Duplicazione cellulare

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1 Duplicazione cellulare

2 La morte è necessaria? William R. Clark Sesso e origini della morte, McGraw-Hill, 1998

3 Riproduzione negli organismi pluricellulari Partenogenesi Riproduzione sessuale

4 Riproduzione Asessuata Vantaggio aritmetico Risparmio energetico Rapida I figli sono cloni Bassa variabilità dovuta solo a mutazioni Vantaggiosa in ambienti stabili Sessuata Implica formazione di gameti I gameti si devono incontrare Aumenta la variabilità genetica

5 Produrre maschi ha un costo enorme Vantaggio/svantaggio del sesso dipende dalla velocità dei cambiamenti ambientali I parassiti Ogni organismo è in costante lotta evolutiva con i suoi parassiti

6 Coniugazione batterica Passaggio di DNA plasmidico

7 La riproduzione sessuata Implica la selezione sessuale: competizione tra maschi (armi) scelta del partner (ornamenti) La selezione sessuale è un forte motore di variabilità di specie Andrea Pilastro Sesso ed evoluzione, Bompiani 2007

8 Carattere adattativo?

9 Selezione sessuale Darwin 1871 ipotesi molto contrastata Verificata sperimentalmente (coda dei fagiani) Ornamenti: canto, colori, strutture, odori, giardino In questi casi la scelta è femminile Ma perché la femmina sceglie il maschio più attraente con Caratteristiche che sembrano poco adattative?

10 Fitness di un organismo deve tener conto di: Capacità di sopravvivenza Capacità di riprodursi Avere nipoti Esempio della Mantide religiosa (conflitto sessuale)

11 I cromosomi umani Cromosomi omologhi autosomi 23 paia Cromosomi sessuali eterosomi

12 Determinazione genetica del sesso XXY: Maschio Y : letale X : fem

13 Sesso genetico: XX XY Sesso gonadico: In base al sesso genetico la gonade Si differenzia in ovaio o testicolo Senza un testicolo funzionante lo Sviluppo avviene in senso femminile Sesso fenotipico

14 Le gonadi svolgono due funzioni Gametogenesi : produzione delle cellule germinali Steroidogenesi: produzione di ormoni sessuali Entrambe regolate dalle gonadotropine ipofisarie (FSH e LH) che a loro volta sono regolate dall ormone ipotalamico GnRH costituito da 10 aa I neuroni GnRH ricevano afferenze dopaminergiche,serotoninergiche e adrenergiche La secrezione di GnRH è inibita da CRH per cui in condizioni di stress ci può essere inibizione della funzione riproduttiva

15 Dimensioni circa 6mm

16 Sviluppo dei genitali esterni

17 Gene SRY Proteina SRY Effetti genomici Sex-determing Region Y Codifica per un fattore di Trascrizione Se manca SRY> femmine Se presente SRY> maschi

18 Alterazione dei cromosomi sessuali Sindrome di Turner X fenotipo femminile con infantilismo sessuale alla pubertà e amenorrea Sindrome di Klinefelter XXY fenotipo maschile con scarsa virilizzazione alla pubertà

19 7M 1M 400 arrivano All ovulazione 100M/ml

20 Patologie legate al cromosoma X Distrofia muscolare di Duchenne Se il gene legato al cromosoma X dalla madre è difettoso, il figlio maschio manifesterà la mutazione

21 La gametogenesi è sotto controllo ormonale Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi

22 Gli ormoni steroidei ciclopentanoperidrofenantrene

23 Vie di sintesi degli ormoni steroidei

24 Lo sviluppo dei genitali esterni maschili richiede il diidrotestosterone Ad opera dell enzima 5alfareduttasi Una mutazione inattivante nel gene che codifica per la 5alfareduttasi Causa ambiguità nei genitali esterni Alla nascita sembrano bambine

25 Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi Retroazione + e -

26 Gonadotropine FSH LH Sono glicoproteine che regolano lo sviluppo delle gonadi La maturazione sessuale Secrezione steroidi sessuali FSH nel maschio:stimola le cellule del Sertoli a mantenere in funzioni le cellule germinali, nella femmina stimola le cellule della granulosa e sostiene la crescita dei follicoli ovarici LH stimola la steroidogenesi testicolare e ovarica

27 L ipotalamo produce in modo pulsatile GnRH (ogni 3 ore) Solo se rilasciato in modo pulsatile GnRH è efficace Livelli costanti di GnRH causano down regulation dei recettori ipofisari Livelli costanti di agonisti di GnRH determinano castrazione chimica reversibile

28 Inibine e attivine prodotte dalle gonadi Ormoni peptidici che agiscono in retroazione su ipofisi e ipotalamo Fanno parte della famiglia dei transforming growth factor beta A basse concentrazioni di estrogeni retroazione A alte concentrazioni di estrogeni retroazione + Importante nel ciclo riproduttivo femminile

29 Strutture riproduttive nel maschio I testicoli necessitano una temperatura di circa 35 Ghiandole accessorie: Vescicole seminali Prostata G. Bulbouretrale Producono il Liquido seminale

30 Tubulo seminifero spermatogonio C.Sertoli Le cellule del Sertoli unite da Tight junctions costituiscono La barriera emato-testicolare C. di Leydig: testosterone

31 Struttura dello spermatozoo 70 giorni da spermatogonio a spermatozoo Testa: 5-10 μm L acrosoma contiene enzimi Idrolitici e proteolitici Coda: 60 μm Canali de Ca Che attivano il Motore molecolare

32 Controllo ormonale della spermatogenesi ASSE IPOTALAMO IPOFISI GONADI

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34 Riflesso dell erezione Eiaculazione: Sotto controllo ortosimpatico

35 Androgeni:steroidi anabolizzanti Effetti collaterali Tumori epatici Sterilità (atrofia testicolare) Effetti sul SNC dipendenza

36 Parete uterina Follicoli a vari stadi

37 Il ciclo ovarico comprende 3 fasi: Fase follicolare Ovulazione Fase luteale Il ciclo uterino comprende 3 fasi: Mestruo Fase proliferativa Fase secretoria Parallelamente si può osservare il ciclo ormonale

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39 CONTROLLO ORMONALE DEL CICLO MESTRUALE Fase follicolare O Fase luteinica

40 Parete uterina Follicoli a vari stadi

41 Dall ovulo verso l esterno FOLLICOLI ovulazione 2 cm

42 Fattori che influenzano la funzione riproduttiva nella donna Stress Stato nutrizionale Ciclo luce-buio

43 FECONDAZIONE Circa 100 spermatozoi, dei milioni, raggiungono l ovulo nella tuba di Falloppio Gli spermatozoi dopo la capacitazione nella vagina (capacità di muoversi) rilasciano enzimi dall acrosoma per penetrare gli strati cellulari e la zona pellucida

44 Fusione dello spermatozoo e dell ovulo per formare lo zigote Lo spermatozoo si lega a recettori di membrana 2 divisione meiotica

45 Ovulazione, fecondazione e impianto

46 10 mm 7-8 settimane di gravidanza Inizio gravidanza 1 giorno dall ultima mestruazione

47 La placenta Produce ormoni: gonadotropina corionica,lattogeno placentare, progesterone e altri ormoni di funzione poco nota (CFH relaxina Garantisce gli scambi tra sangue materno e fetale

48 La gonadotropina corionica Induce il corpo luteo a produrre Progesterone Si misura nei test di gravidanza La placenta permette gli scambi di Gas respiratori e nutrienti

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51 Circuito a feed back positivo: Stiramento cervice Rilascio ossitocina Contrazioni uterine Spinta del feto nella cervice Stiramento cervice In risposta all ossitocina Le cellule endometriali Rilasciano prostaglandina Che stimola ulteriormente La contrazione (Ca++)

52 PNAS 106, 2009 Le difficoltà del parto sono connesse alla postura eretta e al bipedismo sono meno evidenti nelle grandi scimmie (non c è rotazione del neonato) così come nell Australopithecus e nel Neanderthal Compromesso tra le dimensioni del cranio del neonato e le dimensioni pelviche limitate da aspetti biomeccanici dei bipedi Il parto è quasi sempre assistito

53 Ghiandola mammaria Lobulo della ghiandola mammaria Cellule secretorie Cellule mioepiteliali Dotto galattoforo

54 Controllo ormonale della Secrezione e della eiezione di latte PIH: dopamina che inibisce il Rilascio di prolattina Agonisti della dopamina come Farmaci per bloccare la lattazione

55 Composizione del latte umano 3-5% grassi (ac.oleico, palmitico) 0,8-0,9 proteine (caseina 7% carboidrati (lattosio

56 Contraccettivi: Mezzi barriera Prevenzione impianto Terapie ormonali