1 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde La fecundación En la mayoría de los animales, la fecundación es un proceso complejo mediante el cual se fusionan dos gametos haploides para formar la primera célula del nuevo organismo llamada huevo o cigoto que tendrá carácter diploide. Generalmente los gametos provienen de dos individuos de distinto sexo, pero de la misma especie. Sin embargo, en algunas especies hermafroditas como la Taenia solium (lombriz solitaria), coexisten las gónadas masculinas y femeninas, por lo cual, ellas pueden autofecundarse. Sin embargo, la mayoría de los hermafroditas, como Helix aspersa (caracol), producen espermios y óvulos en períodos diferentes y, por lo tanto, deben realizar una fecundación de tipo cruzada. De esta manera pueden intercambiar información genética con el otro progenitor para lograr mayor variabilidad en la descendencia. Tipos de fecundación Básicamente la fecundación se realiza en dos modalidades: externa e interna. La fertilización externa es realizada por casi todos los animales acuáticos. En ellos, el encuentro del espermatozoide con el óvulo se produce en el agua, casi al azar y será en ese mismo ambiente donde se realizará el desarrollo del embrión. Para facilitar este encuentro, ambos progenitores emiten una gran cantidad de gametos y los óvulos alcanzan grandes dimensiones. Asimismo, los gametos deben liberarse sincrónicamente. En los peces, la sincronización se logra mediante un acercamiento o un cortejo prenupcial, mientras que en los anfibios se observa una modalidad más eficiente que consiste en un abrazo dorsal o amplexo en el momento de la expulsión gamética. La fertilización interna se realiza en todos los animales terrestres, dentro de órganos anatómicamente especializados de uno de los progenitores. En la mayoría de las especies, los machos introducen los espermatozoides en la vagina (o en el útero) de las hembras mediante la copulación. Desde allí, los espermatozoides se desplazarán hacia el interior de los oviductos para encontrar el óvulo. El desplazamiento de los espermatozoides debe efectuarse con rapidez pues la supervivencia del óvulo es limitada. En los mamíferos, el óvulo puede sobrevivir hasta un día después de la ovulación. En cuanto a los espermatozoides, la mayoría tiene un período de sobrevivencia no superior a unas cuantas horas y, en el caso humano, no supera los 2 a 3 días, dentro del tracto genital femenino. 2 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Etapas de la fecundación Aún cuando existen numerosas variaciones entre las distintas especies, en todas ellas se pueden reconocer tres fases básicas: 1. Aproximación de los gametos: En la fecundación externa, el encuentro de los gametos parece casual y provocado por los movimientos natatorios del espermatozoide. En todo caso, se ha descubierto en la cubierta gelatinosa que envuelve al óvulo de “erizo de mar” una proteína denominada fertilisina que aglutina a los espermatozoides de su especie, evitando su dilución y favoreciendo su adherencia al ovocito. Por su parte, la capa superficial de los espermatozoides de erizo posee una sustancia complementaria denominada antifertilisina que reconoce a la fertilicina ovular de su especie. De ese modo se evita que se produzca una fecundación entre especies diferentes. En los mamíferos, que realizan una fecundación interna, los espermatozoides necesitan de una preparación previa, que se denomina capacitación y ocurre con participación de los fluidos del tracto genital femenino. Debe recordarse que los espermios están suspendidos en un plasma seminal, el cual contiene diversos factores que mantienen inactivas a las enzimas acrosómicas. Además, su membrana plasmática se encuentra recubierta por unas glicoproteínas secretadas por el epidídimo que le otorgan una mayor estabilidad y los protegen del rechazo inmunológico que efectuaría el organismo femenino. La capacitación entonces, consiste en la remoción de las glicoproteínas de la membrana plasmática, con la consiguiente pérdida de estabilidad de la membrana y la activación de las enzimas acrosómicas (acrosina y hialuronidasa), lo cual permitirá la liberación de enzimas o reacción acrosómica, que hará posible romper las estructuras envolventes del óvulo. En los vertebrados, durante la reacción acrosómica se forman unos poros o canales a través de los cuales se liberan las enzimas. En invertebrados, al momento de impactar el espermatozoide en el óvulo, se emite un filamento que une firmemente ambos gametos provocando una elevación de la membrana plasmática ovular denominada “cono de atracción”. En la especie humana, mediante la copulación, alrededor de 300 millones de espermatozoides son depositados en la vagina. Sin embargo, la mayoría de ellos refluye al exterior o son destruidos por la acidez vaginal o fagocitados por leucocitos en la cavidad uterina o se agotan por el largo trayecto que deben recorrer. De ese modo, sólo un centenar de espermatozoides, los más capaces, llegan hasta las proximidades del óvulo, disminuyendo de esa manera el riesgo de una poliespermia. 3 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde El encuentro de los espermatozoides con el óvulo se produce, en los mamíferos, en el tercio superior de las Trompas de Falopio. Hasta ese lugar, denominado pabellón, llegan los espermatozoides gracias a su propia motilidad y ayudados por las contracciones peristálticas del útero y las Trompas de Falopio que se producen por efecto de la oxitocina liberada por el estímulo de la cópula y por las prostaglandinas del líquido seminal. 2. Penetración del oocito: Los óvulos de la mayoría de las especies están envueltos por varias cubiertas protectoras que el espermatozoide debe atravesar. En el momento de su expulsión desde el ovario, el óvulo sale rodeado por el cúmulos oophorus, la corona radiada y la zona pelúcida. El ovocito de la especie humana puede ser fecundado dentro de las 8 a 12 horas después de la ovulación. Durante ese tiempo las células del cumulus oophorus se van desprendiendo progresivamente en los oviductos, por lo cual, el “óvulo” queda rodeado sólo por las células de la corona radiada. Al contacto con el espermatozoide, estas células se desprenden por acción de las enzimas hialuronodasa y acrosina, de modo que el oocito queda rodeado sólo por la zona pelúcida. El espermatozoide atraviesa las envolturas ovulares y hace contacto con la zona pelúcida, la perfora y atraviesa ayudado por sus movimientos natatorios y por la enzima acrosina. De ese modo, alcanza el espacio perivitelino, situado entre la membrana plasmática del ovocito y la cara interna de la zona pelúcida. En una etapa más avanzada, el núcleo del espermatozoide, algunos organelos como centríolos, mitocondrias y parte del complejo axial de la cola quedan incluidos en el citoplasma de la célula huevo. Este fenómeno produce una secuencia de reacciones, tales como la reacción cortical, la reorganización del citoplasma y reactivación del metabolismo. Para evitar la entrada de dos o más espermatozoides al óvulo, fenómeno llamado poliespermia, se producen dos reacciones. La primera, de tipo eléctrico, es la apertura de los canales iónicos en la membrana plasmática del óvulo, lo que permite el ingreso de Na+ al huevo despolarizando la membrana. La segunda reacción, más lenta, es la reacción cortical y se produce como consecuencia de la despolarización inicial. Ella induce la liberación de Ca+2 en unos gránulos ubicados bajo la corteza ovular que a su vez provocan su ruptura. 4 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde En los huevos de erizo de mar, después del impacto del espermatozoide en el óvulo, la membrana plasmática del huevo (que es doble) se separa en dos delgadas capas, formándose entre ambas una hendidura llamada espacio perivitelino. A este espacio se vierte el contenido cortical para finalmente adherirse a la membrana más externa que se engruesa para constituir la membrana de fecundación mientras que las membranas de los gránulos se fusionan con la membrana plasmática interna. En los mamíferos, la membrana de fecundación se produce sólo por la adhesión de los gránulos corticales a la cara interna de la zona pelúcida. El estado de maduración meiótica en que se encuentra el oocito al momento de la fecundación varía según la especie. En los vertebrados, el oocito al ser ovulado completa la primera división meiótica con la emisión del primer corpúsculo polar. Posteriormente, los cromosomas del oocito I evolucionan hasta la metafase de la segunda división meiótica. Al producirse la fecundación se completa rápidamente la meiosis II, depositándose en un segundo cuerpo polar la otra mitad de los cromosomas. 3. Fusión de los pronúcleos: Cuando el espermatozoide penetra el ovocito lleva su cabeza dirigida hacia el centro del huevo; luego realiza un giro de 180º, quedando su centríolo proximal por delante del núcleo espermático. Luego, la cromatina nuclear empieza a descondensarse lo cual produce un aumento de tamaño del núcleo, que pasa a denominarse pronúcleo masculino. Por su parte, el centríolo se rodea de los filamentos del áster para organizar las mitosis del cigoto. En forma simultánea y semejante se forma el pronúcleo femenino, no observándose al final de esta etapa diferencias de tamaño entre ambas estructuras. El evento final es la singamia o fusión de los pronúcleos, formando el núcleo diploide del cigoto. La liberación de iones de calcio en el citoplasma del huevo, además de producir la reacción cortical, provoca la activación del óvulo. Es así como se inicia la metabolización de algunas moléculas del óvulo, lo que implica un incremento en el consumo de oxígeno y una activa síntesis de proteínas. Como producto de la singamia (anfimixis) se restablece el número diploide de cromosomas, proporcionando la base física para la herencia biparental, se determina el sexo del nuevo individuo y se da inicio al proceso de segmentación. Para ello, los centríolos emigran uno a cada lado del cigoto, se constituye el huso acromático entre los centríolos, los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial y luego, cada mitad es atraída hacia un centríolo, se rodean de una nueva envoltura nuclear y el cigoto experimentará su primera división de segmentación o clivaje, que dará origen a las dos primeras células del nuevo individuo. 5 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde En algunos casos, el huevo puede ser activado artificialmente sin la penetración del espermatozoide. Este fenómeno denominado partenogénesis, puede ser inducido artificialmente colocando al óvulo en sangre y puncionando la membrana celular con una aguja, mediante la inyección de iones de calcio o por un cambio brusco de pH. Dependiendo de la clase a que pertenezcan, el desarrollo de los huevos puede realizarse dentro del aparato reproductor femenino (organismo vivíparo), como es el caso de los mamíferos superiores o fuera del cuerpo materno (organismos ovíparos) como los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos inferiores. 3. Desarrollo embrionario La formación de un organismo multicelular capaz de vivir en forma autónoma, a partir de la célula inicial o cigoto, requiere del desarrollo de una serie continua de procesos perfectamente organizados. Si bien las transformaciones que experimenta el cigoto varían de una especie a otra, es posible reconocer, en términos generales las etapas de segmentación, blastulación, gastrulación y organogénesis. Segmentación Con la formación del cigoto se produce la activación metabólica del protoplasma ovular y consecuentemente el inicio de un activo proceso de mitosis llamado segmentación, que marca el inicio del proceso de embriogénesis. En la especie humana, este proceso de rápidas divisiones se realiza mientras el cigoto va descendiendo por las Trompas de Falopio. Las modalidades de segmentación o clivaje varían de una especie a otra como consecuencia de las características genéticas de la especie, especialmente referida a la cantidad y distribución del vitelo contenido en el óvulo (huevo). Esta sustancia, que servirá de alimento al embrión, es una mezcla metabólicamente inerte de fosfolípidos y proteínas que retrasa el proceso de segmentación. 6 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Los huevos de ciertos invertebrados acuáticos, como el erizo de mar, tienen escaso vitelo que se distribuye uniformemente por el citoplasma, por lo cual, se les denomina huevos isolecíticos. Los huevos de peces, anfibios, reptiles y aves, tienen gran cantidad de vitelo concentrado en su parte inferior, por lo cual, se les denomina telolecíticos. En estos huevos, el polo inferior, abundante en vitelo se denomina polo vegetativo, mientras que el polo superior donde está el citoplasma se denomina polo animal. Los huevos holoblásticos tienen poco vitelo y uniformemente distribuído. Los huevos meroblásticos tienen gran cantidad de vitelo. TIPO DE HUEVO Iso-oligolecítico (oligo = escaso) Alecítico (a = sin) Hetero-mesolecíticos Telo-polilecíticos Centro-polilecíticos SEGMENTACIÓN Total e igual Total e igual Total y desigual Parcial y discoidal Parcial y periférica EJEMPLOS Invertebrados (equinodermos) Mamíferos (humanos) Peces y anfibios Aves y reptiles Artrópodos (insectos) Como producto de la segmentación, se producen células embrionarias o blastómeras caracterizadas por tener un volumen aproximado a la mitad del volumen de la célula progenitora y fisiológicamente por ser totipotenciales. En los humanos, la primera segmentación, en sentido longitudinal, se produce después del primer día. Luego de finalizado el segundo día se realiza la segunda segmentación que origina 4, luego 8, 16 y así un número creciente de blastómeras cada vez más pequeñas porque aún permanece intacta la zona pelúcida. Aproximadamente al cuarto día después de la fecundación se ha formado una masa compacta y esférica de unas 32 blastómeras que por su aspecto similar a una mórula se denomina mórula. Compactación Entre el cuarto y quinto día, al entrar la mórula en el útero se produce un traspaso de líquido al interior de la mórula formándose una cavidad central llamada blastocele. Este líquido ejerce una presión multidireccional sobre las células del centro de la mórula que migrarán hacia la periferia estableciéndose entre ellas uniones impermeables que separan al medio interno del embrión del medio uterino. La nutrición del huevo en sus primeras etapas se produce por absorción de los nutrientes almacenados en el tracto reproductivo y en el saco vitelino. 7 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Posteriormente, a los 10 días después de la fecundación, el embrión empezará a organizar las estructuras que le permitirán nutrirse a partir de la sangre materna. Blastulación Después de la formación del blastocele se inicia un proceso de diferenciación celular denominado blastulación por el desplazamiento de un conjunto de células que constituyen el macizo celular interno o embrioblasto hacia un polo, mientras que rodeando al blastocele se dispone una capa única de células más claras y pequeñas conocidas como macizo celular externo o trofoblasto. En este estado del desarrollo, el nuevo ser está formado por un centenar de células y se denomina blastocisto. Al ingresar a la cavidad uterina, el blastocisto pierde su envoltura pelúcida y después de permanecer 3 o 4 días, dando tiempo al endometrio a que termine su preparación para acogerle, se iniciará la implantación. Este proceso, llamado también “nidación”, suele producirse en la parte alta del útero, la más amplia y vascularizada, entre dos pequeñas glándulas. A veces, el blastocisto anida y se desarrolla en un lugar distinto, denominándose a esta anomalía embarazo ectópico y rara vez llega a término. En tal caso, la implantación puede producirse en las Trompas de falopio (tubárico), en el ovario (ovárico) o en el cuello del útero (cervical). El blastocisto, a través del trofoblasto, se introduce en el endometrio uterino emitiendo unas prolongaciones llamadas vellosidades coriónicas que aunque aparecen en toda la superficie del blastocisto, son más abundantes en la zona que hace contacto con el endometrio. Estas vellosidades extraen de los capilares sanguíneos del endometrio los nutrientes que alimentarán al embrión sin que la sangre materna entre en contacto directo con la del embrión porque permanecen intactas las membranas de las velllosidades. Gastrulación En la segunda semana se inicia el proceso de gastrulación consistente en la disposición de las células del embrioblasto en dos capas: ectodermo y endodermo. Estas capas se separan del trofoblasto formando una nueva cavidad interna llamada cavidad amniótica que rápidamente se llena de un líquido del mismo nombre, y que constituye una de las más importantes protecciones del embrión. 8 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Bajo esta cavidad queda el disco embrionario y bajo este último, el saco vitelino que durante los dos primeros meses produce glóbulos rojos y luego va desapareciendo paulatinamente en los mamíferos. En la tercera semana comienza a formarse una tercera capa, el mesodermo, que se origina a partir de la línea primitiva del ectodermo. Las células mesodérmicas originan dos capas: una externa que formará las paredes del cuerpo (dermis, músculo y esqueleto) y otra interna que formará las paredes del sistema digestivo y respiratorio. El espacio entre estas dos capas mesodérmicas será la cavidad del cuerpo o cavidad celómica. A partir de ese momento, toda la estructura pasa a denominarse gástrula. El embrión, que era una masa ovalada, sin relieve, comienza a elongarse debido al mayor desarrollo que experimenta su extremo cefálico, y en menor medida el extremo caudal (cola), adquiriendo gradualmente un aspecto tubular, permaneciendo unido al resto de la estructura por un pedículo que será el cordón umbilical. Durante la cuarta semana empieza a latir un tubito que será el futuro corazón. De este modo el sistema circulatorio empieza a proveer de nutrientes al embrión. Se constituye la columna vertebral y al final de esta semana se distingue la cabeza, mientras que unos bultitos anuncian la aparición de brazos y piernas. Desarrollo embrionario durante la 3ª y 4ª semana En la quinta semana, y a partir del ectodermo, mesodermo y endodermo empieza la formación de prácticamente todos los órganos. Este proceso deberá quedar terminado el día 28. El día 32 aparecen antebrazos y días después lo hacen las piernas. 9 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde En la sexta semana, alrededor del día 28 se esbozan las manos y se va configurando la cara. El esqueleto aún es cartilaginoso. En la séptima semana queda terminada la boca con sus labios, mandíbulas y nariz. El corazón, estómago, riñones e hígado funcionan ya eficazmente. En la octava semana el embrión tiene ya todos sus órganos vitales y ha adquirido su forma definitiva. Empieza una nueva fase para poner a punto las funciones. El embrión es ahora un feto. Organogénesis Las interacciones celulares entre las capas germinativas primitivas (ecto, endo y mesodermo) van produciendo la diferenciación y el establecimiento de los diferentes órganos. Así por ejemplo, las interacciones entre el ectodermo y la notocorda (mesodérmica) producen la diferenciación del sistema nervioso. Capa germinativa Ectodermo embrionario Ectodermo extraembrionario Endodermo embrionario Endodermo extraembrionario Mesodermo Órganos Epitelio externo del cuerpo o piel y anexos: glándulas sudoríparas, sebáceas, mamarias; pelos y uñas. Tubo neural: médula espinal, cerebro, retina, neurohipófisis, oído interno, médula adrenal, nervios, ganglios simpáticos. Amnios Tubo digestivo, hígado y páncreas. Vías respiratorias, pulmones. Oído medio, trompas de Eustaquio Tiroides, para tiroides, timo. Vejiga, uretra, gónadas Saco vitelino Tejido conectivo, cartílago, huesos, dentina Músculo, corpúsculos sanguíneos, vasos sanguíneos, corazón, sistema reticular, corteza adrenal, conductos excretores, útero. El período fetal Durante el tercer mes comienza el período fetal. En este mes se produce la diferenciación sexual, ya que antes sólo existía un esbozo común a ambos sexos. La placenta funciona normalmente proporcionando oxígeno y sustancias nutritivas al feto. Persiste el gran tamaño de la cabeza. Los ojos se acercan hacia el rostro, los párpados crecen y protegen al ojo. La piel es muy blanquecina a rosada. En la madre cesan las náuseas y otras molestias que pudieran haberse presentado en el primer trimestre. Al final de este mes el feto mide unos 8 cm. de 10 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde longitud y pesa casi 30 gramos. Al cuarto mes la piel del feto comienza a cubrirse con una capa de grasa llamada unto sebáceo que impide que el líquido del amnios ablande su piel. Se aprecia mayor proporcionalidad entre cabeza y cuerpo por un mayor desarrollo de esta última parte; sin embargo, aún la cabeza es muy grande en relación al cuerpo. El corazón comienza a latir con una frecuencia dos veces más rápida que en el adulto. Los riñones, el hígado y la vesícula también están funcionando. Al final de este mes mide aproximadamente 16 cm. y pesa 120 gramos. En el quinto mes se perciben desde el exterior los movimientos fetales. Agita las piernas, dobla rodillas, codos y muñecas. Los latidos cardíacos pueden ser percibidos con ayuda de un estetoscopio. Un fino vello, como de lana, llamado lanugo, empieza a cubrir todo el cuerpo. Mide 25 cm. y pesa 300 gramos. Al sexto mes el cerebro continúa desarrollándose. Comienza el depósito de grasa bajo la piel. El feto adquiere la posición fetal, con la cabeza hacia abajo, las rodillas flectadas y brazos cruzados sobre su pecho. Mide 30 cm. y pesa 800 grs. Durante el séptimo mes los párpados cubren los ojos, pudiendo abrirlos y cerrarlos, desarrolla sus sentidos. Hay cabello abundante. Sus movimientos se ven reducidos por la estrechez de la cavidad uterina: se coge las manos y chupa el pulgar. Mide 38 cm. y pesa 1.500 gramos. En el octavo mes las proporciones de su cuerpo son casi las de un feto de término. Algunos órganos funcionan igual que en el recién nacido y sólo faltan pocos detalles para terminar su formación. El lanugo empieza a desparecer. Mide 45 cm. y pesa 2.000 gramos En el noveno mes su piel es lisa y rosada, sin lanugo y con escaso unto sebáceo. Las uñas sobrepasan la longitud de los dedos. Mide 50 cm. y pesa 2.500 a 3.000 grs. Anexos embrionarios Durante el desarrollo de cualquier embrión vertebrado, sólo una parte de la masa celular en segmentación formará al embrión. El resto se extiende fuera del territorio embrionario para formar estructuras extraembrionarias que se denominan anexos embrionarios. Estas estructuras son esenciales para el desarrollo embrionario cumpliendo funciones tales como la nutrición y protección del embrión. Los embriones originados por fecundación externa y con desarrollo acuático, como los peces y los anfibios sólo necesitan del alimento llamado vitelo y que se encuentra dentro de una bolsa o saco vitelino. Los reptiles y aves se desarrollan en el interior de la estructura calcárea del huevo y, por lo tanto, además de la nutrición, a expensas del saco vitelino, necesitan de otras estructuras anexas para asegurar un medio interno líquido, 11 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde realizar el intercambio gaseoso con el medio y posibilitar la excreción dentro del huevo. Para adaptarse a estas tres nuevas exigencias aparecen el amnios, el corion y el alantoides. Anexos Saco vitelino Saco vitelino, amnios, corion y alantoides Amnios, corion, alantoides modificado (cordón umbilical) y placenta Animales Peces y anfibios Reptiles, aves y mamíferos prototherios (ornitorrinco) Mamíferos metatherios (canguros) y eutherios (humanos) El amnios es una bolsa delgada, transparente, llena de un líquido en el cual queda suspendido el embrión, protegido de la desecación, las adherencias y las variaciones bruscas de temperatura. El líquido amniótico, acuoso y cristalino es producido por las células amnióticas, aunque al principio se origina a partir de la sangre materna. La cantidad de líquido aumenta desde los 30 mL de las 10 semanas de gestación hasta 350 mL. a las 20 semanas y de 800 a 1.000 mL a las 37 semanas. En los primeros meses de la gestación, el embrión, sujeto por el cordón umbilical, flota en este líquido que le sirve como almohadilla de protección. El líquido Amortigua las sacudidas Impide que el embrión se adhiera al amnios Permite los movimientos fetales Regula las variaciones bruscas de temperatura El líquido amniótico es reemplazado cada 3 horas. A partir del quinto mes, el feto traga líquido amniótico y se estima que ingiere unos 400 mL por día, aproximadamente el 50% del volumen total. A partir del quinto mes de gestación se añade orina fetal, compuesta mayormente por agua, puesto que la placenta elimina la mayor parte de los desechos metabólicos. El corion es una gruesa membrana que rodea y protege al embrión y los demás anexos. El alantoides es un órgano conectado con el intestino posterior y donde reptiles y aves acumulan desechos. Como el fondo de este saco se encuentra fusionado con el corion, forman una membrana funcionalmente común, a través de la cual (y de la cáscara) se realiza el intercambio de gases para el proceso de respiración. En los mamíferos, los embriones reciben suministro alimenticio a expensas de la madre, por lo cual, resulta inútil la presencia de vitelo en el huevo. De este moso aparece un importante órgano que reemplaza al saco vitelino y al alantoides 12 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde llamado placenta. La placenta extrae de la sangre materna las sustancias nutritivas para el embrión y el oxígeno puesto que la criatura se encuentra inmersa en el líquido amniótico y no puede respirar por su cuenta. Además recibe y elimina los desechos fetales como el bióxido de carbono, urea y otros residuos. También secreta hormonas como la progesterona, estrógenos, lactógeno placentario y la hormona gonadotrofina coriónica (HGC) que estimula al cuerpo lúteo del ovario a producir progesterona en los primeros tres meses de gestación. Todo el alimento y el oxígeno requerido por el feto difunde a través de una monocapa de células desde la sangre materna a los vasos sanguíneos de las vellosidades. Estos capilares se unen para formar una vena que transporta la sangre por el cordón umbilical hasta el feto. Por su parte, el bióxido de carbono y demás productos de desecho pasan del feto a la sangre a través de dos arterias umbilicales. El cordón umbilical es un conducto de unos 50 cm. de longitud que conecta el centro de la placenta con el feto a través del ombligo. En su interior contienen una jalea azulada llamada gelatina de Warthon que protege a los vasos sanguíneos (una vena y dos arterias) Lactancia y Glándula mamaria Si las madres modernas amamantaran sus hijos durante 6 meses, obtendrían grandes beneficios personales, ayudarían a sus hijos e influirían notoriamente en la demografía mundial. Formación de la glándula mamaria La glándula mamaria forma parte del grupo de órganos encargados de la reproducción. Al igual que los órganos del sistema reproductivo, la glándula mamaria crece pero lentamente antes de la pubertad. Hasta esa época, sólo consta de unos escasos conductos cortos confinados al área del pezón. Durante la pubertad, por efecto de las hormonas ováricas estrógeno y progesterona se produce un crecimiento de los conductos hacia el interior. Luego, a partir de los costados de los conductos y de su porción terminal aparecerán los alvéolos típicos de una estructura de carácter glandular. Durante toda la edad fértil se producirá una constante oscilación creciente y decreciente de las estructuras de la glándula mamaria, concordante con los cambios cíclicos de los ovarios, útero y vagina. 13 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Sin embargo, sólo durante la gestación, la glándula mamaria desarrolla cantidades adecuadas de alvéolos diferenciados, los cuales llegan a ser funcionalmente activos y producen los nutrientes necesarios para los hijos después del nacimiento La secreción láctea Después del parto, cuando se expulsa la placenta, descienden los niveles de estrógeno y progesterona. Ello permite la secreción de una hormona de la hipófisis llamada Prolactina, que inducirá la síntesis láctea por las glándulas mamarias. Cuando el recién nacido succione los pezones de su madre, la hipófisis secretará otra hormona llamada Oxytocina, la cual contraerá los alvéolos para vaciar la leche y entregarla tibia al lactante. Durante los primeros cuatro días, después del parto, las glándulas mamarias secretan calostro, un líquido amarillento y acuoso que sirve para eliminar del tubo digestivo del niño el moco y otros desechos. Además posee muchos anticuerpos contra las enfermedades infecciosas que ha tenido la madre, proporcionando inmunidad al recién nacido. Después del cuarto día, la glándula secreta definitivamente leche. 14 Colegio del Sagrado Corazón Monjas Inglesas Departamento de Biología Daniel Valverde Lactancia e inhibición de fertilidad En la mayoría de las hembras de mamífero se ha observado que mientras amamantan a sus crías no experimentan ciclos reproductivos. Ello significa que durante el tiempo de lactancia los ovarios no producen estrógeno y progesterona, hormonas responsables de los cambios cíclicos del ciclo menstrual. Del mismo modo, tampoco la hipófisis produce las hormonas que estimulan al ovario para generar un nuevo óvulo. Los estudios realizados en la especie humana demuestran que, efectivamente la lactancia es responsable de mantener un estado de infertilidad transitorio, necesario para atender adecuadamente al recién nacido. A través de una serie de estudios, que incluyeron la cuantificación de hormonas en la orina, la ecografía del ovario y la evaluación del moco cervical, se determinó que existe una significativa correlación entre la duración del período infértil, caracterizado por ausencia de menstruación o amenorrea y la duración de la lactancia absoluta, es decir, alimentación exclusiva del recién nacido con leche materna. Cuando la lactancia es parcial, es decir, el niño además de leche materna, recibe comida o mamaderas de relleno, esta correlación no se manifiesta. En aquellas madres que no alimentan sus hijos con leche materna, la ovulación se produce a los 36 días después del parto. Cuando la lactancia es parcial, la ovulación se produce a los 42 días. En cambio, cuando la madre proporciona lactancia exclusiva al recién nacido, no se produce ovulación y, por lo tanto, existe imposibilidad de embarazo durante los tres primeros meses después del parto. Después de los tres primeros meses, aunque persista la lactancia exclusiva, la fertilidad aparece solamente disminuida, existiendo la posibilidad de embarazo. El efecto inhibidor de la ovulación y, por lo tanto, de la fertilidad, está dado por la cantidad de succiones que realiza el niño. Se sabe que la hormona que estimula la síntesis de lache, llamada prolactina, inhibe la secreción de las hormonas hipofisiarias responsables de la estimulación del ovario para la ovulación. Es por ello que en la actualidad se insta a las madres a amamantar el mayor número de veces, tanto de día como de noche para no interrumpir el efecto de la hipófisis.