18 febbraio 2012

Nascita dei gameti: spermatozoo e ovocellula

La meiosi è il processo che, negli organismi superiori, porta alla formazione dei gameti, lo spermatozoo nell'uomo e l'ovocellula nella donna. In questo post vedremo le principali differenze tra la formazione dei gameti maschili e femminili.

Nascita degli spermatozoi: gametogenesi maschile
I testicoli sono gli organi deputati alla spermatogenesi ed alla secrezione dell'ormone testosterone

Il testosterone influisce sulla maturazione degli spermatozoi nei testicoli. Da wikipedia.

Le due funzioni sono svolte da due diverse componenti del testicolo. La produzione degli spermatozoi, infatti, è effettuata dai tubuli seminiferi. La produzione e la secrezione del testosterone sono, invece, compito delle cellule di Leydig, che si trovano accanto ai tubuli seminiferi.

Come si vede nella figura, nel maschio le cellule che si originano dalla meiosi si differenziano in spermatozoi funzionali. Il processo non è immediato, ma procede attraverso diverse fasi.
Spermatogenesi [da buffonescience9.wikispaces.com (CC BY-SA 3.0)]  http://www.inbiochem.com

Dalla nascita fino alla pubertà, nel testicolo ci sono delle cellule con corredo genetico diploide (2n), incapaci di fecondare: gli spermatogoni. Queste cellule inizieranno a differenziarsi solo con la pubertà.

In base alle caratteristiche del nucleo si distinguono due tipi di spermatogoni: il  tipo  A (con cromatina dispersa) ed il  tipo  B (con cromatina addensata). Il tipo A rappresenta la forma più indifferenziata, mentre il tipo B è destinato a formare gli spermatociti primari.

Gli spermatociti primari, a loro volta, a seguito della prima divisione meiotica, diventano spermatociti secondari. Alla prima divisione meiotica, segue la seconda divisione meiotica che li trasformerà in spermatidi, con corredo cromosomico aploide (n). 
Al termine della seconda divisione meiotica, dunque, si formano 4 spermatidi per ogni spermatogone B di partenza.
A questo punto, gli spermatidi acquisiscono tutti quei caratteri indispensabili per la fecondazione, trasformandosi in spermatozoi.

Spermatogenesi: controllo ormonale
La spermatogenesi è soggetta a controllo ormonale. Immagine originale tratta da qui
La gametogenesi maschile è, naturalmente, soggetta a controllo ormonale. L'ipotalamo stimola l'ipofisi a produrre LH e FSH. L'ormone LH stimola le cellule di Leydig a produrre testosteroneL'ormone FSH stimola, invece, la spermatogenesi.

Nascita della cellula uovo: gametogenesi femminile
Come si vede nell'immagine, le divisioni meiotiche nella donna sono asimmetriche; infatti, si genera una sola cellula uovo funzionante, mentre 3 globuli polari degeneranoL’uovo è molto voluminoso perché il suo citoplasma è ricco di nutrienti. Il processo avviene nelle ovaie, all'interno dei follicoli.
Immagine originale dal sito  http://www.inbiochem.com non più disponibile

Nella donna l'ovogenesi inizia prima della nascita e si blocca alla meiosi I fino alla pubertà: in questo modo, si formano gli 
ovociti primari. A partire dalla pubertà, si ha la maturazione periodica di un singolo ovocita; il processo, tuttavia, non si completa ma arriva solo fino alla metafase II.
Immagine dal sito https://courses.stu.qmul.ac.uk
Ovogenesi: controllo ormonale
L'immagine illustra molto chiaramente la complessa regolazione ormonale dell'ovogenesi. Gli ormoni che controllano la maturazione del follicolo e l’ovulazione sono lo FSH (ormone follicolo stimolante) e LH (ormone luteinico). 
I due ormoni sono prodotti dall’ipofisi, a sua volta controllata dalll’ipotalamo. FSH stimola lo sviluppo dei follicoli primari in follicoli secondariL'ormone FSH induce, inoltre, la produzione di estrogeni da parte delle ovaie.
Immagine dal sito https://courses.stu.qmul.ac.uk

L' estradiolo è un estrogeno prodotto dalle ovaie. Immagine di wikipedia
L’aumento di estrogeni nel sangue stimolala produzione di LH.
L'ormone LH stimola l’ovocita primario a completare la prima divisione meiotica: si ottiene un ovocita secondario che si ferma in metafase II
Il completamento della meiosi avverrà solo in caso di fecondazione.


AGGIORNAMENTO del 22/03/2014:
Ispirata da una domanda di un lettore di Science For Passion, aggiungo un interessante approfondimento.

Le primitive cellule germinali: i protogoni

Le primitive cellule germinali dell’embrione, chiamate protogoni, sono simili nel maschio e nella femmina; i protogoni si moltiplicano ripetutamente e danno origine a spermatogoni e ovogoni, destinati poi a generare cellule uovo e spermatozoi. Si tratta di cellule staminali pluripotenti, con proprietà simili alle cellule germinali primordiali da cui derivano. Rispetto a queste ultime hanno solo proprietà più limitate perché derivano dal feto già parzialmente maturo e possono dare origine solo agli ovogoni e agli spermatogoni.
Per approfondire il discorso delle cellule staminali, ho scritto questo post.



Questo post partecipa al Carnevale della Chimica n°14 ospitato il 23 febbraio 2012 da Crescere Creativamente di Maestra Rosalba.


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Tania Tanfoglio

5 commenti:

  1. Ehi Tania ti sei decisa di fare concorrenza da sola a wikipedia? Queste tue sono vere e proprie dispense penso utilissime anche a scuola. Bravissima!

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  2. :-) Ho cercato di semplificare e di renderlo facilmente comprensibile anche ai ragazzi! Grazie Paolo!

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  3. Thank you for visiting my blog and leaving a lovely comment.

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  4. Salve,
    prima di tutto le volevo fare i complimenti per il blog perché è veramente ben fatto e abbastanza semplice anche per me che studio psicologia ma devo dare un esame di biologia e genetica.
    Volevo però informarla del fatto che due immagini nel post sulla gametogenesi [ http://www.scienceforpassion.com/2012/02/nascita-dei-gameti-spermatozoo-e.html ] non sono corrispondenti.
    Un cordiale saluto e un ringraziamento per il suo lavoro,
    Silvia

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    1. Grazie per la segnalazione Silvia, ho provveduto a ripristinare le immagini. Purtroppo capita e non ho modo di rendermene conto, per questo le segnalazioni sono preziose! Se hai domande di biologia o genetica, prova a scrivermi! http://www.scienceforpassion.com/p/chiedilo-tania.html
      Un saluto ed in bocca al lupo per i tuoi esami!

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