Lo sviluppo embrionale

La fecondazione produce uno zigote e dà il via allo sviluppo embrionale

Lo sviluppo embrionale ha inizio con la fecondazione, cioè con l’unione tra uno spermatozoo e un oocita, che dà origine a una cellula diploide chiamata zigote.

Le caratteristiche degli spermatozoi

Soltanto uno spermatozoo penetra nell’oocita e lo feconda; tutti gli altri sono destinati a morire.

Membrana plasmatica Segmento intermedio TestaCollo

Mitocondrio (a forma di spirale)

Nucleo

Acrosoma

Coda

Durante la fecondazione, l’acrosoma (una sacca situata all’estremità anteriore dello spermatozoo) libera enzimi litici che digeriscono lo strato gelatinoso che riveste l’oocita.

La fecondazione

• Quando lo spermatozoo raggiunge lo strato vitellino (lo strato intermedio che riveste l’oocita) si stabilisce un legame tra le proteine poste sulla superficie dello spermatozoo e i recettori proteici.

• Dopo che lo spermatozoo ha attraversato lo strato vitellino, la sua membrana plasmatica si fonde con quella dell’oocita e la fusione delle membrane consente l’entrata del nucleo dello spermatozoo nella cellula uovo.

• Dopo che è avvenuta la fusione, l’intera membrana dell’oocita diventa impenetrabile per gli altri spermatozoi.

• La cellula uovo fecondata va incontro a una notevole attività metabolica.

• I nuclei dello spermatozoo e dell’oocita si fondono producendo il nucleo diploide dello zigote.

Nucleo

Acrosoma

Spermatozoo

Membrana plasmatica Enzimi

dell’acrosoma

Rivestimento gelatinoso

Strato vitellino

Membrana plasmatica

Recettori proteici

Nucleo dello spermatozooCitoplasma

Nucleo della cellula uovo

Cellula uovo

Nucleo dello zigote

Lo spermatozoo si avvicina all’oocita

1

Le proteine presenti sulla testa dello spermatozoo si legano con i recettori dell’oocita

3

Si fondono le membrane plasmatiche dello spermatozoo e dell’oocita

4

Il nucleo dello spermatozoo entra nel citoplasma dell’oocita

5

Si forma la membrana di fecondazione

6

Gli enzimi dell’acrosoma digeriscono il rivestimento gelatinoso

2

I nuclei dello spermatozoo e della cellula uovo si fondono

7

La fecondazione nel riccio di mare:

Nel corso della segmentazione lo zigote si trasforma in una sfera di cellule

• La segmentazione è una rapida successione di divisioni cellulari che, a partire dallo zigote, porta alla formazione di una massa sferica di cellule, cioè di un embrione pluricellulare.

• Al termine della segmentazione, l’embrione risulta formato da uno o più strati di cellule al cui interno si trova un’ampia cavità: questa sferula cava prende il nome di blastula.

Il processo di segmentazione nel ricco di mare:

Zigote 2 cellule

4 cellule

8 cellule

Molte cellule (sfera piena)

Blastula(sfera cava)

Sezione della blastula

Blastocele

La gastrulazione produce un embrione formato da tre strati di cellule

• La gastrulazione, la seconda delle fasi principali dello sviluppo, comporta un aumento numerico delle cellule embrionali e le organizza in tre strati distinti (gastrula).

• I tre strati che si formano nel corso della gastrulazione sono i tessuti (o foglietti) embrionali: ectoderma, endoderma e mesoderma.

Polo animale Blastocele

Polo vegetativo Blastula

La blastula

1

1

Gastrulazione

Blastoporo

Blastoporo

La formazione del blastoporo

2

2

ArchenteronLa migrazione delle cellule dà origine ai foglietti embrionali 3

Residuo del blastocele

3

Archenteron EctodermaMesoderma

Endoderma

Tappo vitellinoTappo vitellino

Gastrula

La gastrulazione giunge al termine

4

4

La gastrulazione di un embrione di rana:

Gli organi incominciano a formarsi dopo la gastrulazione

La notocorda e il tubo neurale

Una volta che i tre foglietti si sono formati, le cellule di ogni foglietto iniziano a differenziarsi in tessuti e organi embrionali.

Piega neurale

Placca neurale

Notocorda Ectoderma

Mesoderma

Endoderma

Archenteron

Pieghe neurali

15

Piega neurale Placca neurale

Strato ectodermico esterno

Tubo neurale

Una struttura chiamata placca neurale forma il tubo neurale che darà origine all’encefalo e al midollo spinale.

Tubo neurale

Somite

Notocorda

Celoma

Archenteron(cavità digerente)

Somiti Abbozzo caudale

Occhio

SE

M 1

5X´

Dopo che si è formato il tubo neurale, si formano i somiti (blocchi di mesoderma che danno origine a strutture segmentate) e il celoma (la cavità del corpo).

I somiti e il celoma

Figura 22.12D

Durante uno stadio dello sviluppo di una rana si forma un girino che darà origine a un individuo adulto.

Principali organi e tessuti che, nella rana e negli altri vertebrati, si originano da ciascuno dei tre foglietti embrionali:

Lo sviluppo avviene in seguito a cambiamenti nella forma delle cellule, a migrazioni cellulari e alla morte programmata di determinate cellule

Durante la formazione del tubo neurale, l’ectoderma si ripiega verso l’interno perché in quel punto le cellule prima si allungano e poi assumono una forma a cuneo.

Ectoderma

Gli organi embrionali si formano grazie a precisi processi di induzione

• Il meccanismo grazie al quale un gruppo di cellule influenza lo sviluppo di un gruppo di cellule adiacenti è chiamato induzione.

• Questo processo avviene grazie all’emissione di specifici segnali chimici detti fattori di induzione.

Futuro encefalo Vescicola

ottica

Ectoderma del cristallino

Peduncolo ottico

Calice ottico

Cornea

Cristallino

Futura retina

1 2 3 4

Processo di induzione durante lo sviluppo dell’occhio:

Lo sviluppo umano

L’embrione e la placenta si formano durante il primo mese di gravidanza

• La gravidanza, o gestazione, consiste nello sviluppo di un nuovo individuo all’interno del sistema riproduttore femminile.

• La gravidanza ha inizio con il concepimento, cioè con la fecondazione dell’oocita da parte di uno spermatozoo, e prosegue fino alla nascita.

Una panoramica sugli eventi dello sviluppo

Lo sviluppo embrionale umano inizia con la fecondazione che avviene nell’ovidotto.

Ha inizio la segmentazione

Fecondazione della cellula uovo

Ovidotto

Oocita secondario

Ovulazione

Ovaia

Blastocisti (impiantata)

Endometrio

Utero

Endometrio

Massa cellulare interna

Cavità

Trofoblasto

In seguito alla segmentazione l’embrione diventa una sfera cava chiamata blastocisti con uno strato esterno di cellule chiamato trofoblasto.

Il trofoblasto secerne enzimi che permettono l’impianto della blastocisti nell’endometrio, lo strato cellulare che riveste internamente la cavità uterina.

EndometrioFuturo embrione

Futuro sacco vitellino

Vaso sanguigno (materno)

Cellule del trofoblasto in divisione

Trofoblasto

Cavità uterina7 giorni dal concepimento

Cavità amniotica Amnios

Cellule del mesoderma

Corion

Sacco vitellino

Corion

Amnios

Allantoide

Sacco vitellino

Villi coriali

Embrione:

Ectoderma

Mesoderma

Endoderma

Si sviluppano quattro strutture con funzioni di supporto, definite membrane extraembrionali, alle quali è attaccato l’embrione: l’amnios, il sacco vitellino, il corion e l’allantoide.

9 giorni dal concepimento 16 giorni dal concepimento

Il ruolo delle membrane

Circa un mese dopo il concepimento le membrane extraembrionali sono completamente formate.

Vasi sanguigni materni

Allantoide

Sacco vitellino

Placenta

Cavità amniotica

Amnios

Embrione

Corion

Villi coriali

31 giorni dal concepimento

• L’embrione si trova nella cavità amniotica, piena di liquido, circondato dall’amnios.

• Il corion, insieme a una porzione del mesoderma, costituisce il componente embrionale della placenta.

• L’allantoide forma parte del cordone ombelicale.

Il ruolo della placenta

• I villi coriali sono attraversati da vasi sanguigni embrionali che si sono formati dal mesoderma.

• L’ossigeno e le sostanze nutritive passano dal circolo materno ai vasi sanguigni fetali che attraversano i villi.

Nella specie umana lo sviluppo dal concepimento alla nascita viene suddiviso in tre trimestri

Per ragioni di praticità, la gravidanza (il periodo che intercorre tra il concepimento e la nascita) viene suddivisa in tre trimestri.

Durante il primo trimestre avvengono i cambiamenti più radicali.

Un embrione umano di circa nove settimane prende il nome di feto.

I principali mutamenti che avvengono durante il secondo trimestre consistono in un aumento delle dimensioni e in un perfezionamento generale dei tratti umani.

Alla ventesima settimana il feto è lungo 19 cm e pesa circa 500 g.

Il terzo trimestre (il periodo cha va dalla ventiquattresima settimana fino alla nascita) è contraddistinto da una rapida crescita.

Il parto è indotto da ormoni e avviene in tre fasi

• La nascita del bambino avviene in seguito a una serie di contrazioni forti e ritmiche dell’utero, che costituisce il travaglio.

• L’induzione del travaglio dipende da alcuni ormoni.

Estrogeni Ossitocina

Dalle ovaie

Dal feto e dall’ipofisi

Stimolano i recettori uterini per l’ossitocina

Stimola le contrazioni dell’utero

Stimola la placenta a produrre

Prostaglandine

Fanno aumentare le contrazioni uterine

Fe

ed

ba

ck p

osi

tivo

Gli estrogeni rendono l’utero più sensibile all’azione di un altro ormone, l’ossitocina, che (insieme alle prostaglandine) provoca le contrazioni.

PlacentaCordone OmbelicaleUteroCervice

Utero

Placenta

Cordone ombelicale

Fase di dilatazione della cervice1

Fase di espulsione del bambino (parto)2

Fase del secondamento: fuoriesce la placenta3

Il travaglio avviene in tre stadi: dilatazione, stadio espulsivo, secondamento.

COLLEGAMENTI

La tecnologia della fecondazione assistita aumenta la possibilità di procreare

Le tecniche di procreazione assistita possono risolvere un certo numero di problemi che causano la sterilità.