L’incontro dell’ovocita (il gamete femminile) con uno spermatozoo (il gamete maschile) inizia con un processo di “risalita” degli spermatozoi nelle tube di Falloppio, due sottili condotti rivestiti all’interno di un delicato strato di cellule dotate di ciglia in grado di spingere l’ovocita e poi l’embrione verso la cavità uterina attraverso gli osti tubarici, che mettono in comunicazione le tube con l’utero.

Al momento dell’ ovulazione (espulsione di un ovocita dalla superficie dell’ovaio), le tube catturano l’ovocita e lo mantengono a livello della loro porzione esterna (ampollare), in attesa della risalita degli spermatozoi.

Come avviene l’ovulazione in natura

Alla pubertà, la ragazza comincia ad ovulare, cioè un ovocita matura in media per ogni ciclo ovulatorio e, alla fine dello sviluppo, intorno al 14° giorno del ciclo, viene rilasciato alla superficie dell’ovaio.

Il processo ovulatorio è piuttosto complesso e dipende da delicate interazioni ormonali tra una ghiandola che si trova alla base del cervello (ipofisi) e le ovaie.

Una volta emesso, l’ovocita viene catturato dalla tuba (Tuba di Falloppio), mediante un processo attivo mediato dalla fimbria tubarica, che si muove abbracciando l’ovaio in seguito a stimoli ormonali. La tuba è un condotto rivestito all’interno di un delicato strato di cellule che possiedono strutture ciliate che spingono l’ovocita e poi l’embrione verso la cavità uterina.

Dove avviene la fecondazione in natura?

L’ovocita si deposita nella porzione ampollare della tuba, dove avviene l’incontro con lo spermatozoo, che dà origine all’embrione.

Una volta avvenuta la fecondazione, la cellula unificata possiede per qualche tempo due nuclei separati (uno di derivazione femminile, l’altro maschile, i pronuclei) che ad un certo punto si fondono dando origine ad un organismo unico, il cui patrimonio genetico sarà diverso da quello di qualsiasi altro organismo concepito ed irripetibile, unico.

La cellula comincia quindi a replicare, cioè a dividersi in due, quattro, otto cellule e quando sono trascorsi circa 5 giorni, l’embrione arriva, sospinto dalle ciglia tubariche, nell’utero dove l’embrione si impianta e cresce per 9 mesi fino al parto.

Fecondazione naturale e sviluppo embrionale

Il processo successivo implica diversi passaggi:

→ legame dello spermatozoo alla superficie ovocitaria

→ attivazione dell’ovocita

→ formazione dei pronuclei maschile e femminile

→ inizio della divisione cellulare e iniziale sviluppo embrionale

Una volta che lo spermatozoo è giunto a livello della porzione ampollare delle tube, esso aderisce al cumulo ooforo, uno strato di cellule specializzate che circondano l’ovocita appena espulso dalle tube. Il meccanismo di penetrazione dello spermatozoo nell’ovocita implica forze sia chimiche che meccaniche; è infatti necessaria:

  • la presenza di un enzima (la ialuronidasi) che “digerisce” una parte della matrice extracellulare del cumulo ooforo (uno strato biochimico che riveste le cellule)
  • il movimento ciliare dello spermatozoo iperattivato, che facilita la progressione attraverso gli strati cellulari.

Lo spermatozoo si crea pertanto un sentiero attraverso le cellule del cumulo ooforo, giungendo alla zona pellucida, uno strato che riveste la superficie ovocitaria.

Attraversata la zona pellucida, lo spermatozoo incontra la membrana ovocitaria, e la sua membrana esterna si fonde con la membrana dell’ovocita, causando la attivazione ovocitaria, una serie di modificazioni morfologiche e biochimiche. In particolare, si verifica un aumento del calcio citoplasmatico (segnale del calcio). Tuttavia, l’attivazione ovocitaria può avvenire anche in assenza della fusione tra le due membrane, fenomeno osservato nella ICSI.

E’ interessante notare che, a differenza che nella ICSI, nella fecondazione naturale lo spermatozoo penetra all’interno dell’ovocita privo delle strutture accessorie dello spermatozoo, che vengono eliminate. La presenza di strutture accessorie dello spermatozoo nella ICSI può interferire nello sviluppo embrionale iniziale.

La fecondazione naturale crea un individuo unico

Una volta che lo spermatozoo è penetrato nell’ovocita e ha dato luogo alle modificazione descritte sopra, si formano due entità, i pronuclei maschile e femminile , contenenti il messaggio genetico dei due genitori. Queste strutture si fondono, dando luogo ad un individuo singolo ed irripetibile, risultato della fusione di due patrimoni genetici differenti.

Cosa avviene dopo la fecondazione

Nell’ utero l’embrione arriva intorno al 5° giorno dopo la fecondazione, sospinto dai movimenti tubarici ciliari e peristaltici.

Se l’embrione si è formato, esso segnala a ciò che rimane del follicolo da cui è stato emesso l’ovocita, trasformato in corpo luteo, di produrre sostanze ormonali a beneficio della parte interna dell’utero, l’endometrio, al fine di prepararlo all’accoglienza dell’embrione.

Se la fecondazione non avviene, l’endometrio non si trasforma di conseguenza, e quindi “sfalda” uscendo all’esterno insieme al sangue mestruale (mestruazione).

In caso di gravidanza, l’embrione aderisce all’endometrio attraverso meccanismi biochimici e la mediazione di molteplici e in gran parte ignoti meccanismi. Alcune molecole di adesione sono incaricate tra l’altro di mediare questo legame. Il legame avviene in conseguenza di un riconoscimento dell’embrione come qualitativamente adeguato a proseguire la sua crescita. L’attecchimento dell’embrione avviene in maniera in gran parte tuttora ignota: se non avviene, l’embrione è destinato ad essere espulso insieme al sangue mestruale.

Cosa accade all’embrione in utero

Su 100 donne in età fertile che cercano la gravidanza in modo naturale e che effettuano il test beta hCG in fase mestruale, 60 donne avranno un test beta HCG positivo, ma solo una piccola parte proseguirà la gravidanza. Ciò avviene sostanzialmente per la presenza di severi meccanismi di selezione embrionale, attraverso i quali solo soltanto la metà degli embrioni prodotti nelle tube in effetti attecchirà. Sono gli embrioni “adeguati” sul piano genetico e cromosomico, mentre la maggior parte degli embrioni inadeguati sono destinati ad essere eliminati. Pur tuttavia questi ultimi rendono temporaneamente positivo il test beta hCG. Solo una piccolissima parte di embrioni difettosi proseguirà, in genere affetti dalla sindrome di Down. La sindrome di Down può essere sottoposta a screening (translucenza nucale) ed è diagnosticabile tramite biopsia dei villi coriali o amniocentesi.

L’attecchimento può essere reso difficoltoso se a livello uterino si riscontrano difetti di tipo anatomico (malconformazioni), presenza di formazioni endouterine (polipi, fibromi endocavitari), diagnosticabili in isteroscopia, presenza di alterazione dei meccanismi di peristalsi uterina dovuta a molteplici fattori anatomici e funzionali.