La riproduzione

1. La riproduzione Lic. Scientifico “A. Meucci” Aprilia Prof. Rolando Neri

2. gemmazione frammentazione 1. La riproduzione asessuata e la riproduzione sessuata La riproduzione asessuata avviene senza intervento di cellule specializzate (gameti) e la prole generata è identica al genitore Vi sono diversi tipi di riproduzione asessuata, come ad esempio la gemmazione e la frammentazione Essa consente agli animali che conducono vita fissa o isolata di moltiplicarsi senza trovare partner, generando una grande quantità di nuovi individui, con risparmio di tempo ed energia.

3. La riproduzione sessuata avviene invece tramite la fecondazione, ovvero la fusione di cellule aploidi (i gameti), che genera una nuova cellula diplode detta zigote Grazie alla meiosi ed alla fecondazione casuale la riproduzione sessuata aumenta enormemente la variabilità genetica, consentendo una maggiore adattabilità ai cambiamenti ambientali Alcuni invertebrati possono riprodursi sia in modo asessuato, che sessuato, traendo vantaggio da entrambe le modalità Gli ermafroditi hanno infine sia caratteri maschili, che femminili

4. 2. La riproduzione umana 2.1 Anatomia del sistema riproduttore • Il suo ruolo è duplice: • la funzione riproduttiva, ovvero la produzione e l'emissione delle cellule sessuali, • la funzione sessuale, ovvero l'attività di generazione del piacere che pur ottenibile con la stimolazione di ogni parte del corpo trova in questo sistema la struttura di maggiore efficacia ed intensità. • Per garantire queste due funzioni in entrambi i sessi sono presenti: • un paio di gonadi (ovaie o testicoli) per la produzione dei gameti; • ORGANI SESSUALI ACCESSORI • un sistema di dotti che ospitano e trasportano i gameti; • strutture che favoriscono l’accoppiamento. • Tuttavia, il ruolo svolto dal sesso femminile è decisamente più complesso, infatti: • produce attraverso un processo di oogenesi i gameti femminili, gli oociti • produce gli ormoni sessuali femminili • riceve gli spermatozoi per la fecondazione • accoglie, nutre e protegge l’embrione in via di sviluppo • provvede all’espulsione del feto

5. Ovaie Ovidotto Follicoli Corpo luteo Parete uterina Utero Endometrio (rivestimento interno dell’utero) Cervice (collo dell’utero)) Vagina 2. La riproduzione umana 2.2 Anatomia del sistema riproduttore femminile • La superficie delle ovaie presenta numerosi rigonfiamenti, i follicoli, ognuno costituito da una singola cellula uovo in fase di sviluppo, circondata da uno o più strati di cellule che la nutrono e la proteggono. I follicoli secernono estrogeni. 5 Figura 2.2A

6. Oocita Ovaia LM 200 2. La riproduzione umana 2.2 Anatomia del sistema riproduttore femminile • Grazie alle ciglia che rivestono la sua superficie interna, l’ovidotto, chiamato anche tuba di Falloppio, convoglia l’oocita verso l’utero dove l’embrione si impianta e si sviluppa. La microfotografia mostra il momento della ovulazione, cioè l’espulsione dell’uovo dal follicolo di Graaf. Figura 2.2B

7. 2. La riproduzione umana 2.2 Anatomia del sistema riproduttore femminile • L’apertura dell’utero è delimitata dalla cervice (o collo dell’utero) che si protende nella vagina. • La vagina è un canale muscolare dalle pareti sottili ma robuste, attraverso il quale il neonato viene espulso al momento della nascita. • La vagina ha anche la funzione di accogliere il pene e gli spermatozoi durante l’accoppiamento. • Gli organi genitali esterni della femmina vengono riuniti sotto il nome di vulva. L’apertura vaginale è circondata da piccole pieghe cutanee membranose più interne, le piccole labbra, e da altre più grandi, le grandi labbra, poste più esternamente e che normalmente sono rivestite dai peli pubici. Anteriormente alle labbra, si trova il clitoride.

8. Ovidotto Ovaia Utero Retto (sistema digestivo) Vescica (sistema escretore) Osso pubico Cervice Uretra (Sistema escretore) Vagina Clitoride Piccole labbra Ano (sistema digerente) Grandi labbra Apertura della vagina 2. La riproduzione umana 2.2 Anatomia del sistema riproduttore femminile Figura 2.2C 8

9. Retto (sistema digerente) Vescicola seminale Vescica (sistema escretore) Vaso deferente Osso pubico Dotto eiaculatore Tessuto erettile del pene Prostata Uretra (sistema escretore) Pene Vaso deferente Ghiandola bulbouretale Epididimo Glande Testicolo Prepuzio Scroto 2. La riproduzione umana 2.3 Anatomia del sistema riproduttore maschile • Le gonadi maschili, i testicoli, producono sia gli spermatozoi sia gli ormoni maschili chiamati nel loro complesso androgeni. Figura 2.3A

10. Vescica (sistema escretore) Vescicola seminale (dietro alla vescica) Prostata Ghiandola bulbouretrale Uretra Tessuto erettile del pene Scroto Vaso deferente Epididimo Glande Testicolo 2. La riproduzione umana 2.3 Anatomia del sistema riproduttore maschile • Tre tipi di ghiandole (le vescicole seminali, la prostata e le ghiandole bulbouretrali) producono un fluido acquoso che nutre e protegge gli spermatozoi. 10 Figura 2.3B

11. Primo stadio Contrazione dello sfintere alla base della vescica Regione dell’uretra che aumenta di volume e si riempie di sperma Vescica Contrazione del vaso deferente Contrazioni della vescicola seminale Contrazioni della prostata Contrazioni dell’epididimo Contrazioni dello sfintere alla base dell’uretra Secondo stadio Lo sfintere alla base della vescica rimane contratto Lo sperma viene espulso Contrazioni dei muscoli che circondano la base del pene Contrazioni dell’uretra Lo sfintere alla base dell’uretra si rilassa 2. La riproduzione umana 2.3 Anatomia del sistema riproduttore maschile L’insieme degli spermatozoi e delle secrezioni ghiandolari forma un liquido chiamato sperma emesso dal pene durante l’eiaculazione. 11 11 Figura 2.3C

12. 2. La riproduzione umana 2.4 La formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo avviene tramite meiosi • Nella specie umana la spermatogenesi, ossia la formazione degli spermatozoi, richiede circa 65-75 giorni. • La formazione degli spermatozoi ha inizio da cellule diploidi che si trovano vicino alla parete esterna dei tubuli seminiferi. 12 12 12

13. Nell’embrione Cellula diploide 2n Differenziamento e inizio della meiosi I Oocita primario 2n Presente alla nascita (in profase della meiosi I; in stato quiescente) Completamento della meiosi I e inizio della meiosi II Oocita secondario Primo corpuscolo polare n (in metafase della meiosi II) n Meiosi II (attivata dallo spermatozoo) Secondo corpuscolo polare Cellula uovo n n (aploide) 2. La riproduzione umana 2.4 La formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo avviene tramite meiosi • L’oogenesi è l’insieme dei processi che portano alla formazione di una cellula uovo. Dopo la pubertà, ogni mese un oocita primario prosegue le divisioni meiotiche e forma un oocita secondario, liberato dall’ovaia durante l’ovulazione. Degli oogoni prodotti durante la vita fetale, la maggior parte muore prima della nascita, ma alcuni sopravvivono per diventare oociti primari. Questi entrano poi in meiosi I, per rimanervi, in stato quiescente, per anni. Figura 2.4A 13 13 13 13

14. Corpo luteo in fase degenerativa Inizio: Oocita primario (all’interno del follicolo) Corpo luteo Follicoli in crescita Follicolo maturo Ovaia Oocita secondario Follicolo scoppiato Ovulazione 2. La riproduzione umana 2.4 La formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo avviene tramite meiosi • Lo sviluppo di un follicolo ovarico comprende molti processi differenti. 14 14 14 14 14 Figura 2.4B

15. 2. La riproduzione umana • 2.5 Gli ormoni regolano i cambiamenti ciclici che hanno luogo nelle ovaie e nell’utero • Il ciclo ovaricoè l’insieme degli eventi che avvengono ogni 28 giorni circa nelle ovaie delle donne. • Gli ormoni sincronizzano il ciclo ovarico con una serie di eventi che avvengono a livello dell’utero e che costituiscono il ciclo mestruale.

16. 2. La riproduzione umana • 2.6 Una visione d’insieme del ciclo ovarico e del ciclo mestruale • Gli eventi del ciclo mestruale (o uterino) si susseguono in sincronia con quelli del ciclo ovarico. • Per convenzione, il giorno in cui compare la mestruazione viene considerato il primo giorno del ciclo. • La mestruazione, cioè la perdita di sangue dall’utero, normalmente dura dai tre ai cinque giorni. • Durante la mestruazione l’endometrio, ossia il rivestimento interno dell’utero, si sfalda e viene espulso. • Dopo la mestruazione l’endometrio si rigenera e continua a ispessirsi per tutto il tempo dell’ovulazione, raggiungendo il suo massimo spessore tra il 20° e il 25° giorno circa.

17. 2. La riproduzione umana • Gli ormoni che controllano il ciclo ovarico e il ciclo mestruale:

18. Controllo ipotalamico A Inibito dalla combinazione di estrogeni e progesterone; stimolato da alti livelli ematici di estrogeni Ipotalamo Ormone di rilascio 2. La riproduzione umana Adenoipofisi LH FSH 1 Ormoni ipofisari nel sangue B • Ciclo ovarico e ciclo mestruale: Il picco di LH induce l’ovulazione e la formazione del corpo luteo • Eventi ormonali pre-ovulatori LH • 1. Circa ogni 28 giorni, l’ormone ipotalamico di rilascio stimola la produzione di FSH e di LH da parte del lobo anteriore dell’ipofisi. FSH FSH LH 2 C Ciclo ovarico 2. Gli ormoni FSH e LH stimolano la crescita del follicolo. A mano a mano che cresce, il follicolo secerne sempre più estrogeni, i cui livelli crescenti esercitano un controllo a feedback negativo sull’ipofisi. Corpo luteo Degenerazione del corpo luteo Follicolo in crescita Follicolo maturo Ovulazione Fase pre-ovulatoria Fase post-ovulatoria Estrogeni Progesterone ed estrogeni D Ormoni ovarici nel sangue 3 • 3. Quando, però, alla seconda settimana superano un cero livello, gli estrogeni fanno accrescere sia la produzione di FSH sia quella di LH. Estrogeni Progesterone Progesterone ed estrogeni Estrogeni Ciclo mestruale E Endometrio Figura 22.5 0 5 10 14 15 20 25 28 Giorni Mestruazione

19. Controllo ipotalamico A Inibito dalla combinazione di estrogeni e progesterone; stimolato da alti livelli ematici di estrogeni Ipotalamo Ormone di rilascio 2. La riproduzione umana Adenoipofisi LH FSH Ormoni ipofisari nel sangue B • Ciclo ovarico e ciclo mestruale: 4 Il picco di LH induce l’ovulazione e la formazione del corpo luteo • Eventi ormonali ovulatori e post-ovulatori 6 LH FSH • 4. Intorno al quattordicesimo giorno del ciclo si ha il picco dei livelli di questi due ormoni (LH e FSH). FSH LH C Ciclo ovarico 5 5. In conseguenza del quale avviene l’ovulazione.Dopo l’ovulazione, dal follicolo scoppiato si sviluppa il corpo luteo, che comincia a produrre progesterone. Corpo luteo Degenerazione del corpo luteo Follicolo in crescita Follicolo maturo Ovulazione Fase pre-ovulatoria Fase post-ovulatoria Estrogeni Progesterone ed estrogeni D Ormoni ovarici nel sangue • 6. Il progesterone, assieme agli estrogeni, il cui livello si è nel frattempo abbassato, esercita un effetto sull’ipotalamo e sull’ipofisi (feed-back negativo), riducendo la produzione dell’FSH e del’LH. Tuttavia, per rimanere funzionale, il corpo luteo ha bisogno di un livello sufficiente di LH. Estrogeni Progesterone Progesterone ed estrogeni Estrogeni Ciclo mestruale E Endometrio Figura 22.5 0 5 10 14 15 20 25 28 Giorni Mestruazione

20. Controllo ipotalamico A Inibito dalla combinazione di estrogeni e progesterone; stimolato da alti livelli ematici di estrogeni Ipotalamo Ormone di rilascio 2. La riproduzione umana Adenoipofisi LH FSH Ormoni ipofisari nel sangue B • Ciclo ovarico e ciclo mestruale: Il picco di LH induce l’ovulazione e la formazione del corpo luteo • Eventi ormonali ovulatori e post-ovulatori LH FSH • 7. Il progesterone, in particolare, ma anche gli estrogeni, stimolano lo sviluppo del rivestimento uterino, ma hanno anche un effetto inibente sull’ipotalamo e sull’ipofisi, riducendo la produzione di FSH e LH. FSH LH C Ciclo ovarico Corpo luteo Degenerazione del corpo luteo Follicolo in crescita Follicolo maturo Ovulazione 8. Se non inizia una gravidanza, la caduta del livello di LH segna la fine del corpo luteo. A sua volta, questo evento causa un declino nei livelli di progesterone, che provoca la degenerazione dell’endometrio, essenzialmente privandolo della necessaria irrorazione sanguigna (mestruazione). Fase pre-ovulatoria Fase post-ovulatoria Estrogeni Progesterone ed estrogeni D Ormoni ovarici nel sangue 7 8 Estrogeni Progesterone • Ora, in assenza di un corpo luteo funzionante o di follicoli maturi, i livelli di progesterone e di estrogeni sono bassi: siamo così tornati al punto di partenza e il ciclo ricomincia con l’FSH e l’LH che stimolano lo sviluppo di altri follicoli. Progesterone ed estrogeni Estrogeni Ciclo mestruale E Endometrio 20 Figura 22.5 0 5 10 14 15 20 25 28 Giorni Mestruazione

21. 2. La riproduzione umana • Controllo del ciclo mestruale • Il ciclo mestruale è direttamente controllato solo dagli estrogeni e dal progesterone. • Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale si interrompono nel caso in cui abbiano luogo la fecondazione e la gravidanza. • Nella prima fase della gravidanza, l’embrione in via di sviluppo secerne un ormone (HCG o gonadotropina corionica) che mantiene attivo il corpo luteo che, in tal modo, continua a produrre gli ormoni che evitano lo sfaldamento dell’endometrio. Questo ormone è eliminato dalla madre attraverso l’urina. • L’azione della HCG e quindi del corpo luteo, termina con il terzo mese di gravidanza. A questo punto si è completamente differenziata la placenta, che da questo momento garantirà il rifornimento di estrogeni e progesterone. Fino al parto.

22. 2. La riproduzione umana • 2.7 Le malattie a trasmissione sessuale • Esistono diverse malattie che si contraggono tramite i rapporti sessuali. • Alcune (come l’AIDS e l’herpes genitale) non sono curabili; altre possono essere curate, soprattutto se diagnosticate precocemente.

23. 2. La riproduzione umana • Le malattie a trasmissione sessuale più diffuse: Tabella 2.7

24. 2. La riproduzione umana • 2.8 La contraccezione previene le gravidanze indesiderate • La contraccezione è la prevenzione di una gravidanza non desiderata. Per metodo ritmico si intende l’insieme dei cosiddetti contraccettivi naturali, che permettono di individuare i giorni fertili misurando la temperatura basale, osservando le caratteristiche dei cicli mestruali precedenti o la consistenza quotidiana del muco cervicale.

25. Cerotto Profilattico Diaframma Spermicida Pillola 2. La riproduzione umana • Alcuni dispositivi anticoncezionali: