Gli apparati riproduttori

Nomina i due tipi di gameti umani, indica in quali organi si produce ciascuno e cita una differenza osservabile tra loro.

Spiega che cosa sono i gameti e in che cosa si differenziano dalle altre cellule del corpo per quanto riguarda la loro funzione.

Nell'immagine dell'apparato riproduttore femminile sono state indicate quattro strutture con dei numeri. Scrivi il nome delle strutture indicate e indica in quale di esse si formano gli ovuli.

Nomina in ordine le strutture dell'apparato riproduttore femminile attraverso le quali passa l'ovulo da quando si forma fino a quando arriva all'utero.

Spiega quale funzione hanno le tube di Falloppio e motiva perché non sono il luogo adatto allo sviluppo di una gravidanza.

Spiega dove avviene di solito la fecondazione nell'apparato riproduttore femminile e quale percorso compie poi lo zigote fino a fissarsi nel luogo in cui si svilupperà.

Nell'immagine dell'apparato riproduttore maschile in sezione sono state indicate quattro strutture con dei numeri. Scrivi il nome delle strutture indicate e descrivi il percorso che compiono gli spermatozoi da quando si formano nei testicoli fino a quando escono all'esterno, nominando le strutture che attraversano.

Spiega che cos'è lo sperma e quali ghiandole, oltre ai testicoli, forniscono i liquidi che lo compongono.

I testicoli si trovano fuori dalla cavità addominale, nello scroto, perché la formazione degli spermatozoi richiede una temperatura un po' inferiore a quella dell'interno del corpo. Ragiona su che cosa potrebbe accadere alla produzione di spermatozoi se i testicoli si mantenessero sempre alla temperatura corporea interna.

Indica se queste affermazioni sono vere o false e giustifica la tua risposta: a) le ovaie producono ovuli e ormoni sessuali; b) l'uretra dell'uomo trasporta solo urina; c) l'embrione si impianta e si sviluppa nell'utero.

Oltre a produrre gameti, le ovaie e i testicoli fabbricano ormoni sessuali. Spiega che tipo di organi sono, quindi, le ovaie e i testicoli, e cita due cambiamenti che questi ormoni provocano durante la pubertà.

L'apparato riproduttore femminile funziona in modo ciclico e quello maschile in modo continuo. Collega questa differenza al modo in cui maturano i gameti in ciascun caso e spiega quale conseguenza ha per i giorni fertili di ogni ciclo.

Osserva le caratteristiche a confronto dei due gameti umani:

• Spermatozoo: lunghezza di circa 0,05 mm, privo di riserve nutritive, mobile grazie al flagello, produzione continua di circa 100 milioni al giorno.

• Ovulo: diametro di circa 0,15 mm (un volume centinaia di volte maggiore), immobile, ricco di riserve nutritive, maturazione di 1 ogni 28 giorni.

1. a) Giustifica perché lo spermatozoo ha bisogno di una struttura così leggera e di una produzione così massiccia, collegandolo agli ostacoli fisici e al percorso che affronta nell'apparato riproduttore femminile.
2. b) Spiega perché per la donna sarebbe biologicamente impraticabile e dannoso far maturare milioni di ovuli contemporaneamente, tenendo conto del costo energetico di produrre le riserve e del tipo di gestazione dei mammiferi.

I metodi contraccettivi di barriera, come il preservativo, impediscono agli spermatozoi di raggiungere l'utero. Spiega in quale punto del percorso agiscono e quale protezione aggiuntiva offre il preservativo rispetto ad altri metodi.

Dopo l'eiaculazione, gli spermatozoi devono percorrere un lungo cammino all'interno dell'apparato riproduttore femminile. Descrivi questo percorso e spiega perché, dei milioni che escono, solo poche centinaia arrivano in prossimità dell'ovulo.

Con l'età la prostata può ingrossarsi e rendere difficile l'uscita dell'urina. Tenendo conto dell'anatomia degli apparati riproduttore e urinario maschili, spiega perché una ghiandola riproduttiva influisce sulla minzione.

Spiega la differenza tra vulva e vagina e motiva perché conoscere i nomi corretti delle parti del proprio corpo aiuta a prendersi cura della salute.

Un compagno di classe sostiene due idee errate: «Dopo una vasectomia un uomo non può più eiaculare sperma e perde i suoi caratteri maschili perché non ha più testosterone», e «a una donna con legatura delle tube scompare la mestruazione perché l'ovulo non arriva all'utero».

1. a) Confuta con argomenti l'affermazione sull'uomo: spiega da dove proviene la maggior parte del volume dello sperma eiaculato e chiarisci perché la vasectomia non impedisce al testosterone di arrivare nel sangue né ne altera gli effetti.
2. b) Confuta l'affermazione sulla donna: spiega perché continua ad avere il ciclo mestruale e a ovulare normalmente nonostante abbia le tube recise.

Una donna si reca al pronto soccorso con un forte dolore addominale alla settima settimana di gravidanza. L'ecografia conferma che l'embrione non si trova nell'utero, ma si è impiantato nella parete di una delle tube di Falloppio (gravidanza ectopica tubarica).

1. a) Sapendo che normalmente l'embrione impiega da 5 a 7 giorni per viaggiare dalla zona di fecondazione fino all'utero, spinto da ciglia e contrazioni muscolari, deduci quale difetto funzionale o anatomico della tuba può aver causato il suo blocco in quel punto.
2. b) Confronta la struttura e la capacità di distensione del miometrio dell'utero con il sottile strato muscolare della tuba di Falloppio. Sulla base di questo confronto, giustifica perché questa gravidanza non è vitale e rappresenta un'urgenza chirurgica per il rischio di rottura ed emorragia grave.

Una coppia con problemi di fertilità ricorre alla fecondazione in vitro (FIV). In laboratorio vengono fecondati con successo 6 ovociti con gli spermatozoi della coppia e, dopo aver osservato che gli embrioni si dividono bene per tre giorni, i medici trasferiscono nell'utero materno l'embrione dall'aspetto migliore. Tuttavia, due settimane dopo, il test di gravidanza risulta negativo.

1. a) Indica con precisione quali processi fisiologici naturali sono stati sostituiti artificialmente nella piastra di laboratorio e quale processo biologico fondamentale dipendeva esclusivamente dall'utero e non è stato portato a termine con successo.
2. b) Proponi due ipotesi biologiche indipendenti che spieghino perché la tecnica può fallire nonostante sia stato trasferito un embrione vivo e apparentemente sano.

Una coppia non riesce a ottenere una gravidanza dopo due anni di tentativi. Lo spermiogramma dell'uomo mostra spermatozoi sani, mobili e abbondanti, ma gli esami medici rivelano che la donna presenta un'ostruzione totale e irreversibile di entrambe le tube di Falloppio a causa di una vecchia infezione. Il medico esclude del tutto l'inseminazione artificiale intrauterina e propone di ricorrere direttamente alla fecondazione in vitro (FIV).

1. a) Seguendo il percorso dei gameti, giustifica perché l'inseminazione artificiale (introdurre lo sperma con una cannula direttamente nell'utero) fallirebbe con assoluta certezza in questa paziente.
2. b) Spiega come la FIV aggira questo specifico problema anatomico e permette alla donna di portare avanti la gravidanza del proprio figlio.

Durante l'infanzia l'asse ormonale riproduttivo resta «addormentato». Con l'arrivo della pubertà, l'ipofisi comincia a liberare gonadotropine, che inducono i testicoli a secernere testosterone e le ovaie a secernere estrogeni e progesterone.

1. a) Immagina un adolescente le cui ovaie o i cui testicoli rispondono normalmente ai segnali ormonali, ma le cui cellule del resto del corpo non hanno recettori funzionanti per gli estrogeni o il testosterone. Prevedi che cosa accadrà alla maturazione dei suoi gameti e alla comparsa dei suoi caratteri sessuali secondari (peluria, seno, cambiamento della voce).
2. b) Spiega, dal punto di vista del dispendio energetico dell'organismo, perché la pubertà si attiva nel secondo decennio di vita e non durante la prima infanzia.

Il processo di formazione e maturazione completa di uno spermatozoo (spermatogenesi) dura tra 65 e 75 giorni nella specie umana. Analizza il caso seguente:

• 1 febbraio: Un uomo trascorre quattro giorni con febbre molto alta (superiore a 39 °C) per un'infezione virale. Il calore eccessivo distrugge gran parte delle cellule che si stavano formando nei suoi tubuli seminiferi.

• 10 febbraio: Viene eseguito uno spermiogramma e i risultati sono del tutto normali.

• 15 aprile: Si ripete lo spermiogramma e la conta mostra un calo drastico di spermatozoi e un'alta percentuale di forme anomale.

1. a) Giustifica perché il danno termico della febbre non si è manifestato nell'analisi di febbraio e ha impiegato più di due mesi a diventare visibile.
2. b) Se quest'uomo desidera recuperare la qualità del suo sperma per cercare una gravidanza, quando sarebbe prevedibile che il suo spermiogramma torni a valori ottimali? Motiva la tua previsione.

Analizza la seguente tabella di confronto tra due specie di vertebrati:

1. a) Giustifica perché la fecondazione interna è stata un'adattamento indispensabile affinché i vertebrati colonizzassero l'ambiente terrestre fuori dall'acqua, spiegando che cosa accadrebbe ai gameti umani se fossero liberati all'aria aperta.
2. b) Spiega il compromesso energetico («trade-off») mostrato dalla tabella: perché la specie umana non si estingue producendo così pochi gameti femminili e perché, invece, la trota si estinguerebbe rapidamente se adottasse lo stesso tasso di produzione della donna?