Gametogenesi femminile

Transcript

1 Gametogenesi femminile l apparato genitale femminile è composto da: ovaio, tube uterine, utero, vagina OVAIO organo pari (uno a destra e uno a sinistra della linea mediana), le due ovaie si trovano ai lati dell utero cui sono collegate mediante legamenti peritoneali sono localizzate a livello del bacino, contenute nella piccola pelvi ciascuna ovaia ha forma di mandorla, spessore 1,5 cm e lunghezza 3 cm l ovaio accoglie le cellule uovo (gameti femminili)

2 procedendo dall esterno verso l interno si trovano: zona corticale uno strato di epitelio cubico semplice impropriamente definito epitelio germinativo uno spesso strato di connettivo fibrillare denso di colore biancastro per la scarsità di vasi sanguigni definito tonaca albuginea: Un interstizio di connettivo fibrillare lasso che contiene le cellule uovo con i loro rivestimenti L insieme di cellula uovo e rivestimenti si dice follicolo ooforo I follicoli oofori contenuti nella zona corticale si trovano in varie fasi della loro maturazione)

3 In una sezione istologica zona midollare (detta anche zona vascolosa) contiene: un tessuto connettivo fibrillare lasso nel quale sono particolarmente abbondanti i vasi sanguigni vari tipi cellulari tra i quali sono numerosi i fibroblasti che sono ricchi di granuli di glicogeno

4 durante lo sviluppo embrionale in un embrione di sesso femminile si formano i primi abbozzi delle ovaie a partire dal secondo mese di gravidanza alcune cellule provenienti dalla parete del sacco vitellino chiamate oogoni, migrano all interno di questi abbozzi negli abbozzi ovarici cominciano a dividersi per incrementare il loro numero all inizio sono circa 1700 e dopo varie divisioni mitotiche diventano 6-7 milioni comprendendo entrambe le ovaie

5 verso il 4-5 mese si verificano delle modificazioni a carico degli oogoni e delle strutture che li circondano modificazioni della cellula uovo gli oogoni iniziano a dividersi per meiosi e cessano i processi di divisione mitotica la divisione meiotica appena iniziata viene bloccata nella profase(diplotene) della prima divisione meiotica grazie al blocco della meiosi i cromosomi omologhi possono scambiare l informazione genetica (crossing over) Il blocco è dovuto ad un inibitore della maturazione follicolare prodotto dalle cellule che rivestono la cellula uovo (cellule follicolari) la divisione meiotica rimane bloccata molto a lungo e riprenderà qualora la cellula uovo vada incontro a maturazione completa e ovulazione dopo questa modificazione (inizio di divisione meiotica) gli oogoni vengono detti oociti primari o di primo ordine.

6 cellule derivate dall epitelio cubico della superficie ovarica si avvicinano a ciascuna cellula uovo le cellule epiteliali si dispongono intorno alla cellula uovo alla fine ciascun oocita primario viene circondato da un numero esiguo (4 o 5) di cellule epiteliali che vengono dette cellule follicolari a questo punto si è costituito il follicolo primordiale verso il settimo mese della gravidanza tutti gli oogoni presenti sono trasformati in oociti primari e ciascuno di essi entra nella costituzione di un follicolo primordiale

7 in questi primi mesi dello sviluppo inizia un processo detto atresia follicolare sia gli oogoni presenti, sia i follicoli già conformati, cominciano ad andare incontro a degenerazione al momento della nascita il numero di follicoli primordiali si aggira intorno al milione. alla pubertà intorno ai 12 anni i follicoli primordiali sono questo porta a considerare che le cellule uovo non si possono più rigenerare (?) e progressivamente diminuiscono il loro numero per questo motivo si devono usare tutte le precauzioni per proteggere i gameti femminili (da farmaci e da radiazioni ionizzanti)

8 Cicli ovulatori dopo l inizio della pubertà nella donna avviene la maturazione ciclica dei follicoli ovarici dopo la pubertà di norma un follicolo ogni 28 giorni completa la maturazione e di conseguenza ogni 28 giorni una cellula uovo matura completamente per andare incontro all eventuale fecondazione questi cicli di 28 giorni terminano con la menopausa (dopo la menopausa la donna non è più feconda)

9 la cellula uovo aumenta le proprie dimensioni: il diametro passa gradualmente da circa 20 micron ad alcune decine di micron alla fine del processo maturativo la cellula uovo diventerà una delle cellule più grandi dell organismo (150 micron di diametro) l aumento di dimensioni è dovuto aumento del numero di ribosomi accumulo di organuli (mitocondri) e di vescicole a membrana liscia contenenti materiali nutritizi (Corpo Vitellino del Balbiani) notevole sviluppo dell apparato di Golgi (aumenta le proprie dimensioni e viene suddiviso anche in 4 o 5 apparati separati)

10 si tratta di una membrana formata da glicoproteine e proteoglicani, denominata membrana pellucida si trova nello spazio compreso tra la superficie della cellula uovo e l epitelio follicolare nel follicolo primordiale lo spessore della membrana pellucida è minimo e anche se essa è presente risulta poco evidente la membrana pellucida diventa sempre più spessa e al termine della maturazione del follicolo può raggiungere uno spessore di µm le glicoproteine della membrana pellucida sono state denominate proteine ZP e ne esistono diverse: ZP1, ZP2, ZP3 (studiate nei topi) le proteine ZP formano una trama di filamenti interconnessi nel contesto della membrana pellucida la ZP3 gioca un ruolo nella fecondazione dell uovo favorendo l adesione reciproca con proteine presenti sulla membrana dello spermatozoo (zona adesine ecc)

11 Granulosa ovarica le 4,5 cellule appiattite dell epitelio follicolare del follicolo primordiale, proliferano e assumono un aspetto cubico/cilindrico l epitelio follicolare nel suo complesso viene denominato granulosa ovarica Il follicolo si chiama ora follicolo primario

12 le cellule epiteliali della granulosa diventano pluristratificate e formano 6-10 strati di cellule epiteliali di forma cubico/cilindrica il tessuto connettivo che si trova all esterno del follicolo comincia ad organizzarsi e alla fine forma due strati: teca esterna : strato più esterno di connettivo fibrillare denso forma una sorta di rivestimento che avvolge il follicolo secondario contiene vasi che si capillarizzano poco teca interna: è formata da connettivo di tipo reticolare è ricca di cellule connettivali dotate di attività secretoria: producono estrogeni e androgeni contiene le diramazioni capillari dei vasi che hanno attraversato la teca esterna

13 le cellule della teca interna di natura mesenchimale derivate dall interstizio della corticale ovarica e dotate di attività secretoria (producono estrogeni e androgeni) esprimono recettori per l LH ipofisario sulla loro membrana le cellule della granulosa derivate dall epitelio follicolare esprimono recettori per FSH ipofisario sulla loro membrana (il loro numero tende ad aumentare soprattutto nelle ultime fasi di maturazione) esprimono recettori per ormoni androgeni (testosterone, androstenedione) ed estrogeni (estradiolo-17beta, estrone) nel loro citoplasma

14 dopo l inizio della pubertà l ipofisi incrementa la secrezione di gonadotropine (FSH ed LH) le gonadotropine agiscono sui follicoli in relazione alla presenza di recettori nell ovaio si trovano follicoli in vari stadi di maturazione: primordiali, primari, secondari preantrali sotto lo stimolo di LH le cellule della teca interna di alcuni follicoli che hanno recettori per quest ormone ipofisario producono estrogeni e androgeni androgeni e estrogeni vengono immessi nel circolo sanguigno tramite i vasi capillari della teca interna oltre a ciò gli estrogeni e gli androgeni, e si portano negli interstizi tra le cellule della granulosa estrogeni e androgeni entrano nella costituzione del liquor follicoli che si raccoglie in piccole cavità sempre più numerose situate nel contesto della granulosa questi ormoni raggiungono le cellule della granulosa e possono penetrare al loro interno perché sono di natura lipidica e all interno trovano dei recettori specifici le cellule della granulosa rispondono anche all azione dell FSH per il quale esprimono recettori di membrana

15 nell interstizio compreso tra le cellule della granulosa aumentano le cavità piene di liquor follicoli Il liquor follicoli è costituito da ormoni (estrogeni e androgeni), da glicoproteine e da proteoglicani le cavità confluiscono tra di loro costituendo un unica cavità detta antro follicolare a questo punto si passa dal follicolo secondario preantrale alla costituzione del follicolo secondario antrale la formazione dell antro sposta la cellula uovo, accompagnata da alcuni strati di cellule della granulosa, ad una posizione periferica

16 nel passaggio dallo stadio di follicolo secondario preantrale a quello di follicolo secondario-antrale si verifica un processo di selezione che porterà a completa maturazione un solo follicolo il follicolo che si trova in fase più avanzata rispetto agli altri è sede di un circolo virtuoso per azione combinata dei vari ormoni: la maggiore produzione di estrogeni fa esprimere maggiori quantità di recettori per FSH alle cellule della granulosa mediante la presenza massiccia di recettori il follicolo sottrae FSH agli altri follicoli con un meccanismo di competizione viene selezionato il follicolo a livello del quale, nel momento in cui l FSH raggiunge livelli ottimali, sono maggiormente espressi recettori per l FSH stesso la selezione del follicolo lo rende dominante rispetto agli altri e infatti il follicolo selezionato prosegue il suo sviluppo e viene salvato dalla degenerazione o atresia follicolare

17 nel follicolo prescelto il circolo virtuoso diventa sempre più marcato inoltre le cellule della granulosa del follicolo selezionato producono sempre maggiori quantità di un enzima detto aromatasi capace di trasformare gli ormoni androgeni in estrogeni i follicoli che non sono stati selezionati hanno livelli minori di questo enzima e perciò vanno incontro ad un accumulo progressivo di androgeni responsabili della atresia follicolare nel follicolo atresico la cellula uovo va incontro ad apoptosi a ciò fa seguito la degenerazione delle cellule epiteliali della granulosa prevale la componente connettivale della teca esterna il follicolo atresico si presenta come un addensamento connettivale che contiene al suo interno residui di una cellula uovo degenerata

18 il follicolo secondario selezionato presenta un aumento progressivo del liquor follicoli e diventa il follicolo maturo di Graaf In una sezione istologica, procedendo dall esterno verso l interno, il follicolo presenta le seguenti strutture: teca esterna teca interna Membrana basale della granulosa detta membrana vitrea cellule della granulosa disposte in 4 o 5 strati un ampia cavità denominata antro follicolare ripiena di liquor follicoli. applicata ad un polo, si trova la cellula uovo rivestita dalla membrana pellucida e da alcuni strati di granulosa l insieme di cellula uovo, membrana pellucida e granulosa costituisce il cumulo ooforo lo strato di cellule della granulosa che si trova immediatamente a ridosso della membrana pellucida viene denominato corona radiata le dimensioni del follicolo aumentano fino a raggiungere un diametro massimo di circa 2,5 cm (in media 1,5 cm)

19 l ovaio funziona come ghiandola endocrina nella quale prevale la secrezione ormonale del follicolo selezionato/dominante che aumenta sempre più la produzione di estrogeni gli estrogeni vengono prodotti come tali dalle cellule connettivali della teca interna sotto lo stimolo di LH a questa aliquota di estrogeni si somma quella che deriva dalla trasformazione di ormoni androgeni che avviene a livello delle cellule della granulosa ad opera dell enzima aromatasi

20 la secrezione ormonale ovarica si fa risentire anche nel circolo sanguigno verso il 12 giorno (dall'inizio del ciclo che sta portando a maturazione il follicolo dominante) l aumento di estrogeni determina una stimolazione (feed-back positivo) di LH e FSH il feed-back positivo è attivo sulla produzione di LH mentre FSH aumenta in misura minore il minore incremento di FSH è dovuto alla contemporanea presenza di una proteina inibitoria, inibina o follicolostatina, prodotta dalle cellule dell interstizio ovarico (secondo alcuni AA dalle cellule follicolari stesse) I bassi livelli di FSH impediscono in questa fase la maturazione di altri follicoli non selezionati l incremento dell LH diventa massimo circa 36 ore prima dell ovulazione in questo periodo si verifica il picco dell LH o LH surge

21 l aumento della produzione di LH da parte dell adenoipofisi si fa risentire a livello dell ovaio e determina una serie di cambiamenti che interessano la cellula uovo e il follicolo maturo i cambiamenti porteranno all ovulazione l aumento di LH provoca l espressione di recettori per LH stesso sulla membrana delle cellule della granulosa i primi recettori compaiono sulla membrana delle cellule che si trovano in prossimità del cumulo ooforo e successivamente si estendono a tutte le cellule della granulosa a questo punto le cellule della granulosa diventano bersaglio di questo ormone nelle cellule che acquisiscono il recettore per LH, inizia la produzione di progesterone che caratterizzerà la II fase del ciclo ovarico

22 nelle 36 ore che precedono l ovulazione si verificano dei cambiamenti a livello della cellula uovo sotto l azione di LH e di conseguenza della secrezione di progesterone: riprende la prima divisione meiotica (era stata bloccata quando si erano formati i follicoli primordiali) e si ha Il completamento della prima divisione meiotica ciò porta alla costituzione di 2 cellule, differenti per dimensioni in conseguenza del fatto che la divisione avviene secondo un piano paratangenziale una cellula mantiene le dimensioni dell oocita primario e viene denominata oocita secondario l altra cellula di dimensioni ridotte si chiama primo globulo polare questa piccola cellula viene mantenuta per il momento all interno della membrana pellucida insieme all oocita secondario l oocita secondario continua ad aumentare le proprie dimensioni fino a raggiungere un diametro massimo di 150 micron inizia la II divisione meiotica che viene interrotta in metafase e verrà continuata in caso di fecondazione la meiosi è regolata da un complesso enzimatico (MPF = mithotic or meiotic promoting factor) l oocita secondario retrae le escrescenze che si irradiano dalla sua superficie vengono rimossi i contatti della cellula uovo con i prolungamenti delle cellule della corona radiata

23 i legami che le cellule della granulosa avevano stabilito tra di loro sono ridotti a seguito della produzione di progesterone indotta dall LH ipofisario nel complesso la granulosa diventa una struttura più lassa le dimensioni del follicolo maturo di Graaf raggiungono il diametro massimo e sono tali che sulla superficie dell ovaio si determina una protuberanza chiamata stigma inizia la produzione di vari enzimi come plasmina e collagenasi i quali contribuiscono a rendere più lassi i legami tra le cellule follicolari interviene anche la produzione di prostaglandine l aumento di dimensioni del follicolo maturo determina una compressione dei vasi della teca, (da un lato aumenta la quantità di liquor, dall altro l ulteriore espansione del follicolo incontra la resistenza della tonaca albuginea che riveste l ovaio) i vasi tecali vengono compressi e la parete dell'ovaio e dell antro follicolare vanno incontro a rottura

24 al 14 giorno (dall'inizio del ciclo che porta a maturazione il follicolo dominante) avviene l ovulazione o scoppio (o deiescenza) del follicolo consiste nella fuoriuscita del liquor follicoli, della cellula uovo e del primo globulo polare, circondati dalla membrana pellucida e dalla corona radiata, dalla superficie dell ovaio il cumulo ooforo viene proiettato nella cavità addominale dove normalmente viene accolto dall estremità delle tube uterine inizia il cammino della cellula uovo e dei suoi involucri verso la cavità dell utero

25 una volta avvenuta l ovulazione, a livello ovarico, rimane il follicolo privo della cellula uovo e del liquor all interno del follicolo svuotato si può manifestare anche una piccola emorragia le cellule della granulosa si afflosciano verso quella che era la cavità dell antro e così fanno le cellule della teca interna mentre la teca esterna si mantiene nella sua posizione di involucro periferico sia la granulosa che la teca interna accumulano lipidi e il follicolo si trasforma nel corpo luteo si chiama così perché, nella sezione dell ovaio, questa struttura appare di colorito giallo (luteus) a causa dell abbondanza di materiali lipidici le cellule della granulosa si chiamano adesso grandi cellule luteiniche mentre quelle della teca interna si chiamano piccole cellule luteiniche

26 il corpo luteo funziona come una ghiandola endocrina a cordoni e produce progesterone ed estrogeni l LH ipofisario dopo il picco preovulatorio sta abbassando il suo livello, ma rimane abbastanza concentrato nel sangue stimola le cellule della teca interna a produrre estrogeni, come faceva nella prima parte del ciclo stimola anche le cellule della granulosa (ora hanno i recettori per LH stesso), a produrre progesterone si pensa che il progesterone sia prodotto anche dalle cellule della teca interna l LH ipofisario oltre che stimolare la produzione di questi ormoni ha anche un azione trofica sul corpo luteo, azione che viene integrata da LTH o prolattina questi due ormoni agiscono sul corpo luteo e determinano aumento delle dimensioni (raggiunge il diametro massimo di 3 cm) aumento della produzione di progesterone che si accompagna a livelli minori di estrogeni

27 dopo il giorno dall'inizio del ciclo il corpo luteo evolve in maniera diversa a seconda che la cellula uovo sia stata fecondata e l embrione abbia attecchito nell utero oppure ciò non sia avvenuto se non si ha fecondazione il progressivo aumento di progesterone, combinato con bassi livelli di estrogeni si fa risentire a livello ipofisario l azione combinata di progesterone ed estrogeni esercita un feed-back negativo nei confronti di FSH e LH provoca diminuzione della secrezione di LH e fa regredire il corpo luteo in quanto non più sostenuto da LH stesso verso il 28 giorno il corpo luteo cessa la produzione di progesterone ed estrogeni il corpo luteo va incontro ad un processo graduale di degenerazione e si trasforma nel corpo albicante, una cicatrice connettivale simile al follicolo atresico (differisce da questo perché non contiene residui della cellula uovo) cessata la produzione di progesterone ed estrogeni da parte del corpo luteo, viene rimosso il feed-back inibitorio nei confronti di FSH e LH che così vengono di nuovo prodotti in quantità crescenti dall ipofisi alcuni follicoli stanno maturando nella corticale dell ovaio e hanno raggiunto lo stadio di follicolo secondario preantrale o antrale quando la secrezione di FSH raggiunge di nuovo livelli ottimali per la selezione uno dei follicoli viene selezionato e reso dominante

28 nel caso in cui la cellula uovo sia stata fecondata si verificano dei cambiamenti che portano alla costituzione dell embrione (vedi in seguito) l embrione raggiunge la cavità uterina verso il 21 giorno mentre il corpo luteo si trova nella fase di massima secrezione di progesterone il progesterone è necessario per favorire l attecchimento dell embrione, ma trovandosi in concentrazioni elevate, produce feedback negativo nei confronti di FSH e LH si riduce la secrezione di FSH e LH e si dovrebbe verificare la degenerazione del corpo luteo in effetti se avviene l attecchimento dell'embrione il corpo luteo non degenera e si mantiene per i primi tre mesi della gravidanza e continua a produrre progesterone ed estrogeni si parla di corpo luteo puro o gravidico il feed-back negativo in corso di gravidanza è indispensabile in quanto, mantenendo l FSH a livelli più bassi impedisce che nuovi follicoli vengano selezionati, resi dominanti e che si abbiano nuove ovulazioni con possibilità di gravidanza in corso di gravidanza il corpo luteo viene mantenuto grazie al fatto che gli involucri periferici dell embrione, il citotrofoblasto e il sincizio trofoblasto, producono la gonadotropina corionica (HCG) che è in grado di sostituire l'lh non più prodotto per il feed-back negativo la presenza di HCG nei liquidi biologici della madre è indice di gravidanza: può essere rivelata mediante test immunologici