SVILUPPO DEL MESODERMA INTERMEDIO. Localizzazione del mesoderma intermedio in una neurula di mammifero

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1 SVILUPPO DEL MESODERMA INTERMEDIO Localizzazione del mesoderma intermedio in una neurula di mammifero 1

2 Mesoderma intermedio è inizialmente in continuità con mesoderma dorsale e laterale. Cordone nefrogeno M.I. si isola dal resto del mesoderma e forma un cordone nefrogeno che rimane vicinissimo al celoma Celoma Nella parte cefalica, M.I. subirà segmentazione suddividendosi in unità metameriche Nefrotomi Metameria solo abbozzata nella parte media, assente nella parte caudale2

3 Dai peduncoli mesodermici (mesoderma intermedio) deriva l apparato uro-genitale APPARATO ESCRETORE Evoluzione del mesoderma intermedio in senso cefalocaudale e tappe cronologiche successive 1 - PRONEFRO 2 - MESONEFRO 3 - METANEFRO 3

4 SVILUPPO DEL RENE (NEI MAMMIFERI) Nel pronefro il cordone si scinde in nefrotomi pieni che successivamente si cavitano e si allungano in direzione caudale originando il dotto pronefrico che raggiunge la cloaca. Nei Mammiferi il pronefro degenera e scompare senza mai diventare attivo. La segmentazione caratteristica dei nefrotomi è evidente solo nella pate cefalica del mesonefro Metanefro non è segmentato 4

5 PRONEFRO: si forma inizialmente (al giorno 22 per l uomo) un rene anteriore situato tra testa e corpo in posizione ventrale rispetto ai somiti PRONEFRO: 3-4 peduncoli si accrescono in lunghezza, ripiegandosi in direzione caudale, L ultimo peduncolo si ripiega caudalmente e prolifera in direzione caudale: si forma un cordoncino cellulare che si cavita DOTTO PRONEFRICO sbocca nella cloaca embrionale, ultimo tratto dell intestino Ciascun tubulo che si è formato dal peduncolo si apre nel celoma con un imbuto ciliato detto NEFROSTOMA

6 Nei vertebrati l apparato escretore è formato da una componente epiteliale tubulare, nefrone, e da una componente vascolare data da gomitoli di capillari arteriosi, glomeruli I tubuli hanno origine dai peduncoli del somite e quindi hanno un origine mesodermica metamerica, mentre i glomeruli si sviluppano a spese della rete arteriosa Pronefro L unità filtrante (glomo) si proietta nel celoma ed è irrorata da un arteriola che proviene dall aorta dorsale. A livello del glomo il filtrato passa dal sangue al celoma dove, attraverso il nefrostoma, passa al dotto pronefrico Somite Glomo Pronefro Mesoderma laterale

7 Il PRONEFRO è funzionante nei pesci e nelle larve di anfibi ma non negli amnioti Nei mammiferi il pronefro degenera, mentre persistono le parti più caudali del DOTTO PRONEFRICO che costituiscono il DOTTO DI WOLFF componente del sistema escretore durante il suo sviluppo Man mano che il pronefro degenera, la porzione mediale del dotto nefrico induce una nuova serie di tubuli renali nel mesenchima nefrogeno adiacente Si forma il MESONEFRO (giorno 25 per l uomo). In alcuni mammiferi può funzionare temporaneamente per la filtrazione del sangue e la produzione di urina E importante come fonte di cellule staminali emopoietiche e nel maschio alcuni tubuli permangono e diventano condotti deferenti nei testicoli, mentre nella femmina la regressione dei tubuli mesonefrici è completa

8 Evoluzione del mesonefro - Nefrotomo pieno - Vescicola nefrotomiale - allungamento della vescicola in tubulo - rigonfiamento della estremità del tubulo a formare una camera glomerulare che si dispone attorno ad un ansa capillare proveniente dall aorta - apertura del tubulo nel dotto pronefrico (che da questo momento diventa dotto mesonefrico 8 o dotto di Wolff)

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10 MESONEFRO PRONEFRO Mesod erma laterale Tratto della regione apicale del tubulo renale si invagina e forma capsula di Bowman che accoglie il glomerulo In genere nei nefroni del mesonefro il nefrostoma si chiude. Si perde il collegamento del celoma Il filtrato passa dal glomerulo direttamente nel tubulo renale

11 Rapporti tra mesonefro e abbozzi della gonade Aorta Dotto di Wolff Dotto di Muller Cresta genitale Cavità peritoneale 11

12 Nell uomo, alla fine del 2 mese, il mesonefro inizia a regredire Nel maschio i tubuli mesonefrici in corrispondenza della gonade e il dotto di Wolff saranno integrati nei condotti efferenti Contemporaneamente inizia a differenziarsi il metanefro dall interazione tra blastema metanefrogeno e diverticolo ureterico L accrescimento della parte inferiore dell embrione determina rimaneggiamenti nella posizione di mesonefro e metanefro 12

13 Sezione istologica in cui sono visibili contemporaneamente il mesonefro e lo stadio iniziale del metanefro 13

14 METANEFRO 1) il rene degli amnioti si forma più caudalmente rispetto al mesorene 2) sempre a spese del mesoderma dei peduncoli dei somiti che però in questa regione caudale non appare metamerizzato ma costituisce una massa cellulare compatta detta BLASTEMA METANEFROGENO

15 METANEFRO IL MESENCHIMA METANEFROGENO (o BLASTEMA) induce la comparsa di una evaginazione epiteliale dai dotti mesonefrici (GEMME URETERICHE) Queste ramificazioni si separeranno dalla porzione caudale dei dotti di Wolff da cui si originano per diventare gli ureteri, il sistema di raccolta dell urina Le gemme ureteriche penetrano nel mesenchima metanefrogeno e inducono questo tessuto mesenchimale ad addensarsi attorno ad esse e a differenziarsi nei nefroni Nel differenziarsi questo mesenchima induce le gemme ureteriche a ramificarsi

16 INDUZIONE RECIPROCA NELLO SVILUPPO DEL RENE DEI MAMMIFERI

17 Il diverticolo ureterico (o gemma ureterica) origina all inizio del 2 mese a livello dell estremità caudale del dotto di Wolff. Raggiunge blastema metanefrogeno e si rigonfia a formare il bacinetto. Induzione reciproca: il diverticolo ureterico induce il blastema metanefrogeno a sviluppare i tubuli renali; il mesenchima metanefrogeno induce il diverticolo a ramificarsi nei dotti collettori. 17

18 Il diverticolo ha dato origine all insieme del sistema escretore del metanefro (uretere, bacinetto, calici, tubuli collettori). Il blastema metanefrogeno ha dato origine a tutta la parte elaboratrice (nefroni)

19 Metanefro definitivo (a partire dal 3 mese) 19

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21 SPECIFICAZIONE DEL MESODERMA INTERMEDIO Il mesoderma intermedio acquisisce la capacità di formare reni grazie a segnali ancora poco conosciuti provenienti dal mesoderma parassiale. Pax2 Specificazione del mesoderma intermedio, con espressione di Pax2, Pax8, Lim1, che inducono formazione del rene. Nel topo, mutazioni di Pax2 e Pax8 impediscono MET, con mancata formazione dei tubuli dei nefroni dal blastema Esperimento: Il mesoderma parassiale viene separato chirurgicamente dal mesoderma intermedio nel lato destro del corpo Come conseguenza SI È FORMATO UN RENE PRONEFRICO SOLO SUL LATO SINISTRO

22 Parte dalla porzione più caudale del dotto di Wolff

23 SVILUPPO DELLE GONADI Le gonadi realizzano una situazione embriologica unica Tutti gli altri abbozzi di organi possono differenziarsi in un solo tipo di organo, invece l abbozzo gonadico può seguire 2 opzioni: differenziarsi in ovaio o in testicolo Prima che venga effettuata questa scelta la gonade dei mammiferi si sviluppa attraverso uno stadio bipotente indifferenziato Nell uomo gli abbozzi delle gonadi compaiono nel mesoderma intermedio alla 4 settimana e restano sessualmente indifferenziati fino alla 7 settimana La loro formazione è un processo attivo controllato da geni I caratteri sessuali secondari sono determinati da ormoni secreti dalle gonadi

24 Le gonadi (testicoli e ovari) presentano una dualità di costituzione - linea germinale riproduttiva: cellule germinali - linea nutritizia e di sostegno: cellule del Sertoli (testicolo), cellule follicolari (ovario) embrione amnios allantoide sacco vitellino PGCs Fine 3 settimana: le cellule germinali primordiali (PGCs) si evidenziano verso il 21 giorno nella parete del sacco vitellino vicino al peduncolo allantoideo 24

25 Le gonadi si sviluppano da regioni pari del mesoderma intermedio e si formano in posizione adiacente ai reni (mesonefro nei mammiferi) in via di sviluppo La parte ventrale dell abbozzo della gonade è costituita dall epitelio della CRESTA GENITALE

26 Le PGCs migrano lungo il mesentere dorsale e raggiungono la regione lombare. Destinazione: creste genitali in corrispondenza del mesonefro 26

27 (durante la 5 settimana) le cellule germinali invadono le creste genitali L epitelio celomatico delle creste prolifera originando cordoni sessuali primitivi Cellule provenienti dal mesoderma intermedio e dal mesonefro entrano nelle creste per formare le cellule somatiche della gonade.

28 Durante lo stadio indifferenziato l epitelio della cresta genitale prolifera e si approfonda nel mesenchima lasso su cui poggia: questi strati epiteliali costituiscono i CORDONI SESSUALI. UONO Durante 4 settimana le cellule germinali migrano nella gonade secondo modalità diverse nelle diverse classi di Vertebrati e sono circondate dai cordoni sessuali SEZIONE TRASVERSALE

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30 Come per le gonadi, la formazione delle vie genitali segue una via bisessuale: -Dotto di Wolff 4 settimana -6 settimana una piega del mesoderma laterale origina il dotto di Muller -A partire dalla 7 settimana i due dotti seguono vie diverse in relazione al sesso dell embrione

31 IL DIFFERENZIAMENTO SEGUE DUE VIE DIFFERENTI Testicolo Ovario Cell germinali abbandonano il cortex ed entrano nei cordoni sessuali Cellule germinali rimangono in relazione con il cortex

32 SVILUPPO TESTICOLO Se l embrione è XY i cordoni sessuali proliferano, perdono la connessione con l epitelio corticale e si sviluppano nei tubuli seminiferi e nella rete testis Successivamente la rete testis prende contatto con i condottini efferenti, residuo dei tubuli mesonefrici che connettono il testicolo con il Dotto di Wolf Le cellule del mesenchima interstiziale del testicolo si differenziano nelle cellule del Leydig, produttrici di testosterone

33 Differenziamento dell apparato genitale in senso maschile 33

34 SVILUPPO OVAIO Se l embrione è XX le cellule germinali si stabiliscono in prossimità della superficie esterna della gonade I cordoni sessuali originali degenerano, ma l epitelio produce nuovi cordoni sessuali corticali, che frammentandosi in gruppi di cellule vanno a circondare ciascuno una cellula germinale I dotti di Wolff degenerano e i dotti di Muller vanno a formare le vie genitali Le cellule germinali diventano oociti e le cellule dei cordoni diventano le cellule della granulosa Le cellule follicolari secernono ormoni steroidei

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36 A livello della zona di contatto tra tubercolo di Muller e seno uro-genitale si formerà la vagina

37 L EMBRIONE HA FENOTIPO FEMMINILE Se manca il cromosoma Y gli abbozzi delle gonadi si sviluppano in ovaio Cromosoma Y. I testicoli secernono: -ormone anti-mulleriano - il testosterone, ormone mascolinizzante Se manca Y Le ovaie producono estrogeni, ormoni che promuovono il differenziamento del dotto di Muller in tube, utero

38 OVAIO

39 TESTICOLO