Schemi sulla fecondazione e lo sviluppo embrionale per universitari

Fecondazione - Schema riassuntivo

Ampolla Ly cocita 2°viene trasportato nell'ampolla

1. Dove e quando avviene

• Sede: Ampolla della tuba uterina
• Tempistica: entro 24h dall'ovulazione
• L'oocita secondario viene catturato dalle fimbrie e trasportato nell'ampolla grazie:
• alle contrazioni muscolari della tuba
• al movimento delle ciglia della mucosa tubarica

1. Percorso degli spermatozoi

• Iniziano in vagina (200-300 milioni)
• Solo pochi raggiungono l'ampolla Ostacoli: .pH acido vaginale
• Muco cervicale (più fluido durante l'ovulazione)
• Contrazioni uterine e ciglia tubariche aiutano la risalita Meccanismi di guida: .Chemiotassi: attrazione chimica da parte dell'oocita
• Termotassi: differenza di temperatura (istmo vs ampolla, ~2℃)

1> Maturazione

1. Capacitazione dello spermatozoo

• Avviene nelle vie genitali femminili
• Innescata da: albumina Modifiche:
• Rimozione del colesterolo dalla membrana
• Aumento della permeabilità a: .Ca2+ . HCO3 1 Risultato:
• Attivazione di segnali intracellulari
• Esposizione dei recettori per la zona pellucida
• Aumento motilità del flagello

1. Barriere da superare per fecondare l'oocita

1. Corona radiata

• Cellule del cumulo ooforo
• Superata grazie a: ialuronidasi

2. Zona pellucida

• Glicoproteine: ZP1, ZP2, ZP3
• ZP3 si lega ai recettori -> innesca la reazione acrosomiale

3. Oolemma (membrana dell'oocita) Fusione mediata da:

• Izumo (spermatozoo)· CD9 (oocita)

1. Reazione acrosomiale

• Fusione tra:
• Membrana acrosomiale esterna
• Membrana plasmatica dello spermatozoo
• Rilascio di enzimi proteolitici che degradano la zona pellucida
• Permette la penetrazione dello spermatozoo Durata: circa 30 minuti

1. Penetrazione dello spermatozoo

Avvicinamento tangenziale all'oocita . Fusione delle membrane: inizia dalla regione equatoriale -> si completa posteriormente . Meccanismo simile alla fagocitosi Lo spermatozoo rilascia: Nucleo con DNA paterno Centriolo prossimale (per prima mitosi) . Mitocondri (vengono degradati) C

1. Attivazione dell'oocita

• Innescata da: aumento del Ca2+ intracellulare .
• Stimolata dalla fosfolipasi C dello spermatozoo -> scinde PIP2 in: IP3 -> stimola rilascio di Ca2+ dal reticolo DAG -> apre canali TRPC per ingresso Ca2+ Effetti: Reazione corticale -> blocca la polispermia modificando la zona pellucida ·
• Sblocco della meiosi II -> formazione del pronucleo femminile

1. Formazione dello zigote

Fusione dei pronuclei (maschile e femminile) Si forma lo zigote -> prima cellula diploide dell'embrione

Memotecniche rapide

3 barriere: Corona - Zona - Oolemma 2 proteine fusione: Izumo (lui) + CD9 (lei) . 2 eventi per bloccare polispermia: Calcio + Reazione corticale . 2 segnali intracellulari: IP3 e DAG -> Ca2+ -> attivazione oocita

La prima settimana di sviluppo embrionale

Una volta che lo zigote si è formato (cioè quando i pronuclei maschile e femminile si fondono), comincia la segmentazione, una serie di divisioni mitotiche che trasformano lo zigote in un embrione multicellulare.

Cos'è la segmentazione?

liquido all'interno BLASTOCISTI BLASTOMERI -> COMPATTAZIONE-> MORULA-> BLASTOCELE È un processo in cui la cellula iniziale si divide in molte cellule più piccole, dette blastomeri. Queste divisioni sono particolari perché non fanno crescere il volume dell'embrione: è come se tu tagliassi una torta in fette sempre più piccole, ma senza aggiungere altro impasto. Questo succede perché il citoplasma viene diviso, ma non ne viene prodotto di nuovo per ora.

Compattazione (circa 8 cellule)

Quando l'embrione arriva a circa 8 cellule, queste si attaccano tra loro molto strettamente, come se si "incollassero", per formare una massa più compatta. Questo avviene grazie a delle proteine di adesione, che fanno come il "velcro" tra le cellule: la più importante è l'E-caderina. La compattazione serve a dare polaritá alle cellule, cioè iniziano a distinguersi una parte "esterna" e una "interna", e questo è fondamentale per i prossimi passaggi: cominciano a "prendere posizione".

Morula (tra 8 e 32 cellule)

Continuando a dividersi, l'embrione prende l'aspetto di una palla compatta, chiamata morula. È ancora tutta piena, senza cavità. Qui succede una cosa importantissima: inizia la differenziazione. Le cellule cominciano a specializzarsi in due gruppi:

1. Cellule interne -> diventeranno il bambino vero e proprio (l'embrione). 2. Cellule esterne -> formeranno le strutture di supporto come la placenta. Per garantire che le cellule esterne possano sigillarsi bene tra loro e proteggere l'interno, cominciano a formarsi giunzioni specializzate: · Giunzioni occludenti, che impediscono il passaggio di liquidi tra le cellule · Desmosomi, che rinforzano l'adesione

Blastocisti (dalle 32 alle 64 cellule)

A questo punto, entra in gioco un meccanismo che crea una cavità interna chiamata blastocele. Come succede? Le cellule esterne (il trofoblasto) attivano delle pompe ioniche (Na+/K+ ATPasi) che spingono ioni e liquidi all'interno della morula. Questo fa gonfiare la parte centrale e crea una cavità piena di liquido. La struttura che si forma è la blastocisti, e si riconoscono due poli: · Il polo embrionale: dove si trovano le cellule della futura massa cellulare interna (quelle che formeranno l'embrione) · Il polo abembrionale: la parte opposta, vuota, dove non ci sono cellule All'interno della blastocisti, la massa cellulare interna (che prima era un insieme omogeneo) comincia a dividersi in due strati:· L'epiblasto -> darà origine a tutti i tessuti dell'embrione Gene : NANOG · L'ipoblasto -> contribuirà alle strutture extraembrionali (non al corpo del bambino) Gene : Gata 6

Schiusa ed impianto (verso il 5º giorno)

Per potersi impiantare nell'utero, la blastocisti deve liberarsi della zona pellucida, una specie di "guscio" che l'ha protetta finora. Questo processo si chiama schiusa: è come se l'embrione "uscisse" da questo guscio, grazie a degli enzimi secreti dalle cellule esterne (trofoblasto). Una volta schiuso, l'embrione può aderire all'endometrio uterino per iniziare il processo di impianto.

Fattori molecolari chiave dello sviluppo precoce

Durante la prima settimana, le cellule attivano geni specifici che determinano se diventeranno parte dell'embrione o della placenta. Principali fattori: · OCT4, NANOG e SOX2: mantengono le cellule pluripotenti, cioè capaci di diventare qualunque tipo cellulare · CDX2: guida la formazione del trofoblasto (parte esterna -> placenta) Primo evento differenziativo (morula): . Le cellule interne esprimono OCT4 e NANOG -> diventano massa cellulare interna · Le cellule esterne esprimono CDX2 -> diventano trofoblasto Questo processo è controllato da una via di segnalazione chiamata via Hippo: · Se è attiva (nelle cellule interne) -> stimola OCT4 -> si forma l'embrione · Se è spenta (nelle cellule esterne) -> stimola CDX2 -> si forma la placenta Un altro gene, ELF5, è importante per mantenere le cellule trofoblastiche in stato staminale. Secondo evento differenziativo (blastocisti): · Le cellule della massa interna si dividono in: O Epiblasto: esprime NANOG O Ipoblasto: esprime GATA6

Seconda settimana di sviluppo embrionale (giorni 8-14)

La seconda settimana segna un momento cruciale per l'embrione: l'impianto viene completato e iniziano a delinearsi le prime strutture extraembrionali, che garantiranno la sopravvivenza dell'embrione durante le fasi iniziali dello sviluppo.

Completamento dell'impianto (annidamento)

Dopo la schiusa (cioè l'uscita della blastocisti dalla zona pellucida), l'embrione entra in contatto con la mucosa uterina e inizia l'impianto, che avviene in tre fasi:

1. Apposizione La blastocisti si orienta con il polo embrionale (dove si trova la massa cellulare interna) rivolto verso l'endometrio. Le cellule trofoblastiche iniziano a emettere protrusioni citoplasmatiche che si insinuano tra le cellule dell'epitelio uterino. Questo contatto iniziale è La cellule favorito da: O Un rimodellamento del glicocalice; O Una diminuzione delle E-caderine; Cellule con Citotrofoblasto >Capacita" (Strato Interno) mitotica O Un'esposizione di molecole adesive come le selectine. TROFOBLASTO massa cellulare externa I sinciziotrosoblasto (Strato esterno) -> cellule fuse La blastocisti aderisce saldamente all'endometrio grazie all'interazione tra integrine (del trofoblasto) e proteine della matrice extracellulare uterina (come laminina e fibronectina). A questo punto, il trofoblasto inizia a differenziarsi in due strati: o Citotrofoblasto: strato interno, costituito da cellule ben definite, con capacità mitotica. Sinciziotrofoblasto: strato esterno, privo di confini cellulari, formato da cellule fuse. È molto attivo nel penetrare l'endometrio.

3. Invasione > Media l'infiltrazione dell'embrione nella parete uterina Il sinciziotrofoblasto si comporta come un tessuto invasivo: secerne metalloproteasi (enzimi che digeriscono la matrice extracellulare) e fagocita cellule endometriali, favorendo l'infiltrazione dell'embrione nella parete uterina. che induce

Reazione deciduale e supporto materno

L'invasione del trofoblasto stimola una risposta dell'endometrio detta reazione deciduale: le cellule stromalı dell'endometrio si trasformano in cellule deciduali. Questo nuovo tessuto svolge tre funzioni: · Protezione immunitaria: crea una barriera contro il rigetto dell'embrione da parte del sistema immunitario materno; · Nutrizione: è ricco di glicogeno e lipidi, utili nelle prime fasi; · Preparazione al parto: verrà espulso come parte del rivestimento uterino. La decidua si organizza in: · Decidua basale (sotto l'embrione): contribuirà alla placenta; · Decidua capsulare (avvolge l'embrione); · Decidua parietale (riveste il resto dell'endometrio). epitelio Eterico ( cellule trofoblastiche) BLASTOCISTI (polo embrionale) 1 integrine proteine MECaterina 2. Adesione

Regolazione ormonale e ruolo dell'hCG

Già nei primissimi giorni, il sinciziotrofoblasto inizia a produrre gonadotropina corionica umana (hCG), che: · Stimola il corpo luteo gravidico a continuare a produrre progesterone, essenziale per mantenere l'endometrio nello stadio secretivo; · Inibisce FSH e LH, impedendo nuove ovulazioni. citotrofoblasto cavità amniotica epiblasto Lato superiore ENDODERMA Ipoblasto-> sacco vitellino Intorno all'ottavo giorno, iniziano a delinearsi due cavità fondamentali: primario " MEMBRANA DIHEUSER · Cavità amniotica: si forma tra il citotrofoblasto e l'epiblasto (uno dei due strati della massa cellulare interna). È piena di liquido amniotico e ha un ruolo protettivo e termoregolatore. Il suo pavimento è costituito dalle cellule epiblastiche. · Sacco vitellino primario: si forma dal lato opposto, a contatto con l'ipoblasto. È delimitato da: O L'endoderma (ipoblasto) sul lato superiore; 0 La membrana di Heuser, derivata da cellule ipoblastiche che migrano verso il blastocele. Il sacco vitellino svolge funzioni nutritive e sarà anche coinvolto nella formazione di cellule del sangue e delle gonadi

Fase lacunare e inizio della circolazione uteroplacentare

Format. Spazi <- uniscono __ SI (trabecole sinciziali) ->collegano-> materni vascolari. SI Sinusoid Entro il 10°-11º giorno, l'embrione è completamente immerso nell'endometrio. Il sinciziotrofoblasto inizia a presentare lacune piene di liquido materno. Queste lacune si uniscono e placentore diventano spazi vascolari (trabecole sinciziali), che successivamente si collegano ai sinusoidi Inizio circolazione primitiva materni (capillari uterini dilatati), dando inizio alla circolazione placentare primitiva. Nel frattempo, il punto di ingresso della blastocisti si chiude con un coagulo di fibrina. cellule cilindriche Epiblasto-> (pavimento cavità)

Formazione del disco germinativo didermico

embrioblasto 2 Foglietti marra cellulare interno amniotica cellule cubiche La massa cellulare interna (embrioblasto) si organizza in due foglietti: · Epiblasto: cellule cilindriche, adiacenti al trofoblasto -> pavimento della cavità amniotica. · Ipoblasto: cellule cubiche, rivolte verso il blastocele -> tetto del sacco vitellino primario. Questa struttura a due strati prende il nome di disco germinativo didermico. Costituisce l'inizio dell'organizzazione del corpo embrionale. deriva dalle cellule della membrana di tenser e dall'epiblasto

Formazione del mesoderma extraembrionale e cavità coriale

Intorno al 12º-13º giorno, compare il mesoderma extraembrionale, che deriva dalle cellule della membrana di Heuser e dell'epiblasto. Questo mesoderma si espande tra il citotrofoblasto e le due Tra: citotrofoblasto - x- cavità amniotica Forma lacune -> e vitellina LA CAVITÀ CORIALE (poblasto-> (tetto del sacco vitellino primario) 4. Formazione delle cavità: cavità amniotica e sacco vitellino Sinciziotrofoblasto Inizia a presentare lacune