FECONDAZIONE E IMPIANTO

Dipartimento di Scienze Ginecologiche, Ostetriche e della Riproduzione FECONDAZIONE E IMPIANTO Prof. Nicola Colacurci FECONDAZIONE Insieme dei fenomeni attinenti al riconoscimento e all unione dei due gameti e all ottenimento dell embrione Formazione di gameti maturi (spermatozoo e ovocita) Presenza contemporanea nel sito di fecondazione Riconoscimento dei due gameti Fusione dei due gameti Scaricato da www.sunhope.it 1

SPERMATOGENESI Insieme dei fenomeni che trasformano la cellula gametica primitiva (spermatogonio di tipo A) in cellula gametica matura (spermatozoo) Si distinguono tre fasi: 1. moltiplicazione degli spermatogoni 2. meiosi (n dei cromosomi passa da 46 a 23) 3. spermiogenesi La spermatogenesi è controllata dall FSH e dal testosterone. FSH si lega a recettori espressi sulle cellule del Sertoli e stimola la produzione di ABP (Androgen Binding Protein) LH si lega a recettori espressi sulle cellule di Leydig e stimola la produzione di testosterone (T) T si lega ABP e nel tubulo seminifero stimola la maturazione degli spermatidi e degli spermatozoi SPERMATOGENESI Gli Spermatogoni di tipo A si moltiplicano per mitosi e formano lo Spermatogonio di tipo B. Ciascun Spermatogonio di tipo B dà origine a 2 Spermatociti primari. Nello Spermatocita primario inizia la meiosi che dimezza il num dei cromosomi da 46 a 23 e porta alla formazione di due Spermatociti secondari (I div. Meiotica) Dallo Spermatocita secondario si formano 2 Spermatidi (II Div.meiotica) Lo Spermatide evolve in Spermatozoo (SPERMIOGENESI). Il ciclo spermatogenico è di 74 giorni. Scaricato da www.sunhope.it 2

SPERMATOZOO Lo spermatozoo è la cellula sessuale maschile, 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(24 48ore). Nel periodo di piena maturità sessuale, un uomo può produrre fino a 100.000 spermatozoi ogni mm 3 di sperma La loro produzione è continua. SPERMATOZOO TESTA NUCLEO vi sono condensati i cromosomi ACROSOMA organello che avvolge come un cappuccio la parte ant del nucleo. contiene gli enzimi proteolitici,particol. Ialuronidasi e acrosina TRATTO INTERMEDIO: contiene numerosi mitocondri disposti ad elica attorno ad una struttura centrale costituita da: CENTRIOLO,di enorme importanza in quanto dopo la fecondazione provvede ad organizzare i microtubuli del fuso mitotico CAPITULUM,placca fibrosa da cui dipartono le fibre che costituiscono la struttura portante centrale del tratto intermedio stesso e del flagello,detta assonemma Scaricato da www.sunhope.it 3

SPERMATOZOO CODA o FLAGELLO formata da una guaina fibrosa a fibre circolari che circonda esternamente l assonemma. questo comprende 9 coppie di microtubuli che circondano 2 microtubuli centrali.essi consentono la flessione lat. E quindi i movimenti laterali li della coda che assicurano l avanzamento progressivo dello spz. MODIFICAZIONI SPZ preieiaculazione Gli spermatozoi prodotti nei tubuli seminiferi del testicolo, migrano nell epididimo dove vanno incontro a : MATURAZIONE: acquistano la capacità di muoversi ACQUISIZIONE: di origine i v.seminali eprostata t SPERM COAT: funzione immunomascherante Scaricato da www.sunhope.it 4

Vita embrionale OVOGENESI Oogonio Oogonio (46 cr) Ovocita primario (46 cr) MITOSI Pubertà Durante il ciclo ovarico ovocita primario arresto divisione Ripresa meiosi Espulsione I glob.polare Ovocita secondario (23 cr) Arresto divisione PROFASE Leptotene Zigotene Pachitene Diplotene Diacinesi Diplotene MEIOSI I MEIOSI II Scoppio del follicolo STADI MATURAZIONE OVOCITARIA PROFASE 1 Scaricato da www.sunhope.it 5

STADI MATURAZIONE OVOCITARIA METAFASE 1 UOMO EIACULAZIONE DONNA CICLO OVARICO PROGRESSIONE NEI GENITALI FEMMINILI OVULAZIONE CAPACITAZIONE PASSAGGIO NELLA TUBA UTERINA PORZIONE AMPOLLARE DELLA TUBA REAZIONE ACROSOMALE E PENETRAZIONE FECONDAZIONE Scaricato da www.sunhope.it 6

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 (300-500) raggiunge la tuba Percorso degli spermatozoi Il processo di migrazione inizia all interno dell app.genitale maschile. Dal lume dei tubuli seminiferi, dove sono liberati al termine del processo spermatogenico, migrano nei dotti efferenti, da qui vengono spinti nell epididimo e raggiungono poi la coda dell epididimo dove acquisiscono la capacità di movimento rettilineo. La capacità di movimento è dovuta all attività della coda o flagello Al momento dell eiaculazione, immersi nel liquido seminale, vengono rilasciati in vagina (fornice vaginale posteriore), attraverso la cervice uterina (muco cervicale), la cavità uterina,e raggiungono la porzione ampollare della tuba Dei 200-300 milioni di spermatozoi rilasciati in vagina, solo 200 circa giungono in prossimità dell ovocita. Scaricato da www.sunhope.it 7

CAPACITAZIONE DELLO SPZ Avviene nel passaggio attraverso il muco cervicale e consiste in alterazioni della membrana plasmatica (attivazione degli enzimi acrosomiali e dell adenil-ciclasi) che li rende capaci di subire la reazione acrosomiale e di essere quindi in grado di attraversare gli involucri dell ovocita Acquisisce anche la capacità di avvertire stimoli chemiotattici provenienti dall ovocita 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. L ovocita secondario è allo stadio di metafase della seconda divisione meiotica, processo che si completa solo se avviene la fecondazione Si iti h l it Si ritiene che l ovocita mantenga la capacità di essere fecondato per circa 12-24 ore, dopo di che va incontro a fenomeni degenerativi Scaricato da www.sunhope.it 8

INTERAZIONE SPZ-OVOCITA Superamento del complesso cumulo-corona corona Superamento della z. pellucida Fusione dei gameti Fusione dei pronuclei Clivaggio dell embrione REAZIONE ACROSOMIALE Fusione della membrana plasmatica dell ovocita con la membrana acrosomiale esterna dello spermatozoo e conseguente lisi con fuoriuscita del contenuto enzimatico (ialuronidasi, fosfatasi acida, collagenasi,etc.) della vescicola acrosomale che digerisce la matrice che tiene unite le cellule della zona pellucida Scaricato da www.sunhope.it 9

PENETRAZIONE Superata la zona pellucida lo spermatozoo si viene a trovare nello spazio perivitellino, ove entra in rapporto con la membrana plasmatica dell ovocita; le membrane dei due gameti cominciano a fondersi (fusione dei gameti) e lo spermatozoo entra nell ovocita. MODIFICAZIONI OVOCITARIE - Blocco della polispermia i - Completamento meiosi: sblocco dallo stato di metafase e prosieguo della seconda divisione meiotica con formazione di un uovo maturo ed espulsione del II globulo polare. ZIGOTE Giunto nell ooplasma, i componenti strutturali dello spermatozoo vanno incontro a degenerazione, la membrana nucleare si rompe ed il materiale in essa contenuto va a costituire il pronucleo maschile Contemporaneo sviluppo pronucleo femminile I due pronuclei 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. Scaricato da www.sunhope.it 10

A : ovocita in metafase B:lospermatozoo è entrato nell ovocita che ha completato la seconda divisione meiotica C : si formano il pronucleo femminile e quello maschile Prima divisione cellulare D : avviene la duplicazione del DNA e sono evidenziati i cromosomi E : i cromosomi materni e paterni si dispongono insieme (anfimixi) sul piano equatoriale del primo fuso di segmentazione Embrione a due cellule EMBRIONE ALLO STADIO DI DUE BLASTOMERI Scaricato da www.sunhope.it 11

PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO - Segmentazione - Migrazione attraverso le tube fino alla cavità uterina - Impianto dell uovo fecondato SEGMENTAZIONE Consiste nella successione di divisioni mitotiche che portano alla formazione di cellule sempre più piccole, dette blastomeri (cellule totipotenti). Il clivaggio dell embrione è un fenomeno piuttosto lento,richiedendo 16-24 h. per ogni duplicazione cell. Il primo clivaggio avviene16-18 h. Dopo la fecondazione L embrione raggiunge lo stadio di morula (12 36 blastomeri) Scaricato da www.sunhope.it 12

Morula Blastocisti All interno della morula a si forma una cavità, il blastocele, ripiena di liquido: l embrione assume un aspetto cistico e prende il nome di blastocisti Blastocele 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. La blastocisti permane libera nella cavità uterina a contatto con le sue secrezioni per circa 72 ore quindi si libera della zona pellucida per dare inizio all impianto Scaricato da www.sunhope.it 13

MIGRAZIONE E IMPIANTO Impianto Processo attraverso il quale la blastocisti inizia a penetrare nello strato deciduale dell'utero il 18-19 giorno del ciclo 3-7 giorni dopo l ovulazione 5 9 dopo la fecondazione lungo la linea mediana dell utero sulla parete posteriore in un punto equidistante tra gli osti tubarico-uterini e l orifizio uterino interno Scaricato da www.sunhope.it 14

Periodo finestra LH + 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 E una fase materna di recettività endometriale all impianto La "finestra" è di circa 4 giorni nella donna, nei giorni 20-24 del ciclo, o 7-11 giorni dopo il picco del LH Fasi dell impianto Apposizione Adesione Invasione Scaricato da www.sunhope.it 15

Impianto apposizione la blastocisti inizia ad avvicinarsi alla decidua orientando il polo embrionario in corrispondenza dell endometrio secrezione di hcg Impianto adesione la blastocisti nel suo strato esterno forma dei microvilli che aderiscono alla decidua in cui si sono verificati cambiamenti vascolari Scaricato da www.sunhope.it 16

Impianto invasione l embrione penetra attraverso l epitelio uterino superficiale fino a raggiungere la membrana epiteliale basale, lo stroma ed i vasi materni che vengono erosi Fasi dell impianto Scaricato da www.sunhope.it 17

All annidamento seguiranno : differenziazione del trofoblasto formazione del disco embrionale (ipoblasto ed epiblasto) formazione del corion e dell amnios formazione dei villi placentari placentazione zigote morula blastula gastrula embrione concepimento 3-4 giorno 5-6 giorno 13-14 giorno 3 mese EMBRIOGENESI Quando al settimo giorno della fecondazione la blastocisti aderisce alla mucosa uterina, i fenomeni di diversificazione delle parti sia a carico del trofoblasto che della massa cellulare uterina diventano molteplici Scaricato da www.sunhope.it 18

Appena avvenuto l'impianto si nota una modificazione a livello del nodo embrionale: le cellule più profonde che guardano il blastocele si differenziano diventando cubico basse e dando luogo a uno strato a carattere epiteliale; entoderma o ipoblasto, il primo foglietto germinativo dell'embrione All'inizio della seconda settimana le cellule situate fra il citotrofoblasto polare e l'entoderma subiscono un riarrangiamento nei loro rapporti e si dispongono a formare uno strato di cellule cilindriche giustapposto alle cellule piatte dell'ipoblasto; secondo foglietto germinativo, epiblasto, che è la matrice comune per l'ectoderma e il mesoderma Ectoderma : sistema nervoso centrale e periferico, epitelio sensoriale di orecchie, naso ed occhi, pelle, capelli, unghie,ghandola pituitaria, mammaria, sebacea e smolto denti Mesoderma : somiti (che daranno origine al tessuto muscolare, cartilagine ed osso, sottocute, sistema vascolare, apparto riproduttivo ed urinario eccetto la vescica, milza e surrene Entoderma : epitelio dell apparato digerente, respiratorio, e vescica Scaricato da www.sunhope.it 19

fra le cellule dell'epiblasto e dell'enteroderma troviamo una strettissima adesione la futura membrana cloacale di forma ovulare in cui si svilupperà l apparato genitale Gonadi il sesso è determinato geneticamente al momento della fecondazione, le gonadi acquistano le loro caratteristiche morfologiche maschili o femminili alla settima settimana di sviluppo appaiono sottoforma di un paio di rilievi longitudinali le creste genitali o gonatiche formate per proliferazione dell epitelio epitelio celomatico e condensazione del mesenchima sottostante assenza di cellule germinali fino alla 7 sett Scaricato da www.sunhope.it 20

Gonade indifferente poco prima e durante l arrivo delle cellule germinali l epitelio celomatico prolifera e penetra nel mesenchima sottostante. Si formano i cordoni sessuali primitivi che restano connessi all epitelio superficiale In questo stadio la gonade è identica nel maschio e nella femmina Le cellule germinali primordiali sono situate nella parete del sacco vitellino in prossimità dell inserzione dell allantoide Scaricato da www.sunhope.it 21

Embrione geneticamente femminile I cordoni sessuali si spezzettano in aggregati cellulari irregolari, che contengono le cellule germinali e sono siti nella regione midollare della gonade L epitelio superficiale della gonade continua a proliferare e da origine ad una seconda generazione di cordoni sessuali : i cordoni corticali, che penetrano nel mesenchima sottostante e si segmentano in gruppi isolati di cellule ognuno dei quali contiene una o più cellule germinali primordiali, in cui si differenzieranno gli ovogoni. Dall epitelio superficiale si formeranno le cellule follicolari Dotti genitali Gli embrioni di entrambi i sessi hanno inizialmente due paia di dotti genitali: i dotti mesonefridici o di Wolff i dotti paramesonefridici o di Muller Sino all 8 sett i due sistemi duttali rimangono uguali, successivamente con l inizio della differenziazione sessuale, una dei due sistemi comincerà a subire fenomeni di involuzione uomo donna Scaricato da www.sunhope.it 22

Differenziazione dei dotti lo sviluppo dei dotti genitali e dei genitali esterni avviene sotto l influenza degli ormoni che circolano nel feto durante la vita intrauterina uomo i testicoli fetali producono una sostanza, non steroidea, nota come fattore antimulleriano (AMH) o sostanza induttrice, che stimola la differenziazione e l accrescimento dei dotti del Wolff e inibisce lo sviluppo dei dotti di Muller Inoltre i testicoli producono androgeni che stimolano la crescita del pene la formazione dell uretra del pene la fusione delle tasche scrotali lo sviluppo delle vescicole prostatiche e seminali Differenziazione dei dotti i dotti di Wolff subiscono un involuzione quasi completa e si riscontrano solo alcuni residui: la porzione superiore dà origine al corpo di Rosenmmuller o epooforo la porzione inferiore dà origine al paraovario o parooforo I dotti del Muller decorrono medialmente ai dotti del Wolff e da essi derivano i condotti principali dell apparato genitale femminile Viene diviso in tre porzioni: una craniale, verticale che si apre nella cavità celomatica una orizzontale che incrocia il dotto di wolff una caudale, verticale che si fonde col segmento corrispondente controlaterale Scaricato da www.sunhope.it 23

Differenziazione dei dotti I primi due segmenti formano la tuba Le parti caudali fuse formano il canale uterino che evolverà in corpo e cervice I dotti fusi sono circondati da mesenchima che costituirà il rivestimento muscolare dell utero il miometrio e il suo peritoneo, il perimetrio Dopo la fusione dei dotti di Muller sulla linea mediana si forma una piega in senso trasversale: il legamento largo dell utero L utero e il legamento largo dividono la cavità pelvica in sacca uterorettale e sacca uterovescicale Scaricato da www.sunhope.it 24

SEZIONE LONGITUDINALE DEGLI ORGANI PELVICI FEMMINILI Scaricato da www.sunhope.it 25

Malformazioni uterine La mancata fusione totale o parziale dei dotti del Muller è all origine di alcune malformazioni uterine Vagina Un tempo si riteneva che dalla fusione dei dotti di muller derivasse anche la vagina. Si è osservato poi che dalla parete posteriore del seno urogenitale si formavano delle evaginazioni solide, che partecipavano alla formazione della vagina 1/3 superiore deriva dal canale uterino 2/3 inferiori deriverebbero dal seno urogenitale Scaricato da www.sunhope.it 26

Dalla porzione pelvica del senourogenitale, si formano due evaginazioni solide in corrispondenza dei dotti del Muller, i bulbi senovaginali, che dopo intensa proliferazione formano una placca solida che a sua volta continua a proliferare aumentando la distanza tra il lume dell utero e quello del seno urogenitale. Al 5 mese la vagina è completamente canalizzata e le sue espansioni ad ala della primitiva placca attorno all estremità distale dell utero formano i fornici vaginali Il lume della vagina rimane separato da quello del seno urogenitale da una sottile lamina:l imene Differenziazione sessuale gonade indifferente 44 + XY 44 + XX testicolo ovaio fattore induttore androgeni estrogeni dotti di Wolff, vasi deferenti, epididimo, genitali esterni, scroto e prostata dotti di Muller (tube,utero, 1/3 superiore della vagina, stimolazione dei genitali esterni Scaricato da www.sunhope.it 27

Genitali esterni: stadio indifferente Nel corso della 3 settimana di sviluppo, cellule mesenchimali migrano intorno alla membrana cloacale e determinano la formazione di un paio di pliche elevate, le pieghe della cloaca che cranialmente si uniscono a formare il tubercolo genitale. Nel corso della 6 settimana di sviluppo le pieghe della cloaca si dividono in due regioni: anteriormente pieghe uretrali, posteriormente pieghe anali. Da ciascun lato delle pieghe uretrali si evidenziano un altra coppia di rigonfiamenti:le pieghe genitali Genitali esterni femminili estrogeni Il tubercolo genitale si allunga e forma il clitoride, le pieghe uretrali danno origine alle piccole labbra, le pieghe genitali si accrescono notevolmente per svilupparsi nelle grandi labbra, il solco urogenitale, aperto verso l esterno, forma il vestibolo Scaricato da www.sunhope.it 28

Genitali esterni maschili androgeni Il tubercolo genitale si allunga rapidamente e forma il fallo, che stira in avanti le pieghe uretrali dando origine alle parete laterali del solco urogenitale che alla fine del terzo mese si chiude inglobando la placca uretrale costituendo il segmento penieno dell uretra. Dalle pieghe genitali si forma lo scroto MALFORMAZIONI SESSUALI SINDROME DI FEMMINILIZZAZIONE TESTICOLARE Corredo cromosomico maschile con gonadi maschili e genitali esterni femminili i tessuti e i genitali esterni non rispondono agli androgeni testicolari poiché mancano i recettori per cui si sviluppano e si differenziano sotto l azione degli estrogeni in senso femminile. Poiché i testicoli sono presenti, è presente il fattore induttore che induce la regressione dei dotti di Muller. E presente la vagina che è corta e termine a fondo cieco Scaricato da www.sunhope.it 29

MALFORMAZIONI SESSUALI Ermafroditismo vero sono presenti le gonadi e i genitali esterni di ambo i sessi Pseudoermafroditismo ed itersessualità il sesso genotipico è mascherato da un apparenza fenotipica che ricorda l altro s Malformazioni sessuali Pseudoermafroditismo femminile la causa più frequente è la sindrome adrenogenitale questi pazienti hanno 44 autosomi più i cromasomi XX e le avaia. inoltre hanno un eccessiva produzione di androgeni da parte del surrene che determina lo sviluppo dei genitali esterni in senso maschile. La mascolinizzazione può variare con una serie di quadri intermedi,da un semplice ingrandimento del clitoride alla presenza di genitali esterni completamente di tipo maschile Scaricato da www.sunhope.it 30

Malformazioni sessuali Pseudoermafroditismo maschile la causa più frequente èuna ritardata o insufficiente produzioni di androgeni questi pazienti hanno 44 autosomi più i cromasomi XY I dotti genitali possono avere aspetto diverso Scaricato da www.sunhope.it 31