Reproducerea

Reproducerea este funcția prin care organismele dau naștere unor urmași, asigurând perpetuarea speciei. La om, reproducerea este sexuată: se formează gameți (celule sexuale haploide), adică spermatozoizi și ovule, care se unesc prin fecundație; din zigotul rezultat se dezvoltă embrionul și apoi fătul.

Aparatul reproducător masculin

Structura aparatului reproducător masculin

Aparatul reproducător masculin este format din:

• Testicule (gonadele masculine): organe pereche situate în scrot, o pungă tegumentară aflată în afara cavității abdominale, în care temperatura este cu 2–3 °C mai mică decât temperatura corpului, condiție necesară spermatogenezei
• Căile spermatice: epididimul, canalul deferent, canalul ejaculator și uretra
• Glandele anexe: veziculele seminale, prostata și glandele bulbouretrale (Cowper)
• Penisul: organul copulator

Structura testiculului

Fiecare testicul este învelit de o capsulă fibroasă, albugineea, care trimite spre interior septuri ce împart testiculul în aproximativ 200–300 de lobuli testiculari. Fiecare lobul conține 1–4 tubi seminiferi contorți, în peretele cărora are loc spermatogeneza.

Între tubii seminiferi se găsesc celulele interstițiale Leydig, care secretă testosteron, principalul hormon sexual masculin.

Spermatogeneza

Spermatogeneza este procesul de formare a spermatozoizilor în tubii seminiferi ai testiculelor; începe la pubertate și continuă toată viața.

Etapele spermatogenezei:

1. Spermatogoniile (celule diploide, 2n = 46): celule stem situate la periferia tubilor seminiferi, care se divid prin mitoză și mențin rezerva de celule germinale
2. Spermatocitele primare (2n): rezultă prin creșterea spermatogoniilor și intră în meioza I, din care rezultă
3. Spermatocitele secundare (haploide, n = 23): parcurg meioza II, din care rezultă
4. Spermatidele (n): celule haploide rotunde, care se transformă în spermatozoizi printr-un proces de diferențiere numit spermiogeneză
5. Spermatozoizii (n): celule mature, mobile, cu structură specializată

Celulele Sertoli din peretele tubilor seminiferi susțin, hrănesc și protejează celulele germinale în curs de maturare. Ele formează bariera hemato-testiculară și secretă inhibina, care reduce secreția de FSH.

Structura spermatozoidului

Spermatozoidul matur are trei regiuni:

• Capul: conține nucleul haploid (cu ADN foarte condensat) și acrozomul, o veziculă cu enzime hidrolitice care permit pătrunderea prin învelișurile ovocitului
• Piesa intermediară: conține numeroase mitocondrii dispuse în spirală, care furnizează ATP pentru mișcare
• Coada (flagelul): asigură deplasarea spermatozoidului

Glandele anexe masculine

• Veziculele seminale: produc aproximativ 60% din volumul lichidului seminal; secreția lor conține fructoză (sursă de energie pentru spermatozoizi), prostaglandine și proteine care favorizează coagularea spermei
• Prostata: produce aproximativ 30% din lichidul seminal; secreția ei conține enzime (printre care antigenul specific prostatic, PSA), acid citric și zinc
• Glandele bulbouretrale (Cowper): secretă un lichid alcalin care neutralizează aciditatea uretrei și o lubrifiază

Sperma (lichidul seminal) este formată din spermatozoizi și secrețiile glandelor anexe. Un ejaculat normal are 2–5 ml și conține 40–300 de milioane de spermatozoizi.

Aparatul reproducător feminin

Structura aparatului reproducător feminin

Aparatul reproducător feminin este format din:

• Ovare (gonadele feminine): organe pereche situate în cavitatea pelviană
• Trompele uterine (salpingele sau trompele lui Fallope): conducte care captează ovocitul eliberat la ovulație și îl conduc spre uter; aici are loc de obicei fecundația
• Uterul: organ cavitar cu perete muscular, în formă de pară, cu trei straturi: perimetrul (seroasa externă), miometrul (musculatura netedă) și endometrul (mucoasa internă, care suferă modificări ciclice)
• Vaginul: canal musculo-membranos, organ al copulației și cale de ieșire a fătului la naștere
• Vulva: organele genitale externe (labiile mari, labiile mici, clitorisul)

Ovogeneza

Ovogeneza este procesul de formare a gameților feminini; începe în viața intrauterină și se încheie numai dacă are loc fecundația.

Etapele ovogenezei:

1. Ovogoniile (2n): celule germinale care se înmulțesc prin mitoză în viața fetală; până la naștere, toate au crescut și au intrat în meioza I, devenind
2. Ovocite primare (2n), oprite în profaza I a meiozei; la naștere, ovarele conțin aproximativ 1–2 milioane de ovocite primare, dintre care doar aproximativ 400 vor fi eliberate prin ovulație în perioada fertilă
3. Ovocitul secundar (n) și primul globul polar: rezultă când ovocitul primar încheie meioza I, înaintea ovulației; ovocitul secundar se oprește în metafaza II
4. Ovulul (n) și al doilea globul polar: rezultă din meioza II, care se încheie numai dacă ovocitul secundar este fecundat

Ciclul menstrual

Între pubertate și menopauză, ovarele și uterul trec prin modificări ciclice care durează în medie 28 de zile. Modificările din ovar formează ciclul ovarian, iar cele din endometru, sincrone cu ele, formează ciclul menstrual (uterin).

Ciclul ovarian:

• Faza foliculară (zilele 1–14): sub acțiunea FSH, mai mulți foliculi ovarieni încep să crească, iar unul singur ajunge folicul matur (de Graaf); celulele foliculare secretă estrogeni
• Ovulația (în jurul zilei a 14-a): o creștere bruscă a secreției de LH produce ruperea foliculului matur și eliberarea ovocitului secundar
• Faza luteală (zilele 14–28): foliculul rupt devine corp galben, care secretă progesteron și estrogeni; dacă nu are loc fecundația, corpul galben regresează, nivelul acestor hormoni scade și începe menstruația

Ciclul menstrual (endometrial):

• Faza menstruală (zilele 1–5): stratul funcțional al endometrului se descuamează și se elimină cu sânge
• Faza proliferativă (zilele 5–14): sub acțiunea estrogenilor, endometrul se refface și se îngroașă
• Faza secretorie (zilele 14–28): sub acțiunea progesteronului, glandele endometrului secretă, iar mucoasa devine pregătită pentru nidație

Fecundația

Fecundația este unirea spermatozoidului cu ovocitul secundar, care are loc de obicei în treimea externă a trompei uterine (ampula). Prin fecundație se restabilește numărul diploid de cromozomi (2n = 46) și se stabilește sexul viitorului individ, după cromozomul X sau Y adus de spermatozoid.

Etapele fecundației

Succesiunea de mai jos este o noțiune de aprofundare; programa cere locul, rolul și rezultatul fecundației.

1. Capacitația: în căile genitale feminine, spermatozoizii suferă modificări care îi fac capabili să fecundeze
2. Reacția acrozomială: enzimele din acrozom (hialuronidaza, acrozina) străbat învelișurile ovocitului (coroana radiată și zona pelucidă)
3. Fuziunea membranelor: membrana spermatozoidului fuzionează cu membrana ovocitului
4. Reacția corticală: granulele corticale ale ovocitului își eliberează conținutul, care modifică zona pelucidă și împiedică polispermia (pătrunderea altor spermatozoizi)
5. Încheierea meiozei II: ovocitul secundar termină meioza II și devine ovul
6. Formarea zigotului: pronucleul masculin și pronucleul feminin se unesc, iar zigotul are din nou 2n = 46 de cromozomi

Dezvoltarea embrionară

Etapele dezvoltării prenatale

Perioada embrionară (primele 8 săptămâni după fecundație):

1. Segmentarea: zigotul se divide prin mitoze succesive rapide, fără ca volumul total să crească: 2 celule, apoi 4, 8, 16 celule (morula), apoi blastocistul, o sferă cu o cavitate internă
2. Nidația (implantarea): blastocistul se fixează în endometru la aproximativ 6–7 zile după fecundație; stratul lui extern (trofoblastul) participă la formarea placentei
3. Gastrulația (noțiune de aprofundare): se formează cele trei foițe embrionare:
   • Ectodermul, din care se formează epidermul, sistemul nervos și organele de simț
   • Mezodermul, din care se formează dermul, mușchii, oasele, sistemul circulator, sistemul excretor și gonadele
   • Endodermul, din care se formează epiteliul tubului digestiv și al căilor respiratorii, ficatul și pancreasul
4. Organogeneza: se formează organele; la sfârșitul săptămânii a 8-a, toate organele principale sunt schițate

Perioada fetală (din luna a treia până la naștere):

• Organele formate în perioada embrionară cresc și se maturează
• Se dezvoltă sistemul nervos și organele de simț
• Se acumulează țesut adipos sub piele
• Plămânii se maturează și produc surfactant, necesar respirației după naștere

Anexele embrionare

• Placenta: organ temporar care asigură schimburile dintre sângele mamei și cel al fătului (O₂, substanțe nutritive, CO₂ și produși de excreție), fără ca cele două sânguri să se amestece; secretă hormoni (gonadotropina corionică, progesteron, estrogeni, lactogen placentar)
• Cordonul ombilical: leagă fătul de placentă și conține două artere ombilicale, care duc sânge neoxigenat de la făt la placentă, și o venă ombilicală, care aduce sânge oxigenat de la placentă la făt
• Sacul amniotic: membrană care înconjoară fătul și conține lichidul amniotic, care îl protejează de lovituri și îi menține o temperatură constantă

Sarcina și nașterea

Sarcina (gestația) durează aproximativ 9 luni, adică circa 280 de zile (40 de săptămâni) socotite de la prima zi a ultimei menstruații. Corpul galben, menținut de gonadotropina corionică secretată de embrion, și apoi placenta secretă progesteronul care menține sarcina.

Nașterea este expulzarea fătului și apoi a placentei, prin contracții ale miometrului stimulate de oxitocină. Are trei etape: dilatarea colului uterin, expulzia fătului și eliminarea placentei (delivrența).

Relevanța pentru Bacalaureat

Programa de anatomie și fiziologie umană (clasa a XI-a) cere alcătuirea aparatelor reproducătoare masculin și feminin, formarea gameților, ciclul ovarian și ciclul menstrual cu reglarea lor hormonală, precum și sănătatea reproducerii. Diferențele dintre spermatogeneză și ovogeneză și rolul hormonilor (FSH, LH, estrogeni, progesteron, testosteron) apar des în subiectele de examen.

Sănătatea reproducerii

• Planificarea familială: decizia informată a cuplului privind numărul copiilor și momentul nașterii lor, cu sprijinul consultului medical și al metodelor contraceptive
• Concepția: apariția unei sarcini, prin fecundație urmată de nidație; probabilitatea ei este cea mai mare în zilele din jurul ovulației
• Contracepția: metode naturale (evitarea zilelor fertile), de barieră (prezervativul, care protejează și împotriva bolilor cu transmitere sexuală), hormonale (pilule care împiedică ovulația), dispozitive intrauterine și metode chirurgicale (ligatura trompelor, vasectomia)
• Anexita: inflamația trompelor uterine și a ovarelor, de obicei printr-o infecție care urcă din căile genitale; produce dureri pelviene și febră și poate duce la sterilitate
• Adenomul de prostată: creștere benignă a prostatei, frecventă după 50 de ani; comprimă uretra și produce jet urinar slab și urinări frecvente, mai ales noaptea