SVILUPPO EMBRIONALE E FETALE: FASI E CARATTERISTICHE SETTIMANA PER SETTIMANA - ANATOMIA E FISIOLOGIA - 2024

Lo sviluppo embrionale e fetale è il processo mediante il quale interi individui sono formati dalle cellule di due genitori: un padre e una madre; corrisponde a tutti i passaggi che seguono la fecondazione di un ovulo da parte di uno spermatozoo, fino alla nascita.

Il ramo della scienza medica responsabile dell'analisi di questi processi è noto come " Embriologia" e il suo studio iniziò più o meno nel 1651, quando uno scienziato di nome Harvey si rese conto che tutti gli individui provenivano da un "uovo" .

Diagramma rappresentativo dei tre trimestri di sviluppo fetale umano (Fonte: Mhuerth01 tramite Wikimedia Commons)

Tuttavia, i principali progressi nell'embriologia non si sono verificati fino all'arrivo dei concetti evolutivi di Lamarck e Darwin nel XIX secolo, poiché prima di allora questa scienza era supportata dalle idee "preformiste" di molti scienziati.

Secondo gli embriologi (gli scienziati incaricati dello studio dell'embriologia), lo sviluppo umano è suddiviso in periodi prenatale e postnatale, che, come indicano i loro nomi, si verificano rispettivamente prima e dopo la nascita.

Lo sviluppo embrionale e fetale corrisponde al periodo prenatale, ed è l'insieme degli eventi in cui si verificano i cambiamenti più drastici e importanti nello sviluppo, poiché una cellula fecondata chiamata zigote si trasforma in un organismo multicellulare estremamente complesso.

È stato accertato che i cambiamenti più evidenti o visibili si verificano tra la terza e l'ottava settimana del periodo embrionale, mentre durante lo sviluppo fetale c'è crescita e differenziazione dei tessuti e degli organi stessi.

I processi chiave che si verificano durante lo sviluppo embrionale e fetale consistono in molteplici eventi di divisione cellulare, migrazione e morte cellulare programmata, oltre all'ordinamento cellulare e al complesso scambio di informazioni tra le cellule.

Fasi dello sviluppo embrionale

Lo sviluppo embrionale di qualsiasi animale inizia con la fecondazione di un ovulo da parte di uno sperma, che sono le cellule sessuali (gameti) delle femmine e dei maschi, corrispondentemente.

Ovulo fecondante dello sperma

Nell'uomo questo processo avviene durante i primi 3 mesi (o le prime 8 settimane) di gestazione, dopodiché l'embrione è considerato un feto e, quindi, subisce il caratteristico sviluppo fetale.

- Settimana 1

Diagramma del processo di fecondazione nell'uomo (Fonte: Ttrue12 Dalla traduzione di Ortisa tramite Wikimedia Commons)

Durante la prima settimana di gestazione avvengono i processi di fecondazione e formazione dello zigote; In questo periodo avviene anche la segmentazione di questa cellula, producendo la morula e la blastula.

Fecondazione

Il processo di fecondazione consiste in una serie di eventi sequenziali che vengono descritti dal primo contatto dei gameti alla fusione dei loro nuclei. Questi eventi possono essere elencati come segue:

- Passaggio dello spermatozoo attraverso la corona radiata : lo sperma deve passare attraverso uno strato di cellule che circonda l'ovulo maturo, noto come corona radiata.

- Penetrazione della zona pellucida: tra la corona radiata e la membrana cellulare dell'ovulo si trova una regione chiamata "zona pellucida", che è composta da glicoproteine ​​filamentose e che circonda anche il gamete femminile. Gli spermatozoi producono enzimi proteolitici specifici per poter attraversare quest'area.

Nota: una volta che uno spermatozoo riesce a "dissolvere" la zona pellucida e raggiungere l'ovulo, si forma quella che gli embriologi hanno chiamato "zona di reazione", che rende questa cellula impermeabile agli altri spermatozoi.

- Fusione delle membrane : quando lo sperma entra finalmente in contatto con la cellula gametica femminile, entrambe le membrane plasmatiche si fondono e sia la testa che la coda dello sperma entrano nella regione citosolica dell'uovo.

- Culmine della seconda divisione meiotica dell'ovulo e formazione del pronucleo femminile : l'ovulo si trova in quello che viene chiamato un "arresto meiotico" e lo lascia attraverso le cascate di segnalazione che innesca l'ingresso dello sperma, formando il pronucleo femminile, avere un carico cromosomico aploide (n).

- Formazione del pronucleo maschile : una volta all'interno, la coda dello sperma si degrada, ma il suo nucleo aumenta di dimensioni, formando un pronucleo maschile identico a quello femminile, anch'esso con carica cromosomica aploide.

- Formazione dello zigote : questo processo avviene quando i due pronuclei si fondono per formare una cellula con metà dei cromosomi di un genitore e l'altra metà dell'altro, ripristinando la carica diploide (2n). A questo punto, i cromosomi omologhi di entrambi i genitori si scambiano materiale, ricombinandosi.

Segmentazione zigote

Quando si forma lo zigote, cioè quando è avvenuta la fecondazione e il carico cromosomico è stato ripristinato, si innescano divisioni mitotiche sequenziali che realizzano un aumento del numero di cellule (blastomeri).

La divisione comporta una riduzione delle dimensioni delle cellule, ma non un aumento del volume, e si verifica quando l'uovo si sposta attraverso le tube di Falloppio nell'utero. Questo processo inizia circa 30 ore dopo la fecondazione.

Morulation

Quando le divisioni mitotiche completano circa 12 o 32 cellule (più o meno il terzo giorno dopo la fecondazione), si "compattano" grazie agli eventi di adesione mediati dalle glicoproteine ​​di superficie e formano una "morula" (a causa della loro somiglianza morfologica con frutta).

Questa morula è circondata da una linea di cellule note come cellule trofoblastiche, che sono quelle che in seguito formeranno la placenta.

Blastulation

Le divisioni consecutive dei blastomeri della morula generano una sorta di cavità, il blastocele, motivo per cui la struttura risultante è nota come “blastula” o “blastocisti”. Questa struttura si forma il 4 ° giorno dopo la fecondazione e quando la morula raggiunge l'utero.

- Settimana 2

Durante la seconda settimana, nella blastocisti, iniziano a differenziarsi due linee cellulari, ciascuna proveniente dalle linee cellulari originate dalle due cellule che sono il prodotto della prima divisione dello zigote.

Una delle linee cellulari costituisce la periferia della blastocisti ed è quella che in seguito darà origine alla placenta, questo strato è noto come trofectoderma.

La linea cellulare interna, che circonda la cavità blastocelica, corrisponde alle cellule che formano l'organo dell'embrione in formazione; in alcuni libri questo strato di cellule è noto come embryoblastema o embryoblast.

È tra il 6 ° e il 10 ° giorno in cui detta blastocisti aderisce all'epitelio endometriale, nell'utero, ed è lì che il trofectoderma (noto anche come trofoblasto) prolifera e si differenzia negli strati citotrofoblasto (interno) e sinciziotrofoblasto (esterno).

Tutti questi processi sono accompagnati da abbondanti divisioni e migrazioni cellulari, oltre ad aderenze o interazioni cellula-cellula che consentono la formazione degli strati citati.

Formazione di strutture “extra-embrionali”

La seconda settimana di sviluppo embrionale è fondamentale per la formazione delle strutture derivate dal trofectoderma, cioè le strutture “extra-embrionali”, che sono: la cavità amniotica, la vescicola ombelicale e il sacco corionico.

- Settimana 3

La terza settimana è caratterizzata dalla differenziazione dei tre strati germinali dell'embrione durante la gastrulazione; dallo sviluppo della notocorda.

gastrulation

I blastomeri della blastocisti continuano a dividersi per formare la gastrula, attraverso il processo noto come gastrulazione. In questa fase dello sviluppo embrionale, iniziano a formarsi gli "strati" embrionali fondamentali.

La gastrulazione comporta anche un'abbondante migrazione cellulare, nonché la loro aggregazione e segregazione. La gastrula è costituita da uno strato esterno, l'ectoblasto o ectoderma, da uno strato intermedio o mesoblasto o mesoderma, e da uno strato interno, l'endoblasto o endoderma.

Alla fine della terza settimana, l'embrione ha l'aspetto di un disco ovale appiattito, in cui si è già formata la notocorda tra l'ectoderma e l'endoderma. La notocorda è l'asse primordiale dell'embrione, attorno al quale si forma lo scheletro assiale, cioè è una "colonna proto-vertebrale".

Allo stesso modo, in questa fase, la placca neurale, le pieghe neurali e il tubo neurale si formano nell'ectoderma, che corrispondono al primordio del sistema nervoso centrale. Il primordiale del sistema cardiovascolare viene anche delineato durante la terza settimana.

- Settimane da 4 a 8

Le principali strutture interne ed esterne si formano tra la quarta e l'ottava settimana di sviluppo embrionale. Durante queste settimane avvengono i processi di crescita, morfogenesi e differenziazione dei tessuti e degli organi.

Embrione di 7-9 settimane

Questi processi sono finemente regolati e controllati, soprattutto dai modelli di espressione genetica delle cellule che fanno parte degli strati germinali in questione, che dipendono, in una certa misura, dalle caratteristiche ambientali.

Aspetto di un embrione alla fine del secondo mese di gestazione (Fonte: Dennis M DePace, PhD via Wikimedia Commons)

Piegatura dell'embrione

La forma del corpo dell'embrione ha origine dalla piegatura dell'embrione trilaminare, ovale e discoidale che si è formato durante la terza settimana. Questo processo avviene nel piano medio e orizzontale dello stesso e dopo questo l'embrione cresce in modo relativamente rapido.

Nel processo di piegatura del primordio del cervello, si formano la faringe, l'esofago e il sistema respiratorio inferiore. Parte dello strato endodermico viene utilizzata per la formazione dell'intestino posteriore, del colon discendente e del retto.

Fasi dello sviluppo fetale

Sebbene la progressione dall'embrione al feto avvenga gradualmente, la distinzione è necessaria per affermare che, nel feto, si riconoscono le strutture di un essere umano in crescita, poiché si sono già formati i principali organi e apparati corporei.

Il periodo fetale inizia nella nona settimana di gestazione. Tra la nona e la dodicesima settimana, la crescita del feto accelera, ma rimane un rapporto sproporzionato con il corpo e la testa.

Settimane da 9 a 12

Durante la nona settimana, i tratti distintivi sono: un viso molto ampio, occhi spalancati, palpebre fuse e orecchie "cadenti". Le gambe sono corte e le cosce sono relativamente piccole. Nell'immagine seguente puoi vedere un embrione a 9 settimane di gestazione:

Fino alla fine della nona settimana i genitali esterni sono indistinguibili tra maschi e femmine. In un feto di nove settimane, il fegato è il sito principale per la formazione dei globuli rossi (eritropoiesi) ed è durante questo periodo che l'urina inizia a formarsi.

Quando il feto raggiunge la dodicesima settimana, i centri di ossificazione primari compaiono nello scheletro del cranio e nelle ossa lunghe. Inoltre, in questo periodo, gli arti superiori raggiungono le loro lunghezze relative definitive, ma gli arti inferiori devono ancora svilupparsi.

Settimane da 13 a 16

Tra queste settimane, la crescita accelera ancora di più e diventa più evidente. Al termine delle 16 settimane il corpo acquisisce una taglia più proporzionale a quella della testa e gli arti inferiori hanno raggiunto la lunghezza corrispondente.

Tra queste 3 settimane inizia la vera ossificazione dello scheletro e si può osservare lo sviluppo delle ossa agli ultrasuoni. Entro la settimana 14, è possibile osservare i movimenti lenti degli occhi e determinare anche il modello del cuoio capelluto.

A partire da queste settimane, il sesso può essere determinato, poiché nelle femmine le ovaie e le cellule germinali primordiali si differenziano. Inoltre, gli occhi non si trovano più anterolateralmente e sono disposti nella regione anteriore del viso.

Le orecchie sono anche sistemate nelle loro posizioni finali ai lati della testa.

Settimane 17-20

Il tasso di crescita rallenta leggermente dalla settimana 17 in poi, ma durante questo intervallo di tempo i movimenti fetali iniziano a diventare evidenti.

Tra la 17a e la 20a settimana, la pelle dei feti è ricoperta da una sostanza cerosa protettiva chiamata "vernice caseosa", e anche da un sottile strato di peli (lanugine) che contribuisce all'adesione della vernice caseosa alla pelle.

Durante questo periodo le sopracciglia e i capelli diventano visibili e il grasso bruno inizia a depositarsi, che partecipa alla produzione di calore.

Settimane dalla 21 alla 25

Il feto, con la pelle rugosa e rosa, inizia ad ingrassare. Ha movimenti oculari rapidi ei suoi polmoni iniziano a produrre surfattante polmonare. Le unghie di solito compaiono durante la settimana 24.

Settimane da 26 a 29

Entro la fine di queste tre settimane, il feto ha già un sistema polmonare sufficientemente sviluppato per effettuare lo scambio di gas.

Gli occhi sono aperti, i capelli si sono sviluppati e anche le unghie dei piedi sono visibili. Inoltre, il feto aumenta la sintesi dei grassi bianchi, che si traduce in un aumento della massa corporea.

Alla fine della settimana 28, il midollo osseo assume la produzione di globuli rossi, che in precedenza si verificava nella milza e prima ancora nel fegato.

Settimana dalla 30 alla 34

Alla settimana 30, è stato documentato lo sviluppo del riflesso pupillare o, che è lo stesso, la variazione del diametro della pupilla in risposta alla luce. A questo punto la percentuale di grasso corporeo è superiore al 7% e le estremità del feto appaiono paffute.

Settimana 35-38

Da questo momento in poi, la gravidanza è considerata in un periodo di interruzione. I feti nati prematuramente, dalla settimana 26, hanno la possibilità di sopravvivere con l'assistenza medica, ma dalla settimana 35 in poi sono meno a rischio.

Caratteristiche come la relazione tra le circonferenze della testa e dell'addome o la lunghezza dei piedi vengono utilizzate durante questo periodo per determinare l'età del feto.

Alla settimana 38 è già considerata una gravidanza a termine. Durante questo periodo la percentuale di grasso corporeo è di circa il 16% e il torace e i pettorali si gonfiano leggermente sia nei maschi che nelle femmine.

Riferimenti

1. Houillon, C. (2013). Embryologie. Springer-Verlag.
2. Moore, K., Persaud, T. e Torchia, M. (2016). L'essere umano in via di sviluppo. Embriologia clinicamente orientata (10 ° ed.). Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier.
3. Solomon, E., Berg, L. e Martin, D. (1999). Biologia (5a ed.). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.
4. Hill, M. (2019). Embriologia. Estratto il 24 ottobre 2019 da www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Embryonic_Development
5. Hill, M. (2019). Embriologia. Estratto il 24 ottobre 2019 da www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Timeline_human_development