L'Ovocita Umano al Microscopio: Caratteristiche, Misteri e il Viaggio della Vita

L'ovocita umano, la cellula gametica femminile, rappresenta il punto di partenza essenziale per la riproduzione umana. La sua osservazione al microscopio rivela una complessità strutturale e funzionale che è stata oggetto di studio e scoperta per decenni, con implicazioni profonde non solo nella biologia riproduttiva ma anche nella comprensione delle origini della vita stessa. Comprendere le caratteristiche di questa cellula, così come il suo incontro con lo spermatozoo e le prime fasi dello sviluppo embrionale, è fondamentale per apprezzare il miracolo del concepimento e per migliorare le tecniche di riproduzione assistita.

L'Ovocita Umano: Una Cellula Fondamentale e il Suo Ruolo

Nelle donne, i gameti sono le cellule uovo, comunemente chiamate ovociti od oociti. L'utilizzo di termini con questa origine etimologica è un chiaro richiamo alla funzione riproduttiva delle cellule, a cui i suddetti termini fanno riferimento. La preparazione funzionale di ciascuna delle cellule gametiche al compito della reciproca fusione - se mai avverrà l’incontro - è particolarmente laboriosa, soprattutto per la linea gametica femminile, costituita dagli ovociti. Questo processo inizia per tempo e deve portare, in natura, a una piena maturazione per l’esercizio corretto della finalità. La maturazione è completa nell’ovocita al momento dell’ovulazione spontanea e corrisponde al concetto di "competenza" di questo gamete alla fecondazione, cioè fecondabilità.

È ben noto che il fenomeno dell’ovulazione ha un ritmo periodico durante il ciclo mensile femminile, definendo la fase fertile dalla fase non fertile. L’incontro tra ovocita ovulato e spermatozoo avviene - sempre in natura, ove vi sia stata l’eiaculazione in vagina nella fase fertile del ciclo - di regola nel padiglione tubarico. Alcuni interessanti studi hanno dimostrato che, in un soggetto femminile appena nato, il numero di ovociti primitivi è circa un milione e che, nel corso della vita, solo 500 di loro subiscono il processo di ovulazione. La fase follicolare è il momento in cui le ovaie, dopo un preciso stimolo ormonale, producono e portano a maturazione, all'interno di un follicolo, la futura cellula uovo. Dopo di che l’ovocita è come risucchiato nel padiglione tubarico che si è accostato all’ovaio ovulante. L’ovocita, tuttavia, non è solo; è ancora circondato da una serie avvolgente di cellule che lo hanno sostenuto, nutrito e stimolato alla maturazione, e cioè le cellule del cumulo ooforo, che dovranno disfarsi e negli interstizi delle quali dovranno insinuarsi gli spermatozoi che si dirigono verso l’ovocita.

Il Contributo dello Spermatozoo: Un Viaggio Verso la Fecondazione

Il processo che dà origine a una nuova vita inizia con l'incontro tra l'ovocita e lo spermatozoo. Lo spermatozoo (o nemaspermio) è la cellula gametica maschile e ha il compito di raggiungere il gamete femminile, l'ovulo, per fecondarlo durante la riproduzione sessuale anfigonica. È una cellula di piccole dimensioni (5-7 µm di diametro), con una forma simile a quella di un girino con una lunga coda. Lo spermatozoo è una cellula altamente specializzata, ottimizzata per il trasporto del materiale genetico maschile all’ovocita femminile, ed è lungo all'incirca 70 micrometri.

La testa dello spermatozoo è composta da due parti principali: il nucleo e l'acrosoma. Il nucleo, contenente cromatina fortemente addensata ed in corredo aploide, occupa prevalentemente la testa e contiene il DNA aploide altamente condensato. Questa notevole condensazione della cromatina è resa possibile da un tipo di istone, detto istone germinale o protammina, particolarmente ricco di arginina, una proteina basica, che si sostituisce all'istone tradizionale ricco di lisina. In questo modo si ottiene una notevole riduzione delle dimensioni nucleari che facilita il moto degli spermatozoi e l'inattività del genoma in esso contenuto durante il tragitto che porterà pochi spermatozoi nei pressi dell'ovulo da fecondare. L'acrosoma è un lisosoma primario di notevoli dimensioni che incappuccia il nucleo per 2/3 della sua lunghezza. Trae origine da una grossa cisterna dell'apparato del Golgi ricca di enzimi litici che successivamente va ad incappucciare il nucleo cellulare. Il suo compito è quello di aprirsi un varco nella parete dell'ovulo grazie ad enzimi litici in esso contenuti e liberati al momento opportuno.

Il collo dello spermatozoo presenta un diametro leggermente maggiore di qualsiasi altra parte della coda e contiene i residui citoplasmatici dello spermatide. Il tratto intermedio è costituito dalle 9 colonne segmentate che circondano il flagello interno, costituito dalla tipica struttura microtubulare 9 + 2. Il reperto più importante del tratto intermedio rimane tuttavia la cosiddetta guaina mitocondriale: tanti mitocondri si pongono tra la membrana plasmatica e le nove colonne fibrose a formare un rivestimento che fornisce energia per il movimento dello spermatozoo attraverso la produzione di ATP. La coda dello spermatozoo, o flagello, è costituita da una struttura molto lunga (intorno ai 50-60 µm circa) che termina poco prima della testa in corrispondenza di una particolare zona chiamata piastra basale. Il flagello è una struttura filamentosa estesa che emerge dal corpo dello spermatozoo, composto da microtubuli disposti in un pattern specifico, noto come axonema, che è tipico anche di altri tipi di cilia e flagelli. Insieme, coda e testa sono rivestite dalla membrana plasmatica. Il tratto principale della coda è caratterizzato dal flagello rivestito dalle colonne striate che continuano con una struttura circolare che avvolge le altre sette colonne rimanenti; tale struttura si interrompe a intervalli regolari.

La spermatogenesi, il processo di formazione dello spermatozoo, inizia nel maschio con la pubertà, intorno agli 11-15 anni, e si svolge in particolari organi chiamati testicoli, le gonadi maschili. Più precisamente, la spermatogenesi avviene all'interno dei tubuli seminiferi, strutture tubulari rivestite da una sorta di tessuto epiteliale pluristratificato costituito in maggioranza dalle cellule germinali e perciò detto epitelio germinale. Dall'esterno all'interno dei tubuli seminiferi si osservano differenti fasi di maturazione delle cellule germinali. Gli spermatogoni, le cellule staminali situate alla periferia dei tubuli seminiferi, sono la prima fase di maturazione. Questi si dividono in due classi: spermatogoni A (a nucleo pulverulento, con cromatina dispersa in fini granulazioni) e B (a nucleo crostoso, con cromatina addensata in numerose zolle). Gli spermatogoni di tipo A, a loro volta, si dividono in tipo A scuro e tipo A chiaro. Gli spermatogoni di tipo B sono i diretti precursori degli spermatociti e derivano dagli spermatogoni A chiari, a loro volta derivati dagli spermatogoni A scuri.

Lo spermatocita, chiamato spermatocito I, derivato dallo spermatogonio B, subisce una divisione meiotica, o meiosi, un processo particolare composto da due divisioni a intervalli ravvicinati che portano, attraverso un passaggio intermedio di due cellule chiamate spermatociti II, alla formazione di quattro cellule chiamati spermatidi, prive di flagello e di dimensioni circa un quarto di quelle dello spermatocito I iniziale. La fase finale della maturazione di uno spermatozoo vede l'ulteriore compattazione del materiale cromatinico del nucleo spermatico, lo sviluppo del lungo flagello e della vescicola acrosomale e l'espulsione del citoplasma superfluo. È importante notare che gli spermatozoi di nuova formazione derivati dal processo di "spermiogenesi" (il processo di trasformazione degli spermatidi in spermatozoi) sono "immobili" e quindi non possono fecondare un ovocita. Questi passaggi avvengono in sincronia all'interno di gruppi di spermatozoi in maturazione (6-8 per gruppo) perché durante le divisioni meiotiche il citoplasma cellulare ha mantenuto con le cellule vicine dei ponti citoplasmatici (zone di collegamento in cui la cellula non si è divisa completamente).

Il processo di formazione e maturazione degli spermatozoi, della durata di circa 64 giorni, ha inizio nei tubuli seminiferi di ciascun testicolo e prosegue nell'epididimo. Una volta prodotti, gli spermatozoi escono dai tubuli seminiferi e vengono convogliati nell'epididimo, in cui completano la propria maturazione e vengono immagazzinati sino al momento dell'eiaculazione. Ogni giorno, entrambi i testicoli producono 100 - 300 milioni di spermatozoi che vengono immagazzinati nelle vescicole seminali per alimentare le eiaculazioni. In un maschio sano, i testicoli producono circa 100-200 milioni di spermatozoi al giorno. In assenza di eventi eiaculatori, gli spermatozoi hanno una vita limitata all'interno dei testicoli. La spermatogenesi è un processo continuativo, dotato di un proprio ritmo produttivo. Gli spermatozoi vengono emessi all'esterno in occasione dell'orgasmo. Dall'epididimo, dove sono accumulati, passano nel dotto deferente, nel canale eiaculatorio e nell'uretra.

La funzione primaria dello spermatozoo è quella di fecondare l’ovocita femminile, un processo noto come fecondazione. Questa è una tappa cruciale nella riproduzione sessuale e richiede una serie di eventi altamente coordinati e specializzati. Grazie alla sua struttura flagellata, lo spermatozoo è in grado di muoversi in modo propulsivo attraverso l’ambiente delle vie riproduttive femminili. L'elevato numero e la grande mobilità degli spermatozoi rappresentano caratteristiche essenziali per garantire la fecondazione. Durante il transito attraverso il tratto riproduttivo femminile, lo spermatozoo subisce un processo chiamato capacitazione. All'interno dell'utero e delle tube di Falloppio gli spermatozoi acquisiscono la capacità di fecondare l'ovocita attraverso delle modificazioni chimico-fisiche che nel loro insieme prendono il nome di capacitazione. Una volta raggiunto l’ovocita, lo spermatozoo deve riconoscerlo e legarsi alla sua superficie esterna, la zona pellucida.

Il Momento Cruciale: La Fecondazione e la Formazione dello Zigote

L'evento determinante della riproduzione è chiamato fecondazione, o fertilizzazione dell'ovocita. Questo avvenimento è biologicamente considerato e descritto come un processo che si svolge in tempi circoscritti, limitati e ben cadenzati, perché è costituito da fasi successive che portano al risultato che "due cellule sessuali (gametiche e di sesso diverso) si fondono una con l’altra per dar luogo ad un individuo con potenzialità genetiche derivate da ambedue i genitori". L'unione delle due cellule, ovulo e spermatozoo, dà luogo alla sua prima cellula, che viene chiamata zigote, la prima cellula diploide.

Dopo 20-30 minuti dall'eiaculazione, avviene la dispersione dello spermatozoo nel liquido seminale, fase definitiva che gli trasmette la mobilità per attuare la fecondazione. L’incontro tra ovocita ovulato e spermatozoo avviene - sempre in natura, ove vi sia stata l’eiaculazione in vagina nella fase fertile del ciclo - di regola nel padiglione tubarico, ove poche migliaia di spermatozoi maturi e mobili sono pervenuti - rispetto a qualche milione di deposti in vagina - percorrendo in poco tempo un viaggio di circa 15 cm. Durante l'ovulazione, il muco cervicale è costituito da una serie di canali che trasportano lo spermatozoo nella cavità uterina, all'orifizio interno della cervice, dove si muove attivamente nei canali. Se è debole, incontra una certa resistenza, destinata a fermarlo, garantendo il successo con quello più forte. A volte il muco può contenere anticorpi che lo immobilizzano e ciò può essere una rara causa di infertilità. Nei giorni dell'ovulazione si manifestano le condizioni più favorevoli per la sua sopravvivenza. Alla fine, lo spermatozoo raggiunge l'ovulo pilotato dal chemiotattismo, l'emissione da parte degli ovuli di sostanze chimiche che lo attraggono. Durante il percorso il liquido seminale non si protegge più dall’acidità e dai batteri e riduce rapidamente la sua dose. Durante l'orgasmo femminile, l'utero ha contrazioni che permettono agli spermatozoi di raggiungere rapidamente le tube di Falloppio. Il tempo necessario per transitare attraverso il tratto genitale femminile fino alle tube è tra 5 e 68 minuti dopo l'eiaculazione. Nelle tube, lo sperma può essere vitale per 80 ore dopo l'eiaculazione.

Il processo di fecondazione inizia dal momento del "contatto ravvicinato" fra spermatozoo, che ha superato il cumulo ooforo, e la superficie esterna dell’ovocita, che viene definito "tempo O". Si riconoscono diverse fasi:

1. Adesione e Penetrazione: Questa fase include l'adesione e la fissazione della testa spermatica, che contiene il nucleo portatore del corredo cromosomico maschile, alla superficie villosa dell’ovocita e la penetrazione attiva di uno spermatozoo nella zona pellucida, una membrana collosa protettiva che circonda l’ovocita. Per superare la zona pellucida dell'ovocita sono necessari diversi spermatozoi, che demoliscono progressivamente questa barriera grazie agli enzimi contenuti nell'acrosoma. La reazione acrosomica, che rilascia nella membrana esterna dell'ovulo alcune sostanze chimiche, favorirà la fecondazione dell'ovulo. È il lampo. Questa prima fase si compie in 30-40 minuti circa dall’incontro-adesione alla superficie esterna della zona.
2. Fusione delle Membrane e Attivazione dell'Ovocita: La fusione delle membrane cellulari dello spermatozoo e dell’ovocita avviene una volta che lo spermatozoo ha superato lo strato gelatinoso della zona, con scivolamento del nucleo maschile nell’interno dell’ovocita (a 45-60 minuti dall’incontro). Questo avvenimento determina l'attivazione immediata del metabolismo dell’ovocita: si producono oscillazioni del Calcio che provocano in pochi secondi la chiusura dello spazio corticale ovocitario alla penetrazione di altri spermatozoi, e ha luogo in breve tempo il completamento della meiosi II ovocitaria. Il nucleo dello spermatozoo si unisce al nucleo dell’ovocita, ricostituendo il corredo cromosomico diploide. Durante la fecondazione, l'unione dello spermatozoo con l'ovocita secondario innesca la liberazione degli enzimi idrolitici responsabili della digestione della membrana extracellulare dell'ovocita, facilitando così l'accesso dello spermatozoo alla membrana plasmatica dell'ovocita stesso. La testa dello spermatozoo varca l'ovulo, la coda si stacca.
3. Formazione dei Pronuclei: Segue la rimozione delle membrane che avvolgono i nuclei maschile e femminile, la decondensazione dei cromosomi, la sostituzione in essi di alcuni costituenti della cromatina. Dopo una fase in cui i nuclei decondensati non sono visibili, si delineano di nuovo al microscopio i due aggregati di cromosomi, uno maschile e uno femminile, che ora i biologi hanno chiamato "pronuclei". Essi sono ancora distanti tra loro, ma appaiono ora ricoperti da nuove membrane porose - fabbricate con proteine di origine ovocitaria, cioè materna - atte agli scambi di sostanze. L’orologio dello sviluppo segna che sono trascorse da 2 a 8 ore dall’incontro ravvicinato. Nel primo giorno di sviluppo, un ovulo correttamente fecondato, o zigote, mostra due nuclei, uno con il materiale genetico dell’ovulo e un altro con quello dello spermatozoo.

Dallo Zigote all'Embrione: Le Prime Divisioni Cellulari

Dall'unione delle due cellule si forma lo zigote, la prima cellula diploide, la quale andando incontro a numerose mitosi, andrà a svilupparsi in un embrione. L'embrione umano è il risultato dell’unione di un ovulo con uno spermatozoo. Questa unione dà luogo alla sua prima cellula, che viene chiamata zigote. Si tratta di una cellula sferica di meno di 1 mm di diametro circondata da un involucro che la proteggerà fino al momento dell’impianto. Dopo le prime divisioni, lo zigote assume il nome di blastocisti.

Proseguendo il processo di sviluppo embrionale:

• Formazione del Fuso e Fusione dei Pronuclei: Si forma nel citoplasma, ad opera del "centriolo" d’origine maschile - che è penetrato nell’ovocita assieme al nucleo maschile - l’apparato contrattile-fibrillare di microtubuli. Questi si dispongono a raggiera attorno ai nuclei e si agganciano ai cromosomi, la cosiddetta formazione del fuso. Per azione delle proteine contrattili dei microtubuli i due pronuclei vengono gradatamente attratti uno verso l’altro (da 8 a 17 ore dall’incontro ravvicinato). I due nuclei, ormai venuti a contatto, vengono denudati delle membrane nucleari, cosicché si liberano di nuovo i cromosomi in esso contenuti. Si formano due nuclei di 23 cromosomi ciascuno, si fondono e formano lo zigote, la prima cellula embrionale.
• Replicazione e Divisione Cellulare: È il momento in cui si replicano i cromosomi, che si distribuiscono (appaiati gli omologhi, maschile e femminile), allineati nell’equatore del fuso mitotico (da 15 a 30 ore dall’incontro). Poi, questi due nuclei si fondono ed inizia la divisione embrionaria. Si forma un solco nel citoplasma periferico e nella corticale di questa grossa cellula, che da taluni viene chiamata ancora zigote, da altri embrione unicellulare. Questo solco, approfondendosi progressivamente, porta infine alla formazione di due cellule, in ciascuna delle quali viene attratto uno dei "set" duplicati dei cromosomi (da 16 a 35 ore dall’incontro). A questo punto, il processo della fecondazione è terminato. Si sono formati i due blastomeri, così si chiamano le cellule delle prime 2 o 3 divisioni cui va incontro proseguendo lo sviluppo l’embrione.

Un embrione con un ottimo ritmo di sviluppo dopo due giorni di coltura avrà 4 cellule e dopo 3 giorni ne avrà 8. A partire da quel momento, le cellule si uniscono e non è più possibile contarle. I blastomeri presentano ancora una capacità di dare origine ciascuna ad un processo di differenziamento embrionale autonomo. Questa capacità viene definita "totipotenza" ed è alla base della gemellarità monozigotica, che si produce se viene a mancare la coesione fra i blastomeri o subito, o nel corso del successivo precoce sviluppo dell’embrione.

Nelle ore e nei giorni successivi prosegue lo sviluppo senza interruzione di continuità, dando luogo alla "morula" (4-16 cellule al 3°-4° giorno, a partire dall'ora O), dove i singoli blastomeri dialogano fra loro attraverso il contatto superficiale ed i numerosissimi microvilli della parete esterna. Poi si verifica il fenomeno della "compattazione" dell’embrione, dove le cellule si stringono fra loro scambiando ponti cellulari e sostanze induttrici. Infine si perviene alla blastocisti (4°-5° giorno dall’inizio del processo della fecondazione), in cui si delinea una massa cellulare interna che darà luogo alla "corporeità" del nuovo essere in senso proprio ed uno strato più esterno, laminare, che produrrà lo sviluppo degli annessi ovulari e la placenta, necessaria all’impianto ed alla nutrizione dell’embrione. Ormai, fisiologicamente, siamo al 6°-7° giorno, e l’embrione (blastocisti), trasportato dalle correnti fluide lungo la tromba, è ormai arrivato nella cavità uterina, ove a partire dal 7° giorno si impianta. Dopo circa 8 settimane dalla formazione dello zigote, la blastocisti diventa ciò che si chiama comunemente feto.

Tecniche Avanzate per la Valutazione dell'Ovocita e dell'Embrione

La selezione degli ovociti e la valutazione della qualità embrionale sono momenti cruciali, specialmente nel contesto della fecondazione assistita. L'Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste, con una nuova sonda che permette l’analisi sull’intera cellula e non solo sulla membrana, identifica una tecnica per riconoscere, in base alle caratteristiche meccaniche, gli ovociti con maggiori probabilità di successo, sia freschi sia dopo il congelamento. La ricerca promette di aumentare l’efficacia del processo, migliorando la selezione degli ovociti utili al raggiungimento di una gravidanza di successo.

Una collaborazione tra un gruppo di ricerca del Cnr-Iom di Trieste e il reparto di Clinica ostetrica e ginecologica dell’Irccs materno infantile Burlo Garofolo di Trieste ha prodotto, negli ultimi anni, diversi risultati orientati ad aumentare la probabilità di successo della fecondazione assistita per le coppie sterili. "Uno dei momenti più importanti per determinare la fortuna di un processo di fecondazione è la selezione degli ovociti, oggi condotta in base a caratteristiche esclusivamente morfologiche: il medico sceglie la cellula da fecondare rispetto alla forma considerata indice del suo migliore stato di salute," spiega Laura Andolfi, ricercatrice del Cnr-Iom. Il problema è che gli ovociti non possono essere trattati, al fine di preservarli, e non c’è quindi modo di capirne lo stato di salute basandosi solo sulla morfologia. I ricercatori si sono chiesti se potessero essere usati come indicatori dello stato di salute degli ovociti le loro caratteristiche meccaniche, cioè la deformabilità, l’elasticità e la rigidità. La risposta è risultata affermativa. Già in una prima ricerca effettuata nel 2016 con microscopi atomici commerciali, è stata trovata una prima traccia di correlazione tra la deformabilità e lo stato fisiologico o patologico degli ovociti. La seconda parte della ricerca ha riguardato pertanto la costruzione di sonde specifiche, più grandi, capaci di imprimere omogeneamente la forza su tutta la cellula. Con tali sonde è stata osservata e verificata la deformabilità dell’intero l’ovocita, e non solo della membrana esterna, ottenendo un’ulteriore conferma dell’efficacia di questo parametro. I ricercatori del Cnr hanno dimostrato l’efficacia di questa tecnica di indagine lavorando inizialmente su ovociti umani forniti dall’Irccs Burlo.

Marco Lazzarino del Cnr-Iom ha aggiunto che si è voluto capire se l’analisi delle proprietà meccaniche fosse efficace nonostante i processi di crioconservazione cui gli ovociti possono essere sottoposti dopo l’estrazione. Sono stati presi ovociti umani freschi, misurate le proprietà elastiche, congelati e dopo qualche tempo rimisurate le proprietà, confermando che la crioconservazione lascia l’ovocita inalterato.

Un altro aspetto fondamentale della maturità ovocitaria riguarda la presenza del fuso mitotico. Nella clinica di Trieste, uno studio sotto la supervisione della Dott.ssa Zuzana Holubcová è stato condotto per verificare l’esistenza del nesso tra la presenza del fuso mitotico e lo sviluppo positivo dell’embrione dopo la fecondazione con il metodo ICSI. Nel contesto di questo studio è stato confermato che negli ovuli maturi, le probabilità di un corretto sviluppo embrionale sono tre volte maggiori rispetto a quelle degli ovuli fecondati prematuramente. Per essere fertilizzato con successo, l’ovulo deve essere maturo. Tuttavia, la mera presenza del globulo polare non significa necessariamente che l’ovulo abbia terminato il suo sviluppo. Il segno della sua vera maturità è la presenza del cosiddetto fuso mitotico, che ha come compito una divisione simmetrica del materiale genetico dopo la fecondazione. Qualora l’embriologo durante l’esame scoprisse che l’ovulo non è ancora maturo, lo lascia a maturare ancora per qualche ora.

Oltre a contare il numero di cellule, per valutare la qualità di un embrione, bisogna anche osservare se queste hanno una dimensione simile e un aspetto omogeneo e se le divisioni sono avvenute nei tempi corretti. Il ritmo di divisione dell’embrione durante i primi giorni, così come l’aspetto delle sue cellule, è già indice della sua qualità. Per questo motivo è fondamentale osservare continuativamente la sua evoluzione durante questo stadio.

Gli embrioni sono strutture molto piccole non visibili a occhio nudo e per osservarli è necessario l’utilizzo di un microscopio di elevata capacità. Tuttavia, ciò può significare toglierli dall’incubatrice e interrompere, così, le condizioni ottime di coltura. Le incubatrici “time-lapse”, però, includono una fotocamera che permette di osservare gli embrioni da uno schermo esterno, senza doverli estrarre, favorendo, dunque, la stabilità del processo e permettendo di ottenere embrioni di migliore qualità. Questa tecnologia consiste in un sofisticato procedimento di acquisizione di immagini, tramite il quale vengono generati dei video a partire da una serie di fotografie realizzate in intervalli di tempo determinati (15-20 minuti).

I Misteri del Concepimento: Il Lampo di Zinco e Oltre

Negli ultimi anni, la scienza ha rivelato aspetti sorprendenti e inattesi del concepimento, portando alla luce fenomeni che potrebbero ridefinire la nostra comprensione dei primi istanti della vita. Un team di scienziati della Northwestern University di Chicago ha immortalato una serie di ripetuti bagliori, lampi che brillavano al microscopio elettronico. Con un accurato esame, sono apparsi chiaramente nell'attimo della fecondazione e più erano intensi più segnalavano la formazione di una nuova vita: la genesi. Gli scienziati che hanno identificato i lampi hanno catturato immagini sensazionali, relative a bagliori e lampeggiamenti che appaiono quando uno spermatozoo entra nell’ovulo, nel preciso istante in cui ha origine una nuova vita umana. Hanno scoperto che nell’esatto momento del concepimento, si manifesta un lampo di luce causato da un processo chimico prodotto quando lo spermatozoo entra nell’ovulo maturo e innesca una reazione tra il calcio e lo zinco rilasciato dall’uovo.

Nel 2014, il team di Chicago ha concentrato le ricerche sugli embrioni dei topi. Hanno scoperto un fatto illuminante: appena fecondate, le uova emettono lampi di luce, piccoli e ripetuti fuochi artificiali. Per la prima volta in assoluto sono riusciti a filmare l'evento e vedere miliardi di atomi di zinco rilasciati nell’esatto istante in cui un uovo di un mammifero è attraversato da una cellula spermatica. Un sensore fluorescente è in grado di tracciare i movimenti dello zinco nelle cellule vive e il team ha calcolato la capacità di un uovo di immagazzinare zinco: 8.000 scomparti di zinco, ognuno con circa 1 milione di atomi di zinco, maturi e pronti per esplodere. Dopo la fecondazione i lampi sprigionati sono durati 2 ore. Il fenomeno riguarda non solo i topi, ma due anni dopo è stata osservata la stessa dinamica anche nel concepimento umano.

Questa scoperta ha implicazioni notevoli, in particolare per la medicina riproduttiva. Se si osserva il bagliore dello zinco nel momento del concepimento, si può immediatamente sapere quali uova sono buone per essere usate per la fecondazione in vitro, come afferma Teresa Woodruff, esperta di biologia ovarica e coordinatrice del team. È un nuovo modo di classificare la qualità delle uova, che fino ad oggi non esisteva. Questa rappresenta una nuova strategia di selezione che può contribuire a cancellare timori e ansie di molte coppie. Il fine pratico della scoperta è ottimizzare la fecondazione in vitro. Il ruolo dello zinco in questo cammino è indispensabile, favorisce il concepimento, per poi dileguarsi in un baleno. Chi si manifesta con un lampo e poi svanisce nell’istante in cui sboccia una vita, ponendo un affascinante interrogativo sulla sua funzione transitoria ma cruciale.

Al di là delle implicazioni dirette per la fecondazione assistita, queste osservazioni aprono la strada a riflessioni più ampie sulla natura della vita e della coscienza. Alcuni studiosi hanno suggerito connessioni tra questi fenomeni biologici e teorie della fisica quantistica, come l'ipotesi di Roger Penrose secondo cui la coscienza sarebbe basata su vibrazioni quantistiche nei microtubuli all'interno dei neuroni cerebrali. Queste vibrazioni, un tempo solo un'ipotesi, sono state effettivamente osservate nel cervello. Tutte le previsioni fatte in base alla sua teoria sono state confermate dalle osservazioni, inoltre le vibrazioni quantistiche dei microtubuli possono essere messe in relazione con determinati ritmi elettroencefalografici finora non spiegati, dimostrando la loro influenza sui processi cerebrali.

Un'altra prospettiva affascinante è che i lampi possano essere attribuiti al trasferimento della Coscienza Quantica attraverso il Tunnel di Luce, che a sua volta trasmette i dati della Matrice Cosmica al DNA. Le ultime scoperte sul DNA hanno dimostrato che può creare cunicoli spazio temporali, i RingHoles, che si connettono attraverso una sorta di rete quantica (o di luce) con l’Universo. La mente umana e la coscienza seguono modelli matematici tipici della fisica quantistica: una visione che oggi molti fisici stanno sposando e che correla la coscienza alla struttura più sottile dell’Universo, ad una sorta di reticolo energetico le cui maglie assomiglierebbero ad un reticolo cristallino, su cui tutta la creazione si dipana. Il fisico D. Bohm, ad esempio, afferma che nell’Universo si possono riscontrare due ordini di realtà, uno esplicito e visibile, l’altro implicito, essenza di quanto vediamo e che viene rappresentato come un reticolo di natura energetica, contenente un oceano di energia, da lui detta Dark Energy. Questi collegamenti quantici sono simili ai collegamenti sinaptici tra le cellule del sistema nervoso. Questo suggerisce che vi sia un tempo esatto in cui si attiva il cosiddetto "Stant", il collegamento Coscienza-Matrice dell’Universo, con il trasferimento dei dati della Coscienza Quantica all’interno del DNA della cellula uovo. La comprensione di queste connessioni profonde tra il micro-mondo del concepimento e il macro-cosmo della coscienza è un campo di ricerca in continua evoluzione, che promette di svelare ulteriori misteri sull'origine e la natura della vita.

Considerazioni Biologiche sullo Sviluppo Embrionale Iniziale

Cessa a tal punto la nostra pur sommaria descrizione dei "primi 7 giorni", ma viene il momento della riflessione finale. Questa si articola nel riconoscimento di alcuni "principi" biologici che emergono dalla descrizione dello svolgimento dei fatti. Sul piano razionale, si può riconoscere il momento di inizio del processo che dà luogo all’origine di un nuovo "essere umano" nell’incontro fra uno spermatozoo ed un ovocita della stessa specie. Con la penetrazione del nucleo (testa dello spermatozoo) e del tratto intermedio che porta con sé il centriolo, il quale avrà ruolo determinante nella formazione del fuso, e con la conseguente "attivazione" dell’ovocita che la penetrazione determina, inizia - nel tempo e nello spazio - uno sviluppo umano. Tale sviluppo potrà proseguire se supererà molti ostacoli, attraverso una indubbia perdita naturale, di cui è tuttavia difficile accertare l’entità. Con la penetrazione dello spermatozoo nell’ovocita, l’essere che ne risulta si costituisce paritariamente con un apporto ereditario paterno, che si affianca all’apporto genetico materno già presente nell’ovocita.

Lo svolgersi della seconda fase della meiosi ovocitaria dopo l’entrata della testa spermatica non interferisce con l’apporto aploide materno, perché il nucleo maschile è ancora "segregato" e compatto e perché il crossing-over (scambio fra cromatidi) è già avvenuto nella prima divisione meiotica. Ma subito dopo l’ingresso nell’ovocita (superamento della membrana ovocitaria), il nucleo maschile subisce profonde modificazioni biochimiche molecolari, che vengono a predisporre la funzione genetica che il genoma maschile inizierà subito a svolgere. Con l’accoppiamento dei due set cromosomici nella piastra equatoriale e la distribuzione paritaria degli omologhi nei primi due blastomeri, inizia l’attività della nuova combinazione genica, che si renderà, con i mezzi attuali di indagine disponibili, evidente già allo stadio di 4 blastomeri.

La biologia e più in particolare l’embriologia, forniscono la documentazione di una definita direzione di sviluppo: ciò significa che il processo è "orientato" - nel tempo - nella direzione di una progressiva differenziazione e acquisizione di complessità e non può regredire su stadi già percorsi. Un ulteriore punto acquisito con le primissime fasi di sviluppo è quello dell’"autonomia" del nuovo essere nel processo di autoduplicazione del materiale genetico. Strettamente correlate alla proprietà della "continuità" sono anche le caratteristiche di "gradualità" (il passaggio necessitato nel tempo da uno stadio meno differenziato a quello più differenziato) e di "coordinazione" dello sviluppo (esistenza di meccanismi che regolano in un insieme unitario il processo di sviluppo).

Queste proprietà - all’inizio quasi trascurate nel dibattito bioetico - vengono sempre più considerate importanti in epoca recente, a motivo delle progressive acquisizioni che la ricerca in vitro offre sulla dinamica dello sviluppo embrionale anche nelle fasi morulari che precedono la formazione della blastocisti. L’insieme di queste tendenze costituisce la base per interpretare lo zigote già come un "organismo" primordiale (organismo monocellulare) che esprime coerentemente le sue potenzialità di sviluppo attraverso una continua integrazione dapprima fra i vari componenti interni e poi fra le cellule cui dà progressivamente luogo. L’integrazione è sia morfologica che biochimica. Le ricerche in corso già da qualche anno non fanno che apportare sempre ulteriori "prove" di queste realtà.

Per l’esatta comprensione dei fenomeni che si verificano in questa fase precoce dello sviluppo è necessario ricordare ancora due "proprietà" dell’embrione, che a prima vista appaiono fra loro sostanzialmente antitetiche: la "totipotenza dei blastomeri" e la "progressiva determinazione cellulare". Di fronte al fenomeno della totipotenza dei primi blastomeri, è stata sostenuta la impossibilità logica della coincidenza fra zigote e individuo, affermando che non c’è sicurezza di individuazione sino a che non si è formata la stria primitiva e i differenziamenti connessi. A tale obiezione, si è risposto anzitutto ricordando che il fenomeno della gemellarità monozigote è - nell’uomo - l’eccezione rispetto alla norma dello sviluppo embrionale (1:280 circa per i monozigoti, il caso più semplice), mentre è la regola in specie più lontane. Come è noto, il fenomeno può essere riprodotto - sperimentalmente - nelle specie in cui la poliembrionia è accidentale mediante la separazione ad arte dei blastomeri; ma può in natura verificarsi spontaneamente quasi per una gemmazione (o scissione) dal primitivo embrione; e questo è un argomento a favore della genesi del gemello monozigote attraverso il "distacco" di uno o più blastomeri dall’individuo "iniziale".

tags: #ovocita #umano #al #microscopio