretto precursore dello spermatocito. Nel tubulo seminifero coesistono quindi spermatogoni A e B

14 Esse avvengono tutte nel compartimento basale del tubulo seminifero e si concludono con la produzione di spermatociti primari e di nuovi spermatogoni di tipo Ad. Spermatogenesi (durata: 74 ±5 gg) in 3 fasi FASE 1: la proliferazione Le divisioni mitotiche degli spermatogoni consentono sia l automantenimento della popolazione staminale, sia l avvio verso un programma di differenziamento. (dura 18 gg) entra in meiosi

15 Spermatogenesi (74 ±5 gg) FASE 1: la proliferazio k ne compartimento adluminale Da spermatogonio Ap a B sono necessari 18 gg (forse 6 mitosi) Lo spermatocita I inizia la meiosi nel compartimento basale e la prosegue in quello adluminale. Notare i ponti citoplasmatici tra sp.goni, sp.citi, e oltre.

16 Spermatogenesi (74 ±5 gg) FASE 2: la meiosi (durata: gg) Gli spermatociti primari si spostano dal compartimento basale a quello adluminale (turnover delle giunzioni occludenti Sertoli- Sertoli) allo stadio di leptotène -Profase I con crossing over in pachitene =9 gg; -Completamento meiosi I= 23gg -Completamento meiosi II=1 giorno

17 FASE 3 (durata gg) la spermioistogenesi, dallo spermatide allo spermatozoo primitivo ovvero come trasformare una utilitaria in una macchina di F1 Spermatogenesi (74 ±5 gg) Formazione del flagello Formazione dell acrosoma Localizzazione dei mitocondri Assunzione di una forma idrodinamica alleggerimento, con eliminazione di acqua, citoplasma e molecole non strettamente indispensabili LA SPERMATO GENESI

18 Spermatogenesi (74 ±5 gg) FASE 3: la spermioistogenesi (23-24 gg) Nucleo via via eterocromatico che si arricchisce di proteine basiche e poi di protammine (proteine contenenti circa il 50% di Arg); Citoplasma: comparsa di acrosoma, coda, corpo residuo

19 Spermatogenesi (74 ±5 gg) FASE 3: la spermioistogenesi (23-24 gg) Durante la spermioistogenesi si distinguono 4 fasi: Fase del Golgi Fase del cappuccio Fase acrosomiale Fase di maturazione

20 FASE 3: la spermiogenesi (23-24 gg) 1. Fase del Golgi: Compaiono granuli golgiani (granuli proacrosomici) PASpositivi che poi confluiscono in un unico granulo delimitato da una membrana derivante dal Golgi. La coppia di centrioli migra al polo opposto rispetto a quello della vescicola acrosomiale. LA SPERMATOGENESI

21 Spermatide di uomo 2. Fase del cappuccio: Il granulo acrosomiale si ingrandisce e copre i due terzi anteriori del nucleo. Si forma così il cappuccio acrosomiale. LA SPERMATOGENESI

22 LA SPERMATO GENESI 3. Fase acrosomiale Acrosoma, nucleo e flagello si modificano. Il nucleo si allunga e si sposta alla periferia, diventando eterocromatico. L acrosoma copre gran parte della superficie del nucleo e assume una forma tipica. Il citoplasma si allunga al polo caudale del nucleo e avvolge la parte prossimale del flagello Membrane del Sertoli e dello spermatide LA SPERMA TOGENESI Spermatide di uomo

23 Spermioistogenesi l acrosoma L acrosoma si forma dall apparato del Golgi Assume una forma a berretto da sci, calato sul nucleo; resta circondato dalla sua membrana. Contiene enzimi di tipo lisosomiale (è di fatto un mega-lisosoma): tra di essi, ialuronidasi, esterasi, neuraminidasi, acrosina (una proteasi simile alla tripsina). L acrosoma serve per penetrare nella zona pellucida che circonda l ovocita

24 4. Fase di maturazione Lo spermatide completa la maturazione e diventa spermatozoo. LA SPERMA TOGENESI Spermatidi di uomo

25 Acrosoma Fasi finali della spermiogenesi Nucleus Perinuclear ring FASE 3: la spermiogenesi (dura gg) Microtubules of the manchette

26 Schema di spermatozoo umano (lungo circa µm) e delle sue parti principali: la testa (5-6 µm), il collo (segmento di connessione), il pezzo intermedio, il pezzo principale e il pezzo terminale. Ci sono circa 100 mln di spermatozoi per cm 3 di sperma. (conc. minima fecondante=15 mln/ml).

27 Lo spermatozoo umano

28 Il movimento dello spermatozoo

29 Interazioni tra ipotalamo, ipofisi e testicolo (4-10 mg/die)