gametogenesis

GAMETOGENESIS
Nuestro desarrollo comienza en el momento de la fecundación, proceso por el cual se unen el
espermatozoide del varón con el ovocito de la mujer, para dar origen a una nueva célula
llamada huevo o cigoto.
Este fenómeno requiere de una serie de etapas que permiten que las células germinativas
primitivas maduren y se diferencien en gametas, proceso que se conoce como gametogénesis
que en la mujer constituye la ovogénesis y en el varón la espermatogénesis.
La gametogénesis tiene dos objetivos fundamentales:
Conservar el número de cromosomas que caracteriza la especie, por lo que tiene
que reducir a la mitad el número diploide de 46 cromosomas a número haploide,
23 cromosomas, lo que se logra mediante las divisiones meióticas o de
maduración de las gametas. De lo contrario si las mismas tuvieran número
diploide al fusionarse, tendrían el doble de cromosomas que las células
originarias.
Modificar las formas de las células germinativas para prepararlas para la
fecundación. Los espermatozoides se forman en los testículos del hombre, desde
allí deben recorrer un largo camino por el tracto genital masculino y luego
femenino, hasta encontrarse con el ovocito.
La célula germinativa en el varón llamada espermatogonia, es redonda, voluminosa y carece
de motilidad, por lo tanto debe experimentar una serie de transformaciones que le permiten
transformarse en espermatozoide, para lo cual adquiere cabeza, cuello y cola, perdiendo casi
todo su citoplasma, condensando su núcleo, modificando su AG en una gran vesícula, el
acrosoma que contiene las enzimas que le permiten abordar el ovocito y adquiriendo un flagelo
que le confiere motilidad. Todos estos cambios constituyen el proceso de diferenciación.
En la mujer, durante la diferenciación del ovocito, ocurre lo contrario, la célula primitiva,
ovogonia, aumenta su volumen citoplasmático y cuando ha alcanzado su madurez mide 120
micras de diámetro.
La ovogénesis
Maduración prenatal
Durante el desarrollo embrionario y hacia el final del tercer mes las células germinativas
primitivas se convierten en ovogonias, los que después de haber experimentado varias
divisiones mitóticas se rodean de células epiteliales planas o células
Folículo primordial:
foliculares, se transforman en ovocitos primarios, duplican su ADN
ovocito
primario
y entran en la profase de la primera división meiótica. Durante los
rodeado de células
meses siguientes, las ovogonias se multiplican, algunas se
foliculares planas
transforman en ovocitos primarios y la mayoría degeneran y
desaparecen. Al momento del nacimiento, la mujer posee el número
de ovocitos que han sobrevivido, todos en la profase de la primera división meiótica y rodeados
de las células foliculares constituyendo los folículos primordiales.
Maduración post-natal
Los ovocitos primarios entran en una etapa denominada diploteno en la que permanecen en la
profase de la primera división meiótica hasta llegar a la pubertad, aparentemente debido a una
sustancia inhibidora de la maduración de los ovocitos, secretada por las células foliculares. Se
calcula que la recién nacida tiene entre 700.000 a 2.000.000 de ovocitos primarios, los que
durante la niñez experimentan atresia (se atrofian y desaparecen) y al comienzo de la pubertad
solo quedan unos 400.000, de los cuales menos de 500 llegarán a la ovulación en el período
reproductor de la mujer.
La pubertad es el período de vida en el que se inicia la madurez sexual y responde a estímulos
hormonales originados en la glándula hipófisis, que desencadenan una serie de cambios
psicosomáticos tanto en la mujer como en el varón, cuya finalidad es prepararnos para la
reproducción.
Estas hormonas llamadas en general gonadotropinas, porque estimulan la maduración de las
gónadas (testículo y ovario), son la folículoestimulante - FSH - y luteinizante – LH-, que en la
mujer producen la maduración de los folículos primordiales. Durante este proceso el ovocito se
rodea de una capa de glucoproteínas producidas por el propio ovocito y por las células
foliculares, llamada zona o membrana pelúcida. Cuando todo el folículo llega a la madurez,
posee una cavidad llena de líquido, llamada antro folicular y el conjunto se llama folículos
maduro de de Graaf, que aparece como un quiste de 10mm o más sobre la superficie del
ovario. En el momento de la ovulación este quiste estalla y expulsa al ovocito hacia la cavidad
peritoneal. Durante cada ciclo ovárico, de 28 días, comienzan a madurar entre 5 y 15 folículos,
pero generalmente sólo uno alcanza la madurez, los demás se vuelven atrésicos. Durante este
ciclo el ovocito primario aumenta su volumen y reanuda su primera división meiótica que lleva a
la formación de dos células de diferente diámetro, una voluminosa con casi todo el citoplasma,
el ovocito secundario y una muy pequeña, el primer cuerpo polar, ambas con 23
cromosomas de estructura doble. Esto ocurre momentos antes de la ovulación.
Terminada la primera división meiótica el ovocito secundario entra en la segunda división
meiótica sin duplicación de ADN, la que completará solo si es fecundado. Si no ocurre la
fecundación, la célula degenera en 24hs.
Durante la maduración del ovocito, las células de la granulosa y de la teca interna producen
estrógenos, hormona femenina que actúa sobre la mucosa que reviste la cavidad uterina,
llamada endometrio, estimulando el crecimiento de las mismas preparando el sitio donde se
implantará el huevo o cigoto si hay fecundación.
Una vez producida la ovulación, el folículo de de
Graaf se transforma en cuerpo amarillo una
estructura constituida por las células de la granulosa
que se transforman en células luteínicas de
citoplasma amplio porque se llena de lípidos que
secretan otra hormona esteroide: la progesterona,
esta hormona también actúa sobre el endometrio,
frenando su crecimiento pero estimulando a las
células de las glándulas y al estroma a prepararse
para anidar y nutrir al cigoto si se produce la
fecundación.
En caso de fecundación el cuerpo amarillo se
mantiene activo durante los 3 primeros meses del
embarazo, asegurando la nidación, a partir de ese
momento la placenta se encarga de sostenerlo. En
cambio si no hay fecundación el cuerpo amarillo al
cabo de 14 días se transforma en una cicatriz
fibrosa llamada cuerpo blanco.
La espermatogénesis.
En el varón la diferenciación de las células germinativas primitivas comienza en la pubertad.
Hasta esa edad estas células se agrupan en cordones sólidos del testículo. Por influencia de
las hormonas hipofisarias, esos cordones comienzan a ahuecarse y transformarse en túbulos o
conductillos seminíferos. Las células más profundas que los revisten son las espermatogonias
de las cuales existen dos tipos A y B, las primeras luego de varias divisiones mitóticas y de una
serie de transformaciones quedan como células de reserva y otras se diferencian en tipo B las
que por divisiones mitóticas se transforman en espermatocitos primarios que inician la
primera división meiótica, con una profase prolongada de 22 días. De esta división se forman
dos células con la mitad de cromosomas dobles, los espermatocitos secundarios que sin
duplicación de ADN comienzan la segunda división meiótica, dando origen a dos células con 23
cromosomas cada una, las espermátides. Durante todas estas divisiones no se produce una
citocinesis completa, de modo que a partir de una espermatogonia de tipo B, se pueden ver las
sucesivas células de su progenie, unidas por puentes citoplasmáticos. Estas células están
alojadas y sostenidas en recesos o invaginaciones del citoplasma de las células de Sertoli que
además las nutren y ayudan a liberar a los espermatozoides maduros.
Espermiogénesis
Se denomina así a la serie de transformaciones que experimentan las espermátides hasta
transformarse en espermatozoides. Estos cambios consisten en:
Formación del acrosoma que se extiende por delante y por más de la mitad de la
superficie del núcleo; contiene las enzimas que permiten la penetración del óvulo.
Condensación del núcleo, lleva la información genética.
Formación del cuello, pieza intermedia y cola, esta última responsable de la motilidad,
es un flagelo, por lo tanto constituido por microtúbulos y la pieza intermedia del
metabolismo y energía.
Los espermatozoide maduros son liberados en la luz
de los túbulos y expulsados por elementos
contráctiles de la pared de los mismos, solo
adquieren motilidad en el epidídimo. Todo el proceso
tiene una duración de aproximadamente dos meses.
Resumen de gametogénesis.
OVOGENESIS
PARCIAL
ESPERMATOGENESIS
CONTINUA
SE VA COMPLETANDO POR ETAPAS
NO SE INTERRUMPE
INCOMPLETA
COMPLETA
SOLO SE
OVULACION
COMPLETA
SI
HAY
CUATRO
CELULAS
ADULTAS
CROMOSOMAS CADA UNA
ASIMETRICA
SIMETRICA
OVOCITOS GRANDES Y CUERPOS
POLARES PEQUE´ÑOS
CUATRO
CELULAS
(ESPERMATOZOIDES)
CON
23
IGUALES
Fertilidad masculina
Durante la eyaculación el hombre expulsa entre 3 y 4ml de semen. El semen está formado por
los espermatozoides y las secreciones del epidídimo, próstata y vesículas seminales. El
número de espermatozoides es de 100 millones por mililitro, no obstante se considera fértil
hasta 20 millones p/ml o 50 millones en el total del eyaculado.
Por qué se necesitan tantos espermatozoides si uno solo fertilizará al ovocito? A lo largo de
una
serie de conductos, tanto del tracto genital masculino como femenino, los
espermatozoides transportados deben vencer numerosas barreras químicas y mecánicas,
como la acidez de la uretra masculina y de la vagina de la mujer, donde mueren gran cantidad
de ellos, llegando solo entre 300 y 500 espermatozoides hasta el lugar donde ocurre la
fecundación. Por lo tanto se considera que todos colaboran para que uno llegue.
Por otro lado, los espermatozoides dentro del tracto genital femenino se van capacitando para
poder penetrar al ovocito, este período dura aproximadamente unas 7hs y consiste en la
separación de glucoproteínas y proteínas del semen de la membrana plasmática que cubre el
acrosoma. Los espermatozoides se encuentran con el ovocito en el tercio externo de la trompa
uterina que es el sitio habitual donde se produce la fecundación. Durante esta capacitación los
espermatozoides adquieren también movimientos enérgicos y violentos de su cola agotando su
energía, “hiperactivación y/o hipermotilidad”. En el trayecto a través de los tractos
reproductores, los espermatozoides avanzan por las contracciones de los músculos lisos de los
diferentes conductos mas que por ellos mismos.
Fases de la fecundación.
Cuando el ovocito es expulsado a la cavidad peritoneal, es captado por la trompa uterina que
apoya sobre la superficie del ovario. Este ovocito se desprende del folículo, rodeado de células
foliculares que le forman una corona, la corona radiada y de la zona pelúcida.
Por lo tanto para que un espermatozoide pueda fusionarse con un ovocito tendrá que atravesar
estas capas y la membrana del ovocito, de ahí que las etapas de la fecundación comprenden:
Penetración de la corona radiada.
Penetración de la zona pelúcida.
Fusión de las membranas.
Cuando se encuentran las gametas se produce la reacción acrosómica, que consiste en
cambios de la membrana plasmática del espermatozoide que permiten la liberación de las
enzimas del acrosoma. Estas van separando las células de la corona radiada y labrando
túneles por donde avanza el
espermatozoide,
hasta
ponerse en contacto con la
zona pelúcida donde se
completa la liberación de
enzimas y se expone por
delante del núcleo antígenos
de la especie que tienen sus
receptores
de
reconocimiento
en
la
membrana pelúcida.
Las enzimas que se liberan
son la hialuronidasa que
separa las uniones celulares
y la neuraminidasa y
acrosina que facilitan la
penetración de la zona
pelúcida
por
el
espermatozide
que
encuentra su receptor de
reconocimiento Cuando de desintegra la corona radiada el ovocito queda expuesto a todos los
espermatozoides que lo rodean. La permeabilidad de la zona pelúcida se modifica cuando el
espermatozoide se pone en contacto con la membrana plasmática del ovocito. Este libera
enzimas de lisosomas que se encuentran en gránulos corticales de la superficie, las cuales
inactivan los receptores específicos para la especie e impiden la penetración de otros
espermatozoides. Esto se conoce como reacción de zona y bloqueo de la poliespermia.
Como el espermatozoide ha perdido la porción anterior de su membrana plasmática, se pone
de costado para fusionar la membrana de la parte posterior de la cabeza a la membrana del
ovocito.
En este momento, la cola del espermatozoide se desprende
Como consecuencia de esta fusión se activa la meiosis del ovocito que completa su segunda
división meiótica y expulsa el segundo cuerpo polar e incorpora el núcleo del espermatozoide.
Además activa su metabolismo, con aumento en la captación de oxígeno, aminoácidos y
producción de calor.
Se denominan pronúcleos masculino y femeninos a los núcleos de ambas células, cada uno
con 23 cromosomas, que comienzan a duplicar su ADN, desparecen sus membranas nucleares
y se entremezclan sus cromatinas para formar un núcleo diploide. Se produce la primera
división mitótica o anfimixis finalizando la fecundación y dando por resultado el huevo o cigoto
que inicia la vida de un nuevo ser.
Podemos deducir que el citoplasma del huevo o cigoto es el citoplasma del ovocito ya que el
espermatozoide prácticamente solo aporta el núcleo, por lo tanto las mitocondrias organelas
son de origen materno.
Resultados de la fecundación:
Restablecimiento del número de cromosomas (diploide)
Determinación del sexo cromosómico.
Anfimixis e inicio de la segmentación.