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.
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.
Membrana plasmatica
Segmento
intermedio
Collo
Testa
Coda
Mitocondrio
(a forma di spirale)
Nucleo
Acrosoma
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.
La fecondazione nel riccio di mare:
1 Lo spermatozoo
si avvicina
all’oocita
Spermatozoo
2 Gli enzimi dell’acrosoma
digeriscono
il rivestimento
gelatinoso
3 Le proteine presenti sulla testa
dello spermatozoo si legano
con i recettori dell’oocita
4 Si fondono le membrane
plasmatiche dello
spermatozoo e dell’oocita
Nucleo
5 Il nucleo dello
spermatozoo entra
nel citoplasma
dell’oocita
Acrosoma
Membrana
plasmatica
Enzimi
dell’acrosoma
6 Si forma la membrana
di fecondazione
Recettori proteici
Membrana
plasmatica
Strato
vitellino
Nucleo
dello spermatozoo
Citoplasma
Nucleo della
cellula uovo
Rivestimento
gelatinoso
Cellula uovo
7 I nuclei dello
spermatozoo
e della cellula
uovo si fondono
Nucleo dello zigote
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
Blastocele
Molte cellule
(sfera piena)
Blastula
(sfera cava)
Sezione
della blastula
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.
La gastrulazione di un embrione di rana:
Polo animale
1
Blastocele
La blastula
1
Blastula
Polo vegetativo
2
Gastrulazione
La formazione
del blastoporo
2
Blastoporo
Blastoporo
3
La migrazione delle
cellule dà origine
ai foglietti embrionali
Residuo
del blastocele
Archenteron
3
Archenteron
4
La gastrulazione
giunge al termine
Ectoderma
Mesoderma
Endoderma
4
Tappo vitellino
Tappo vitellino
Gastrula
Gli organi incominciano a formarsi dopo la
gastrulazione
Piega
neurale
Placca
neurale
La notocorda e il tubo neurale
Mesoderma
Endoderma
Archenteron
Pieghe neurali
15
Una volta che i tre foglietti si sono
formati, le cellule di ogni foglietto
iniziano a differenziarsi in tessuti
e organi embrionali.
Notocorda
Ectoderma
Una struttura chiamata Piega neurale
placca neurale forma il tubo
neurale che darà origine
all’encefalo e al midollo
spinale.
Placca neurale
Strato ectodermico
esterno
Tubo neurale
I somiti e il celoma
Tubo neurale
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).
Notocorda
Somite
Celoma
Archenteron
(cavità digerente)
Somiti
Abbozzo caudale
SEM 15X´
Occhio
Durante uno stadio dello sviluppo di una rana si forma
un girino che darà origine a un individuo adulto.
Figura 22.12D
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
Ectoderma
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.
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.
Processo di induzione durante lo sviluppo dell’occhio:
Ectoderma del
cristallino
Futuro
encefalo
Calice ottico
Cornea
Cristallino
Vescicola
ottica
1
Peduncolo
ottico
Futura
retina
2
3
4
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
Ovaia
Ovidotto
Oocita
secondario
Ovulazione
Blastocisti
(impiantata)
Endometrio
Utero
In seguito alla segmentazione l’embrione diventa una
sfera cava chiamata blastocisti con uno strato esterno
di cellule chiamato trofoblasto.
Endometrio
Massa cellulare interna
Cavità
Trofoblasto
Il trofoblasto secerne enzimi che permettono l’impianto
della blastocisti nell’endometrio, lo strato cellulare che
riveste internamente la cavità uterina.
Endometrio
Vaso sanguigno
(materno)
Futuro embrione
Cellule del trofoblasto in divisione
Futuro sacco
vitellino
Trofoblasto
7 giorni dal concepimento
Cavità uterina
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.
Cavità amniotica
Amnios
Corion
Amnios
Allantoide
Cellule
del
mesoderma
Embrione:
Ectoderma
Mesoderma
Endoderma
Corion
Sacco
vitellino
Sacco vitellino
9 giorni dal concepimento
Villi coriali
16 giorni dal concepimento
Il ruolo delle membrane
Circa un mese dopo il concepimento le membrane
extraembrionali sono completamente formate.
Placenta
Vasi sanguigni materni
Allantoide
Sacco
vitellino
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.
Gli estrogeni rendono l’utero più sensibile all’azione di un
altro ormone, l’ossitocina, che (insieme alle
prostaglandine) provoca le contrazioni.
Dalle
ovaie
Ossitocina
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
Feedback positivo
Estrogeni
Il travaglio avviene in tre stadi:
dilatazione, stadio espulsivo,
secondamento.
Placenta
Cordone
Ombelicale
Utero
Cervice
1 Fase di dilatazione della cervice
2 Fase di espulsione del bambino (parto)
Utero
Placenta
Cordone
ombelicale
3 Fase del secondamento: fuoriesce la placenta
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.