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1 Lezione GINECOLOGIA 10/10/07 prof.colacurci FECONDAZIONE Parliamo di fecondazione: la fecondazione rappresenta l insieme dei fenomeni attinenti al riconoscimento e all unione dei 2 gameti che si uniscono, si incontrano per poter dar vita all embrione e quindi per poter avere la gravidanza è necessario che questi 2 gameti maturi,si riconoscano,si fondino, si uniscano e per avere ciò deve esserci la presenza contemporanea nel sito di fecondazione di questi 2 gameti. Cronologia eventi essenziali Formazione di gameti maturi Presenza contemporanea nel sito di fecondazione Riconoscimento dei due gameti Fusione dei due gameti Penetrazione dello spz all interno dell ovocita Il sito di fecondazione sono le tube, successivamente ci sarà la penetrazione dello spermatozoo nell ovocita,lo spermatocita quindi riconosce l ovocita e si ha il meccanismo della fecondazione.e chiaro che inevitabilmente conoscere bene il meccanismo della fecondazione ci farà capire facilmente le problematiche della sterilità,per esempio le problematiche della concezione cioè se noi studiamo il meccanismo fisiologico,inevitabilmente per studiare le cause della sterilità,dobbiamo conoscere il meccanismo fisiologico e sapere quali sono i possibili punti dove il meccanismo fisiologico si va ad alterare e cosi all inverso, per fare contraccezione dobbiamo capire come possiamo andare ad alterare in maniera farmacologia o mediatica certi punti e certi passaggi. Allora abbiamo detto che c è bisogno di 2 gameti,di cui il gamete maschile,il prodotto dei testicoli,il prodotto terminale dei testicoli è lo SPERMATOZOO,una cellula caratterizzata da una testa in cui c è il nucleo,nel nucleo ovviamente c è l informazione genetica,quindi i cromosomi che sono fondamentali per ottenere la gravidanza. I gameti perchè si distinguono dalle cellule somatiche?perchè hanno un corredo aploide! Quindi sia lo spermatozoo che l ovocita sono il prodotto terminale di un processo di divisione che si chiama meiosi,la differenza sta nel fatto che mentre le cellule somatiche si replicano per mitosi in cui il corredo cromosomico rimane diploide, i gameti si dividono con la meiosi che ha meccanismo completamente diverso nella donna e nell uomo,per esempio nella donna comincia prima nascita e finisce solo alla fecondazione, nell uomo invece comincia alla pubertà e il ciclo è preciso,è di circa 74 gg e porta alla formazione dello spermatozoo dotato di una motilità autonoma, che è fondamentale per la sua capacità fecondante, perché uno spermatozoo che non si muove è uno spermatozoo che assolutamente non ha capacità fecondante. 1

2 SPERMATOGENESI : Vita embrionale Oogonio Pubertà Ripresa meiosi Durante ciclo Ovarico Oogonio (46 cr) Ovocita primario (46 cr) Ovocita primario (46 cr) Ovocita secondario (23 cr) Espulsione I globulo polare LEPTOTENE ZIGOTENE PACHITENE DIPLOTENE Ha un patrimonio genetico completo e quindi in grado potenzialmente di fecondare,questo è importante in tecniche di fecondazione assistita,lo spermatozoo noi lo 2

3 utilizziamo in fecondazione assistita ma per esempio la ICSI (intra-citoplasmic sperm injection)e è una tecnica di fecondazione assistita utilizza spermatozoi anche totalmente immobili che da soli non son capaci di fecondare,se lo mettiamo nell ovocita e gli faremo fare tutta una serie di passaggi che fisiologicamente dovrebbe fare abbiamo dimostrazione che il patrimonio cromosomico è completo.allora abbiamo detto che lo spermatozoo ha una testa che contiene un nucleo, un corpo, una coda, un flagello.la coda è costituita da una complessa struttura di microtubuli e fibre circondate da mitocondri e attraverso questa,gli spermatozoi si muovono. Lo spermatozoo è la cellula sessuale maschile. E molto più piccolo dell ovulo e, quando è maturo, ha una forma allungata in cui si distingue una testa voluminosa, un collo ed una coda. TESTA CODA COLLO Nel liquido seminale (o sperma) che lo contiene, ricco di sostanze nutritive, lo spermatozoo può vivere all interno del canale cervicale circa 5 giorni mentre la loro capacità di fecondare dura un tempo più breve ( ore). Sono prodotti da particolari cellule dei testicoli (spermatociti); nel periodo di piena maturità sessuale, un uomo può produrre fino a spermatozoi ogni mm3 di sperma La loro produzione, a differenza della donna, è continua. Abbiamo detto che gli spermatozoi son il prodotto terminale della cosiddetta Spermatogenesi,che avviene a livello testicolare dopo la pubertà ed è diverso dalla donna nel senso che l uomo di 40 anni se riesce ad avere rapporti può contribuire ad una gravidanza,la donna invece ha un periodo riproduttivo limitato nel tempo,perché si arriva ad esaurimento ovarico ed entra in menopausa. Il numero degli spermatozoi che viene prodotto è molto ampio,vengono prodotti in maniera continua e vengono espulsi all esterno nel corso all eiaculazione,quindi se ci sarà l eiaculazione ogni 10 gg nel liquido seminale ci sarà il prodotto degli ultimi 10 gg,se ci sarà eiaculazione ogni 6 ore,inevitabilmente avremo il prodotto delle ultime 6 ore e questo come vedremo determinerà, quando parleremo di riproduzione, il grado di motilità e il numero degli spermatozoi del singolo eiaculato,infatti quando si fa fare l esame del liquido seminale ad un individuo per vedere la sua capacità riproduttiva si fà dopo un astinenza di 4 giorni,per ottenere poi il massimo numero di spermatozoi e la massima motilità,perchè è inevitabile che uno spermatozoo prodotto 15 giorni prima ha una motilità inferiore,per cui se ha una astinenza molto lunga avrà una motilità inferiore,se l astinenza è minore avrà una buona motilità anche se avremo numero inferiore. La spermatogenesi si differenzia dalla donna non soltanto a livello temporale, ma anche perché da una cellula primitiva si hanno 4 cellule terminali,nella donna da una cellula primitiva si ottiene una cellula terminale. Nella spermatogenesi dallo spermatocito primario si avranno 2 spermatociti secondari dopo la prima divisione meiotica,da questi si formeranno 4 spermatidi,il prodotto terminale sarà lo spermatidio che è una cellula vestibolare con patrimonio genetico aploide,quindi essenzialmente maturo come gameta, non ha una coda e quindi non ha motilità ne capacità fecondante,cioè se lo metto vicino all ovocita non lo feconda. 3

4 Se io lo inietto all interno riesco ad ottenere la gravidanza e queste rientrano in tutta una serie di tecniche fatte su azoospermi,ovvero su individui che non producono spermatozoi nell eiaculato, a seconda poi del livello del blocco,o comunque del difetto della spermatogenesi,si potrebbe ottenere una gravidanza con tecniche di fecondazione assistita,ma possiamo utilizzare solo spermatidi,se invece il blocco è a livello dello spermatocita secondario o del primario non possiamo mai avere gravidanza perchè la cellula non è geneticamente matura. Sicuramente la spermatogenesi è regolata dalle gonadotropine di cui ormai dovreste sapere tutto (le gonadropine sono le stesse della donna,agiscono in maniera non ciclica a differenza della donna, e sono LH ed FSH ) e da tutta un'altra serie di ormoni.nel testicolo oltre alle linee delle cellule seminali,abbiamo le cellule del Sertoli e del Leyding che hanno un ruolo, le cellule del Sertoli nutritivo,quelle del Leyding una funzione ormonale,di produzione degli androgeni. La quantità di sperma emesso in una eiaculazione è di circa 3 ml ed in esso si trovano da 200 a 300 milioni di spermatozoi. Degli spermatozoi deposti in vagina la maggior parte degenera e viene eliminata attraverso un intenso processo di fagocitosi ad opera dei leucociti, per cui solo un numero esiguo ( ) raggiunge la tuba Gli spermatozoi che vengono prodotti nei tubuli seminiferi del testicolo sono potenzialmente fecondanti ma se prendo uno spermatozoo testicolare e lo metto vicino ad un ovocita non avrò mai una gravidanza perché per averla gli spermatozoi devono maturare e soprattutto capacitarsi,che significa? Significa che deve esserci tutta una modificazione della struttura superficiale di tipo antigenico,in maniera tale che lo spermatozoo possa presentarsi in maniera migliore all ovocita affinché venga riconosciuto dall ovocita, perchè se queste modificazioni non avvengono non viene riconosciuto,non riesce ad aderire all ovocita. Gli spermatozoi che vengono prodotti nei tubuli seminiferi del testicolo per poter avere proprietà fecondanti devono andare incontro a due successivi processi di maturazione funzionale: MATURAZIONE : ha luogo nell epididimo e fa loro acquistare la motilità CAPACITAZIONE avviene nelle tube uterine e consiste in alterazioni della membrana plasmatica (attivazione degli enzimi acrosomiali e dell adenil-ciclasi) che li rende capaci di subire la reazione acrosomale e di essere quindi in grado di attraversare gli involucri dell uovo La capacitazione avviene fisiologicamente attraverso il passaggio dello spermatozoo nelle vie genitali femminili,quindi lo spermatozoo fecondante non è di per se capace di fecondare subito, cioè se io prendo lo spermatozoo e lo metto vicino all ovocita non avrò mai la fecondazione, per ottenerla, devo avere la capacitazione che deve essere in vitro,quindi le tecniche di fecondazione assistita siano esse di inseminazione che di fecondazione in vitro,necessiteranno di una parte laboratoristica,dovute al fatto che lo spermatozoo subisce una serie di modificazioni di struttura e antigeniche superficiali che normalmente subisce nel suo passaggio nelle vie genitali femminili,questo passaggio che subisce è un passaggio ad alto rischio perché lo spermatozoo è antigenicamente diverso e dovrebbe essere riconosciuto dalla madre come diverso ed essere distrutto,quindi subisce 4

5 questo riarrangiamento strutturale superficiale che fa si che da un lato riesce a nascondersi durante il passaggio e poi arrivato nella tuba riesce ad esprimere quegli antigeni che gli permettono di essere riconosciuto dall ovocita. Esistono poi altri tipi di sterilità per cui la donna scatena una reazione offensiva contro lo spermatozoo andando a distruggere lo spermatozoo lungo le vie genitali, impedendo cioè il contatto spermatozoo- ovocita. Abbiamo detto che con la capacitazione avvengono una serie di modificazioni della membrana plasmatica che sono il presupposto per quello che vedremo successivamente, la reazione acrosomiale. La reazione acrosomiale è la liberazione da parte dello spermatozoo di una serie di enzimi litici che permettono di attraversare gli strati esterni dell ovocita e gli permettono di arrivare alla membrana citoplasmatica dell ovocita. Quindi : La penetrazione dello spermatozoo nell oocita (copulazione) è resa possibile dall azione degli enzimi litici acrosomiali il cui rilascio (reazione acrosomiale) agevola l invasione degli spermatozoi a livello della membrana pellucida Il legame tra spermatozoi e zona pellucida è mediato da proteine specie-specifiche Abbiamo detto che lo spermatozoo viene prodotto dal testicolo e poi esistono tutta una serie di altri organi che li producono tra cui l epididimo,l epididimo ha una serie di funzioni che gli permettono di nutrire gli spermatozoi e di mantenere la motilità,di inserirli nelle vie seminali e di costituire un liquido che ha una composizione granulosa e che ha un ruolo sia di nutrizione degli spermatozoi che di protezione dall acidità delle vie vaginali, in cui sono inseriti gli stessi, questo liquido deriva dal deferente, dai tubuli seminali, dalla prostrata,dalle ghiandole bulbo-uretrali. Lo spermatozoo una volta immesso in vagina con l eiaculato, viene immediatamente inattivato,se noi invece prendiamo spermatozoi dal fondo della vagina li troviamo tutti morti,non abbiamo mai uno spermatozoo mobile nel fondo vaginale,gli spermatozoi vivi sono quelli che rapidamente passano nel muco cervicale e nel canale cervicale, quelli che passano rapidamente sopravvivono,tutti quelli che restano nel fondo si immobilizzano rapidamente per l acidità vaginale. La natura ha permesso un gran dispendio di energia.. Per ottenere una gravidanza un liquido seminale normale pensate presenta tra milioni per ml,mentre un eiaculato è da 2 a 4 ml 200 milioni di spermatozoi che vengono emessi 5

6 nell eiaculazione(singola), di 200 uno solo deve arrivare a fecondare,quindi vedete che dispendio!si ha una selezione,una quota parte nel liquido vaginale, un altra quota parte si disperde via via nel percorso. E chiaro che la motilità dello sp. è fondamentale,come arriva in tuba? Non dipende esclusivamente dalla motilità perché ci metterebbe una vita per camminare dal fondo della vagina fino in tuba perché ha una velocità di 60 micron/m al sec per fare 7 cm.di tuba ci impiegherebbe una vita a camminare da solo,in realtà ci sono tutta una serie di contrazioni quando si ha un rapporto,all interno delle tube generalmente si ha la produzione di prostaglandine che aumentano la contrattilità uterina e possiamo avere contrazioni che facilitano il passaggio. Nell uomo la fecondazione avviene nella porzione ampollare della tuba uterina, dove l ovocita secondario arriva, circondato dalla membrana pellucida, sospinto dal movimento ciliare dell epitelio tubarico e dalle contrazioni della muscolatura tubarica che aumentano dopo l ovulazione L ovocita secondario è allo stadio di metafase della seconda divisione meiotica, processo che si completa solo se avviene la fecondazione Si ritiene che l ovocita mantenga la capacità di essere fecondato per circa ore, dopo di che va incontro a fenomeni degenerativi e ad eliminazione Immaginate quindi che della quota totale degli spermatozoi dell eiaculato che passano nel canale cervicale, una quota restano nel canale cervicale e una quota vanno subito in utero il che significa che questa è la spiegazione per cui un rapporto fecondante può anche avvenire a distanza di 2-3 gg dall ovulazione,ovvero 2-3 gg prima dell ovulazione,questo spiega perché il periodo fertile non è il momento preciso dell ovulazione,ma quel periodo di maturazione preovulazione, quando lo spermatozoo aspetta l ovocita e l ovocita aspetta lo sp,questo è anche il motivo per cui in contraccezione e in particolare facendo contraccezione naturale con astinenza periodiche in rapporto al periodo ovulatorio si hanno poi gravidanze,non c è una variabilità assoluta! Cioè non si può dire che un rapporto 4 h prima è fecondante e 50 h prima no,c è una grande variabilità da situazioni a situazioni,variabile nella stessa coppia,e questo dipende dal fatto che gli sp. emessi con l eiaculato vengono in parte conservati e in parte dismessi nettamente(perché restano nel canale cervicale) e vedremo invece che alcuni riescono a mantenere la loro vitalità per cui in vivo resta vitale anche per 48 h.in provetta al di fuori dell ambiente limite si inattivano molto rapidamente,quindi è difficile che in provetta si trovino spermatozoo vivi per più di 24 h dall eiaculazione,in vivo invece si,e quindi sono capaci di fecondare per più tempo. Questo è uno spermatozoo che deve incontrare l ovocita,prodotto terminale di un processo che è l ovulazione,che è quel processo per cui si ha lo sviluppo da follicolo primario a 6

7 secondario fino ad antrale e poi man mano cresce fino ad avere lo scoppio del follicolo,all interno del follicolo ci sarà contemporaneamente la maturazione dell ovocita,ovvero la crescita follicolare mediata dagli ormoni FSH ed LH,e tutti i rapporti tra FSH ed LH ed anche il rapporto con la crescita follicolare e produzione ovarica degli ormoni..sappiamo tutto di questo? Dobbiamo saperlo bene,sia per i meccanismi della ovulazione,sia per la contraccezione,sia per la patologia ormonale,se non sappiamo e capiamo il meccanismo ipotalamo-ipofisario e i suoi reciproci rapporti e anche con l ovaio,non riusciamo a capire una donna che ha amenorrea ed è in menopausa o comunque l assetto ormonale della donna in menopausa,questo ha un razionale ben preciso,non bisogna impararlo,ma bisogna capire perché la donna in menopausa ha gonadotropine alte ed estrogeni bassi,questo perchè ha esaurito il corredo follicolare,non è attivato il feedback ipotalamoipofisi e livelli bassi di estrogeni continuano a stimolare la produzione di gonadrotopine che non servono a stimolare il follicolo,non c è risposta particolare e le gonatotropine continuano a crescere. Invece la bambina che non ha raggiunto la pubertà,avrà estrogeni bassi e gonadotropine basse perché ha raggiunto un grado di maturazione differente con un ovaio potenzialmente funzionante, ma c è una maturazione diversa dell asse ipotalamo- ipofisi,c è immaturità. Se quindi aumentassero le gonadotropine,l ovaio sarebbe capace di rispondere,per esempio nelle forme di pseudopubertà precoce determinate spesso da tumori,un tumore ipofisario produce le gonadotropine che stimolano l ovaio,un ovaio potenzialmente in grado di rispondere e si ha produzione di estrogeni con successivo sviluppo di tutti i caratteri sessuali secondari,come lo sviluppo del seno,dei peli e di tutti quei fattori che evidenziano la pubertà precoce. Ritorniamo all ovulo,abbiamo detto che l unità funzionale è il follicolo, la cui maturazione dà luogo al ciclo ovarico correlato al ciclo mestruale.anche qui l ovogenesi è un meccanismo di 2 divisioni meiotiche,si differenzia dalla spermatogenesi in maniera significativa per 2 motivi,uno perché comincia prima della nascita, quasi tutti gli ovociti presenti nell ovaio in metafase,quindi cominciano la divisione meiotica e si bloccano nel corso della prima divisione meiotica,ricominciano e finiscono la prima divisione meiotica quando si avrà la maturazione da follicolo primario a secondario,quando si avrà la crescita di quel follicolo,contemporaneamente l ovocita termina la prima divisione e inizia la seconda e si blocca nella seconda,per cui l ovocita ovulato viene bloccato alla seconda divisione meiotica. Quindi se noi facciamo fecondazione assistita e inoculiamo gli ovociti,riusciamo a vedere il grado di maturazione dell ovocita,se è maturo o immaturo o se è bloccato nella seconda divisione meiotica,un ovocita immaturo è quello bloccato nella prima divisione meiotica,nel corso della prima divisione meiotica,non l ha completata.riesco a capire in che fase siamo, perché qui da un ovocita primario si ha un ovocita secondario e un globulo polare, mentre nella spermatogenesi avevamo dallo spermatocita primario 2 spermatociti secondari,in questo caso qui, col microscopio posso vedere se c è il globulo polare e se c è vuol dire che ha finito la prima divisione meiotica e cosi abbiamo l ovocita secondario che ci darà la cellula uovo matura e il secondo globulo polare. In un immagine microscopica qui vediamo il cumulo ooforo che sporge nel follicolo e la zona pellucida Quindi che succede al momento dell ovulazione,siamo arrivati ad una situazione in cui il follicolo ha raggiunto una situazione di diametro di 18 mm,all interno abbiamo un ovocita che è maturo, si ha lo scoppio del follicolo,rottura della superfice ovocitaria e il liquido follicolare cade nel peritoneo,l ovocita circondato dal cumulo ooforo cade nel peritoneo, e deve essere captato dalle tube,il meccanismo è caratterizzato dal fatto che le tube sono costituite da fimbrie,che si avvicinano alla superficie ovarica si creano una serie di flussi di liquido e si ha un trasporto verso la fimbria, e generalmente viene captato.considerate che è più facile che venga captato dall ovaio omolaterale alla fimbria,considerate inoltre che una donna che ovula spontaneamente ha una 7

8 monovulazione o sull ovaio di dx o su quello di sx,questo però non è necessario. Può ovulare sia da una parte che dall altra, quindi si può dire più facilmente ma non necessariamente,per esempio se una donna è stata operata per una gravidanza extrauterina,e non ha un ovaio ma non è sterile, può succedere che venga captato l ovocita dalla fimbria controlaterale, e avere una gravidanza spontanea anche se la donna avrebbe in questo caso una minore capacità riproduttiva. Nella tuba,arriva lo spermatozoo e l ovocita e normalmente l incontro avviene nel 3 esterno della tuba,se non avviene la fecondazione lo spermatozoo e l ovocita degenerano senza nessuna particolare conseguenza,solo che se non avviene l impianto,il corpo luteo funziona solo per 14 gg, dopo 14 gg quindi ricordiamo che progesterone e testosterone diminuiscono, se il sostegno ormonale non c è più si ha una riduzione degli ormoni sessuali c è desquamazione dell endometrio e avviene la mestruazione. Se avviene la gravidanza si creeranno una serie di ormoni sessuali che andranno a stimolare e il corpo luteo in modo che continua a funzionare per più di 14 giorni,non avviene la desquamazione dell endometrio che anzi si modifica e prepara.ricapitolando le varie fasi della fecondazione,nell uomo l eiaculazione,la progressione attraverso le vie genitali femminili,la capacitazione durante la progressione nelle vie genitali femminili,è chiaro che per arrivare alla tuba è necessario che la donna abbia una vagina ottimale,un muco cervicale tale che gli spermatozoi possano passare,un utero che abbia una morfologia normale che abbia la giusta attività contrattile per permettere il passaggio degli spermatozoi nella tuba in modo sufficiente,che abbia tutti questi meccanismi funzionanti,fattori che dobbiamo studiare quando parleremo di sterilità, perché ognuno di questi può essere alterato. Ciascuno di questi fattori può dare una forma diversa di sterilità,una sterilità per il muco cervicale,per malformazioni dell utero,o problema tubarico,perché ciascuno di questi fattori può essere alterato. Abbiamo bisogno che nell eiaculato ci sia un buon numero di spermatozoi,che abbiano una buona motilità,se abbiamo un numero ridotto e una scarsa motilità questo sarebbe un fattore maschile di sterilità ed in più la donna deve non riconoscere in maniera aggressiva lo spermatozoo,permettere il loro passaggio e facilitare la capacitazione dello spermatozoo,infatti esistono tutta una serie di sterilità immunologiche nelle quali nonostante l ambiente ottimale delle vie femminili e gli spermatozoi siano ottimali si innesca un meccanismo di reazione anticorpale e immunitario contro lo spermatozoo che impedisce la fecondazione,nel versante femminile chiaramente è necessario che ovaio e utero siano perfettamente funzionanti,responsivi, che non ci siano alterazioni dell asse ipofisi-ipotalamo,che non ci siano alterazioni della tiroide o della prolattina nel meccanismo dell ovulazione,che il follicolo arrivi a maturazione e che scoppi e che sia captato dalla tuba e che quindi ci sia il riconoscimento e la reazione acrosomiale con la fecondazione. Quindi la fecondazione avviene nell ampolla della tuba uterina,dove l ovocita secondario arriva,circondato dalla membrana pellucida( e dalle cellule del cumulo ooforo),sospinto dal movimento ciliare dell epitelio tubarico e dalle contrazioni della muscolatura tubarica che aumentano dopo l ovulazione L ovocita secondario è allo stadio di metafase della seconda divisione meiotica che si completa solo alla fecondazione e questo ci aiuta molto a capire che una cellula uovo matura (come per lo spermatozoo) non l abbiamo,perché dura pochissimo la fecondazione(cioè il momento in cui viene completata la seconda divisione meiotica) e subito si trasforma in zigote,quindi lo spermatozoo una volta superato il cumulo ooforo,attraversa la zona pellucida e prende contatto con la membrana plasmatica dell ovocita,come lo fa? 8

9 Grazie alla reazione acrosomiale,che è una liberazione di enzimi litici che si trovano al davanti della testa dello spermatozoo,la testa dello spermatozoo è costituita dal nucleo,al davanti c è l acrosoma che c è un sacchetto che contiene questi enzimi,si rompe la membrana esterna, si liberano questi enzimi litici e si determina e si determina una lisi della membrana pellucida e lo spermatozoo può prendere contatto con la superficie dell ovocita.questo è lo spermatozoo,vediamo la membrana esterna e interna,si rompe la membrana e si ha la fuoriuscita di enzimi litici (acrosina,ialuronidasi,catepsinad )che permettono la digestione della matrice che circonda l ovocita. In particolare quindi : La reazione acrosomiale si manifesta con la fusione in più punti della membrana plasmatica con la membrana acrosomale esterna e loro conseguente lisi con fuoriuscita del contenuto enzimatico (ialuronidasi, fosfatasi acida, collagenasi,etc.) della vescicola acrosomiale che digerisce la matrice che tiene unite le cellule della zona pellucida Superata la zona pellucida lo spermatozoo si viene a trovare a livello dello spazio perivitellino e viene a contatto con la membrana plasmatica dell ovocita, si fondono le 2 membrane plasmatiche e lo spermatozoo penetra all interno dell ovocita con tutta la forza. Quando prende contatto con la membrana citoplasmatica succedono 2 cose fondamentali: 1. la prima è il blocco della polispermia, cioè solo uno spermatozoo entra nell ovocita, se entrassero più spermatozoi l embrione non avrebbe un patrimonio diploide ma triploide o poliploide a seconda di quanti spermatozoi entrano,quindi appena uno spermatozoo prende contatto con la membrana ovocitaria si impedisce l entrata di altri spermatozoi,l unica possibilità è che prendino contatti in contemporanea,evento raro. In questo caso si avrà una gravidanza gemellare. Quindi da un lato si attiva il meccanismo del blocco della polispermia,dall altro appena entrato 2. si completa la meiosi nell ovocita,quindi si riprende dallo stadio di metafase della seconda divisione meiotica,si forma l uovo maturo e si espelle il secondo globulo polare 9

10 Se io in tecniche di fecondazione assistita voglio vedere se è avvenuta la fecondazione,vedo se c è il secondo globulo polare,se è avvenuta la fecondazione il biologo dopo un certo tempo che ha messo lo spermatozoo vicino all ovocita vede se è stato fecondato,se cioè è stato espulso il secondo globulo polare. Quindi se c è il primo globulo polare vuol dire che quell ovocita è in M2,cioè maturo,ovvero ha completato la prima divisione meiotica e sta nel corso della seconda,se non ha il globulo polare è in corso della prima divisione meiotica ed è immaturo, se dopo la fecondazione c ho il secondo globulo polare vuol dire che è avvenuta la fecondazione,considerate che i globuli polari sono importanti,perché hanno lo stesso patrimonio genetico dell ovocita e questo nella procedura della diagnosi PREIMPIANTO che è una procedura di fecondazione assistita che permette di valutare da un punto di vista genico l embrione, è importante l analisi del globulo polare per la diagnosi di patologie importanti,si vede se c è una trisomia 21 per esempio,è una cosa che riguarda solo il versante femminile ma ci sono tutta una serie di patologie trasmesse dal sesso femminile e sapere se hanno un patrimonio geneticamente esatto è importante. Lo spermatozoo quindi entra all interno del citoplasma dell ovocita,giunto nell ooplasma i componenti strutturali dello spermatozoo vanno incontro a degenerazione, la membrana nucleare si rompe e il materiale in essa contenuto va a formare il pronucleo maschile con contemporaneo sviluppo di quello femmine,da qui si forma lo zigote che è una cellula particolare che ha una membrana citoplasmatica in parte femminile e in parte maschile e 2 pronuclei separati,uno maschile e uno femminile quindi non è un embrione,perché ricordiamo l embrione ha un patrimonio genetico ben preciso,questo non è nè ovocita nè spermatozoo( per quanto ne dica la legge 40 sulla fecondazione assistita,noi al Senato abbiamo proposto uno zigote che non era ancora embrione ma già c era stata la fecondazione, ma da un punto di vista teorico non era ancora embrione,perché aveva un patrimonio cromosomico in parte femminile e in parte maschile,e poichè si è discusso molto sulla legge 40 per cui le motivazioni erano filosofiche,tipo che l embrione ha una sua perfetta autonomia e dignità di embrione,cose assurde..nel senso che l embrione dipende dalla madre,non esistono embrioni autonomi,vivono soltanto se si impiantano). La differenza strutturale tra la legge 194 e la 40 è che nella 194 si può interrompere un embrione,si può fare l aborto,non si riconosce come un individuo nella 40 non si può perchè viene considerato un individuo a se stante e quindi poichè noi come individui non possiamo essere soppressi non possiamo nemmeno tenere un embrione in laboratorio,e quindi lo zigote poteva unire tutte le esigenze,da un punto di vista biologico per esempio sul congelamento dell embrione si dava più possibilità di successo di fecondazione assistita,perché lo zigote è più facilmente congelabile dell ovocita,cmq non è passata.lo 10

11 zigote è l unica cellula il cui patrimonio cromosomico materno è separato da quello paterno, con 2 pronuclei differenti cioè. I due pronuclei quindi, dopo aver duplicato il loro DNA vanno incontro alla profase della prima divisione di segmentazione. Scomparsi i nucleoli e l involucro nucleare i due gruppi di cromosomi si dispongono (anfimixi) all equatore in un unico fuso mitotico. Una volta che si è formato lo zigote,lo zigote si replica subito,si avrà la reazione del fuso di segmentazione e si passa alla prima divisione di segmentazione e si passa all embrione a 2 cellule,diverse rispetto allo zigote poichè avranno un patrimonio genetico 50% materno e 50% paterno ma uniti tra loro,si passa quindi da uno zigote a cellula singola con 2 pronuclei separati, ad un embrione a due cellule,non esiste un embrione ad una cellula,ma l embrione nasce a 2 cellule dalla divisione dello zigote. Poi si avrà la replicazione indipendente di DNA in ogni pronucleo,prima di arrivare ad embrione a 3 cellule,possiamo anche avere un embrione a 6 cellule. Abbiamo poi la formazione di 2 blastomeri nello stadio di morula,questi continuano a dividersi e abbiamo più cellule,possiamo avere anche blastomeri a piccole cellule,non abbiamo la replicazione di tutte le cellule in contemporanea per cui se ho un embrione posso avere più cellule,posso dire che 2 cellule si sono divise prima e 2 si dividono dopo,queste cellule sono totipotenti nel senso che se prendo un blastomero e lo stacco me lo metto in coltura noi abbiamo un gemello identico questo è importante per la diagnosi preimpianto,se distacco il blastomero ho un patrimonio genetico completo dell embrione,uno che si forma lo posso gettare e l altro mi continua a crescere in maniera totipotente identica all embrione. Quindi si replica, continua a crescere e migra e va dal 3 esterno della tuba verso l utero dove si deve andare ad impiantare,la segmentazione consiste in rapide divisioni mitotiche che con la formazione di blastomeri danno vita alla morula che dà l impressione di una mora,la morula è una struttura solida con superficie bozzuta ed ogni bozzettino è un blastomero.la morula è costituita da blastomeri con spazi delimitati da membrana per potersi scambiare a 3-4 gg dalla fecondazione,in realtà un gruppo di blastomeri è al centro e un altro perifericamente a corona,per i primi 3-4 gg dalla fecondazione ogni blastomero si divide e determina la formazione della morula che nel frattempo è arrivata in utero e si deve impiantare allo stato di blastocisti,cosa è la blastocisti?e una struttura cava,all interno c è un liquido che forma una cavita (cisti) chiamata blastocisti,all interno di questa blastocisti possiamo identificare un polo embrionale e un polo trofloblastico cioè si comincia a differenziare quello che è l embrione, e in particolare tutta la struttura della morula darà vita a queste 2 strutture che si devono differenziare,una va verso la placenta e una va verso l embrione. La blastocisti si impianta là dove si trova,dopo 3-4 gg dalla fecondazione dove si trova là si impianta,in condizioni fisiologiche nell utero ma se per fatti flogistici locali non è possibile e sta nelle tube,la gravidanza extra insorge per questo motivo,perché la progressione dell embrione nella tuba è rallentata e dopo 3-4 gg si ha l impianto,se mai avesse un percorso inverso in senso latero-laterale e non latero-mediale e va in peritoneo e si impianta sull ovaio abbiamo la gravidanza addominale,evento estremamente raro. Se poi è veloce e passa dall utero al canale cervicale si impianta nel collo dell utero,pensate che la blastocisti, la parte trofloblastica ha una grossissima capacità di penetrazione dove si trova là si impianta. Logicamente la migrazione verso l utero dipende dalle caratteristiche dell utero ma soprattutto dalla motilità della tuba che ha una mucosa di tipo ciliare,ciglia che aiutano, e prima dell ovulazione tendono a facilitare la progressione dello spermatozoo verso 11

12 l ovocita prima della fecondazione,dopo la fecondazione favoriscono la progressione dell embrione. Quindi la blastocisti migra nella cavità uterina resta per qualche ora,si libera della zona pellucida e incomincia l impianto. Se io metto l embrione nell utero mi si impianta solo in una fase ben precisa,ovvero in una finestra ovvero periodo di massima di recettività endometriale all impianto, è recettivo perché l utero deve essere prima preparato dagli estrogeni prima e dal progesterone dopo,deve cioè subire delle modificazioni in maniere che l embrione trovi l ambiente migliore per impiantarsi,se non trova l ambiente ottimale,l embrione non si impianta. La situazione è sicuramente ormono-dipendente.l utero mantiene questa capacità grazie agli ormoni,questo è dimostrato dalle madri-nonne sessantenni nella fecondazione assistita che se opportunamente stimolate,ovvero se si prepara l utero della donna,la donna puo accogliere l embrione. Come si fa? Si prende l embrione di una coppia giovane e si trasferisce nell utero della donna,precedentemente preparato con ormoni esterni,perché avendo l ovaio non più funzionante non ne produce di endogeni,quindi con dosi ottimali si può accogliere l embrione,quindi anche se una donna di 60 non può produrre ovociti,ha un utero che se opportunamente stimolato può ancora funzionare,con modifiche dell endometrio che diventa capace di determinare l impianto. D altra parte l intercezione post-fetale,ovvero la pillola del giorno dopo come agisce?andando a modificare la capacità endometriale,non và ad agire sull embrione che in realtà si forma dopo,quindi va ad interferire sul periodo finestra cioè fa in modo che quell endometrio che si era preparato ad accogliere l embrione con una forte carica ormonale si và a sbilanciare e non riesce più ad accogliere l embrione. Fisiologicamente la finestra è di 4 giorni ed una donna che ha un ciclo regolare l impianto deve essere tra il giorno 20 e giorno 24, il ciclo dura 28 gg,quella che varia è sempre la fase follicolare,quella fissa è la post-ovulatoria,quindi se una donna ha un ciclo di 35 gg,ha sicuramente una fase pre-ovulatoria più lunga e chiaramente cambia il periodo fertile,ma la fase post-ovulatoria è costante,perché non esiste in natura un corpo luteo che dura più di 14 giorni,se dura di più ci sono due possibilità : o è gravida o ha una patologia come una cisti per cui continua a produrre ormoni. Quindi la blastocisti incomincia ad impiantarsi nell endometrio,l annidamento comincia intorno al 7 giorno e dura 6 giorni per completarsi quindi intorno al 13 esimo ed è il prodotto di una interazione tra trofoblasto ed endometrio. Il trofoblasto comincia a differenziarsi e trasformarsi in citotrofloblasto e sinciziotroblasto,prima c è il contatto tra blastocisti ed endometrio (apposizione) poi c è la adesione e successiva invasione in cui la blastocisti prende contatto con la vascolarizzazione della madre(si formano contatti vascolari).l impianto avviene verso il fondo dell utero o faccia anteriore(più raro),possiamo avere impianti anomali che possono dipendere per gravidanze extra,essenzialmente della funzionalità tubarica,per impianti in utero dalla presenza di MIOMA dell utero i,ovvero patologie organiche,e si impianta in zone dove non è presente il mioma,come per esempio negli impianti bassi,dove ci saranno patologie della gravidanza,perché qui si impianterà la placenta e si svilupperà il contatto tra placenta e embrione e la placenta si sviluppa in basso, per cui ci sarà una patologia del terzo trimestre che si chiama PLANCENTA PREVIA.Abbiamo detto che c è la trasformazione in citotrofoblasto,nella formazione del disco embrionale,c è poi lo formazione della placenta e dei villi placentari in un meccanismo che si chiama placentazione. Cerchiamo di riassumere: Cronologia eventi essenziali 12

13 Replicazione indipendente di DNA in ogni pronucleo Rottura delle membrane pronucleari Condensazione dei cromosomi Organizzazione sul piatto equatoriale del primo fuso Prima divisione cellulare Embrione a due cellule A : ovocita in metafase B : lo spermatozoo è entrato nell ovocita che ha completatola seconda divisione meiotica C : si formano il pronucleo femminile e quello maschile D : avviene la duplicazione del DNA e sono evidenziati i cromosomi E : i cromosomi materni e paterni sidispongono insieme (anfimixi)sul piano equatoriale del primo fuso di segmentazione La prima divisione di segmentazione si conclude con la formazione dei primi due blastomeri PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO Eventi che caratterizzano la prima settimana di sviluppo dell uovo fecondato sono: 1. Segmentazione 2. Migrazione attraverso le tube fino alla cavità uterina 3. Impianto dell uovo fecondato SEGMENTAZIONE 13

14 La segmentazione dell uovo fecondato consiste nella rapida successione di divisioni mitotiche che portano alla formazione di numerose cellule sempre più piccole, dette blastomeri; l uovo fecondato si trasforma pertanto in una struttura pluricellulare. Ciascun blastomero mantiene la sua totipotenza fino allo stadio embrionale di 4-8 blastomeri: da ognuno di essi può svilupparsi un embrione completo Col proseguire della segmentazione l embrione raggiunge lo stadio di morula (12 36 blastomeri) ammasso centrale di blastomeri contenuto nello spazio ancora delimitato dalla membrana pellucida (4 giorni dalla fecondazione) Dallo stadio di blastomeri, per assunzione di liquido dall esterno e per secrezione dei blastomeri stessi comincia nella morula a formarsi una cavità, il blastocele, ripiena di liquido: l embrione assume un aspetto cistico e prende il nome di blastocisti Blastocisti : sfera cava la cui parete è formata da un unico strato di blastomeri appiattiti, il trofoblasto, nella quale sono raggruppati ad una estremità (polo embrionale) i blastomeri più interni a costituire il nodo embrionale. MIGRAZIONE E IMPIANTO Le contrazioni peristaltiche della muscolatura della tuba ed il battito ciliare dell epitelio fanno si che l uovo fecondato percorra in 3-4 giorni tutta la tuba uterina e raggiunga, allo stadio di morula la cavità uterina. E nella cavità uterina che la morula diventa blastocisti. 14

15 IMPIANTO Verso la fine della prima settimana (6-7 giorno) la blastocisti, costituita da circa 180 cellule, comincia ad impiantarsi nell endometrio (impianto interstiziale); dapprima aderisce alla mucosa uterina mediante il trofoblasto del polo embrionale, poi inizia ad erodere l epitelio per portarsi nella sottostante tonaca propria. L annidamento della blastocisti nell endometrio, che si completerà intorno al 13 giorno, è frutto di una reciproca interazione fra trofoblasto ed endometrio e si verifica infatti per l attività erosiva del trofoblasto la cui azione proteolitica è però attivata dalla mucosa uterina stessa. Quando avviene l impianto, normalmente ha luogo nella parte superiore della faccia posteriore dell utero o, più raramente, della faccia anteriore. Possono tuttavia aversi impianti anomali che si possono verificare o nello stesso utero in vicinanza dell OUI (impianti bassi) che esitano in una placenta previa (0,5% delle gravidanze) oppure al di fuori dell utero (gravidanze extrauterine). 15

16 Possono tuttavia aversi impianti anomali che si possono verificare o nello stesso utero in vicinanza dell OUI (impianti bassi) che esitano in una placenta previa (0,5% delle gravidanze) oppure al di fuori dell utero (gravidanze extrauterine). 16