Sviluppo embrionale: gli stadi di crescita del feto

Dalla formazione dell’ovulo allo sviluppo embrionale e fetale: quali sono i passaggi fondamentali che caratterizzano questo meraviglioso processo?

Barbara Hugonin , genetista pediatrica
donna in gravidanza

Lo sviluppo embrionale (anche detto “embriogenesi”) non è solo una serie di processi biologici che seguono la fecondazione. È un evento complesso che dalla formazione e dallo sviluppo dell’embrione porta poi allo sviluppo del feto, con tutti i cambiamenti fisici ed emotivi che accompagneranno la donna fino alla nascita di una nuova vita.

In questo articolo cercheremo di approfondire tutti i vari passaggi che caratterizzano questo processo, ovvero le varie fasi che partono dalla formazione dell’ovulo.

Dall’ovulo all’embrione

Per comprendere l’evoluzione dello sviluppo embrionale e poi fetale, è importante partire dalla fecondazione dell’ovulo da parte di uno spermatozoo. Anzi, da ancor prima: come si forma un ovulo? 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 processo di maturazione dell’ovulo è profondamente influenzato dagli ormoni, ovvero dall’ormone follicolo-stimolante (FSH) e dall’ormone luteinizzante (LH), prodotti dall’ipofisi (una ghiandola endocrina), che svolgono un ruolo fondamentale di controllo.

Possiamo distinguere diverse fasi:

  • Follicolo primario, ovvero immaturo, contenente l’ovocita primario circondato da cellule. 
  • Follicolo pre-antrale (in crescita). Grazie all’ormone FSH le cellule del follicolo primario si moltiplicano circondando l’ovocita.
  • Follicolo antrale (maturo). Nel follicolo 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.
  • Ovocita secondario. L’ovocita primario, continuando la sua maturazione, diventa ovocita secondario e viene circondato da uno strato di cellule che formano la zona pellucida (una membrana che avvolge l’uovo nei mammiferi).
  • Ovulazione. Il follicolo antrale, a questo punto, grazie all’ormone LH (luteinizzante) va incontro a un cambiamento ulteriore (luteinizzazione) e, dopo la degradazione delle sue membrane per effetto di enzimi in grado di romperle, rilascia l’ovocita secondario nell’ovaio.

L’ovocita è pronto per essere fecondato da uno spermatozoo quando viene trasportato nelle tube di Falloppio (due organi cavi fissati con un’estremità all’utero e con un’altra estremità all’ovaio). Se non viene fecondato degenera e va incontro a una serie di eventi e viene eliminato con le  mestruazioni.

La fecondazione può avvenire quando uno spermatozoo incontra l’ovulo nelle Tube di Falloppio. 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. Questo processo selettivo è una delle tante meraviglie della riproduzione umana, in cui solo il più adatto sopravvive per unirsi all’ovulo e dare inizio a una nuova vita.

Ora che sappiamo cosa accade prima della fecondazione, possiamo comprendere meglio il processo dello sviluppo embrionale. È importante notare che, in alcune rare circostanze, può essere rilasciato più di un ovulo durante un ciclo mestruale. Quando ciò accade e più di uno di questi ovuli viene fecondato con successo da spermatozoi diversi, può verificarsi una gravidanza gemellare. Le gravidanze gemellari possono essere monoamniotiche (condivisione della stessa sacca amniotica) o diamniotiche (sacche amniotiche separate), ognuna con le sue peculiarità.

Una volta che uno spermatozoo ha attraversato la corona radiata e raggiunto la membrana cellulare esterna dell’ovulo, il processo di fecondazione è pronto per iniziare. La sua membrana cellulare si fonde con quella dell’ovulo in un processo chiamato “fusione delle membrane” e, una volta all’interno dell’ovulo, il materiale genetico dello spermatozoo si unisce con quello dell’ovulo, creando una nuova cellula chiamata “zigote”, il cui patrimonio genetico sarà metà materno e metà paterno. 

Fasi dello sviluppo embrionale

Dopo la formazione dello zigote, il processo di sviluppo embrionale procede attraverso diverse fasi embrionali prima dell’annidamento nell’endometrio (la mucosa che riveste internamente l’utero). Infatti, il primo stadio successivo è la “morula”, una palla compatta di cellule dall’aspetto simile a una mora. La morula è composta da cellule strettamente aderenti che provengono dalla divisione dello zigote e inizia il suo viaggio lungo le tube di Falloppio verso l’utero.

Quando la morula continua a dividersi, si trasforma gradualmente in una “blastocisti” (circa cinque-sei giorni dopo la fecondazione). Questa fase è caratterizzata dalla formazione di una cavità centrale chiamata “blastocele”. Nella blastocisti possiamo individuare due parti principali: il “trofoblasto” (o “trophectoderma”), che diventerà la placenta, e l’embrione stesso. Questa complessa struttura è essenziale per il passaggio successivo, cioè l’annidamento nell’endometrio.

L’annidamento è una fase critica del processo di sviluppo embrionale, poiché l’embrione deve aderire con successo all’endometrio per ricevere nutrimento e supporto durante la gravidanza, e questo processo coinvolge:

  1. Fattori ormonali. 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.
  2. Fattori molecolari. Le selectine e le molecole di adesione svolgono un ruolo cruciale nell’attaccamento dell’embrione all’endometrio. Queste proteine facilitano l’interazione tra le cellule dell’embrione e le cellule dell’endometrio, consentendo una salda attaccatura.

L’annidamento segna l’inizio effettivo di una gravidanza, circa una settimana dopo la fecondazione.

Ma cosa accade all’embrione dopo una settimana? Nei primi sette giorni, l’embrione subisce una serie di trasformazioni vitali, ovvero:

  • Formazione del disco embrionale bilaminare. Inizia a formarsi un disco embrionale composto da due strati, l’epiblasto e l’ipoblasto, che iniziano a definire i primi tessuti e organi dell’embrione.
  • Inizio della gastrulazione. La “gastrulazione” è il processo attraverso cui si formano i tre strati germinativi principali dell’embrione, ovvero l’ectoderma, il mesoderma e l’endoderma. Questi strati daranno origine a tutti i principali tessuti e organi del corpo.
  • Formazione del sacco vitellino, che inizia a svilupparsi e svolge un ruolo cruciale nel portare nutrienti all’embrione durante le prime fasi della gravidanza.

Sviluppo del feto: il primo trimestre

Molte evidenze e ricerche, anche recenti, hanno dimostrato come le prime 9 settimane di gravidanza rappresentino una fase delicatissima dello sviluppo embrionale, in particolare, l’ambiente uterino diventa responsabile del corretto differenziamento e sviluppo dei tessuti e degli organi e del loro funzionamento. [1]

Durante le prime 9 settimane di gravidanza, infatti, si verificano una serie di trasformazioni significative nell’embrione e nel corpo materno. Vediamo passo per passo cosa accade in questo periodo:

  • Settimane 1-2. Durante questo periodo, la blastocisti si impianta nell’endometrio. Le cellule germinali primordiali iniziano a formare i precursori degli organi.
  • Settimane 3-4. L’embrione inizia a sviluppare il tubo neurale, che darà origine al sistema nervoso centrale. Si formano anche le prime cellule cardiache e il cuore inizia a battere. Iniziano a formarsi le prime strutture che diventeranno gli occhi e le orecchie.
  • Settimane 5-6. L’embrione mostra i primi abbozzi di arti superiori e inferiori e si sviluppano ulteriormente il cuore e il sistema circolatorio. Inizia a formarsi quello che sarà l’apparato digerente.
  • Settimane 7-8. L’embrione sta diventando un feto. Si formano le dita delle mani e dei piedi, mentre i reni iniziano a funzionare e l’embrione inizia a urinare nell’ambiente amniotico circostante.
  • Settimane 9-11. In questa fase iniziamo a parlare di sviluppo fetale, è il momento in cui gli organi interni continuano a maturare. Inizia la formazione delle ossa.

Inoltre, nelle prime 9 settimane di gravidanza molti fattori influenzano lo sviluppo dell’embrione e causano modifiche fisiologiche anche nel corpo materno. In particolare:

  • a livello ormonale l’estradiolo e il progesterone svolgono un ruolo critico nel supportare la gravidanza, poiché contribuiscono a mantenere lo spessore dell’endometrio, a regolare il sistema immunitario materno per evitare il rigetto dell’embrione e a promuovere lo sviluppo del tessuto mammario.
  • il corpo materno subisce vari cambiamenti, tra cui l’aumento del flusso sanguigno, l’ingrossamento dell’utero e delle mammelle, e modifiche nelle funzioni cardiache e renali per supportare il feto in crescita. 

In questo arco di tempo, alcuni nutrienti giocano un ruolo essenziale nel favorire il corretto sviluppo embrio-fetale, nell’attività della placenta e nella regolazione del flusso sanguigno. Uno studio della SUNY Downstate University di New York, pubblicato sullo speciale della rivista Nutrients, quest’anno, sottolinea l’importanza dei folati e delle vitamine del gruppo B, nello sviluppo neurologico nel periodo fetale fino all’età adulta di un individuo.   [2]

A 11 settimane di gravidanza parliamo di feto. Questo periodo segna un passo significativo nel processo di sviluppo su diversi livelli:

  • Aspetto. Il viso inizia a svilupparsi ulteriormente, con l’apertura degli occhi. Le orecchie si spostano verso la loro posizione definitiva e le narici cominciano a distinguersi. Le dita delle mani e dei piedi hanno le unghie in formazione.
  • Sistema nervoso. Continua a svilupparsi rapidamente. Il cervello produce sempre più neuroni e inizia a formarsi il midollo spinale. Il feto può fare movimenti involontari, sebbene la madre non li percepisca ancora. 
  • Organi interni. Continuano a maturare, infatti Il cuore del feto è completamente formato e batte regolarmente. Il fegato inizia a produrre bile e i reni cominciano a filtrare l’urina. L’apparato digerente è in fase di sviluppo.
  • Sistema circolatorio del feto. Si sta sviluppando ancora meglio. Il cuore pompa il sangue attraverso i vasi sanguigni e il sangue inizia a trasportare ossigeno e nutrienti ai tessuti del feto.
  • Dimensioni. A 11 settimane il feto misura circa 4-5 cm e pesa circa 7-10 gr.

Rispetto alle prime settimane di gravidanza, il feto a 11 settimane ha una struttura fisica più definita. Le parti del corpo stanno assumendo una loro forma, il sistema nervoso continua a evolversi, aprendo la strada ai futuri sviluppi cognitivi, e inizia a coordinare i movimenti. Questo rappresenta un momento particolare non solo a livello biologico ma proprio emozionale per la coppia, soprattutto quando attraverso gli esami strumentali è possibile ascoltare il battito cardiaco. Ogni settimana porterà ulteriori cambiamenti e progressi nello sviluppo fetale fino alla nascita.

Note
[1] AA.VV. Establishment of the fetal-maternal interface: developmental events in human implantation and placentation «Cell Dev. Biol.», maggio 2023, vol.11
[2] AA.VV. Pre-natal dietary imbalance of folic acid and vitamin B12 deficiency adversely impacts placental development and fetal growth «Placenta», febbraio 2023:132:44-54
Bibliografia
Articolo pubblicato il 24/11/2023
Immagine in apertura Ramann / iStock

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