Cenni di embriologia. studio dei processi tramite i quali gli organismi crescono e si sviluppano prima della nascita

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1 Cenni di embriologia studio dei processi tramite i quali gli organismi crescono e si sviluppano prima della nascita

2 Origine comune l ontogenesi ripercorre la filogenesi Heackel

3 Sviluppo embrionale Tutte le cellule del corpo umano originano da una sola cellula iniziale, lo zigote, a seguito di migliaia di successive divisioni. La segmentazione dell'uovo ha inizio subito dopo la fusione dei gameti e procede con la formazione delle prime cellule dette blastomeri. Dopo un certo numero di divisioni cellulari l'embrione si presenta come un aggregato di cellule tondeggianti che presentano l'aspetto di una mora (morula). fecondazione zigote prima divisione morula

4 Sviluppo embrionale In un momento successivo all'interno della massa di cellule che costituisce la morula si forma una cavità, il blastocele e all'embrione si dà il nome di blastula. BLASTULA

5 Sviluppo embrionale Inizia quindi un processo che porta una parte delle cellule della calotta a introflettersi. L'embrione a questo punto acquista la forma di un sacco a doppia parete al quale viene dato il nome di gastrula. Il nome di gastrula sta ad indicare che in esso è comparsa una cavità, l'intestino primitivo, (archenteron) che si apre all'esterno mediante un blastoporo. Lo strato cellulare superficiale della gastrula prende il nome di foglietto esterno o ectoderma, mentre lo strato sottostante è detto foglietto interno o endoderma. Lo sviluppo embrionale prosegue con la formazione di un terzo strato cellulare che si inserisce tra il foglietto interno e quello esterno: ad esso viene dato il nome di foglietto medio o mesoderma. GASTRULA

6 Sviluppo embrionale Il foglietto medio (mesoderma) si sfalda presto in due strati. Lo strato esterno tappezza la parete interna del corpo, quello interno fascia l'intestino; entrambi cooperano alla formazione dei mesenteri che sostengono l'intestino all'interno nella nuova cavità. Questa cavità, detta celoma, è contenuta tra i due foglietti mesodermici. Nella maggior parte dei phyla animali lo sviluppo embrionale termina con la formazione del terzo foglietto, e ad essi si dà il nome di triploblastici.

7 Sviluppo embrionale Negli animali triploblastici, Platelminti eccettuati, l'intestino non è più sacciforme, ma tubolare essendo munito di due aperture: la bocca e l'ano. La formazione di queste due aperture che consente un flusso di cibo molto efficiente è stato un passo evolutivo assai importante. In una serie di phyla animali la bocca deriva dal blastoporo e l'ano si forma ex novo all'estremità opposta dell'embrione. In altri phyla invece è l'apertura anale che deriva dal blastoporo, mentre la bocca si forma ex novo. I phyla della prima serie vengono indicati col nome collettivo di protostomi (Anellidi, Molluschi, Artropodi), i phyla della seconda serie sono indicati col nome di deuterostomi (Echinodermi e Cordati, tra cui l uomo).

8 Sviluppo embrionale nell uomo

9 Istogenesi ed organogenesi Terminato lo sviluppo embrionale il programma ontogenetico prosegue con la formazione dei tessuti (istogenesi) e degli organi (organogenesi). L'organogenesi varia a seconda dei phyla, tuttavia l'origine di tessuti e organi, presenta caratteristiche comuni: Dal foglietto esterno (ectoderma) derivano l'epidermide e il tessuto nervoso, ed anche i recettori di senso che mettono in comunicazione l'organismo col mondo esterno. Dal foglietto interno (endoderma) deriva l'intestino con le ghiandole digestive; da esso derivano anche i polmoni. Dal foglietto medio (mesoderma) prendono origine la muscolatura, lo scheletro, l'apparato escretore, nonché le gonadi. Anche le lamine peritoneali sono di derivazione mesodermica. La formazione di complessi organi di senso, e degli arti cooperano tessuti di diversa provenienza: la loro forma definitiva è conseguita attraverso la crescita differenziale ed orientata di questi tessuti.

10 Differenziazione cellulare

11 Differenziazione cellulare Durante le prime fasi di sviluppo embrionale, le cellule indifferenziatevnon hanno una specifica funzione e sono totipotenti. Ogni singola cellula è potenzialmente in grado di generare tutti i tipi di tessuti, organi o addirittura un intero individuo.

12 Le cellule staminali Prelevando e coltivando opportunamente cellule totipotenti (staminali) è possibile ottenere colture di cellule tutte uguali (clonazione in vitro) più o meno organizzate in tessuti.

13 Le cellule staminali Un trapianto di cellule staminali consiste nell'infusione di cellule staminali sane nel corpo. Un trapianto di cellule staminali può essere necessario se il midollo osseo smette di funzionare e non produce abbastanza cellule staminali sane.

14 Le cellule staminali Le cellule staminali sono cellule il cui destino non è ancora "deciso". Possono originare vari tipi di cellule diverse, attraverso un processo denominato "differenziamento". Nelle fasi iniziali dello sviluppo umano, le cellule staminali, situate nell'embrione, sono diverse da tutti i tipi di cellule esistenti nell'organismo, ovvero da quelle cerebrali, ossee, cardiache, muscolari, epidermiche... La possibilità di controllare lo spettacolare potere di queste cellule staminali embrionali, allo scopo di curare vari tipi di malattie, entusiasma gli studiosi. Per esempio, il morbo di Parkinson e l'alzheimer sono il risultato di lesioni in gruppi determinati di cellule cerebrali. Con la realizzazione di un trapianto di cellule staminali derivate da un embrione alla parte del cervello colpita, gli scienziati sperano di sostituire la parte di tessuto cerebrale danneggiata. In un futuro prossimo, la ricerca sulle cellule staminali potrà rivoluzionare il modo di curare tante altre "malattie mortali" come l'ictus, il diabete, le malattie cardiache e, addirittura, le paralisi.

15 Clonazione Riproduzione asessuata di un intero organismo o di singole cellule In natura: molti organismi unicellulari, alcuni invertebrati (anellidi, platelminti), le piante. In agricoltura il termine viene utilizzato per indicare una tecnica che l'uomo utilizza da tempo per riprodurre piante con talee, margotte e innesti. In ingegneria genetica molecolare o in biotecnologia la parola indica la riproduzione di tratti di catena di DNA. Nel processo vengono impiegati vettori di clonazione (plasmidi e batteriofagi) Nella moderna genetica, e nelle scienze biologiche applicate in genere, la clonazione è la tecnica di produzione di copie geneticamente identiche di organismi viventi tramite manipolazione genetica. In questa ultima accezione il termine è divenuto di uso comune a partire dagli anni novanta, quando prima Neal First (1994), quindi Ian Wilmut (il padre della famosa pecora Dolly ) provarono a clonare, con successo, una pecora.

16 Clonazione