CLASE GAMETOGENESIS y FEC 2011 - U

GAMETOGÉNESIS
FEMENINA
Marí
María Cecilia Lardone, MSc.
MSc.
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO
INFANTIL
FACULTAD DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CHILE
Curso Biologí
Biología
Carrera de Enfermerí
Enfermería, 2011
Células haploides y diploides en el ciclo de vida
de eucariotas superiores
Las células en muchos animales y
plantas proliferan (mitosis) en la
fase diploide para formar un
organismo multicelular
Los gametos representan las
únicas células haploides, las
cuales se desarrollan desde
células germinales diploides en
las gónadas
1
Ensamble y desensamble del Complejo
Sinaptonémico durante la Profase I
Paquiteno
Ocurre el intercambio de
material
genético entre
cromosomas
homólogos
(“crossing-over”)
Esta etapa puede persistir
por días a semanas
Diploteno (Dictioteno)
Los homólogos siguen unidos
(quiasmas)
Esta estapa persiste por años en
los ovocitos primarios de la mujer y
ocurre una activa transcripción de
genes, lo cual es necesario para el
crecimiento
del
ovocito
y
el
desarrollo embrionario temprano
2
OVOGÉNESIS
GAMETOGENESIS FEMENINA
OVARIO
Funciones
Gametogénica
(Ovocitos)
Endocrina
Estradiol- ProgesteronaAndrógenos
3
Esquema del ovario humano
Tertiary
follicle
Corteza ovárica: epitelio
germinal
4
Corteza ovárica: epitelio
germinal
Recorrido de las células germinales
primordiales en el humano
6º sem. post fecundación
Ovogonias
5
Formación del ovocito en ovario fetal
Ovario fetal humano 15 sem. gestación
Células en meiosis
6
Folículos primordiales en ovario de
recién nacido
Cambio en el número de células germinales
durante la vida fetal y postnatal
Inicio meiosis, detención en
Profase I
7
FOLICULOGÉNESIS
Foliculogénesis
Primera etapa gonadotrofina-independiente:
Reclutamiento inicial de cohortes de folículos
primordiales
Crecimiento de folículos pre-antrales de distintas
cohortes
Segunda etapa donadotrofina-dependiente:
Reclutamiento de folículos pre-antrales tardíos
(folìculos secundarios) de distintas cohortes (fase lútea
tardía o inicial temprana)
Selección de un folículo dominante y atresia de los
folículos no seleccionados
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FOLICULO PRIMARIO
> 60 µm
Ovocito en diploteno
CG cambian de forma de planas a cú
cúbicas
Se forma la ZP
Se inicia la sí
síntesis de E2 (aromatasa
(aromatasa))
FOLICULO SECUNDARIO
(PRE(PRE-ANTRAL)
Proliferació
Proliferación de las CG (4(4-5 capas)
ZP gruesa
Al final de esta etapa:
Las cé
células mesenquimá
mesenquimáticas del estroma rodean a
la lá
lámina basal (teca presuntiva al final de esta
etapa). Aparecen LHr y sintesis E2 (aromatasa
(aromatasa))
Expresió
Expresión receptores de estró
estrógenos (RE),
andró
andrógenos (RA) y FSH en CG
El ovocito primario completa su crecimiento y
diferenciació
diferenciación (adquieren competencia meió
meiótica)
tica)
ovoplasma
Cél granulosa
Vesícula germinativa
Lámina basal
CRECIMIENTO DEL OVOCITO
Por qué el gameto femenino es mucho más
grande que el masculino?
proteínas (vitelo)
Ribosomas
tRNAs
mRNAs (inactivos hasta después de la fecundación)
factores morfogenéticos
factores protectores (enzimas de reparación, filtros
ultravioletas, pigmentos)
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FOLICULO TERCIARIO
Pre antral
Ovocito primario (diploteno de la
meiosis I)
En el folículo terciario se han formado las
células de la teca interna y las de la teca
externa
Formación del antro (fluido folicular entre
las CG): productos de secreción de las CG y
transudado de los capilares sanguíneos que
rodean a las células de la teca interna (TI),
las cuales se activan e inician la sintesis de
andrógenos en respuesta a LH (expresión
de R-LH)
FOLICULO PRE-OVULATORIO
(DE GRAAF)
5 – 6 días antes de la ovulación
Ovocito primario (diploteno de la meiosis I)
Ocurre un aumento considerable de tamaño
(25mm) a expensas del aumento del antro
y de la proliferación de las CG y TI (5-8
capas)
Formación de las células del cúmulo ooforo
(CC)
CG expresan receptores de LH
Interacción entre las células de la teca interna y las células
de la granulosa (teoría de las 2 células)
Célula de la teca interna
Célula de la granulosa
LH
FSH
R-LH
ATP
R-FSH
ATP
LH
Colesterol
cAMP
R-LH
cAMP
Progesterona
Aromatasa
Andrógeno
Vaso sanguíneo
Andrógeno
Estrógeno
Lámina basal
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COMUNICACION BIDIRECCIONAL ENTRE EL OVOCITO Y LAS CELULAS
DE LA GRANULOSA ES ESENCIAL PARA EL CRECIMIENTO Y
DESARROLLO DEL OVOCITO Y DEL FOLICULO
CC al ovocito
Kit-L
Gap junction
purinas, pirimidinas, aa,
metabolitos, AMPc
Factores secretados
por el ovocito a las
CC
GDF-9, GDF-9B BMP-6
..etc
Reclutamiento folicular inicial y cíclico
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Folículo dominante
Dentro de una cohorte de folículos antrales el folículo dominante es
el que se distingue por su tamaño, alcanza el mayor índice mitótico
en sus células de la granulosa (CG)
Aquel que sintetiza mayor cantidad de estrógenos producto de una
mayor adquisición de receptores de FSH que conduce a una mayor
expresión de la enzima aromatasa (enzima que convierte
andrógenos a estrógenos)
La mayor adquisición de receptores de LH en las CG, permite una
mayor concentración de cAMP, contrarestando la disminución del
aporte de FSH
Factores intraováricos producidos por las CG amplifican la acción
de la FSH
Es decir, requiere de la acción de LH y FSH, así como de la
interacción funcional de las CG y de la células de la teca interna (TI),
y que se denomina teoría de las dos células
Neurona secretora
de GnRH
Eje hipotálamo-pituitaria-ovario
(HPO)
Estradiol
FSH
Una elevada concentración de
estradiol induce el pico preovulatorio de LH
Estradiol
en
concentraciones
relativamente bajas tiene un efecto
inhibidor sobre el eje HPG
LH
Folículo atrésico
Cuerpo
lúteo
Folículo
en
desarrollo
Folículo
Dominante
ovulación
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Rol de AMPc en la mantención del
primer reposo meiótico
INACTIVO
COMPLEJO CUMULOCUMULO-CORONACORONA-OVOCITO
ANTES Y DESPUES DEL ALZA DE LH
EL PEACK DE LH OCURRE 24 A 36 HORAS ANTES DE LA OVULACION
CIERRE DE UNIONES GAP ENTRE LAS CELULAS DEL CUMULO (CC) Y LA CORONA RADIADA
(INHIBIDORES DE LA MEIOSIS NO PUEDEN ACTUAR)
REACTIVACION DE LA MEIOSIS (3-4 HORAS ANTES DE LA OVULACION)
Y DETENCIÓN EN METAFASE II
SINTESIS DE GLICOSAMINOGLICANOS POR LAS CC LLEVA A LA EXPANSION DE ESTAS CELULAS
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COMPLEJO CUMULO-OVOCITO
1er
Corpúsculo
Polar
Células del
Cúmulo
Metafase II
Gránulos
Corticales
Zona
pelúcida
Membrana
Plasmática
• Constitución cromosómica :
23, X
• Vida fértil
:
<24 hrs
• Número
:
1/ciclo/mes
Metafase II
14
(CGP)
Ovogénesis
Etapa Fetal
•Durante la semana 4-5 de embarazo: las
células germinales primordiales (CGP)
migran al primordio gonadal (futura
gónada) del embrión
•Las CGP diferencian en OVOGONIAS, las
cuales proliferan y finalmente entran en
meiosis (diploteno de la profase I)
•La entrada en meiosis gatilla que células
pre-granulósicas rodeen a las ovogonias y
se inicie la FOLICULOGÉNESIS
Etapa post-puberal
•El crecimiento del ovocito se inicia con
el
reclutamiento
de
folículos
primordiales
(diploteno
profase
I)
RECLUTAMIENTO INICIAL
•En la mujer, la formación del gameto
maduro ocurre de manera cíclica
después de la menarquia (primera
menstruación).
ó cigoto
•El gameto maduro es un ovocito
secundario detenido en Metafase II. La
meiosis se completa sólo después de la
fecundación
FECUNDACIÓN HUMANA
Marí
María Cecilia Lardone, MSc.
MSc.
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO
INFANTIL
FACULTAD DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CHILE
Curso Biologí
Biología
Carrera de Enfermerí
Enfermería, 2011
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Eventos de la fecundación
4. Reacción
Acrosomal
5. Fusión de
membranas
3. Unión zona
pelúcida
2. Penetracion
cumulus
6. Activación
del ovocito
1. Capacitación
Cúmulo oósforo
Capacitación del espermatozoide
Aumento de la motilidad del flagelo
Adquisición de capacidad para realizar la
reacción acrosomal
aumento de la fluidez de la membrana
aumento concentración intracelular de Ca++ y
AMPc
aumento de la fosforilación de proteínas en
residuos de tirosina
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Polimerización fibras de actina
en la MP y la membrana
acrosomal externa
Unión de PLC a la MP
Modificaciones en la membrana del
espermatozoide
Aumento de
Formación de
microdominios: lipídicos
(↑ fluidez) proteicos (↓
fluidez)
Aumento de la fluidez de
las membranas
(disminución de la razón
colesterol/fosfolípidos)
Exposición de moléculas
necesarias para la unión
a la ZP, reacción
acrosomal y fusión con el
oolema
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Hiperactivación de los espermatozoides
Interacción espermatozoide – células del
cúmulo
Espermatozoides
Capacitados
Hiperactivados
Actividad
Hialuronidasa
PH20
18
Unión a la zona pelúcida
Unión inicial ZP3 ZRK
induce RA (exocitosis)
ZP2 Acrosina, PH20
unión secundaria
Reconocimiento especieespecifica
3 glicoproteínas
sulfatadas
ZP1 homodímeros
ZP2 y ZP3
héterodímeros
Reacción acrosomal
A
B
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Fusión con el oolema
Reproduction (2004) 127 423-429
Biocell (Mendoza) v.29 n.3 Mendoza ago./dic. 2005
Fusión con el oolema: candidatos para
proteínas de fusión
Reproduction (2004) 127 423-429
20
Activación del ovocito
Reacción cortical
Reanudación de la meiosis
Formación de los pronúcleos
femeninos y masculinos
La fertilización del ovocito por el espermatozoide
gatilla el aumento citosólico de Ca ++
MBOTC, 5th edition
21
Activación del ovocito:
Reacción cortical
REACCIÓN CORTICAL
EN UN OVOCITO DE
RATÓN
BLOQUEO DE LA
POLIESPERMIA
MBOTC, 5th edition
Activación del ovocito:
Reanudación de la meiosis
Duplicación del
DNA en fase S
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Formación de los pronúcleos
En la fecundación se unen los gametos femeninos (ovocito II) y masculino (espermatozoide). Al
entrar el espermatozoide, se activa el ovocito II, termina la meiosis y se elimina el segundo
corpúsculo polar.
Los procesos que ocurren durante las primeras horas son:
1- Duplicación del DNA de cada gameto haploide
2- Singamia: aproximación de los pronúcleos de cada gameto, pero sin fusión de
membranas nucleares
Cigoto 18 horas post-incubación de los gametos
Cuerpos polares I y II
zona pelúcida
pronúcleos
2.5
Unión de los pronúcleos
MBOTC, 5th edition
23
Unión de los pronúcleos
MBOTC, 5th edition
Desarrollo temprano del embrión
humano
El embrión se va dividiendo, originando
duplicación de los blastómeros:
2 células (a las 26 horas)
4 células (38 h)
8 células (72 h)
EMBRIÓN DE 4 CÉLULAS
EMBRIÓN DE 8 CÉLULAS
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Fertilización In vitro
Fertilización in vitro
Inyección intracitoplasmática del
espermatozoide (ICSI)
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