06 novembre 2012

Spermatogenesi e ovogenesi: numeri a confronto

Chiedilo a Tania

Eccomi qui a rispondere ad una nuova interessante domanda posta da Giulia.

Buonasera Tania! Grazie ancora per il post...
Sto studiando biologia dello sviluppo e mi è venuta in mente una domanda.
Forse è troppo banale, ma tutto ha un suo peso in biologia.
Stavo studiando lo sviluppo dei gameti e, per quanto riguarda quelli maschili, si sa che vengono prodotti per tutta la durata della vita dell'uomo e che ne vengono prodotti tanti, mentre per quelli femminili so che si formano con il  processo dell'oogenesi ma non so quanti ne vengono prodotti e quando si arresta la formazione. Ho provato a fare una ricerca in rete ma non ho trovato risposte esaurienti. Può aiutarmi? (: Grazie!

Cara Giulia, come dico sempre ai miei studenti, nessuna domanda è troppo banale. Penso anche che molti siano curiosi di avere una risposta a questa domanda!
Partiamo dalle basi.

Come ben sai, la meiosi è il processo che, negli organismi superiori, porta alla formazione dei gameti, lo spermatozoo nell'uomo e l'ovocellula nella donna.


Lo spermatozoo:
Immagine originale dal sito tedesco http://fruchtbarkeit-steigern.com/
Lo spermatozoo, nella sua forma definitiva, è una cellula aploide, con 23 cromosomi.
Si distinguono la testa, il corpo e la coda.
Il materiale genetico è contenuto nella testa: sarà il DNA contenuto nello spermatozoo a decidere il sesso del nascituro
La sommità della testa dello spermatozoo è provvista di una parte appuntita: l'acrosoma, ricco di enzimi che aiuteranno lo spermatozoo a superare la membrana dell'ovocellula.
Il corpo contiene un centriolo e numerosi mitocondri, immersi in uno scarso citoplasma. I mitocondri forniranno allo spermatozoo l'energia necessaria per muoversi e raggiungere la meta.
Infine, la coda è costituita da un lungo flagello che consente il movimento: uno spermatozoo può muoversi a 20 cm/h

Nascita degli spermatozoi: gametogenesi maschile
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.


Ogni giorno, a partire dalla pubertà, vengono prodotti dai due testicoli dell'uomo circa 2 milioni di spermatozoi, a partire da circa 500.000 spermatogoni; la maturazione di un gamete maschile avviene in circa 70 gironi.
Gli spermatozoi possono rimanere vitali e mobili nelle vie spermatiche anche per qualche mese. Affinché acquisiscano la capacità di fecondare l'ovulo necessitano di alcuni costituenti prodotti, in particolare, dalle vescichette seminali. La capacitazione richiede, inoltre, l'apporto del secreto prodotto dalla prostata ed il contatto delle sostanze secrete dalle vie genitali femminili.

La cellula uovo:
Ovocita maturo circondato dalle cellule della corona radiataLa seconda divisione meiotica è arrestata in metafase II e si completerà solo dopo la fecondazione.  Nel disegno si vede anche i globulo polare, originato dalla prima divisione meiotica. Immagine originale dal sito tedesco http://fruchtbarkeit-steigern.com/
La cellula uovo è di forma sferica ed ha un diametro di 100 µm; possie una grande quantità di citoplasma, ricco di ribosomi e sostanze nutritive, come lipidi e proteine.
La membrana della cellula uovo è rivestita da una zona pellucida: protegge l'uovo da danni meccanici e forma una barriera per l’ingresso dello spermatozoo. Anche la corona radiata contribuisce a formare una barriera protettiva per l'ovocellula.

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 degenerano. L’uovo è molto voluminoso perché il suo citoplasma è ricco di nutrienti. Il processo avviene nelle ovaieall'interno dei follicoli.
Immagine originale dal sito  http://www.inbiochem.com non più disponibile

Il numero di gametociti di cui dispone l'ovaio è limitato. La moltiplicazione degli oogoni, ovvero delle cellule germinali primitive, avviene solamente in un periodo limitato della vita fetale: gli oogoni raggiungono il numero massimo di 7.000.000 unità; molti di questi regrediscono sia prima che dopo la nascita. Già durante la vita fetale, gli oogoni superstiti evolvono in oociti: nella donna, intatti, l'ovogenesi inizia prima della nascita e si blocca alla meiosi I fino alla pubertà: in questo modo, si formano gli ovociti primari. Un gran numero di ovociti regredisce nei primi dieci anni di vita: quando inizia la maturità sessuale, i due ovai sono dotati di circa 400.000 oocitiProprio a partire dalla pubertà, si assiste alla maturazione periodica di un singolo ovocita: solo 400-500 ovociti sono destinati a raggiungere la definitiva maturazione nel corso della vita fertile della donna (la maturazione di nuovi oociti termina con la menopausa). Il processo di maturazione, inoltre, non si completa ma arriva solo fino alla metafase IIIl completamento della meiosi avverrà solo in caso di fecondazione.
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 secondari. L'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.

FONTE delle informazioni presenti in questo post:
Casella C., Taglietti V. Principi di fisiologia - Vol. 2, La Goliardica Pavese.

Che ne dite? Ho soddisfatto la vostra curiosità? E sopratutto quella di Giulia cui è destinato questo post?
Tanti auguri Giulia per il tuo esame di biologia dello sviluppo e torna presto a trovarmi su Science for passion.
Tania Tanfoglio

21 commenti:

  1. Save Tania! Grazie ancora per il post (:
    E' fatto molto bene, mi è servito pure il post: "verso una nuova vita" e il processo di capacitazione, per ora in biologia dello sviluppo sto proprio studiando questo!

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  2. Salve Tania, stavo rileggendo il post e mi sono posta la domanda: a cosa servono i globuli polari e da chi derivano..
    Può rispondermi? (:
    Grazie

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    1. Ti rispondo con il link ad un post davvero ben fatto su Via Lattea.net
      http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=2869

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    2. Non riesco ad aprire il link..
      Scrivo nella barra di ricerca: www.vialattea.net?

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    3. Si il sito è http://www.vialattea.net
      Seleziona, copia (Ctrl + C) il link che ti ho messo in alto e poi incollalo nella barra (Ctrl + V)... Te lo mando per e-mail! ;-)

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    4. Va bene, grazie :-)

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    5. Dovrebbe esserti arrivata! Un saluto, Tania

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  3. Rieccomi qui anche di notte!(: Volevo chiederle se la prima cellula germinale femminile è l'oogonio,analogo allo spermatogonio? L'oogonio è diploide? mi sto un po confondendo..
    Grazie (:

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  4. Salve,
    stavo leggendo questo post. Mi chiedevo qual'è la differenza tra meiosi femminile e maschile nei mammiferi?non riesco a trovare alcun chiarimento da nessuna parte

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    Risposte
    1. Salve Anonimo,
      Sul mio blog trovi argomenti di biologia umana, non tratto argomenti di biologia animale. Premesso questo, l'uomo è, comunque, un mammifero. Ho parlato della differenza tra meiosi femminile e meiosi maschile in questo post:
      Nascita dei gameti: spermatozoo e ovocellula
      Certamente, per chi studia all'università, è un punto di partenza: prova a leggerlo ed, eventualmente, parti da lì per fare ulteriori ricerche o approfondisci con il tuo libro di testo: una volta chiarite le differenze di base risulta più semplice.
      Un saluto,
      Tania

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    2. quindi per la differenza tra meiosi femminile e maschile si deve parlare della differenza tra tra la formazione dei gameti maschili e femminili?.

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    3. Si, la meiosi, infatti, è il processo che porta alla formazione dei gameti: l'ovocellula nella donna e gli spermatozoi nell'uomo.

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    4. un ultima cosa quindi dire fare la differenza tra meiosi maschile e femminile e di fare la differenza tra spermatogenesi e ovogenesi è la stessa cosa?

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    5. Si: la meiosi nel maschio porta alla formazione del gamete maschile, ovvero dello spermatozoo. Nella femmina porta alla formazione del gamete femminile, ovvero della cellula uovo.

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    6. ok ora è chiaro grazie :)

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  5. Salve! Come fanno i gameti aploidi femminili a formarsi se dopo la metafase II avviene la fecondazione?

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    1. Salve Renée so di rispondere con un immenso ritardo, ma mi è stato impossibile occuparmi del blog in questi mesi. Spero che la risposta possa essere ancora utile.
      Il completamento della seconda divisione meiotica avviene subito dopo l'ingresso dello spermatozoo nella cellula uovo.
      Si formano, quindi, un secondo corpuscolo polare e la cellula uovo; il nucleo aploide della cellula uovo, così, si può fondere con quello dello spermatozoo e si forma lo zigote.
      Un saluto,
      Tania

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