Duplicazione cellulare
La morte è necessaria? William R. Clark Sesso e origini della morte, McGraw-Hill, 1998
Riproduzione negli organismi pluricellulari Partenogenesi Riproduzione sessuale
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
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
Coniugazione batterica Passaggio di DNA plasmidico
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
Carattere adattativo?
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?
Fitness di un organismo deve tener conto di: Capacità di sopravvivenza Capacità di riprodursi Avere nipoti Esempio della Mantide religiosa (conflitto sessuale)
I cromosomi umani Cromosomi omologhi autosomi 23 paia Cromosomi sessuali eterosomi
Determinazione genetica del sesso XXY: Maschio Y : letale X : fem
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
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
Dimensioni circa 6mm
Sviluppo dei genitali esterni
Gene SRY Proteina SRY Effetti genomici Sex-determing Region Y Codifica per un fattore di Trascrizione Se manca SRY> femmine Se presente SRY> maschi
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
7M 1M 400 arrivano All ovulazione 100M/ml
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
La gametogenesi è sotto controllo ormonale Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi
Gli ormoni steroidei ciclopentanoperidrofenantrene
Vie di sintesi degli ormoni steroidei
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
Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi Retroazione + e -
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
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
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
Strutture riproduttive nel maschio I testicoli necessitano una temperatura di circa 35 Ghiandole accessorie: Vescicole seminali Prostata G. Bulbouretrale Producono il Liquido seminale
Tubulo seminifero spermatogonio C.Sertoli Le cellule del Sertoli unite da Tight junctions costituiscono La barriera emato-testicolare C. di Leydig: testosterone
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
Controllo ormonale della spermatogenesi ASSE IPOTALAMO IPOFISI GONADI
Riflesso dell erezione Eiaculazione: Sotto controllo ortosimpatico
Androgeni:steroidi anabolizzanti Effetti collaterali Tumori epatici Sterilità (atrofia testicolare) Effetti sul SNC dipendenza
Parete uterina Follicoli a vari stadi
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
CONTROLLO ORMONALE DEL CICLO MESTRUALE Fase follicolare O Fase luteinica
Parete uterina Follicoli a vari stadi
Dall ovulo verso l esterno FOLLICOLI ovulazione 2 cm
Fattori che influenzano la funzione riproduttiva nella donna Stress Stato nutrizionale Ciclo luce-buio
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
Fusione dello spermatozoo e dell ovulo per formare lo zigote Lo spermatozoo si lega a recettori di membrana 2 divisione meiotica
Ovulazione, fecondazione e impianto
10 mm 7-8 settimane di gravidanza Inizio gravidanza 1 giorno dall ultima mestruazione
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
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
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++)
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
Ghiandola mammaria Lobulo della ghiandola mammaria Cellule secretorie Cellule mioepiteliali Dotto galattoforo
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
Composizione del latte umano 3-5% grassi (ac.oleico, palmitico) 0,8-0,9 proteine (caseina 7% carboidrati (lattosio
Contraccettivi: Mezzi barriera Prevenzione impianto Terapie ormonali