Primera Semana de Desarrollo

Introducción:

La fecundación, también conocida como fertilización, es un proceso fundamental en la reproducción humana mediante el cual los gametos masculinos y femeninos se fusionan para dar lugar a la formación de un nuevo organismo, el cigoto. Este evento marca el inicio del desarrollo embrionario, un proceso increíblemente complejo y fascinante que conduce a la formación de un nuevo ser humano.

Fecundación:

·         Gametos: Los gametos son las células sexuales especializadas encargadas de la reproducción. El espermatozoide, producido en los testículos masculinos, es una célula pequeña y móvil con una cabeza que contiene el núcleo y una cola que le permite moverse hacia el ovocito. Por otro lado, el ovocito es la célula sexual femenina, más grande y estática en comparación con el espermatozoide, y contiene el material genético necesario para la reproducción.

·         Penetración: El proceso de fecundación comienza con la atracción del espermatozoide hacia el ovocito, facilitada por señales químicas liberadas por el ovocito y la corona radiada que rodea al ovocito. Una vez que el espermatozoide llega a la zona pelúcida que rodea al ovocito, libera enzimas que le permiten atravesar esta barrera protectora. Finalmente, el espermatozoide fusiona su membrana plasmática con la membrana del ovocito, permitiendo la entrada de su núcleo en el ovocito.

·         Singamia: Dentro del ovocito, el núcleo del espermatozoide y el núcleo del ovocito se fusionan, dando lugar a la formación del cigoto. Esta fusión de los pronúcleos masculino y femenino es un paso crucial en la fecundación y marca el comienzo de la nueva vida.

·         Activación del cigoto: Tras la formación del cigoto, se inicia una serie de procesos bioquímicos y moleculares que desencadenan el inicio del desarrollo embrionario. El cigoto comienza a dividirse por mitosis, dando lugar a células hijas que eventualmente formarán todos los tejidos y órganos del futuro embrión.

 

Primera semana del desarrollo:

·         Segmentación: Después de la fecundación, el cigoto experimenta una serie de divisiones celulares rápidas llamadas segmentación. Durante esta etapa, el cigoto se divide en células más pequeñas llamadas blastómeros. Estas divisiones mitóticas sucesivas conducen a la formación de una estructura sólida llamada mórula, compuesta por un conjunto de blastómeros.

·         Compactación: Una vez formada la mórula, las células comienzan a adherirse unas a otras más estrechamente en un proceso conocido como compactación. Esto resulta en la formación de un grupo celular más compacto y organizado. Durante esta etapa, algunas células del exterior de la mórula se diferencian y forman una capa exterior, mientras que otras células permanecen en el interior.

·         Blastulación: La compactación conduce a la formación de una cavidad llena de líquido en el centro de la mórula, creando una estructura llamada blastocisto. El blastocisto consta de dos tipos principales de células: el trofoblasto, que forma la pared externa del blastocisto y eventualmente contribuye a la formación de la placenta, y el embrioblasto, que se encuentra en el interior del blastocisto y dará lugar al embrión propiamente dicho.

·         Implantación: Una vez formado el blastocisto, este comienza a viajar por la trompa de Falopio hacia el útero, donde se adhiere y se implanta en el endometrio, el revestimiento del útero. La implantación implica la adherencia del blastocisto al endometrio, seguida de la penetración de las células trofoblásticas en el tejido endometrial.

·         Formación del trofoblasto y el embrioblasto: Durante la implantación, el trofoblasto se diferencia aún más y forma dos capas distintas: el citotrofoblasto, que es la capa interna y está formada por células individuales, y el sincitiotrofoblasto, que es la capa externa y está formada por células multinucleadas. El embrioblasto también se diferencia en dos capas: el epiblasto, que se encuentra más cerca del amnios, y el hipoblasto, que se encuentra en el extremo opuesto y está en contacto con la cavidad blastocística.

 

Puntos esenciales

Importancia de la meiosis en la formación de gametos haploides:

 

La meiosis es un proceso crucial en la reproducción sexual que conduce a la formación de gametos haploides, es decir, células sexuales con la mitad del número de cromosomas de las células somáticas. Esta reducción en el número de cromosomas es vital para mantener constante el número de cromosomas en una especie de generación en generación. Cuando los gametos haploides se fusionan durante la fecundación, se restablece el número diploide de cromosomas en el cigoto, lo que es esencial para el desarrollo normal del embrión.

Mecanismos moleculares que permiten la entrada del espermatozoide al ovocito:

 

La entrada del espermatozoide al ovocito está mediada por una serie de eventos moleculares complejos. Uno de los eventos clave es la reacción acrosómica, durante la cual el espermatozoide libera enzimas que le permiten atravesar las capas protectoras del ovocito, como la corona radiada y la zona pelúcida. La fusión de las membranas plasmáticas del espermatozoide y el ovocito es otro paso fundamental que permite la entrada del espermatozoide en el citoplasma del ovocito, lo que finalmente lleva a la formación del cigoto.

Regulación transcripcional y control del desarrollo embrionario temprano:

Durante las etapas iniciales del desarrollo embrionario, el control transcripcional juega un papel fundamental en la regulación de la expresión génica y el destino celular. Antes de la activación completa del genoma embrionario, el desarrollo temprano del embrión depende principalmente de los factores maternos almacenados en el ovocito y los patrones de expresión génica heredados de los gametos. Posteriormente, se produce una transición gradual hacia la activación del genoma embrionario, lo que permite que el embrión comience a sintetizar sus propias proteínas y asuma el control de su desarrollo.

 

Papel del trofoblasto en la nutrición y protección del embrión:

El trofoblasto es una capa de células que se forma durante la blastulación y juega un papel crucial en la implantación del embrión y la formación de la placenta. Esta capa celular es responsable de la invasión del endometrio materno, la absorción de nutrientes del tejido circundante y la protección del embrión durante las etapas tempranas del desarrollo. El trofoblasto también secreta hormonas importantes para mantener el embarazo, como la gonadotropina coriónica humana (hCG), que es fundamental para el mantenimiento del cuerpo lúteo y la producción de progesterona.

 

Formación de la línea primitiva y el disco embrionario trilaminar:

Durante el desarrollo embrionario temprano, la formación de la línea primitiva marca el inicio de la gastrulación, un proceso durante el cual el embrión se transforma en un disco embrionario trilaminar compuesto por tres capas germinales: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. La línea primitiva es una estructura lineal que aparece en la superficie dorsal del epiblasto y se forma mediante un proceso llamado epibolia. A medida que la línea primitiva se desarrolla y se extiende, el embrión adquiere una estructura tridimensional con una organización celular más compleja, lo que sienta las bases para la formación de los órganos y tejidos del cuerpo.

 Conclusión:

 

La fecundación y la primera semana del desarrollo son etapas cruciales en la formación de un nuevo ser humano. La comprensión de estos procesos es fundamental para el avance de la ciencia y la medicina.

 

Gametogénesis

 

Fase de la Gametogénesis	Descripción Embriológica
Primordial o Preantral	- Inicia antes del nacimiento.
	- Las células primordiales se diferencian en ovogonios (en la mujer) y espermatogonios (en el hombre).
	- Los ovogonias se detienen en la profase de la meiosis I para formar ovocitos primarios. Los espermatogonias proliferan y forman espermatocitos primarios.
Vesicular o Antral	- Inicia en la pubertad.
	- Los folículos primordiales se reclutan y algunos ovocitos primarios comienzan a crecer y madurar dentro de los folículos.
Vesicular Madura o de De Graaf	- Se da justo antes de la ovulación en la mujer.
	- Los ovocitos primarios maduran dentro de los folículos, alcanzando la fase de ovocito secundario.
	- En el hombre, los espermatocitos primarios sufren dos divisiones meióticas sucesivas para producir cuatro espermátidas.
	- Durante la espermiogénesis, las espermátidas experimentan cambios estructurales para convertirse en espermatozoides maduros.

 

Ovulación y Fecundación

Proceso	Descripción
Ovulación	- Durante la ovulación, un solo ovocito secundario maduro es liberado del folículo ovárico.
	- El ovocito se encuentra en la metafase de la segunda división meiótica, rodeado de la zona pelúcida.
	- Las fimbrias de las trompas de Falopio lo llevan al interior de estas para permitir la fecundación.
Procesos de Fecundación	- Capacitación: Eliminación de una capa de glucoproteínas y plasma seminal en la cabeza del espermatozoide.
	- Reacción acrosómica: Liberación de sustancias como acrosina y tripsina para penetrar la zona pelúcida.
	- Penetración del espermatozoide a través de la corona radiada, la zona pelúcida y la membrana del ovocito.
Resultados de la Fecundación	- El ovocito completa su segunda división meiótica, formando el pronúcleo femenino.
	- La zona pelúcida se vuelve impenetrable a otros espermatozoides.
	- La cabeza del espermatozoide se separa de la cola, formando el pronúcleo masculino.
	- Replicación del ADN de los pronúcleos y mezcla de cromosomas maternos y paternos.
	- Restablecimiento del número diploide de cromosomas, determinación del sexo y inicio de la segmentación.
Tecnología de Reproducción	- La infertilidad puede ser tratada mediante técnicas de reproducción asistida como la fecundación in vitro.
Asistida	- También se utiliza la inyección intracitoplasmática de espermatozoides (IICE) en algunos casos.
	- Estas técnicas pueden aumentar el riesgo de defectos congénitos, prematuridad y partos múltiples.
	- En Estados Unidos, alrededor del 1-2% de los nacimientos se logran mediante técnicas de reproducción asistida.

 

CICLO OVARICO

Aspecto del Ciclo Ovárico	Descripción
Control Hipotalámico	En la pubertad, los ciclos menstruales regulares son controlados por el hipotálamo. La hormona liberadora de gonadotropina (GnRH), producida por el hipotálamo, actúa sobre la hipófisis anterior, estimulando la producción de gonadotropinas.
Desarrollo de Folículos	Al inicio de cada ciclo ovárico, 15 a 20 folículos primarios son estimulados para crecer bajo la influencia de la hormona FSH. Esta hormona rescata folículos primarios de la reserva, estimulando su desarrollo.
Producción de Estrógenos	Las células de la teca interna y las células granulosas producen estrógenos, estimuladas por la FSH. Estos estrógenos tienen diversas acciones, incluyendo la entrada del endometrio en la fase proliferativa y el adelgazamiento del moco cervical.
Ovulación	A mitad del ciclo, una descarga de LH provoca la ovulación. Los folículos vesiculares crecen rápidamente y el ovocito primario completa la meiosis I. Se registra un aumento abrupto de LH que induce la rotura folicular y la liberación del ovocito.
Desarrollo del Folículo Vesicular Maduro	Bajo la influencia de FSH y LH, los folículos vesiculares crecen rápidamente, alcanzando un diámetro de 25 mm para volverse un folículo vesicular maduro (de De Graaf). Se inicia la meiosis II, pero el ovocito se detiene en la metafase antes de la ovulación.
Proceso de Ovulación	Con la alta concentración de LH, la actividad de la colagenasa aumenta, provocando la rotura del folículo y la ovulación. Las contracciones musculares empujan al ovocito y las células granulosas, que salen flotando del ovario.

Este cuadro resume las principales etapas y eventos del ciclo ovárico en la mujer, desde el control hormonal hasta la ovulación.

 

 

Fecundación

Fase	Descripción	Ejemplo
Penetración de la corona radiada	- De 200 a 300 millones de espermatozoides depositados, solo 300-500 llegan al lugar de la fecundación. - Los espermatozoides acondicionados cruzan las células de la corona radiada.	Un espermatozoide con una membrana plasmática flexible y receptores específicos para las células de la corona radiada tendrá más posibilidades de atravesarla.
Penetración de la zona pelúcida	- La zona pelúcida es una cubierta de glucoproteínas que rodea al ovocito. - El espermatozoide libera enzimas acrosómicas para penetrar la zona pelúcida. Acrosina: Es una serina proteasa que desempeña un papel crucial en la digestión de la zona pelúcida al degradar las proteínas que la componen. La acrosina ayuda a que el espermatozoide atraviese la capa protectora de la zona pelúcida del ovocito.   Hialuronidasa: Es una enzima que descompone el ácido hialurónico, un componente importante de la matriz extracelular que rodea al ovocito. Al degradar el ácido hialurónico, la hialuronidasa ayuda al espermatozoide a penetrar la zona pelúcida. - La zona pelúcida cambia de permeabilidad para evitar la entrada de otros espermatozoides (reacción de zona).	Un espermatozoide con una acrosina fuerte y eficiente tendrá más posibilidades de penetrar la zona pelúcida.
Fusión entre las membranas de ovocito y del espermatozoide	- Las membranas plasmáticas del espermatozoide y del ovocito se fusionan.  - La cabeza y la cola del espermatozoide entran en el citoplasma del ovocito, pero la membrana plasmática del espermatozoide queda atrás.  - Se produce la reacción cortical y de zona para evitar la poliespermia (la cual se considera la entrada de varios espermatozoides la cual puede causar una anormalidad acrosómica)  - Se reanuda la meiosis del ovocito y se forma el pronúcleo femenino. - El espermatozoide aporta su núcleo (pronúcleo masculino). - Se activa el metabolismo del ovocito.	Un espermatozoide con una membrana plasmática compatible con la del ovocito tendrá más posibilidades de fusionarse con él.

 

Segmentación

Etapa de Segmentación del Cigoto Humano

Descripción:

- El cigoto se divide por mitosis, aumentando el número de células.

- Las células se llaman blastómeros y se vuelven más pequeñas con cada división.

- Fase bicelular: Dos células.

- Fase de ocho células: Blastómeros forman un grupo laxo.

- Tercera segmentación: Compactación de blastómeros, formando una bola.

- Mórula: 16 células, masa celular interna y masa celular externa.

- Masa celular interna: Origen del embrión.

- Masa celular externa: Origen del trofoblasto (placenta).

Ejemplos:

- Fase bicelular: Dos blastómeros de igual tamaño con el mismo potencial de desarrollo.

- Fase de ocho células: Blastómeros con diferentes tamaños y potenciales de desarrollo.

- Compactación: Las células se adhieren entre sí mediante uniones herméticas.

- Mórula: 16 células divididas en una masa interna y otra externa.

- Masa celular interna: Células con el potencial de formar todos los tejidos del cuerpo.

- Masa celular externa: Células que forman el trofoblasto, que nutre al embrión y se implanta en el útero.

 

Formación del blastocito

 

Aspecto	Basculación	Implantación
Descripción
Mórula	Entra en la cavidad uterina.
Penetración de líquido	Los espacios intercelulares de la masa celular interna se llenan de líquido.
Formación del blastocele	Se crea una cavidad llamada blastocele.
Blastocito	El embrión ahora se llama blastocito.
Embrioblasto	Masa celular interna del blastocito.
Trofoblasto	Masa celular externa del blastocito, forma la pared del blastocito.
Implantación
Día 6		Células trofoblásticas penetran el epitelio uterino.
Selectinas		Participan en la adherencia inicial del blastocito al útero.
Integrinas		Permiten la adherencia e invasión del trofoblasto.
Laminina y fibronectina		Moléculas de la matriz extracelular que ayudan en la adherencia y migración del trofoblasto.
Implantación		Resultado de la acción conjunta del trofoblasto y el endometrio.
Ejemplos
Mórula	16 células divididas en una masa interna y otra externa.
Blastocele	Cavidad llena de líquido que rodea al embrioblasto.
Embrioblasto	Células con el potencial de formar todos los tejidos del cuerpo.
Trofoblasto	Células que forman el epitelio del blastocito y que luego se diferencian en diferentes tipos de células para la implantación.
Implantación	Adherencia e invasión del endometrio por parte del trofoblasto.

 

El útero en el momento de la implantación

El útero en el momento de la implantación:

Descripción:

Pared del útero:

Endometrio: Mucosa que reviste la pared interna.

Miometrio: Capa gruesa de músculo liso.

Perimetrio: Capa peritoneal que recubre la pared externa.

 

Ciclo menstrual:

Fase proliferativa: Crecimiento del endometrio bajo la influencia del estrógeno.

Fase secretora: Endometrio se prepara para la implantación bajo la influencia de la progesterona.

Fase menstrual: Desprendimiento del endometrio si no hay fecundación.

 

Implantación:

Fase secretora: Endometrio está en su punto más nutritivo.

Capas del endometrio:

Capa compacta: Superficial.

Capa esponjosa: Intermedia.

Capa basal: Delgada.

Lugar de implantación: Pared anterior o posterior del cuerpo del útero.

 

Menstruación:

Expulsión de las capas compacta y esponjosa del endometrio.

Capa basal se conserva y regenera el endometrio.

Ejemplos:

Endometrio en fase secretora: Glándulas y arterias del útero se enrollan, tejido nutrido.

Implantación: Blastocito se implanta en la capa esponjosa del endometrio.

Menstruación: Sangre escapa de las arterias, se rompen fragmentos del estroma y de las glándulas.