Mettere al mondo un figlio è un momento molto importante per una coppia, e il concepimento è un processo che deve seguire delle fasi ben precise per fare in modo che si generi una vita umana. Con il termine gravidanza si definisce il periodo compreso tra il concepimento e il parto e dura in media 9 mesi. Le fasi della gravidanza sono dei fenomeni biologici molto complessi e alcuni di questi, ancora oggi, non sono conosciuti nel dettaglio.
Il Viaggio degli Spermatozoi
Tutto comincia con l’atto sessuale, che libera dagli 80 fino a 300 milioni di spermatozoi nella vagina. Quella degli spermatozoi è una sorta di "mission impossible". Milioni di loro muoiono subito, uccisi dall’ambiente acido della vagina. Chi sopravvive, difficilmente riesce ad andare oltre la cervice. Solo gli spermatozoi più forti e sani riescono a superare la mucosa protettiva: per aprirsi un varco, sbattono letteralmente da una parete all’altra come gli autoscontri (gli scienziati lo hanno spiegato proprio così, in uno studio pubblicato su PNAS, la rivista dell’Accademia delle Scienze degli Stati Uniti nel 2012). Pensate però: questi supereroi non affrontano la sfida completamente impreparati. C’è il liquido seminale del maschio che li protegge, come se fosse un’armatura, una sostanza alcalina, prodotta nell’uretra, che contrasta l’ambiente acido della vagina, ma non solo. Fornisce loro il nutrimento per tenerli in forze durante la "gara".
Nei testicoli maschili possono essere prodotti miliardi di spermatozoi, di questi però solo uno riuscirà, dopo l’eiaculazione, ad attraversare la corona radiata che circonda l’ovulo e a superare la membrana. Nei giorni fertili, il muco cervicale diventa più fluido e lascia passare gli spermatozoi. I più forti e sani raggiungono le tube. Qui possono rimanere anche due giorni, pronti a fondersi con un ovulo se avviene l’ovulazione.
L'Incontro tra lo Spermatozoo e l'Ovulo
Dei 300 milioni di spermatozoi, solo 2-300 raggiungono l’uovo da fecondare. Ma dove avviene questo incontro? Esattamente in uno di questi due tubi qui: le cosiddette Tube di Falloppio, o salpingi. Sono due tubi simmetrici che collegano le ovaie all’utero. Qui avviene la magia: l’uovo, portato a maturazione nell’ovaio, che si chiama ovocita secondario prima della fecondazione, inizia la migrazione verso l’utero. Grazie a dei segnali chimici emessi in questo canale, l’ovocita secondario diventa come una calamita per gli spermatozoi, che riescono a risalire l’utero, attirati nelle Tube di Falloppio.
La formazione delle cellule uovo immature (oogoni) avviene già nella vita intrauterina, mentre fin dall’infanzia di una donna si sviluppano i follicoli nei quali si trova l’ovocita, ma a partire dalla pubertà solo uno o, occasionalmente, due di essi raggiungeranno la maturità ogni mese durante il ciclo mestruale. Il follicolo primario contiene l’ovocita primario circondato da cellule. Grazie all’ormone FSH le cellule del follicolo primario si moltiplicano circondando l’ovocita; si forma così il follicolo pre-antrale. In seguito, si forma una cavità piena di liquido chiamata antrum, mentre l’ovocita primario continua a maturare. Il follicolo maturo prende il nome di Follicolo di Graaf. L’ovocita primario, continuando la sua maturazione, diventa ovocita secondario e viene circondato da uno strato di cellule che formano la zona pellucida.
Il Processo della Fecondazione
Siamo nel tratto finale della gara. Qui accade qualcosa di veramente incredibile: la parete uterina causa una reazione nello sperma, che inizia a sbattersi tutto e a agitare come un pazzo la coda. In questo modo riesce a infilarsi nella corona radiata dell’ovocita, un cumulo granuloso che avvolge la zona pellucida, la membrana protettiva dell’ovocita. Su questo muro lo spermatozoo si apre un varco e non appena dentro, l’ovocita si depolarizza, ovvero disattiva tutti i segnali chimici che avevano attirato fino gli spermatozoi fin lì, per impedire l’accesso agli altri, rimasti fuori.
Nell’ovocita entra solo l’acrosoma dello spermatozoo - così si chiama la testa - che muta in nucleo e va in cerca del nucleo dell’ovocita. I due nuclei contengono rispettivamente il DNA del papà e della mamma e dovete immaginarli come due striscette: quella con i 23 cromosomi del padre, contenuti nel nucleo maschile, e quella con i 23 cromosomi della madre, contenuti nel nucleo femminile. Quando i nuclei si fondono avviene la fecondazione. Questo è il momento in cui nasce la prima cellula della vita detta zigote, la cellula embrionale, composta da 46 cromosomi o 23 coppie di cromosomi, la striscia di mamma e di papà, con tutte le informazioni genetiche uniche che ci costruiscono con il sesso, quel colore dei capelli, degli occhi, della pelle e tante altre caratteristiche. Ecco, se pensi al tuo primo giorno da cellula, è avvenuto esattamente questo.
Quando uno spermatozoo ha attraversato la corona radiata e raggiunto la membrana cellulare esterna dell’ovulo, il processo di fecondazione è pronto per iniziare. Dopo la formazione dello zigote, il processo di sviluppo embrionale procede attraverso diverse fasi prima dell’annidamento nell’endometrio.
L'Evoluzione dello Zigote e l'Impianto
A questo punto comincia la mitosi, ovvero la divisione cellulare. Praticamente, lo zigote inizia a ripiegarsi su se stesso separandosi nelle prime due cellule, poi 4, 6 e così via. Dopo circa 3 giorni si sarà formato un agglomerato di 16 cellule che prendono il nome di morula. Dopo quattro giorni è diventata una pallina formata da molte cellule. Quando la divisione raggiunge un numero che si aggira intorno alle 200 cellule si forma una blastocisti, il primo livello di complessità dell’evoluzione di una cellula embrionale. Immaginate la blastocisti come una palla di cellule ancora circondata dalla zona pellucida. Ecco, questa membrana serve a proteggere la blastocisti che comincia a rotolare lungo la cavità uterina, dove appena trova le condizioni giuste si libera di questa protezione e si impianta nell’utero.
Se questa fase va a buon fine, è il momento in cui la blastocisti inizia a produrre l’ormone della gravidanza che comunica alle ovaie di smettere di produrre ovuli secondari. È il momento in cui il ciclo mestruale si interrompe. L’ormone progesterone, prodotto dal corpo luteo nell’ovaio dopo l’ovulazione, aumenta lo spessore dell’endometrio e favorisce la produzione di sostanze chimiche che consentono all’embrione di aderire. La Gonadotropina Corionica Umana (hCG) è invece un ormone, prodotto dall’embrione dopo l’annidamento, che segnala al corpo luteo di continuare a produrre progesterone. Il mantenimento del progesterone infatti è essenziale per evitare il rifiuto dell’embrione da parte del sistema immunitario materno.
Dalla Blastocisti alla Formazione del Feto
Questa formazione impiantata nell’utero si divide poi in due parti: una parte forma la placenta, che rimane attaccata alla seconda parte con il cordone ombelicale. La seconda parte ovviamente è la cellula ancora embrionale che continua la divisione cellulare e inizia a sviluppare i primi organi, la spina dorsale, i primi ossicini sottilissimi che si allungano sotto uno strato di pelle trasparente. Siamo verso la fine della 10° settimana, il cuore si è formato e inizia a battere. È il momento in cui l'embrione diventa un feto e misura appena 1cm.
La placenta è il motore del feto, è il mezzo attraverso cui la madre gli fornisce nutrimento e ossigeno usando il cordone ombelicale come pompa di scambio e anche per rimuovere prodotti di scarto. Il sacco amniotico si sviluppa e circonda l’embrione. Si riempie di liquido nel quale galleggia e cresce l’embrione, aiutando anche a proteggerlo dai traumi. È una sorta di palloncino pieno d’acqua che protegge dagli urti, ammortizzando i movimenti della madre e favorendo lo sviluppo muscolo-scheletrico.
Fasi dell'Embriogenesi e Gastrulazione
L'embriologia studia i processi con i quali gli organismi viventi nascono, crescono e si sviluppano. Tutto parte dalla fecondazione, in cui la fusione di due gameti genera lo zigote. Dopo circa 24 ore dalla fecondazione, lo zigote inizia a dividersi ripetutamente grazie alla mitosi, dando origine a cellule sempre più piccole chiamate blastomeri. Dalla morula si passa poi alla blastula. Il processo di differenziazione delle cellule avviene quando le cellule si riuniscono a seconda del loro scopo finale formando dei veri e propri ammassi di cellule che definiscono tre foglietti embrionali sovrapposti: ectoderma, mesoderma ed endoderma. Questo processo si chiama gastrulazione ed è fondamentale nello sviluppo perché ogni cellula ha un proprio compito specifico.
Il periodo embrionale (3-8 settimane) è il periodo in cui la differenziazione cellulare dà origine a varie parti del corpo. Si formano testa, cervello, midollo spinale, occhi, orecchie, naso, sistema nervoso, reni, polmoni. Alla fine dell'ottava settimana, l'embrione arriva a misurare circa 2,5 cm. Successivamente, dal periodo fetale (9 settimane - nascita), si conclude lo sviluppo fisico.
INSTITUT MARQUÈS - Sviluppo di un embrione umano visto con l'Embryoscope
Lo Sviluppo nelle Prime Settimane
Nelle prime 9 settimane di gravidanza si verificano una serie di trasformazioni significative.
- Settimane 1-2: la blastocisti si impianta nell’endometrio.
- Settimane 3-4: l’embrione inizia a sviluppare il tubo neurale, che darà origine al sistema nervoso centrale. Si formano le prime cellule cardiache e il cuore inizia a battere.
- Settimane 5-6: l’embrione mostra i primi abbozzi di arti superiori e inferiori e si sviluppano il cuore e il sistema circolatorio.
- Settimane 7-8: si formano le dita delle mani e dei piedi, mentre i reni iniziano a funzionare.
- Settimane 9-11: gli organi interni continuano a maturare.
Uno studio della SUNY Downstate University di New York sottolinea l’importanza dei folati e delle vitamine del gruppo B nello sviluppo neurologico nel periodo fetale fino all’età adulta di un individuo.
Il Periodo Fetale: Crescita e Maturazione
A 11 settimane di gravidanza parliamo di feto. Il viso inizia a svilupparsi, le orecchie si spostano e le dita hanno le unghie in formazione. Il sistema nervoso si sviluppa rapidamente e il feto può fare movimenti involontari. Il cuore pompa il sangue attraverso i vasi sanguigni. A 14 settimane i medici possono determinare il sesso. Tra la 16° e la 20° settimana si può avvertire il movimento. A 24 settimane, il feto ha una probabilità di sopravvivere al di fuori dell’utero.
Il periodo del quarto mese è considerato il più bello dal punto di vista fisico e psicologico. Nel quinto mese, la gravidanza è giunta a metà del suo percorso; le nausee spesso scompaiono, sostituite da benessere. Il bimbo ha raggiunto circa 25 centimetri. Nel sesto mese, il feto è del tutto formato e alterna momenti di sonno e veglia. Nel settimo mese, inizia a distinguere sapori e suoni. Nell'ottavo mese, il piccolo può raggiungere i 42 centimetri e i movimenti sono visibili a occhio nudo sulla pancia della mamma. Nell'ultimo mese, il piccolo è completamente maturo e a 40 settimane misura circa 50 centimetri.
La Gravidanza Gemellare e i Fattori di Sviluppo
Esistono due tipi di gravidanza gemellare. I gemelli fraterni si formano quando vengono rilasciati 2 ovuli ed entrambi vengono fecondati da due spermatozoi diversi. Ognuno diventa un embrione con il proprio corredo genetico. I gemelli identici si formano quando un unico ovulo fecondato si divide in 2 zigoti separati. Poiché un solo ovulo è stato fecondato da un unico spermatozoo, i 2 embrioni possiedono lo stesso corredo genetico.
Il feto è immerso nel liquido amniotico che lo protegge dagli urti esterni. La placenta agisce come un filtro: le sostanze nutritive passano dalla madre al figlio, mentre i prodotti di rifiuto compiono il passaggio inverso. Sostanze come alcol, nicotina e droghe possono passare nella circolazione sanguigna del feto provocando danni.
L'Ultima Fase: Il Travaglio e il Parto
A due settimane dalla fine della gravidanza inizia il travaglio. Esso è il processo che porta alla fuoriuscita del feto dal corpo materno. Le contrazioni, stimolate dall’ormone dell’ossitocina, spingono il feto verso il canale d’uscita. Queste contrazioni agiscono come un comando, inizialmente meno frequente, per poi diventare sempre più insistenti e aiutare il feto a dilatare la cervice. La cervice si dilata da 0 a 3 cm fino a un massimo di 10 cm, misura necessaria per il passaggio del bambino. Nel momento di massima pressione, il sacco amniotico si rompe (rottura delle acque).
Alla nascita, i polmoni del bambino si riempiono d’aria e con il suo primo strillo comincia la respirazione autonoma. Il cordone ombelicale, che ancora lega madre e figlio, viene pinzato e tagliato. Poco dopo la nascita del bambino, le contrazioni uterine riprendono, provocando lo scollamento della placenta che sarà espulsa (secondamento). Dopo il parto, i seni materni, sotto stimolo ormonale, iniziano a produrre il latte. Il fotografo e pittore americano Alexander Tsiaras è riuscito a raccontare lo sviluppo umano dal concepimento alla nascita utilizzando le più avanzate tecnologie di visualizzazione medica, rendendo accessibile alla visione di tutti il meraviglioso fenomeno della riproduzione.