Fecondazione Artificiale

1. Parrocchia Santa Maria della Consolazione I venerdi di 2005 Quaresima Fecondazione Artificiale Aspetti medici

2. La fecondazione naturale • In maniera apparentemente semplice, dall'incontro della cellula sessuale femminile (ovocita) e di quella maschile (spermatozoo) scaturisce una nuova vita. • In realtà numerose fasi hanno richiesto giusti tempi di maturazione così come svariati ostacoli sono stati spontaneamente superati prima di giungere all'atto finale della fecondazione.

3. La cellula germinale femminile • Le ovaie sono le gonadi femminili che hanno sia una funzione riproduttiva (producono gli ovociti) che endocrina (producono gli ormoni femminili = estrogeni e progesterone).

4. La cellula germinale femminile • Il ciclo ovarico è controllato da due strutture del sistema nervoso centrale (ipotalamo e ipofisi) tramite la secrezione di ormoni (GnRH, FSH, LH) che agiscono sulle ovaie. Queste sono quindi stimolate a far crescere e maturare un solo ovocita contenuto a sua volta in un follicolo.

5. La cellula germinale femminile • Ecograficamente è possibile in maniera indiretta seguire le fasi maturative dell'ovocita monitorando la crescita del follicolo che può arrivare fino a 25 mm di diametro. In questa prima fase (detta follicolare) l'ovaio produce prevalentemente estrogeni in quantità crescenti.

6. La cellula germinale femminile • Un buon livello ormonale permette la giusta crescita e maturazione della mucosa uterina (endometrio), e la secrezione di un muco abbondante, traslucido e filante da parte del collo dell'utero. Intorno al 14° giorno del ciclo ovarico una quantità improvvisamente elevata di LH in circolo determina, dopo 36-38 ore l'ovulazione, ossia la rottura del follicolo con fuoriuscita del liquido e dell'ovocita.

7. La cellula germinale femminile • In questa fase l'ovocita misura circa 150-200 micron di diametro (1 micron = 1 millesimo di millimetro), è circondato da un rivestimento proteico, la zona pellucida, che ha uno spessore di circa 20 micron all'esterno del quale alcuni strati di cellule disposte a raggiera vi aderiscono strettamente (corona radiata).

8. La cellula germinale femminile • Nell'ovaio, il follicolo rimasto vuoto si riempie di sangue e si trasforma nel corpo luteo che produce nella seconda fase del ciclo ovarico (detta luteinica) il progesterone. Questo ormone, oltre a causare un fisiologico aumento della temperatura basale della donna, induce sostanziali modificazioni nell'endometrio che lo rendono recettivo all'impianto di un eventuale embrione.

9. La cellula germinale maschile • I testicoli sono le gonadi maschili ed anch'essi hanno una duplice funzione, riproduttiva (producono gli spermatozoi) ed endocrina (testosterone). Sono situati nello scroto, cioè all'esterno dell'addome, perchè necessitano di temperature inferiori a quella corporea. Pur essendo di forma ovalare sono costituiti da numerosi tubuli raggomitolati, i tubuli seminiferi, che hanno un diametro di appena un decimo di millimetro e una lunghezza di circa 2 metri l'uno! Sommandoli tutti si superano i due chilometri!

10. La cellula germinale maschile • Nello spessore dei tubuli si originano e maturano le cellule germinali maschili (spermatozoi) sostenute e protette da altre cellule altamente specializzate, le cellule del Sertoli. Quando lo spermatozoo è maturo, si distacca dalle cellule del Sertoli, cade nel lume del tubulo seminifero e inizia la sua lunga strada verso l'esterno. Questa fase di differenziazione dura circa 53 giorni.

11. La cellula germinale maschile • L'intero processo, detto di spermatogenosi, nell'uomo adulto è di tipo continuo; quindi ogni giorno un certo numero di cellule germinali "dormienti" intraprende tale viaggio in modo che con un apparato riproduttivo normalmente funzionante si producono ogni giorno milioni di spermatozoi. Il gamete maschile maturo è una cellula altamente specializzata e perciò di morfologia insolita. E' lungo circa 60 micron ed è costituito da una piccola testa, contenente condensato, il patrimonio genetico del padre, un collo contenente il "motore" e il "carburante" che fanno muovere vivacemente la lunga coda.

12. La fecondazione • Entrambi i gameti ovocita e spermatozoo giunti a maturazione differiscono da tutte le altre cellule del corpo umano poiché contengono ciascuno solo la metà dei cromosomi tipici per la specie umana (23 invece di 46) (Meiosi). Dalla fusione di due gameti si costituirà quindi un'unica cellula con un patrimonio genetico completo che suddividendosi in maniera corretta darà origine ad un nuovo individuo.

13. La fecondazione • Ad entrambi i gameti, però, nonostante la maturità morfologica raggiunta (ovulazione e spermatogenesi) si presentano numerosi ostacoli, anatomo-funzionali da superare prima del fatidico incontro.

14. La fecondazione • Così gli spermatozoi usciti dal testicolo sono immobili e incapaci di fecondare, ma acquistano la motilità man mano che procedono lungo l'epididimo. Questo è un lunghissimo tubo raggomitolato a ridosso del testicolo, nel sacco scrotale. In esso restano in attesa di essere eiaculati all'esterno con l'atto sessuale. Con l'eiaculazione gli spermatozoi attraversano il canale deferente e poi si mescolano nell'uretra con il liquido della prostata e delle vescichette seminali. In questa fase sono mobili ma non ancora atti alla fertilizzazione dell'uovo. E' questo un processo detto di capacitazione, noto sin dal 1951 ma per alcuni aspetti biochimici ancora oscuro.

15. La fecondazione • Lo spermatozoo capacitato ha una motilità iperattiva ed ha subìto la cosiddetta reazione acrosomiale, ossia l'attivazione degli enzimi proteolitici contenuti in un sacchetto che ricopre in parte la testa a mo' di cappuccio (acrosoma). Quest'ultima tappa maturativa lo spermatozoo l'acquisisce risalendo lungo le vie genitali femminili.

16. La fecondazione • Infatti, deposti in vagina in decine di milioni nel corso di un rapporto sessuale circa l'1% risale in controcorrente il canale cervicale nel muco ovulare superando il collo e raggiungendo la cavità uterina. L'utero e le tube li aiutano con delle contrazioni ritmiche che hanno un effetto aspirante. Giungono così nella parte terminale della tuba detta ampolla; se il rapporto è avvenuto in periodo ovulare, nell'ampolla troveranno ad aspettarli l'ovocita che, fuoriuscito dall'ovaio con lo scoppio del follicolo, è stato risucchiato dalla tuba.

17. La fecondazione • Una massa vischiosa di cellule (corona radiata) protegge l'ovocita e numerosi spermatozoi, a fatica, utilizzano vigorosi movimenti e i loro enzimi proteolitici per penetrarla. A ridosso della zona pellucida avviene la reazione acrosomiale, ossia la rottura dell'acrosoma e l'utilizzo massivo degli enzimi sì da procurare un profondo foro nello spessore della ZP. • Penetrato uno spermatozoo, il vincitore della gara, inizia il processo di fusione dei due nuclei, ben visibili nel citoplasma (pronuclei) che, con i 23 cromosomi maschili e i 23 cromosomi femminili, daranno origine ad una nuova cellula con l'intero patrimonio genetico di 46 cromosomi (zigote). La formazione dello zigote richiede circa 20 ore e successivamente, con un ritmo di circa 14 ore, si susseguono le divisioni cellulari.

18. La fecondazione • Per i primi 2-3 giorni il pre-embrione in divisione è delicatamente trasportato all'interno della tuba nel fluido tubarico grazie a dei movimenti ritmici delle ciglia che tappezzano la stessa tuba.Quando si ritrova in cavità uterina ha già raggiunto uno stadio di sviluppo di 8-16 cellule (morula). FOTO DI EMBRIONE A 8 CELLULEStadio di sviluppo al 3º giorno dalla fecondazione

19. La fecondazione • Il pre-embrione sopravvive molto bene per altri 3 giorni circa nel muco prodotto dall'endometrio maturo. Nel frattempo si suddivide ulteriormente fino allo stadio di blastocisti ed identifica nella cavità uterina un punto adeguato per l'attecchimento. Sbarazzatasi della zona pellucida, la blastocisti si insinua nella mucosa uterina. FOTO DI BLASTOCISTIStadio di sviluppo al 5º-6º giorno. La freccia indica la massa cellulare interna cioè quell’insieme di cellule che si svilupperà nel futuro embrione.

20. La fecondazione

21. Sterilità • Mentre per "infertilità" si intende una condizione in cui non si è più in grado di mettere al mondo figli vivi e capaci di sopravvivere, la "sterilità" è definita come la documentata incapacità a concepire dopo 18 mesi di rapporti sessuali regolari e non protetti. Secondaria è detta la sterilità che sopraggiunge dopo una regolare gravidanza.

22. Possibili cause di sterilità • La donna presenta una occlusione tubarica e/o aderenze pelviche • Il marito ha una infertilità medio/severa (bassa conta spermatica o bassa motilità) • Endometriosi severa • Scarsa qualità ovocitaria • Fattori tossici ed ambientali • Problematiche sessuologiche

23. Tecniche di fecondazione • AIH Inseminazione intrauterina • GIFT Trasferimento deigameti nelle tube • FIVET Fecondazione in vitro sia con transfer di embrioni al 3° giorno che allo stadio di blastocisti (5° - 6° giorno) • ICSI Microiniezione • MESA Prelievo epididimale di spermatozoi • TESE Prelievo testicolare di spermatozoi • AHA Assisted Hatching. Apertura della zona pellucida dell’embrione per facilitarne l’impianto. • BE Biopsia Embrionale • CONGELAMENTO

24. AIH • La donna viene stimolata con delle medicine (gonadotropine) allo scopo di indurre la crescita di più follicoli nelle ovaie, si sottopone a dei prelievi di sangue per il dosaggio ormonale e ad ecografie per seguire lo sviluppo follicolare. L’AIH coincide con il momento dell’ovulazione. • Un campione di seme del partner viene prodotto presso lo studio medico, dopo 2-5 giorni di astinenza dai rapporti. • Il campione di seme viene processato in laboratorio allo scopo di selezionare e concentrare gli spermatozoi mobili in un piccolo volume di terreno di coltura specifico.

25. AIH • Il seme così preparato viene deposto nello stesso giorno dal ginecologo nell’utero utilizzando un catetere molto sottile e morbido.

26. GIFT 3 o 4 ovociti scelti tra quelli aspirati, vengono caricati all'interno di un sottile catetere insieme agli spermatozoi (400.000 circa). Il catetere viene fatto penetrare delicatamente all'interno della tuba per circa 2-3 cm e quindi vengono depositati i gameti.

27. FIVET La donna viene stimolata con delle medicine (gonadotropine) allo scopo di indurre una crescita multipla follicolare. La terapia, per via intramuscolare e sottocutanea, ha una durata di circa 8-12 giorni.

28. FIVET Quando i follicoli della donna sono giudicati maturi si esegue l’aspirazione ecoguidata di questi follicoli con una sonda vaginale. L’aspirazione follicolare comporta quasi sempre il recupero di un alto numero di ovociti maturi ma in piccola percentuale possono anche essere aspirati ovociti a diverso stadio di maturità o anormali.

29. FIVET Le cellule uovo, prelevate dall’ovaio, vengono poste a contatto con gli spermatozoi nell’ambito di un contenitore di vetro (= in vitro).

30. ICSI Se gli spermatozoi sono troppo pochi oppure presentano una motilità molto bassa gli ovociti vengono fertilizzati con il metodo ICSI, una tecnica che comporta la microiniezione di un singolo spermatozoo in un ovocita maturo allo scopo di ottenerne la fertilizzazione.

31. AHA Avvenuta la fertilizzazione degli ovociti inseminati gli embrioni che si sviluppano vengono tenuti in incubatore per 2-3 giorni prima di essere trasferiti nell’utero della donna. Lo stesso giorno del transfer, e solo in casi selezionati, gli embrioni possono essere sottoposti all’apertura della zona pellucida (Assisted Hatching).

32. EMBRIO - TRANSFER Il transfer degli embrioni in utero avviene con un catetere molto sottile e morbido. In questo modo gli embrioni vengono depositati nell’utero dove continuano il loro sviluppo fino ad impiantarsi.