Corso di Istologia ed Embriologia

June 20, 2010

Anno Accademico 2008-2009, Semestre I Sebastiano Seno

1

Contents

I Istologia 4

1 La cellula 4

1.1 Il nucleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.1 La cromatina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.2 Il nucleolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.3 L'involucro nucleare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Gli organuli interni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2.1 Il reticolo endoplasmatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2.2 L'apparato del Golgi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.3 I lisosomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.4 I mitocondri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.5 Il citoscheletro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2.5.1 I microtubuli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.2.5.2 I micro�lamenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.2.5.3 I �lamenti intermedi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Il tessuto epiteliale 6

2.1 Gli epiteli di rivestimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 Specializzazioni di membrana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3 Gli epiteli ghiandolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3.1 Ghiandole esocrine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 Il tessuto connettivo 9

3.1 Connettivi propriamente detti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.1 Tessuto connettivo lasso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2 Tessuto connettivo denso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2 Il tessuto adiposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.3 Il sangue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.4 La cartilagine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.4.1 La cartilagine ialina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.4.2 La cartilagine elastica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.4.3 La cartilagine �brosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.4.4 Istogenesi e accrescimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.5 L'osso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.5.1 L'osso compatto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.5.2 L'ossi�cazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4 Il tessuto muscolare 13

4.1 Il muscolo scheletrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.1.1 Il sarcomero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2 Il muscolo cardiaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.3 Il muscolo liscio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5 Il tessuto nervoso 15

5.1 Il neurone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.2 La guaina mielinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.3 La sinapsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.4 Cellule gliali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

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II Embriologia 17

6 Introduzione alla riproduzione 17

6.1 La determinazione del sesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.2 La gametogenesi clinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7 L'ovogenesi 18

7.1 La fase di inizio e la fase di arresto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187.2 La fase di ripresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7.2.1 La fase follicolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197.2.1.1 La fase preantrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197.2.1.2 La fase antrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197.2.1.3 La fase preovulatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

7.3 L'ovulazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197.4 La fase luteinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207.5 Gli altri cicli femminili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

8 La spermatogenesi 20

8.1 La fase di proliferazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218.2 La fase di meiosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218.3 La fase di spermiogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218.4 Organizzazione spaziotemporale della spermiogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228.5 Controllo ormonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

9 Le prime quattro settimane di sviluppo 23

10 La prima settimana di sviluppo 23

11 La seconda settimana di sviluppo 24

12 La terza settimana di sviluppo 25

12.1 La notocorda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2512.2 La neurulazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2612.3 La suddivisione del mesoderma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2612.4 La circolazione primitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

13 La quarta settimana di sviluppo 27

13.1 Evoluzione dell'ectoderma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2813.2 Evoluzione dell'endoderma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2813.3 Evoluzione del mesoderma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

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Part I

Istologia

1 La cellula

1.1 Il nucleo

1.1.1 La cromatina

La cromatina è costituita da DNA e da proteine basiche dette istoni. Queste proteine formano strutture globularidette nucleosomi, attorno ai quali si avvolge il DNA.

Se i nucleosomi sono molto addensati tra loro si parla di eterocromatina, se lo sono meno di eucromatina.L'eucromatina è poco elettrondensa ed è la porzione di DNA disponibile alla trascrizione mentre l'eterocromatina

essendo fortemente compattata non è trascrivibile e quindi inattiva.

1.1.2 Il nucleolo

Il nucleolo è una regione granulare densa all'interno del nucleo ed è formato da DNA, RNA e proteine; è il sito diproduzione dei ribosomi.

1.1.3 L'involucro nucleare

Questo involucro, che delimita il nucleo ed è caratteristico dei soli eucarioti, è formato da due membrane che sonouna estensione e una specializzazione delle membrane del reticolo endoplasmatico rugoso.

L'involucro nucleare è attraversato da numerosi pori ch epermettono la comunicazione tra nucleo e citoplasma.

1.2 Gli organuli interni

Gli organuli interni sono i compartimenti distinti in cui la cellula eucariotica è funzionalmente e morfologicamentesuddivisa. Sono tutti circondati da membrane e contengono enzimi e molecole caratteristiche.

Gli organuli presenti in una cellula umana sono:

� Reticolo endoplasmatico

� Apparato del Golgi

� Lisosomi

� Mitocondri

� Perossisomi

1.2.1 Il reticolo endoplasmatico

Il reticolo endoplasmatico è un sistema di membrane organizzate in cisterne per lo più parallele tra loro. Sintetizzaquasi tutti i lipidi della cellula e sulla sua faccia citosolica le proteine destinate a:

� Secrezione

� Golgi

� Lisosomi

� Membrana plasmatica

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Il reticolo viene suddiviso in liscio e rugoso; il reticolo rugoso presenta i ribosomi ed è sede sia della sintesi lipidicache di quella proteica, contrariamente a quello liscio che si occupa solamente della sintesi dei lipidi.

Una delle attività fondamentali del reticolo è la glicosilazione aspeci�ca delle proteine, cioè appena una proteinaentra nel suo lume, viene glicosilata senza distinzione.

1.2.2 L'apparato del Golgi

L'apparato del Golgi è un organulo costituito da membrane a cisterne e organizzato in quattro sezioni con compitidi�erenti:

1. Golgi Cis

2. Golgi mediale

3. Golgi trans

4. Trans Golgi Network (TGN)

Le vescicole contenenti le proteine secrete dal reticolo vengono direzionate al Golgi Cis, e da qui iniziano un percorsoa tappe forzate attraverso tutta la sequenza di sezioni; non è possibile saltare una tappa o tornare indietro a causadella presenza di recettori speci�ci sulle vescicole: una vescicola può legarsi solo alla sezione del Golgi verso la qualeè diretta poichè possiede solo le sue molecole segnale.

L'attività secretiva dell'apparato del Golgi segue fondamentalmente tre vie:

1. Secrezione costitutiva: serve a rinnovare la membrana cellulare e sfrutta il processo di esocitosi

2. Secrezione regolata: serve a secernere particolari sostanze solo quando ve ne è bisogno

3. Smistamento ai lisosomi: crea i lisosomi

La secrezione costitutiva è bilanciata dal processo di endocitosi; questa attività serve a rifornire il Golgi di materialecon cui creare le vescicole e può, come la secrezione, essere costitutiva o mediata da recettori speci�ci.

1.2.3 I lisosomi

I lisosomi sono vescicole rivestite da membrana contenenti enzimi idrolitici per la digestione intracellulare dellemacromolecole; gli enzimi sono delle idrolasi acide attive a pH 5, che è il pH interno al lisosoma.

La membrana di questi organuli contiene pompe ATP-dipendenti per mantenere basso il pH, proteine di trasportoper espellere i prodotti della digestione, e numerosi glucidi legati ai lipidi e alla proteine della faccia interna confunzione di protezione da un'eventuale autodigestione.

I lisosomi originano dalle vescicole idrolasiche del Golgi (o lisosomi primari), strutture prodotte dal Golgi econtenenti gli enzimi ma non le pompe; diventeranno lisosomi a tutti gli e�etti quando si fonderanno con unendosoma, che porta con se le pompe per abbassare il pH.

L'endosoma necessario alle vescicole per attivarsi può provenire da fagocitosi (fagosoma), da endocitosi (endo-soma) o da autofagia (autofagosoma).

1.2.4 I mitocondri

I mitocondri sono organuli cilindrici formati da due membrane e lunghi da 0,5 a 2 µm; hanno un DNA di tipobatterico (procariotico) e sintetizzano una piccola parte delle loro proteine, intorno al 5%.

Questi organuli contengono enzimi in grado di sfruttare l'ossigeno molecolare per ossidare completamente lemolecole organiche. L'attività di ossidazione non è esclusiva dei mitocondri, può avvenire infatti anche nel citosol,ma in questo caso la resa è in�ma.

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1.2.5 Il citoscheletro

Il citoscheletro è formato da tre classi di proteine del citosol che si aggregano a formare �lamenti speci�ci:

1. Microtubuli: Ø25nm, composti da tubulina

2. Micro�lamenti: Ø5nm, composti da actina

3. Filamenti intermedi: Ø10nm, formati da proteine diverse che variano a seconda del tipo di cellula

1.2.5.1 I microtubuli I microtubuli sono formati da 13 proto�lamenti di subunità alternate di tubulina α eβ. Sono strutture polari che formano un reticolo di sostegno per gli organuli; sono inoltre una via preferenziale dimovimento per le vescicole, costituiscono il fuso mitotico e si trovano in ciglia e �agelli a dare loro mobilità.

La polimerizzazione della tubulina è legata a GTP, guanosintrifosfato, e procede per strutture dimeriche: l'intero�lamento è veloce sia in fase di crescita che di accorciamento.

I microtubuli presentano un estremità negativa costituita da un terzo tipo di tubulina, la tubulina γ: questaestremità è sempre ancorata a un centro organizzatore, pertanto la crescita si ha solo in direzione del lato positivo.

Associate ai microtubuli vi sono delle proteine, della classe delle MAP (microtubes associated proteins) checontrollano la lunghezza, la conformazione tridimensionale e la distanza delle singole strutture.

La funzione di via preferenziale di movimento è possibile grazie a due proteine speci�che che scorrono lungo imicrotubuli nelle due possibili direzioni: la chinesina (da - a +) e la dineina (da + a -).

1.2.5.2 I micro�lamenti I micro�lamenti sono formati dalla proteina globulare actina G, che polimerizza in�lamenti polari. Sono presenti in tutte le cellule, anche se maggiormente in quelle contrattili, e formano una reteche stabilizza la forma cellulare ma ne rende al contempo possibile un cambiamento in tempi brevi.

La struttura del micro�lamento completo non è stabile: in ogni istante vi è piuttosto un equilibrio tra le subunitàdi actina entrante e quelle uscenti.

La rete tridimensionale creata dai micro�lamenti è controllata da proteine che formano il complesso ARP, checostringe due �lamenti a legarsi tra loro con un angolo di circa 70°.

La crescita dei micro�lamenti è il risultato della competizione di due proteine: la pro�lina, che stimola la crescita,e la timosina, che invece la ostacola.

Le cellule che hanno grande necessità di cambiare la loro forma attuano una strategia per massimizzare lavelocità di costruzione dei �lamenti; un singolo �lamento presenta una sola estremità da cui crescere, ma se quellostesso �lamento viene tagliato in due si avrà lo stesso numero di monomeri ma con due estremità: le estremità extrapossono essere protette da crescita incontrollata da una proteina, la gelsolina, che può facilmente essere rimossa incaso di necessità, come fanno ad esempio le piastrine.

1.2.5.3 I �lamenti intermedi I �lamenti intermedi sono caratteristici della tipologia di cellula che li ospita equindi sono su�cienti a riconoscere la natura istologica di una cellula in esame, caratteristica fondamentale nellostudio dei tumori trasformati.

I più importanti tipi di �lamenti intermedi sono:Filamento Localizzazione

Citocheratine Cellule epitelialiDesmina Muscolo liscio e striato

Proteine �brillari acide della glia AstrocitiProteine neuro�lamento Neuroni

Lamina nucleare Nucleo di ogni cellulaVimentina Molti tessuti di origine mesodermiale

2 Il tessuto epiteliale

Il tessuto epiteliale è caratterizzato da cellule a stretto contatto tra loro, la cui coesione è assicurata da giunzioniintercellulari adesive speci�che.

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La matrice extracellulare è molto scarsa e visibile solamente al microscopio elettronico.Tra le cellule epiteliali non vi sono vasi sanguigni poichè non vi è spazio su�ciente: i vasi più piccoli sono

nell'ordine dei 5-6 µm mentre lo spazio tra le cellule è nell'ordine dei nanometri.Tutti gli epiteli sono a contatto con un tessuto connettivo sottostante che fornisce loro nutrimento essendo

riccamente vascolarizzato: esiste una lamina basale a separare i due tipi di tessuto.Le funzioni del tessuto epiteliale sono fondamentalmente due:

� Rivestimento → epitelio di rivestimento

� Secrezione → epitelio ghiandolare

A livello di embriogenesi gli epiteli derivano da tutti e tre i foglietti embrionali, ciascuno specializzato nel dar vitaa una diversa area:

� Ectoderma: rivestimento della cute, del naso, di parte della bocca e dell'ano, ghiandole cutanee

� Mesoderma: rivestimento dei vasi e delle sierose

� Endoderma: rivestimento del canale respiratorio e digerente

2.1 Gli epiteli di rivestimento

Gli epiteli di rivestimento si classi�cano in base al numero di cellule in:

� Epitelio semplice o monostrati�cato = singolo strato cellulare

� Epitelio composto o pluristrati�cato = strati cellulari in numero da due in su

In base alla forma delle cellule si riconoscono invece:

� Epitelio squamoso = cellule molto più larghe che alte, con caratteristico nucleo allungato

� Epitelio cubico o isoprimatico = cellule con tre dimensioni sostanzialmente uguali

� Epitelio cilindrico o batiprismatico = cellule molto più alte che larghe, con caratteristico nucleo basale

Esiste una classe di epiteli di rivestimento le cui cellule più distanti dalla lamina basale producono un eccesso dikeratina al punto da venirne uccise formando così una barriera di cellule morte: si tratta degli epiteli cheratinizzati,che si formano con un processo di apoptosi continuo.

Gli epiteli cheratinizzati svolgono ottime funzioni di protezione essendo difesi meccanicamente e chimicamente:oltre alla keratina vengono infatti secreti dei lipidi che garantiscono l'impermeabilità dello strato.

Gli epiteli di rivestimento svolgono per lo più due funzioni principali:

� Protezione

� Scambio

La prima funzione è solitamente deputata agli epiteli spessi, la seconda a quelli sottili.

2.2 Specializzazioni di membrana

La membrana cellulare di uno strato epiteliale presenta tre zone diverse:

� Zona apicale

� Zona laterale

� Zona basale

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Ciascuna di queste zone compie attività di�erenti e presenta strutture speci�che diverse.La membrana laterale presenta quattro specializzazioni fondamentali alla funzionaltà della cellula: zonula oc-

cludens, zonula adhaerens, macula adhaerens e gap junction.La zonula occludens è una giunzione presente lungo l'intera circonferenza cellulare in prossimità della zona

apicale; la sua funzione è quella di sigillare gli spazi intercellulari in modo da costringere ogni sostanza ad attraversarela cellula. La zonula occludens è inoltre una barriera che impedisce alle altre specializzazioni di membrana lateraledi raggiungere la membrana apicale.

La zonula adhaerens è una cintura sottile e continua posta sotto la zonula occludens e serve a garantire adesionetra le cellule contigue anche quando vanno incontro a modi�che nella forma durante l'embriogenesi: fondamental-mente si tratta di collegamenti a base di caderina che legano �lamenti di actina intracellulari.

La macula adharens, o desmosoma, è invece una struttura non continua che serve a mantere la forma dellecellule e a distribuire gli sforzi meccanici sulle cellule sottostanti anzichè scaricarli su una piccola area. Un mezzodesmosoma, o emidesmosoma, è presente sulla membrana basale ed è a metà poichè manca un'altra cellula in gradodi fornire i �lamenti di citocheratina per chiuderlo.

Le gap junction sono fondamentalmente dei fori che permettono il libero transito tra cellule di aminoacidi,nucleotidi, monosaccaridi e ioni: caratteristica importante è che non prevedono un meccanismo di chiusura. Tec-nicamente sono strutture dette connessoni, ciascuno formato da 6 unità proteiche dette connessine. Il diametro diuna di queste strutture è pari a 1,5 nm.

2.3 Gli epiteli ghiandolari

Gli epiteli ghiandolari sono gli epiteli specializzati nell'attività di secrezione. Esistono due tipologie di ghiandole:

� Ghiandole esocrine: emettono i loro secreti direttamente nell'ambiente esterno e sono caratterizzate da unaparte secernente, l'adenomero, e da una parte che porta all'esterno il secreto, il dotto escretore.

� Ghiandole endocrine: emettono i loro secreti nel �usso sanguigno: vi passano all'interno dei vasi e quindi sonoprive di dotto escretore.

2.3.1 Ghiandole esocrine

Le ghiandole esocrine vengono classi�cate secondo quattro diversi parametri.Secondo la forma degli adenomeri si riconoscono:

� Ghiandole alveolari, con adenomero tondo e con lume interno sviluppato

� Ghiandole acinose, con adenomero tondo e lume interno sottile

� Ghiandole tubolari, con adenomero allungato e lume interno sottile

� Ghiandole glomerulari, con adenomero a forma di gomitolo

In base alla rami�cazione dei dotti escretori si riconoscono

� Ghiandole semplici, con un dotto e un adenomero

� Ghiandole rami�cate, con un dotto e più adenomeri

� Ghiandole composte, con più dotti e più adenomeri

In base alle modalità di secrezione si riconoscono

� Ghiandole merocrine, in cui il secreto è emesso per esocitosi

� Ghiandole apocrine, in cui il secreto è emesso in vescicole ottenute strozzando il citoplasma

� Ghiandole olocrine, in cui la cellula va in apoptosi e staccandosi e perdendo le membrane rilascia i secreti

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L'ultima catalogazione è quella per natura chimica del secreto

� Ghiandole a secrezione sierosa, con secreto proteico, si riconoscono da un nucleo tondo e basale

� Ghiandole a secrezione mucosa, con secreto zuccherino, si riconoscono da un nucleo schiacciato e basale

� Ghiandole a secrezione mista, con secreto di natura mista poichè presentano adenomeri mucosi e adenomerisierosi (non è sinonimo di ghiandola mista!)

3 Il tessuto connettivo

Sotto la categoria dei tessuti connettivi si raggruppano tessuto con comune origine embrionale, derivano infatti tuttidal mesoderma, con comune organizzazione strutturale e con comune funzione, che può essere di:

� Connessione

� Sostegno

� Nutrizione

� Difesa

Ogni tipo di tessuto connettivo non le rappresenta tutte, ma solo alcune e in maniera più o meno sviluppata.Caratteristica fondamentale di ogni connettivo è la presenza di una notevole quantità di matrice extracellulare

che può essere �brosa o amorfa.I tessuti connettivi sono fondamentalmente sei, due propriamente detti (popolazione cellulare eterogenea), due

liquidi (�bre assenti) e due di sostegno (pochi tipi cellulari, matrice compatta):

� Tessuto connettivo lasso, con poche �bre, molte cellule

� Tessuto connettivo denso, molte �bre, poche cellule

� Sangue

� Linfa

� Cartilagine, matrice gelatinosa

� Osso, matrice mineralizzata

3.1 Connettivi propriamente detti

Nei connettivi propriamente detti le �bre sono più o meno organizzate e presentano una sostanza fondamentaleviscosa. La popolazione è divisa tra cellule �sse (�broblasti, macrofagi �ssi, adipociti, melanociti), con ruoli diomeostasi, riparazione, difesa e immagazzinamento energetico, e cellule migranti (macrofagi liberi, mastociti, gran-ulociti, linfociti, plasmacellule), legate alla situazione ambientale.

Le �bre dei connettivi sono in generale di tre tipi:

� Fibre collagene, formate da proteine del collagene

� Fibre reticolari, formate da proteine del collagene

� Fibre elastiche, le uniche formate da elastina e �brillina

Il collagene è una classe di proteine suddivisa in varie tipologie, di cui le più importanti sono:

� Collagene I: forma il derma, le ossa, i tendini e le cartilagini �brose

� Collagene II: forma la cartilagine ialina e i dischi intervertebrali

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� Collagene III: forma il tessuto connettivo reticolare

� Collagene IV: forma le lamine basali

Poichè tende naturalmente ad aggregarsi in polimeri troppo voluminosi, il collagene viene secreto all'interno dellacellula come procollagene e attivato solamente in ambiente extracellulare.

Le �bre collagene hanno un diametro compreso tra 1 e 20 µm, sono �essibili e molto resistenti alla trazione, siaggregano a formare fasci e sono quasi sempre presenti nei connettivi propriamente detti oltre ad essere componentiessenziali di cartilagine ialina, �brosa e osso.

Le �bre reticolari sono sottili, con diametro tra 0,5 e 2 µm, e si presentano associate a glicoproteine; sonopresenti in grande quantità in endonervrio ed endomisio.

Le �bre elastiche sono costituite da �brillina ed elastina e sotto trazione si allungano per poi ritornare alledimensioni di partenza. La loro deformabilità è limitata e protetta dalle �bre collagene: sono abbondanti nellatonaca elastica delle arterie e dei legamenti.

La matrice extracellulare del connettivo propriamente detto contiene una quantità variabile di acqua legata allaquantità di proteoglicani: essa diminuisce naturalmente con l'età e aumenta invece di molto durante l'edema el'in�ammazione.

Questa sostanza ha funzioni tro�che, in quanto in essa si compiono gli scambi nutritivi, difensive, in quanto lasua viscosità è un ostacolo per i batteri, e meccaniche, poichè cementa le �bre.

3.1.1 Tessuto connettivo lasso

Le caratteristiche fondamentali sono le poche �bre e l'abbondante matrice extracellulare amorfa; sono presenti moltecellule, per lo più �broblasti e macrofagi.

Si trova generalmente sotto gli epiteli, intorno ai vasi e ai fasci muscolari e nelle vicinanze delle ghiandole.

3.1.2 Tessuto connettivo denso

Questo tessuto è per la maggior parte occupato da �bre e si distingue in regolare e irregolare.Nel tessuto connettivo denso regolare le �bre sono strettamente impacchettate e allineate lungo le linee di

trazione; poichè molto resistente forma i tendini e i legamenti.Nel tessuto connettivo denso irregolare le �bre sono intrecciate casualmente e si trova soprattutto nel derma,

nelle capsule �brose degli organi, nelle guaine dei tendini e dei nervi e nel periostio esterno.

3.2 Il tessuto adiposo

Nel tessuto adiposto le cellule più rappresentate sono gli adipociti, cellule di dimensioni comprese tra 50 e 150 µmche accumulano al loro interno moltissimi trigliceridi.

Si riconosce il tessuto adiposo uniloculare o bianco, praticamente l'unico nell'adulto, e il tessuto multiloculare obruno, presente solo alla nascita e in sedi limitate.

Mentre il tessuto bruno ha solo funzione termica, quello bianco ha funzione di deposito energetico, di modella-mento del corpo, di ammortizzazione, di isolamento termico e di sostegno.

3.3 Il sangue

Il sangue è un tessuto connettivo �uido rinchiuso in un sistema di vasi comunicanti. È costituito da una parteliquida, il plasma, e da una serie di elementi �gurati comprendenti globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.

Il volume del sangue in un individuo adulto è pari a circa il 7-8% del suo peso corporeo.

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Eritrociti Piastrine Neutro�li Eosino�li Baso�li Monociti Linfociti

Dimensioni (µm) 7 2-3 9-15 12-17 10-14 15-20 7-16Vita media 4 mesi 10 giorni 1-2 giorni 1-2 giorni ore-giorni 3 giorni 3 giorni-20 anni

Conta leucocitaria 99% degli e.f. // 60% 1-3% 0-1% 4-10% 20-30%Quantità per µL 5 ∗ 106 3 ∗ 105 7 ∗ 103

Table 1: Elementi �gurati del sangue

Gli eritrociti sono cellule prive di nucleo e di qualsiasi organulo citoplasmatico. Contengono emoglobina e hannoun citoscheletro che permette loro di essere facilmente deformabili: quanto questa capacità viene meno vengonodistrutti dalla milza. La dimensione media è di 7 µm.

I leucociti, o globluli bianchi, si dividono in granulociti e agranulociti. I granulociti si suddividono a loro voltain:

� Granulociti neutro�li

� Granulociti eosino�li (=acido�li)

� Granulociti baso�li

I leucociti agranulociti si dividono invece in:

� Monociti

� Linfociti

I granulociti neutro�li hanno un diametro compreso tra i 12 e i 14 µm, hanno un nucleo plurilobato e un citoplasmapieno di granuli contenenti enzimi lisosomiali; sono estramementi mobili e hanno una spiccata attività fagocitaria:la loro vita è inferiore alle dodici ore.

I granulociti eosino�li hanno un nucleo bilobato e rimangono in circolo per circa 6-10 ore prima di migrare nelconnettivo e li sopravvivervi per 8-12 giorni. Non fagocitano i batteri ma eliminano i complessi antigene-anticorpoformati nelle reazioni allergiche.

I granulociti baso�li hanno un nucleo ovoidale o bilobato con granulazioni dense e molto grandi, produconoeparina ed istamina e sono responsabili delle allergie.

I monociti hanno un nucleo reniforme e rimangono in circolo 1-4 giorni prima di migrare nel connettivo perdiventare macrofagi liberi. Sono in grado di unirsi in una cellula fagocitaria gigante e sono le cellule che dannoorigine a osteo e condroclasti.

I linfociti sono di piccole dimensioni (8-10 µm) con un grande nucleo e un citoplasma sottile. Sono gli uniciresponsabili dell'immunità speci�ca e hanno una lunga vita pur non essendo terminali. Si suddividono in linfocitiT e linfociti B.

I linfociti B una volta attivati si trasformano in plasmacellule e producono anticorpi; i linfociti T sono divisi inT-Helper, che aiutano i B nella risposta umorale, e T-Citotossici, che uccidono le cellule infettate da virus.

Le piastrine sono piccoli (2-4 µm) elementi privi di sostanza nucleare in numero di 2 − 4 ∗ 105 per mmc e vitamedia tra gli otto e i dieci giorni. Sono prodotte nel midollo osseo per frammentazione del citoplasma di enormi(200 µm) cellule polinucleate dette megacariociti.

3.4 La cartilagine

La cartilagine è un connettivo di sostegno formato da soli condrociti circondati da una matrice extracellularecompatta contenente �bre, proteoglicani e glicoproteine. I condrociti sono situati in cavità dette lacune e non sonopresenti vasi sanguigni; la cartilagine è circondata da un connettivo denso, detto pericondrio, che è necessario peril suo mantenimento (è vascolarizzato) e per il suo accrescimento.

La cartilagine in base al tipo e alla quantità di �bre viene classi�cata in:

� Ialina, traslucida e resistente a trazione e compressione

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� Elastica, opaca e �essibile

� Fibrosa, una forma di transizione tra connettivo denso e cartilagine

3.4.1 La cartilagine ialina

La cartilagine ialina è formata da collagene II non raccolto in fasci e presenta proteoglicani speci�ci (aggregano)responsabili dell'idratazione.

Poichè molto resistente a compressione e trazione è il tipo di cdartilagine che forma le articolazioni e che sostienela trachea.

Di cartilagine ialina è costituito quasi tutto lo scheletro dell'embrione e del feto, nell'adulto rimane invece solosulle super�ci articolari, nelle cartilagini costali, nel naso, nella laringe, nella trachea e nei bronchi.

3.4.2 La cartilagine elastica

Si trova nel padiglione auricolare, nel meato e nella tuba uditiva e nell'epiglottide; di colore giallastro, è più opacadella ialina, ha meno sostanza amorfa ma moltissime �bre elastiche.

3.4.3 La cartilagine �brosa

Principale componente dei dischi intervertebrali, forma grossi fasci �brosi di collagene I immersi in una scarsamatrice amorfa.

3.4.4 Istogenesi e accrescimento

Le cellule del connettivo embrionale si di�erenziano inizialmente in condroblasti, i quali iniziano a produrre �brecollagene e proteoglicani; questa produzione è talmente copiosa che queste cellule si ritrovano ad essere isolatesingolarmente in lacune e vengono indotte a di�erenziarsi diventando condrociti, più piccoli e meno attivi.

L'accrescimento avviene invece per due vie:

� Interstiziale, in cui la cartilagine si espande dall'interno per divisione dei condrociti

� Per apposizione, in cui viene aggiunta nuova cartilagine sulla super�cie esterna tramite la di�erenziazione dicellule del pericondrio in condroblasti.

3.5 L'osso

Il tessuto osseo è un connettivo la cui matrice è mineralizzata e quindi resistente e duro; al contempo resistente eleggero, l'osso non è un tessuto statico ma viene continuamente rinnovato e rimodellato.

Le funzioni dell'osso sono:

� Impalcatura interna

� Protezione e sostegno degli organi

� Inserzione dei muscoli

� Protezione degli elementi emopoietici

� Deposito di calcio e fosforo

La popolazione cellulare tipica dell'osso è quella degli osteociti, che come nella cartilagine sono accolti in lacuneossee dalle quali si irradiano i canalicoli ossei che si anastomizzano tra loro.

Si riconoscono due tipologie di osso: l'osso lamellare, compatto e resistente, e l'osso spugnoso, in cui l'organizzazioneinterna è caotica.

A livello di formazione si parla di osso primario, cioè neoformato, accostabile anche se non sovrapponibile all'ossospugnoso, e di osso secondario o lamellare; l'osso primario è destinato a essere sostituito dall'osso lamellare.

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3.5.1 L'osso compatto

L'osso compatto è rivestito all'esterno dal periostio (che presenta le �bre di Sharpey per fornire una presa salda aitendini) e all'interno dall'endostio. Dall'esterno all'interno sono presenti quattro sistemi lamellari:

� Sistema circonferenziale esterno

� Osteoni e lamelle interstiziali

� Sistema circonferenziale interno

Gli osteoni, o sistemi di Havers, sono strutture cilindriche lamellari che al loro interno presentano il canale di Haverslungo il quale scorrono i vasi sanguigni che entrano nell'osso grazie ai canali di Volkmann, ad esso paralleli.

Gli spazi tra gli osteoni sono riempiti dai sistemi di lamelle interstiziali.

3.5.2 L'ossi�cazione

Esistono due vie di ossi�cazione: l'ossi�cazione diretta, o intramembranosa, e quella indiretta, o endocondrale.L'ossi�cazione diretta si ha quando cellule mesenchimali si di�erenziano in osteoblasti, che iniziano a produrre

osteoide che viene poi mineralizzato. Gli osteoblasti isolati di�erenziano in osteociti analogamente a quanto accadenella cartilagine.

L'ossi�cazione indiretta prevede invece la formazione di un modello del futuro osseo in cartilagine; una voltapronto i condociti centrali vanno incontro ad apoptosi e la matrice a loro esterna inizia a calci�care. A questopunto le cellule più interne del pericondrio si di�erenziano in osteoblasti che formano per ossi�cazione diretta unmanicotto osseo che circonda la futura zona centrale e che viene penetrato da un'arteria che entra nella cartilagineportando cellule osteoprogenitrici, condroclasti e cellule emopoietiche.

Al termine di un'ossi�cazione indiretta rimane cartilagine a livello della piastra di accrescimento e sulle dia�si,in modo da permettere una crescita dell'osso.

Le ossa lunghe crescono in spessore con un meccanismo duplice: da un lato il periostio prolifera, dall'altrol'endostio riassorbe l'osso, questo per mantenere costante il rapporto tra il diametro della cavità midollare e lospessore dell'osso.

La crescita in lunghezza avviene invece nella zona della piastra di crescita, che può essere suddivisa in cinquestrati:

� Zona di riposo

� Zona proliferativa

� Zona di maturazione

� Zona ipetro�ca

� Zona di ossi�cazione

4 Il tessuto muscolare

Il tessuto muscolare, unico dotato di contrattilità, si divide in muscolo striato, a sua volta suddiviso in scheletricoe cardiaco, e muscolo liscio.

4.1 Il muscolo scheletrico

Le funzioni del muscolo scheletrico sono i movimenti volontari dello scheletro, il mantenimento della postura, laprotezione degli organi interni e il controllo degli ori�zi.

Questo tipo di tessuto è costituito da cellule molto grandi (20-200 µm di diametro, �no a 20 cm di lunghezza),cilindriche, polinucleate.

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Queste cellule sono dei sincizi, derivano cioè dalla fusione di centinaia di mioblasti embrionali; i nuclei si trovanoin periferia, appena sotto la membrana cellulare, e all'interno di queste cellule sono presenti proteine contrattiliorganizzate in mio�brille.

Esistono tre involucri connettivali a proteggere il muscolo e a tenerlo unito:

� Epimisio, avvolge l'intero muscolo

� Perimisio, avvolge un fascio di �bre

� Endomisio, avvolge ogni singola �bra

Quando all'estremità del muscolo questi tre involucri si fondono uno all'altro si crea un tendine.

4.1.1 Il sarcomero

Il sarcomero è l'unità funzionale contrattile del muscolo e presenta delle strutture dette bande e altre dette linee;da un estremità alla linea centrale queste strutture sono:

� Banda I, dove è presente sola actina

� Linea Z, contenuta nella banda I, è la linea lungo la quale l'actina compie uno scarto

� Banda A, dove è presente sia miosina che actina e per questo appare più scura

� Linea M, contenuta nella banda A, dove è presente solo miosina

A livello tridimensionale ogni �lamento di miosina è circondato da 6 �lamenti di actina.La contrazione avviene per scorrimento dei �lamenti sottili sui �lamenti spessi e si può suddividere in quattro

fasi:

1. La testa miosinica è bloccata su un �lamento di actina

2. Una molecola di ATP si lega al retro della testa e questo ne riduce l'a�nità con l'actina permettendole dimuoversi lungo il �lamento

3. Lo slittamento è di circa 5nm prima che l'ATP venga idrolizzato ad ADP, che però insieme al fosfato inorganicorimane attaccato alla proteina

4. Il rilascio del fosfato inorganico genera una rapida contrazione come una vogata, durante la quale anche l'ADPviene perduto e il ciclo può ricominciare

Il controllo della contrazione è legato ad altre due proteine: la tropomiosina e la troponina. La prima è una sortadi binario lungo tutta l'actina, la seconda forma delle stazioni di controllo che legano il calcio.

Quando il calcio è legato alla troponina, la tropomiosina viene spostata in modo da permettere all'actina dilegare le teste della miosina: la contrazione può quindi avvenire.

Pertanto basse concentrazioni di Ca++ impediscono la contrazione mentre alte concentrazioni la rendono pos-sibile.

Il calcio viene introdotto grazie ad uno stimolo nervoso che genera una cascata di eventi:

1. L'assone propaga lo stimolo nervoso sotto forma di depolarizzazione

2. Viene rilasciato un neurotrasmettitore, l'acetilcolina, che lega un recettore sul sarcolemma e lo depolarizza

3. La depolarizzazione si trasmette ai tubuli T, invaginazioni del sarcolemma

4. La depolarizzazione dai tubuli T raggiunge le cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico, che rilascia ioniCa++.

La tossina botulinica impedisce il rilascio di acetilcolina, il curaro si lega al recettore sul sarcolemma: entrambiinducono paralisi �accida.

La stricnina e il tetano invece impediscono il rilassamento del muscolo antagonista: inducono dunque paralisispastica.

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4.2 Il muscolo cardiaco

Le cellule del muscolo cardiaco sono uninucleate e prendono il nome di miocardiociti. Hanno dimensioni di circa20µm× 100µm.

Il nucleo è posizionato al centro della cellula e tra un miocardiocita e l'altro sono presente linee trasversali dettestrie scalariformi dove si trovano zonule adhaerens, desmosomi e gap junction.

Le principali di�erenze con il muscolo scheletrico sono:

� Tubuli T più grandi e numerosi

� Reticolo sarcoplasmatico meno organizzato

� Numerosi mitocondri

� Il calcio entra dall'esterno della cellula prima che dall'interno

� La contrazione è autonoma

� L'innervazione ha solo funzione modulatoria

4.3 Il muscolo liscio

Si torva nella parete dei visceri cavi, quindi nel tratto gastrointestinale e genitourinario; è formato da cellule fusiformicon nucleo centrale e con dimensioni tra i 20 e i 500 µm.

Le cellule del muscolo liscio contengono solo actina che a riposo non è organizzata in �lamenti. Manca la striaturatrasversale ma la contrazione avviene come nel muscolo scheletrico per scorrimetno dei �lamenti.

Le cellule del tessuto muscolare liscio sono in grado di trasmettersi tra loro l'impulso e si possono contrarsi anchein assenza di uno stimolo nervoso, per esempio a causa di ormoni.

5 Il tessuto nervoso

Il sistema nervoso si occupa di fornire sensazioni sull'ambiente interno ed esterno, integrando le informazioni sen-soriali, coordinando le attività motorie e regolando strutture ed apparati.

Anatomicamente viene suddiviso in:

� SNC, comprendente encefalo e midollo spinale

� SNP, tutto il rimanente sistema

Funzionalmente si riconosce invece

� Sistema nervoso somatico, controllante le attività volontarie

� Sistema nervoso autonomo, controllante le attività involontarie

Il tessuto nervoso è costituito dai neuroni e dalle cellule gliali; i neurono hanno le seguenti caratteristiche:

� Numero compreso tra i 100 e i 1000 miliardi

� Eccitabilità

� Conduttività

� Secernenti

� Perenni

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5.1 Il neurone

Un neurone è costituito da un corpo cellulare, da dei dentriti e da un assone.Il corpo cellulare, o pirenoforo, ha una morfologia variabile e dimensioni comprese tra i 5 e i 150 µm. Il nucleo,

voluminoso e centrale è chiaro e il nucleolo è sede di elevata attività di sintesi ribosomiale.Il citoplasma del pirenoforo contiene numerosi mitocondri e un apparato del Golgi molto sviluppato; sono presenti

inoltre molti ribosomi liberi.I dendriti sono in genere multipli ed emergono da vari punti del corpo cellulare; sono brevi e rami�cano nelle

vicinanze del pirenoforo. Contengono tutti gli organuli cellulari ad eccezione del Golgi e sono funzionalmente delleespansioni del corpo cellulare generalmente deputate a ricevere gli stimoli.

L'assone è presente in tutti i neuroni con lunghezze �no ad un metro, origina da una protrusione detto cono diemergenza e di solito emette i suoi rami distalmente al pirenoforo nel territorio di innervazione.

L'impulso nervoso è un segnale di natura elettrica e il neurone è in grado di veicolarlo.La super�cie interna della membrana cellulare neuronale è leggermente più negativa rispetto a quella esterna:

si ha un potenziale di membrana a riposo di −70mV .In risposta ad uno stimolo adeguato si ha un inversione del potenziale di riposo e la generazione di un potenziale

d'azione: si passa a un potenziale di +30mV .

5.2 La guaina mielinica

La guaina mielinica è formata dalle cellule di Schwann (SNP) o da cellule dette oligodentrociti (SNC) disposte aformare una spirale di membrane cellulari avvolte intorno all'assone.

Questa disposizione isola il neurone a livello elettrico, in questo modo si passa da una conduzione lineare ad unaa tratti in cui è necessario ripolarizzare solo i tratti scoperti dalla guaina, cioè i nodi di Ranvier.

La velocità di conduzione dell'impulso dipende infatti dal diametro delle �bre (più è elevato più è veloce latrasmissione) e dalla presenza o l'assenza di mielina: la sclerosi multipla è una patologia legata alla sua distruzioneche quindi genera danni irreversibili al sistema nervoso.

5.3 La sinapsi

La porzione terminale di un assone presenta un rigon�amento, il bottone sinaptico, che costituisce metà di unasinapsi: l'altra metà è la porzione di membrana cellulare dell'assone a valle con i suoi recettori per i neurotrasmet-titori. Tra le due porzioni vi è la fessura sinaptica che ha una dimensione di circa 20-30 nm.

Quando un impulso nervoso raggiunge un neurone, esso è veicolato a livello della singola cellula per via elettricama viene trasmesso per via chimica, è questa infatti la funzione della sinapsi.

In risposta al potenziale d'azione le sinapsi secernono molecole dette neurotrasmettitori che si legano alla mem-brana della cellula a valle, che può uscirne:

� Depolarizzata: stimolo eccitatorio, legato a neurotrasmettitori quali l'acetilcolina

� Iperpolarizzata: stimolo inibitorio, legato a neurotrasmettitori quali GABA

Importante notare che il segnale attraversa la sinapsi in una sola direzione, sempre.

5.4 Cellule gliali

Le cellule gliali sono un gruppo eterogeneo di cellule 10 volte più numeroso dei neuroni che presenta funzioni diverse:

� Funzioni di sostegno, nutrimento e riparazione: astrociti

� Funzioni strutturali: cellule di Schwann, oligodentrociti

� Funzioni difensive: microglia

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Part II

Embriologia

6 Introduzione alla riproduzione

La riproduzione è una proprietà fondamentale degli organismi viventi che assicura la continuità della vita, l'adattamentoe l'evoluzione.

Le due uniche modalità di riproduzione sono:

� Riproduzione asessuata (agamica): semplice e veloce, conferisce la forza del numero ma ha come conseguenzal'uniformità genetica e quindi una minore probabilità di adattarsi ai cambiamenti

� Riproduzione sessuata: Lenta e dispendiosa, conferisce la capacità di adattarsi con grande successo ai cambi-amenti ed è l'unica forma di riproduzione negli animali superiori e nell'uomo

6.1 La determinazione del sesso

All'inizio del 1900 si dimostrò come il sesso dell'individuo fosse legato ai cromosomi, in particolare fu dimostratoche nell'uomo il maschio è eterogametico, presenta cioè due cromosomi sessuali diversi XY, mentre la femmina èomogametica, cioè presenta due cromosomi sessuali uguali XX.

L'acquisizione di caratteristiche maschili o femminili prevede alcune tappe:

� Lo sviluppo di vie genitali e genitali interni è il sesso genitale

� Lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari e dei genitali esterni è il sesso fenotipico, cioè visibile

Esistono però individui che presentano un sesso genetico che diverge dal sesso fenotipico: si tratta degli individuipseudoermafroditi.

Questo si spiega poichè la natura realizza spontaneamente il fenotipo femminile in assenza di qualcosa che siain grado di modi�care questo comportamento.

I testicoli nel maschio sono dunque chiamati a una duplice azione:

� Realizzazione attiva del fenotipo ♂ con la secrezione di ormoni

� Soppressione del fenotipo ♀

Due ormoni sono legati a queste attività: l'ormone per la realizzazione attiva è il testosterone, l'ormone per lasoppressione il fattore antimullerano (AMH, Anti-Mulleran Hormone).

Si può concludere che un individuo diventerà maschio se rispetta due condizioni:

1. Vengono prodotti testosterone e AMH

2. L'individuo è sensibile a questi due ormoni

Con lo studio delle malattie legate alla presenza di cromosomi sessuali extra si è inoltre capito come sia tuttoattorno al cromosoma Y il lavoro di di�erenziamento sessuale: la presenza di Y determina mascolinità, mentre lasua assenza determina femminilità.

Si iniziò a metà del secolo scorso a cercare cosa scatenasse la mascolinità nel cromosoma Y: intorno al 1990venne scoperto il gene SRY, sex region Y, che da solo attiva una cascata di eventi che portano allo sviluppo di unindividuo di sesso maschile.

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6.2 La gametogenesi clinica

La gametogenesi è il processo che porta alla formazione dei gameti che poi si uniranno a formare lo zigote. Questoprocesso spesso va incontro ad errori che generano patologie genetiche.

Uno degli errori comuni è la non disgiunzione tra i cromosomi, che porta ad uno zigote con cromosomi sovran-numerari, cioè in condizione di aneuploidia.

Lo sbilanciamento tra i geni crea un fenotipo anomalo o spesso la morte, tanto che sono solo tre le trisomieautosomiche che possono portare a termine la gravidanza:

� Trisomia 21, o sindrome di Down

� Trisomia 13, o sindrome di Patau

� Trisomia 18, o sindrome di Edwards

Meno letali sono le aneuploidie dei cromosomi sessuali, esistono individuo XXY, XYY, XXX, XXXX e XXXXX.La monosomia è invece sempre incompatibile con la vita tranne il caso XO, sindrome di Turner

7 L'ovogenesi

L'ovogenesi, cioè il processo di formazione dei gameti femminili, o cellule uovo, è caratterizzato da una scansionetemporale a tre fasi:

1. Fase di inizio, durante lo sviluppo embrionale

2. Fase di arresto, durante lo sviluppo embrionale

3. Fase di ripresa, dalla pubertà alla menopausa

7.1 La fase di inizio e la fase di arresto

Durante la vita embrionale, in particolare dall'XI settimana al 7° mese di vita intrauterina, le cellule germinaliprimordiali dette ovogoni sono indotte a trasformarsi in ovociti primari.

Questo processo è inevitabile per tutti gli ovogoni: o entrano in meiosi o muoiono.Gli ovociti primari vengono bloccati in fase meiotica, precisamente nella profase, e questo stop può durare anche

50 anni.In questa fase il follicolo primordiale è l'unità funzionale dell'ovaio ed è formato dall'ovocita I e dalle cellule

piatte che lo circondano.Intorno al 5° mese di vita intrauterina sono presenti nell'organismo femminile 6− 7 ∗ 106 ovogoni ma quelli che

riusciranno a diventare follicoli primordiali sono in realtà solo 1− 2 ∗ 106 ed è questo il numero di unità funzionalipresenti alla nascita.

Poichè tutte le cellule progenitrici sono già presenti alla nascita della donna, non esistono cioè cellule staminali,la loro distruzione porta inevitabilmente alla sterilità.

7.2 La fase di ripresa

La fase di ripresa inizia con la pubertà e interessa diversi follicoli primordiali ogni giorno. Di questi solo un ovocitaI con il suo follicolo completa lo sviluppo, l'ovulazione è quindi un processo ciclico.

Il ciclo ovarico è la �nestra di tempo compresa tra due successive ovulazioni ma è più semplice considerarlo ilperiodo tra due mestruazioni successive in modo da dividerlo in due fasi:

� Fase follicolare, dominata dagli estrogeni follicolari, termina con l'ovulazione

� Fase luteinica, segue l'ovulazione ed è dominata dai progestinici secreti dal corpo luteo

In generale il ciclo ovarico è legato a una regolazione ormonale di tipo feedback negativo, in cui si ha l'azione diquattro ormoni divisi in coppie: progesterone ed estrogeni inibiscono ipotalamo ed ipo�si nella produzione di FSHed LH.

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7.2.1 La fase follicolare

La fase follicolare è la fase in cui diversi follicoli primordiali iniziano la maturazione ma al suo termine uno sono diessi avrà completato la il processo.

Questa fase viene suddivisa in tre sottofasi:

1. Fase preantrale, della durata di 3-5 giorni

2. Fase antrale, della durata di 8-12 giorni

3. Fase preovulatoria, della durata di 37 ore

7.2.1.1 La fase preantrale In questa fase alcuni follicoli primordiali, quindi dotati di ovocita I, entrano nellaprima fase di accrescimento che li porta a diventare follicoli primari; questo passaggio prevede l'aumento di dimen-sioni dell'ovocita I e la formazione da parte delle cellule follicolari della granulosa.

Le cellule dello stroma ovarico formano la teca, suddivisa in teca interna, vascolarizzata, e teca esterna, �brosa.Le cellule della granulosa formano la zona pellucida, uno strato di glicoproteine (ZP1, ZP2 e ZP3) che circonda

l'ovocita e ha un ruolo fondamentale nel riconoscimento uovo-spermatozoo.Oltre alle modi�cazioni morfologiche appaiono nella fase preantrale anche modi�cazioni funzionali, in particolare

compaiono i recettori per le gonadotropine (FSH e LH) che sono fondamentali per il passaggio alla fase successivache, a di�erenza di questa, è totalmente dipendente dagli ormoni.

7.2.1.2 La fase antrale I follicoli primari entrano in questa fase solamente se vi è un'adeguata concentrazionedi FSH e LH nel sangue e se essi stessi presentano un numero di recettori su�ciente: se una o entrambe questecondizioni non sono esaudite il follicolo degenera e si ha una condizione di atresia.

Il numero di follicoli che raggiunge la fase antrale è solitamente tra le 15 e le 20 unità.Durante questa fase si ha il passaggio da follicolo primario a follicolo secondario, passaggio scandito da modi�che

strutturali e funzionali.La più evidente trasformazione strutturale è la formazione di un antro all'interno del follicolo, e una divisione

tra le cellule della granulosa e l'ovocita (rimane un piccolo accumulo detto cumulo ooforo).A questo punto il follicolo diventa una ghiandola endocrina, in cui la teca interna con recettori per LH produce

androgeni mentre la granulosa, che possiede recettori per FSH, produce estrogeni a partire dagli androgeni.In questa fase si ha una competizione tra i follicoli delle due ovaie e il follicolo che acquista più recettori degli

altri cresce più rapidamente sottraendo FSH ed estrogeni agli altri in un circolo vizioso che porta ad una crescitaesplosiva: si parla ora di follicolo dominante, che passerà alla fase successiva.

7.2.1.3 La fase preovulatoria La fase preovulatoria prevede il passaggio da follicolo secondario a follicoloterziario in condizioni di alte concentrazioni di FSH ed LH.

Anche l'ovocita passa dalla condizione di ovocita I a quella di ovocita II completando dunque la I divisionemeiotica; la seconda cellula prodotta dalla divisione eredita pochissimo citoplasma ed è condannata a degenerare:si de�nisce globulo polare.

L'ovocita II a questo punto viene ribloccato in meiosi, ma questa volta non più alla profase ma alla metafase,in attesa della fecondazione.

7.3 L'ovulazione

Quando il follicolo terziario è vicino alla super�cie dell'ovaio si forma un rigon�amento e la parete ovarica diventaavascolare; la membrana propria del follicolo tra teca e granulosa viene rotta, quest'ultima viene vascolarizzata einizia così la trasformazione in corpo luteo.

L'ovocita II e il cumulo ooforo intanto vengono espulsi dall'ovaio che viene catturato dalle �mbrie dell'ovidotto.

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7.4 La fase luteinica

Le cellule della granulosa dopo l'ovulazione si trasformano in cellule luteiniche che cessano di dividersi e diventanoipertro�che accumulando grandi quantità di lipidi e di luteina, un pigmento giallo.

Il corpo luteo ha le funzioni di una ghiandola endocrina e produce soprattutto progesterone ma in quantitàminori anche estrogeni.

Questa struttura è programmata per autodistruggersi dopo 14 giorni secondo un processo noto come luteolisi;se questo processo ha luogo crolla la produzione di progesterone e di estrogeni, liberando così l'attività dell'ipo�siche torna a secernere FSH e LH in modo da riprendere un nuovo ciclo ovarico.

Il corpo luteo può essere salvato da HCG, la gonadotropina corionica umana, che viene prodotta in caso difecondazione: in questa situazione continua la produzione di progesterone ed estrogeni e quindi non è possibileintraprendere un nuovo ciclo ovarico.

La pillola anticoncezionale funziona come un corpo luteo arti�ciale, impendendo l'inizio di un nuovo ciclo ovarico.

7.5 Gli altri cicli femminili

Ad accompagnamento del ciclo ovarico, l'organismo femminile presenta altri cicli periodici che hanno ripercussioniimportanti per la fecondazione.

Il ciclo più evidente è quello uterino, e per comprenderlo è necessario analizzare la struttura dell'utero.L'utero è un organo muscolare a forma di pera lungo 7 cm, largo 4 e spesso 2,5. Il corpo è la parte espansa dove

si aprono le tube, il fondo è la parte superiore allo sbocco, mentre la cervice è la parte circolare che si apre nellavagina.

Si riconoscono due strati in questo organo: l'endometrio, che è una mucosa, e il miometrio, che è uno stratomuscolare liscio.

Lo strato di endometrio è a sua volta suddiviso in uno strato funzionale e uno strato basale: il primo vienesfaldato ad ogni ciclo mentre il secondo è deputato alla ricostruzione ciclica di ciò che viene perso.

Il ciclo uterino endometrico è quindi diviso in due fasi:

1. Fase proliferativa, sovrapposta a quella follicolare, termina con l'ovulazione: si ha la proliferazione dello stratobasale e la rigenerazione di quello funzionale

2. Fase secretiva, sovrapposta a quella luteinica, termina con la mestruazione: si ha l'aumento di spessore dellostrato funzionale in preparazione alla mestruazione.

Esiste anche un ciclo uterino miometrico in cui cambiano la frequenza e l'intensità contrattiva di questo muscolo:durante l'ovulazione si hanno contrazioni ad alta frequenza (200/h) e bassa ampiezza mentre durante la mestruazionese ne hanno a bassa frequenza (30/h) ma grande ampiezza.

Particolarmente rilevante a livello di fecondazione è il ciclo cervicale: le ghiandole nella zona della cervicesecernono un muco le cui caratteristiche cambiano a seconda del momento del ciclo e ostacolano o favoriscono lafecondazione.

8 La spermatogenesi

La spermatogenesi è il processo di formazione degli spermatozoi: a di�erenza dell'ovogenesi, non inizia in età fetale,ma con la pubertà.

Con la pubertà a livello dei testicoli si hanno dei cambiamenti strutturali che rendono possibile il processo,cambiamenti che sono:

� I cordoni seminiferi originano i tubuli seminiferi

� Le cellule interstiziali si di�erenziano in cellule del Leydig

� Le cellule sostentacolari si di�erenziano in cellule del Sertoli

� Gli spermatogoni ricominciano a dividersi per mitosi diventando spermatogoni di tipo A

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L'intero processo di spermatogenesi è intimamente legato alla morfologia delle struttura che lo interessano, inparticolare quella dei tubuli seminiferi.

I tubuli sono formati da due popolazioni cellulari: l'epitelio seminifero con le cellule spermatogene e le cellulesostentacolari del Sertoli.

La parete dei tubuli è formata da una membrana basale cui sono collegate delle cellule mioidi di tipo muscolare:questa parete separa il compartimento tubulare dal compartimento interstiziale creando così due ambienti totalmentediversi.

Fuori dalla parete rimangono le cellule del Leydig, che nell'uomo sono deputate alla produzione di ormoniandrogeni.

Le cellule del Sertoli, interne ai tubuli seminiferi, concorrono a formare la barriera emato-testicolare attraversoun sistema di giunzioni occludenti; questo suddivide il tubulo in due compartimenti, un compartimento basale traparete e giunzioni e un compartimento adluminale.

La barriera ematotesticolare separa cellule in momenti diversi della loro vita: nel compartimento basale si eseguela mitosi, in quello adluminale la meiosi.

Il processo della spermatogenesi avviene in tre fasi di durata costante e caratteristica per ogni specie:

1. Fase di proliferazione: 16 giorni nell'uomo

2. Fase di meiosi: 24 giorni nell'uomo

3. Fase di spermiogenesi: 24 giorni nell'uomo

8.1 La fase di proliferazione

Durante la pubertà gli spermatogoni primitivi si trasformano in spermatogoni di tipo A, scuri e staminali, che sonoin grado di riprendere la spermatogenesi; quando gli spermatogoni di tipo A diventano di tipo A1 (si riconosconopoichè di colore chiaro), inizia la prima mitosi.

Una volta iniziato il processo, una sequenza �ssa di mitosi (nel caso dell'uomo sono 6) porta alla formazionedegli spermatociti primari: poichè nell'umano vi sono 6 mitosi, da ogni spermatogone si ricavano 64 cellule o meno.

In ogni clone di cellule derivanti da uno spermatogone intermedio non si divide il citoplasma ma restano deiponti necessari a garantire la sincronia dello sviluppo.

8.2 La fase di meiosi

Gli spermatociti primari sono ancora diploidi, ma alla �ne di questa fase verranno prodotti spermatidi aplodi:da ogni spermatocita primario che vi entra vengono dunque generato quattro spermatidi, sempre dotati di ponticitoplasmatici per la sincronia.

8.3 La fase di spermiogenesi

In questa fase si passa da una cellula poco caratteristica a uno spermatozoo vero e proprio grazie a un drasticorimodellamento cellulare.

Il nucelo diventa ora eterocromatico e dall'apparato di Golgi si crea l'acrosoma, un organo di penetrazioneparagonabile ad un lisosoma gigante che si pone in testa al futuro spermatozoo.

In totale uno spermatozoo sarà lungo circa 60 µm, di cui 4-5 rappresentati dalla testa: la restante porzione è lacoda, suddivisa in

� collo

� pezzo intermedio

� segmento principale

� segmento terminale

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8.4 Organizzazione spaziotemporale della spermiogenesi

Il processo di spermiogenesi è legato all'attività delle cellule del Sertoli che spingono verso il lume del tubulo lecellule con il procedere della loro maturazione.

La traiettoria seguita dalle cellule nella spinta è quella del raggio del tubulo, in totale il tempo tra due sper-matogenesi successive è costante per ogni specie e rappresentato da 1/4 del periodo totale che per l'uomo è quindipari a 16 giorni.

In ogni sezione frontale del tubulo dunque gli strati concentrici sono popolati da cellule allo stesso stadio dimaturazione, sincronia realizzata grazie ai ponti citoplasmatici.

Per garantire una produzione continua di spermatozoi le sezioni del tubulo non iniziano i cicli allo stesso tempoma secondo scadenze dettate dalla cosiddetta onda dell'epitelio seminifero: iniziano prima le porzioni periferiche evia via �no ad arrivare alla porzione centrale.

8.5 Controllo ormonale

Il controllo ormonale della spermiogenesi sfrutta gli stessi ormoni che controllano l'ovogenesi: LH stimola le celluledel Leydig a produrre testosterone mentre FSH stimola l'attività delle cellule del Sertoli che dirigono di fatto l'interoprocesso.

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9 Le prime quattro settimane di sviluppo

Giorno Evento Neuro Cardio

0 Fecondazione1 Perdita corona radiata, prima divisione23 Formazione della morula4 Formazione della blastocisti5 Schiusa della blastocisti678 Formazione del disco embrionale

Formazione del sacco vitellino primario910 Formazione del mesoderma extraembrionale1112 Formazione del sacco vitellino de�nitivo I circ. utero-placentare13 Formazione del corion1415 Inizio della gastrulazione16 Membrana buccofaringea e cloacale distinte17 Migrazione del mesoderma Canale cordale

Placca neurale18 Placca cordale19 Separazione del mesoderma laterale Canale dorsale

Doccia neurale2021 Formazione dei somiti Tubo neurale

Inizio chiusura tubo22 Battito cardiaco2324 Chiusura neuroporo ant. Circ. sanguigna2526 Chiusura neuroporo post.2728

10 La prima settimana di sviluppo

Una volta avvenuta la fecondazione vi sono quattro settimane ricche di eventi che fanno diventare un'unica cellula,lo zigote, un embrione umano riconoscibile.

La prima divisione dello zigote si ha dopo 24-30 ore dalla fecondazione: si passa dunque a uno stadio di duecellule e connessa a questa divisione è la perdita della corona radiata.

Inizialmente lo zigote è molto più grande di una cellula umana tipica, pertanto si ha un processo di segmentazioneche porta ad aumentare il numero di cellule senza aumentare le dimensioni della struttura: il risultato �nale è lamorula, un'organizzazione compatta che è riconoscibile a partire dal terzo giorno e che è formata da un numerovariabile tra 8 e 18 cellule.

Durante il quarto giorno la morula si trasforma in blastocisti e si ha la prima di�erenziazione cellulare: siformano due gruppi cellulari di cui uno già destinato a non far parte dell'embrione.

La blastocisti, è dunque formata da:

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� All'esterno il trofoblasto, massa cellulare destinata a formare i tessuti extraembrionali

� All'interno il nodo embrionale, destinato a formare sia l'embrione che alcuni tessuti extraembrionali.

Durante il quinto giorno si ha la schiusa della blastocisti: la zona pellucida viene digerita ad opera di enzimi secretidal trofoblasto e questo permette l'impianto, evento cruciale che si colloca a cavallo tra la prima e la secondasettimana di sviluppo.

La fase di impianto è delicatissima ed è quella in cui la blastocisti penetra progressivamente la parete uterinavenendo a diretto contatto con le cellule materne.

Inizia tra il sesto ed il settimo giorno e si divide in due fasi: un aggancio a opera dei microvilli della blastocistie una penetrazione vera e propria.

L'inizio della fase penetrativa impone una seconda di�erenziazione cellulare: le cellule del trofoblasto a contattocon la parete endometrica si trasformano in sinciziotrofoblasto, formato da cellule polinucleate, mentre le altrecellule diventano citotrofoblasto.

L'impianto avviene a metà della fase luteinica del ciclo ovarico, periodo di dominanza del progesterone: la pilloladel giorno dopo è una dose massiccia di estrogeni che inverte questa dominanza e impedisce alla blastocisti di iniziarel'opera.

Nel nodo embrionale vi è anche un'altra di�erenziazione: si forma uno strato detto ipoblasto.Alla �ne della prima settimana vi sono quindi quattro strati diversi nell'embrione:

1. Citotrofoblasto

2. Sinciziotrofoblasto

3. Ipoblasto

4. Nodo embrionale o massa cellulare interna

11 La seconda settimana di sviluppo

La seconda settimana è caratterizzata da due processi principali: la conclusione dell'impianto e la formazione didisco embrionale, amnios e sacco vitellino.

La prima struttura a formarsi è il disco embrionale, a cavallo tra l'ottavo e il nono giorno; tra sinciziotrofoblastoe nodo embrionale si formano cavità piene di liquido che con�uiscono tra loro a formare la cavità dell'amnios cheverrà rivestita di amnioblasti ad opera dell'epiblasto. Si forma così un dischetto formato da epiblasto ed ipoblastocompreso tra due cavità: sul versante uterino la cavità amniotica e sull'altro il blastocele.

Più o meno contemporaneamente alla formazione del disco embrionale si ha la formazione del sacco vitellinoprimario: il blastocele viene rivestito ad opera dell'ipoblasto con una membrana, detta membrana di Heuser e aquesta struttura si da appunto il nome di sacco vitellino primario.

Tra il decimo e l'undicesimo giorno l'impianto è di fatto completato e nel sinciziotrofoblasto iniziano a for-marsi lacune piene di sangue e �uidi e si forma inoltre il mesoderma extraembrionale, cioè lo strato compreso trasinciziotrofoblasto e citotrofoblasto.

Al dodicesimo giorno di sviluppo le lacune si mettono in comunicazione tra di loro formando un sistema lacunareche è la prima circolazione utero-placentare.

L'ipoblasto in questo stesso giorno prolifera formando il rivestimento de�nitivo del sacco vitellino ricoprendo lamembrana di Hauser.

L'ultima struttura a formarsi durante la seconda settimana di sviluppo è il corion, al tredicesimo giornoLe cavità del mesoderma extraembrionale, formatesi durante il dodicesimo giorno, qui con�uiscono formando il

celoma extraembrionale che circonda l'embrione in ogni sua parte escluso il peduncolo di attacco.Questo celoma divide il mesoderma embrionale in due strati:

1. Somatopleura extraembrionale, che si accolla internamente ad amnios e citotrofoblasto

2. Splancnopleura extraembrionale, che si accolla al sacco vitellino

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Il corion è il risultato dell'insieme di tre tessuti:

1. Citotrofoblasto

2. Somatopleura

3. Sinciziotrofoblasto

Alla �ne della quarta settimana si hanno dunque le seguenti strutture:

� Corion, formato da citotrofoblasto,sinciziotrofoblasto e somatopleura

� Epiblasto, che darà origine all'embrione

� Cavità amniotica

� Sacco vitellino secondario

12 La terza settimana di sviluppo

La terza settimana presenta numerosi processi fondamentali:

1. Formazione dei tre foglietti germinativi e annessa gastrulazione

2. Inizio della neurulazione

3. Inizio dello sviluppo cardiocircolatorio

Il primo evento della terza settimana è la gastrulazione, che inizia al 15° giorno: cellule dell'epiblasto proliferano emigrano dalla periferia verso l'asse centrale formando un ispessimento detto linea primitiva; l'ispessimento anterioredella linea primitiva è detto nodo di Hensen.

La linea permette di de�nire le dimensioni dell'embrione, in particolare l'asse cefalo-caudale, le super�ci dorsalee ventrale, e i lati destro e sinistro dell'embrione.

A partire dalla formazione della linea si hanno dei movimenti che portano alla formazione dei tre fogliettiembrionali:

� L'endoderma si forma quando l'epiblasto si invagina attraverso la linea primitiva spostando l'ipoblasto

� Il mesoderma si forma per seconda migrazione dell'epiblasto e quindi si trova sopra l'endoderma ma sottol'epiblasto

� L'ectoderma si forma in�ne con la terza migrazione dell'epiblasto e quindi è lo strato superiore

Al 16° giorno l'asse cefalo-caudale diventa evidente poichè sono ora visibili la membrana cloacale� posta al terminedella linea primitiva, e la membrana buccofaringea, posta all'altra estremità.

12.1 La notocorda

Il nodo di Hensen assume ora un ruolo fondamentale poichè da questo punto in avanti si ha il processo cefalico onotocordale che darà origine alla notocorda.

La formazione della notocorda è un processo a tre stadi che occupa i giorni da 17 a 19: si ha la fase del canalecordale, quella della placca e in�ne la fase della corda dorsale.

La prima fase si ha quando il processo cefalico si sposta in avanti e si cavita, la seconda si ha quando si fondeall'endoderma formando il canale neuroenterico tra amnios e sacco vitellino, la terza ed ultima fase si ha quando laplacca cordale si ripiega a formare un cordone pieno: la notocorda.

La notocorda è una struttura fondamentale per lo sviluppo, in quanto serve come struttura assile per lo sviluppodello scheletro e in particolare della spina dorsale ma soprattutto induce la formazione del tubo neurale. Nell'adultoi resti della notocorda sono i nuclei polposi dei dischi intervertebrali.

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12.2 La neurulazione

Come il processo che forma la notocorda, anche la neurulazione attraversa tre stadi: si parla di placca neurale, didoccia neurale e in�ne di tubo neurale.

Inizialmente, intorno al 17° giorno, si ha una placca cellulare posta sopra la notocorda, ma al 19° questa placcaassume una forma a ferro di cavallo e viene de�nita doccia, cioè incavo.

L'ultima fase è la chiusura delle estremità del ferro di cavallo con formazione di un tubo posto direttamentesopra alla notocorda.

12.3 La suddivisione del mesoderma

Intorno al 19° giorno il mesoderma si presenta come suddiviso in cinque aree organoformative:

1. Mesoderma cordale, associato alla notocorda

2. Mesoderma parassiale, posto lateralmente al tubo neurale

3. Mesoderma intermedio, posto tra quello parassiale e le estremità embrionali

4. Somatopleura, posta sotto l'ectoderma

5. Splancnopleura, posta sopra l'endoderma

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Figure 1: La suddivisione del mesoderma

Il mesoderma parassiale si ispessisce e comincia ad organizzarsi in raggruppamenti cellulari detti somitomeri,molti dei quali si frammentano in somiti.

La formazione comincia alla �ne della terza settimana e alla �ne della quarta si avranno in totale 7 paia disomitomeri e 37 coppie di somiti: 4 occipitali, 8 cervicali, 12 toracici, 5 lombari, 5 sacrali e 3 coccigei.

12.4 La circolazione primitiva

Alla seconda settimana l'embrione è nutrito passivamente dalle lacune del sinciziotrofoblasto ma ora tale sistemanon è più su�ciente: sangue, vasi e cuore derivano dal mesoderma splancnico e il processo inizia tra il 17° e il 18°giorno.

Cellule mesenchimali del saccco vitellino si trasformano in isole sanguigne che originano in periferia degli an-gioblasti, che daranno vitra ai vasi, e all'interno degli emoblasti, cioè eritrociti primitivi.

13 La quarta settimana di sviluppo

Alla �ne della terza settimana l'embrione è piatto e formato dai tre foglietti germinativi: la lunghezza è di circa4mm e ha un aspetto simile a quello di tutti i vertebrati che hanno completato la gastrulazione.

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Durante la IV settimana vi sono una serie di movimenti e di ripiegamenti che hanno come risultati:

1. Cambiamento della forma esterna dell'embrione

2. Delimitazione del corpo

3. Cambiamento di dimensioni e posizioni delle parti interne

4. Chiusura del tubo neurale

5. Evoluzione delle cinque aree organo-formative

L'espansione laterale dell'amnios è l'evento che scatena la delimitazione laterale del corpo embrionale: la cavitàespandendosi scende ai lati e forma le pieghe laterali avvolgendo l'embrione e trasformandolo in un tubo isolato daisuoi annessi se non per un peduncolo.

Nella regione anteriore e in quella posteriore l'avvolgimento dell'amnios e la fusione delle pieghe laterali ècompleta e viene data origine ad un intestino anteriore e uno posteriore.

13.1 Evoluzione dell'ectoderma

Già a partire dalla III settimana l'ectoderma si suddivide in due aree organo-formative: l'ectoderma nervoso, piùprofondo, e l'ectoderma epidermico, più super�ciale.

L'ectoderma a destino nervoso chiude il tubo neurale a partire dal 21° giorno iniziando dalla zona centraledell'embrione e proseguendo verso le due estremità: queste si chiudono mediamente al 24° giorno (anteriore) e al26° giorno (posteriore).

Il tubo neurale, ora completamente chiuso, diventa il primordio del sistema nervoso centrale: l'encefalo e ilmidollo spinale. Sopra ad esso vi è la cresta neurale, una popolazione di cellule destinate a migrare in regionidiverse del corpo: queste si di�erenzieranno in neuroni e cellule gliali, ma anche in melanociti e in derma dellafaccia e del collo.

Riassumendo dunque l'ectoderma durante la IV settimana si suddivide in tre aree organoformative:

1. Ectoderma di rivestimento: epiteli, ghiandole e annessi cutanei

2. Tubo neurale: cervello, midollo spinale, nervo ottico, retina, parte dell'ipo�si

3. Cresta neurale: neuroni, cellule gliali, meningi, derma, muscoli dell'iride, cartilagini facciali, melanociti

13.2 Evoluzione dell'endoderma

Durante la IV settimana con la formazione delle pieghe laterali e longitudinali l'endoderma va a formare tre regioni:l'intestino anteriore, quello medio e quello posteriore; ciascuna di queste porzioni non va a formare solo trattidell'apparato digerente ma anche altri organi.

1. Intestino anteriore: itestino branchiale, apparato respiratorio, esofago, stomaco, fegato, pancreas, cistifellea,duodeno superiore

2. Intestino medio: duodeno inferiore, intestino tenue e crasso, colon ascendente e i primi due terzi del trasverso

3. Intestino posteriore: ultimo terzo trasverso, colon discendente e sigmoide, retto, vescica urinaria e urentraprimitiva

L'intestino branchiale, formato dall'intestino anteriore, originerà bocca, naso, orecchie, collo e faringe, tutte struttureche passano prima per la forma di tasche branchiali.

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13.3 Evoluzione del mesoderma

Alla �ne della terza settimana il mesoderma è diviso in cinque aree organo-formative: cordale, intermedio, parassiale,splancnopleura e somatopleura.

Il mesoderma parassiale forma i somitomeri che all'inizio della IV settimana sono 49 di cui 7 non frammentatie gli altri divisi in somiti.

I somiti in questa fase embrionale si cavitano e si frammentano, dividendosi in due aree: dermomiotomo esclerotomo.

Lo sclerotomo forma l'abbozzo di vertebre, scapole e coste, il dermiotomo viene invece suddiviso ulteriormentein dermotomo, che origina il derma, e il miotomo, che origina muscoli delle vertebre, del tronco e degli arti.

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