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Gametogénesis y primera semana Gametogénesis y primera semana GAMETOGÉNESIS Es la diferenciación de las CGP (células germinales primordiales) en gametos masculinos y femeninos maduros. EVENTOS Gametogénesis Ovogénesis Espermatogénesis Fecundación Periodo germinal/Preembrionario Fecundación Clivaje Blastulación Implantación Primera semana: Segunda semana: Periodo embrionario Gastrulación Neurulación Organogénesis Semana 3-8: aquí es donde ocurren la mayoría de malformaciones congénitas Embriogénesis (semana 1-8) Desarrollo del feto (Semana < 9) Periodo fetal Crecimiento Diferenciación Establecimiento de patrones y apoptosis Semana 9 hasta el nacimiento (normalmente semana 40): Nacimiento Periodo postnatal Los gametos tienen su origen en las células germinales primordiales (se forman en el epiblasto durante la segunda semana) que van a aparecer en el saco vitelino y durante la cuarta semana empiezan a migrar hasta llegar a las gónadas en desarrollo hasta finales de la quinta semana. Madurez sexual Aumento mensual de hormonas Liberación de Gonadotropinas hipofisiarias Comienza cuando las CGP llegan a las gónadas femeninas del embrión (ovarios), estas van a proliferar por mitosis embrionaria y en la semana 5 se convierten en ovogonias, por diferenciación en el 5 mes del desarrollo fetal todas entran en meiosis I y se estacionan en ovocitos primarios. Un ovocito primario junto con las células epiteliales planas que le circundan se conoce como folículo primordial: Entonces las mujeres nacemos con folículos primordiales. Cuando llega la pubertad habrá: El ovocito primario se diferenciará en ovocito secundario y en el momento de la ovulación entrará en la segunda división meiótica deteniéndose en la metafase II, si hay fecundación terminará la meiosis y se dará un óvulo maduro y si no hay fecundación habrá degeneración celular (+/- 24 horas) y se dará la menstruación. Este proceso se dará hasta que ocurra la menopausia. ¿Cuándo ocurre la gametogénesis en hombres? El cordón sexual comienza a tener un ahuecamiento hasta diferenciarse en túbulo seminífero El cuerpo comienza a producir hormonas En la sexta semana del desarrollo embrionario las CGP migran a las gónadas (testículos) y entran en reposo hasta la pubertad cuando: Entonces con la pubertad las CGP se diferencian en espermatogonias y más tarde por medio de la meiosis llegan a convertirse en espermatozoides. Los espermatozoides se seguirán produciendo hasta el momento de la andropausia (+/- 70 años). Durante la migración y la llegada a las gónadas las divisiones mitóticas aumentan. En su preparación para la fecundación, las CGP pasan por el proceso de gametogénesis que incluye la meiosis para disminuir el número de cromosomas y la citodiferenciación para completar su maduración. ¿Cuándo ocurre la gametogénesis en mujeres? Porque el túbulo seminífero está cerrado, lo que hay es un cordón sexual sin lumen, no hay maduración ni hormonas. ¿Por qué un niño recién nacido no eyacula? RTA: con la pubertad RTA: desde la gestación Inicia en la pubertad y continua en toda la vida adulta del hombre Ocurre: en las paredes de los túbulos seminíferos de los testículos Requiere una temperatura <2 grados de la que existe en la cavidad abdominal y es el motivo por el cuál los testículos se encuentran en la bolsa escrotal Espermatogonias Espermatozoide Espermátide en maduración Espermátide Espermatocito primario en profase Núcleo de célula de Sertoli División espermatogónica ESPERMATOGÉNESIS Es el proceso que comprende los fenómenos mediante los cuales las espermatogonias se transforman en espermatozoides. Generalidades Cordón sexual CGP: Células grandes y pálidas Células de sostén/Células sustentaculares Sostén, protección y nutrición de las CGP Síntesis de Liberación de espermatozoides maduros Las células de Sertoli/sostén/sustentaculares se originan en el epitelio superficial de la glándula, sus funciones son: - Lactato: glucolítico (rompe enlaces de glucosa y da energía) Se necesita energía para que se lleve a cabo la diferenciación - Proteínas: Transferrina, ceruloplasmina, citocinas, stemm cell factor y ABP (Proteína de unión a los andrógenos). - Vitamina A - Inhibina: actúa sobre la FSH yLH Túbulo seminífero Citoplasma de célula de Sertoli Regulación hormonal La LH (Hormona leutinizante) se produce en la hipófisis, cuando se libera se une a receptores que se localizan en la células de Leydig (intersticio) y estimula la producción de testosterona, que a su vez se unirá a las células de Sertoli para promover la espermatogénesis. La FSH (Hormona folículo estimulante) se une a las células de Sertoli (lumen) y estimula la producción de líquido testicular y la síntesis de receptores de andrógenos. Pasos Los espermatozoides alcanzan la movilidad completa en el epidídimo Volumen del semen: 1.5 ml - 5.0 ml Densidad del semen: 50 - 150 millones/ml Células germinales primordiales (44+X+Y) Meiosis 11 período de multiplicación Espermatogonias (44+X+Y) período de crecimiento Espermatocito primario (44+X+Y) Meiosis 1 Espermatocito secundario Haploide (22+X) Espermatocito secundario Haploide (22+Y) período de maduración Espermátide Haploide (22+X) Espermátide Haploide (22+Y) Espermátide Haploide (22+Y) Espermátide Haploide (22+Y) Espermatozoides maduros Haploides Etapa de espermiogénesis Espermiogénesis Son los cambios que experimentan las espermátides para transformarse en espermatozoides. Formación del acrosoma Se forma el acrosoma a partir del aparato de Golgi Aumento de tamaño del acrosoma sobre el núcleo y este se condensa El acrosoma tiene enzimas que en la fecundación disuelven la corona radiada Condensación del núcleo Formación del cuello, la pieza intermedia y la cola En la pieza intermedia es donde se encuentran las mitocondrias que proporcionan energía, requieren fructuosa (en líquido seminal) para el movimiento La fructosa se adquiere en el epidídimo y de ahí adquiere movimiento Espermatozoide El citoplasma disminuye y se pierde, pero la membrana citoplasmática envuelve al espermatozoide Migración de los espermatozoides Los centriolos migran al lado posterior de la espermátide y empiezan a formar una fibra Anomalías de los gametos masculinos (espermatozoides). Espermatozoide típico: Espermatozoide atípico: Teratospermia Microcéfalos Macrocéfalos Acéfalos Bicéfalos Azoospermia Afección por la que no hay espermatozoides en el semen, se puede deber a que el hombre no produce espermatozoides o porque hay una obstrucción que impide que los espermatozoides pasen al semen. OVOGÉNESIS Proceso de formación y maduración de los óvulos Etapa prenatal Tercera semana Célula germinal primordial proliferación por mitosis Quinta semana Ovogonia Diploide Tercer mes Mitosis Meiosis 1 Ovogonia Diploide Ovocito primario en profase Estadío diploteno OMI (inhibidor de maduración del ovocito) Mitosis Ovogonia Diploide Aprox hay 7 millones Quinto mes Séptimo mes Algunos ovocitos sobreviven y otros entran en apoptosis Algunas ovogonias se vuelven atrésicas o se degeneran y las que sobreviven Séptimo mes Meiosis 1 Ovocito primario en profase Estadío diploteno OMI (inhibidor de maduración del ovocito) Terminan la meiosis 1 Ovulación Ovocito entra meiosis 11 Se detiene en metafase 11 No ocurre fecundación Estos ovocitos primarios se empaquetan en células foliculares planas formando el folículo primordial quedando en la etapa de diploteno, una fase de reposo de la metafase de la meiosis 1, este estado de detención es producido por el inhibidor de la maduración de los ovocitos (OMI) y es un péptido secretado por las células foliculares. Etapa postnatal El número total de ovocitos primarios al nacer se calcula entre 60.000 a 80.000. Durante la niñez la mayor parte de los ovocitos sufren de atresia, solo 40.000 persisten al llegar a la pubertad y menos de 500 seránliberados en la ovulación. Con la pubertad empieza la maduración de los folículos y los ovocitos primarios aumentan de tamaño. Antes de la ovulación Ovocito primario en profase Ovocito secundario Recibe la mayor parte del citoplasma Haploide Primer corpúsculo polar Se degenera En estas condiciones el folículo maduro que contiene en su interior el ovocito secundario se rompe por efecto de la LH (hormona luteinizante) y es expulsado del ovario. Ovocito secundario Ocurre fecundación Típico: Se termina la meiosis 11 Cigoto Segundo corpúsculo polar Se degenera Se degenera Menstruación Comienza un nuevo ciclo sexual Anomalías de los gametos femeninos Ovocito primario Célula folicular plana Atípicos: Folículo primordial con 2-3 ovocitos primarios Embarazo gemelar o trillizos Tecas que forma el tejido conectivo: Habrán prolongaciones foliculares en la membrana plasmática del ovocito encargadas del transporte de materiales. - Teca interna: está al lado de la membrana basal, está compuesta por células secretoras esteroideas, produce estrógenos, tiene abundantes vasos sanguíneos. - Teca externa: cápsula fibrosa superficial, brinda protección. Ovocito trinucleado Embarazo molar (mola hidatiforme): no es compatible Degeneran y mueren antes de la madurez Al llegar a la pubertad se establece una reserva de folículos en desarrollo, cada mes se seleccionan entre 15 y 20 folículos a partir de esa reserva para comenzar a madurar. Mórula Blastocisto Cuando se forma el disco bilaminar hacia el día 13 Para que hayan gemelos la división debe ser: Siameses: NOTA ESTADÍOS EN LA PUBERTAD Estadío primario/preantral Los folículos primordiales empiezan a crecer y las células planas se empiezan a transformar en células cúbicas (folículo en crecimiento), estás proliferan para generar un epitelio estratificado de células de la granulosa y esto es lo que se denomina folículo primario. Las células de la granulosa descansan sobre la membrana basal que las separa del tejido conectivo del ovario, lo que forma la teca folicular Las células de la granulosa y los ovocitos secretan una capa de glucoproteínas que rodea al ovocito y es lo que se llama la zona pelúcida Los folículos primarios crecen bajo la influencia de FSH (hormona folículo estimulante), sin ella los folículos primarios mueren y se atresian. La FSH a su vez estimula la maduración de las células foliculares de la granulosa, la proliferación de estás células es mediada por GDF9 (el factor de diferenciación del crecimiento 9). NOTA Estadío secundario/antral/vesicular Empiezan a aparecer espacios ocupados por líquido entre las células de la granulosa, esto da lugar al antro folicular y el folículo entonces se denominará folículo vesicular o antral. Al alcanzar la madurez el folículo vesicular maduro o folículo de Graaf puede alcanzar a tener un diámetro de 25mm o más y estará envuelto en el cúmulo oóforo. En cada ciclo ovárico comienzan a desarrollarse cierto número de folículos, pero por lo general solo uno alcanza la madurez completa, los otros se degeneran y se vuelven atrésicos, cuando el folículo está secundario está maduro, un pico de LH (hormona luteinizante) induce la fase de crecimiento preovulatoria y se completa la meiosis 1. La meiosis 11 solo se completa si el ovocito es fertilizado y si no la célula degenera alrededor de 24 horas después de la ovulación. Estadío preovulatorio: folículo de Graaf CICLO OVÁRICO Al llegar a la pubertad la mujer empieza a tener ciclos regulares cada mes que están controlados por el hipotálamo que controla a la hipófisis, mediante la producción de GnRH. GnRH (Hormona liberadora de gonadotropina) Es sintetizada por el hipotálamo y actuará sobre la adenohipófisis (estimulada por las células basófilas). Función: estimular la producción de hormonas gonadotrópicas. Hormonas gonadotrópicas LH: hormona luteinizante FSH: hormona folículo estimulante Esto hace que el ovocito se vuelva excéntrico (se vaya a un polo) y se empiece a formar el cúmulo oóforo. Función: estimulan y controlan los cambios cíclicos en el ovario. NOTA El objetivo del ciclo ovárico es la maduración del óvulo y la formación del cuerpo lúteo. Menstruación Períodos del ciclo menstrual: El ciclo menstrual inicia con la menstruación, que es el desprendimiento del endometrio debido a una ausencia de implantación embrionaria. En el ovario: En el útero: El desarrollo folicular hará que las células de la granulosa foliculares secreten estrógeno por la gran producción del folículo dominante, hasta alcanzar unos niveles tan elevados que producirán la descarga de grandes cantidades de LH que es lo que desencadena la ovulación y termina la fase folicular. Los niveles crecientes de estrógeno llevan a la proliferación del endometrio, en esta etapa se va a regenerar a partir de su capa basal. Fase folicular/proliferativa/estrogénica Es la fase preovulatoria y se caracteriza por el desarrollo de folículos en el ovario por acción de la FSH, abarca unos 14 días en un ciclo menstrual típico de 28 días. Ovulación La ovulación alrededor del día 14 Incrementa la actividad de la colagenasa: da origen a la digestión de las fibras colágenas que rodean al folículo (el colágeno se encuentra en el tejido conectivo por esto se rompen las tecas) Incrementa las prostaglandinas: generan la contracción muscular ovárica El pico de LH provoca: Con esto se da la ruptura folicular desprendiendo al ovocito con su zona pelúcida y a su vez se desprende las células del cúmulo oóforo, algunas de estas se reorganizan en torno a la zona pelúcida para constituir la corona radiada. Maduración total de 1 folículo Expulsión de un sólo ovocito El resto de folículos primordiales hacen atresia folicular y son reemplazados por tejido conectivo Resultados de la ovulación: NOTA: Consecuencia de la síntesis de estrógenos El endometrio entra a la fase folicular/proliferativa Favorece la fluidez del moco cervical para el paso de espermatozoides La adenohipófisis recibe la estimulación para secretar LH Actúan en el útero: Ovocitos terminan meiosis 1 e inician meiosis 11. Luteinización: estimula la producción de progesterona NOTA: Brote de LH a mitad del ciclo Fase progestacional/secretora/luteínica Es la fase postovulatoria. En el ovario: Tras la ovulación las células de la granulosa que permanecen en la pared del folículo roto, junto con las derivadas de la teca interna, son vascula- rizadas por los vasos sanguíneos circundantes. Bajo la influencia de LH, estás células desarrollan un pigmento amarillento y se transforman en células luteínicas que constituyen el cuerpo lúteo y secretan estrógenos y progesterona. Si hay embarazo: el cuerpo lúteo permanece por la hCG (hormona gonadotropina coriónica humana) secretada por el embrión, producida por el sincitiotrofoblasto, esta se encarga de mantener vivo el cuerpo lúteo que se encarga de producir progesterona para mantener el embara- zo hasta el cuarto mes cuando la placenta es funcional y es la que secretará la progesterona. Si no hay embarazo: el cuerpo lúteo se degenera, por este motivo los niveles de estrógenos y pro- gesterona descienden. En el útero: Gracias a la progesterona liberada por el cuerpo lúteo, el endometrio se hace secretor y produce ciertas sustancias para prepararse para una posible implantación. ¿Qué sucede si no hay fecundación? Cuerpo Albicans/Blanco Si la fecundación no ocurre entonces el cuerpo lúteo alcanza su desarrollo máximo alrededor de 9 días después de la ovulación y se contrae por la degeneración de las células luteínicas (luteólisis) disminuyendo de tamaño y constituyendo una masa de tejido cicatrizal fibroso, que es lo que se conoce como cuerpo blanco o cuerpo Albicans. De manera simultanea la síntesis de progesterona que disminuye precipita la hemorragia menstrual. RESUMEN Folículo secundario2. Capa basal: Capa regenerativa (mes a mes), contiene glándulas y arterias para la fase proliferativa. Cuerpo Albicans Cuerpo lúteo maduroCuerpo lúteo inicial Rotura folicular Ovocito secundario ovulado Célula granulosa Folículo primordial Folículo primario Folículo de Graaf antro CAPAS DEL ÚTERO Perimetrio: capa peritoneal que cubre su pared externa Miometrio: capa gruesa de músculo liso Endometrio: capa mucosa que reviste internamente el útero, es muy vascularizada y su principal función es la de recibir y albergar el embrión en estadio de blastocisto (implantación). Son tres: 1. 2. 3. Capas del endometrio Capa funcional: es la que se desprende durante la menstruación. 1. - Capa esponjosa/intermedia - Capa compacta/superficial Se desprende la capa basal. ¿Qué ocurre cuando hay abortos mal practicados? TRANSPORTE DEL OVOCITO Poco antes de la ovulación las fimbrias de las trompas de Falopio barren la superficie del ovario y estas se comienzan a contraerse de manera rítmica, el ovocito es llevado al interior de las trompas de Falopio por los movimientos de barrido de las fimbrias, así como por los cilios del recubrimiento epitelial. Una vez dentro de la trompa de Falopio, las células del cúmulo retraen sus procesos citoplasmáticos de la zona pelúcida y pierden el contacto con el ovocito, este será impulsado por contracciones musculares peristálticas de la trompa y por los cilios de la mucosa tubaria (ambiente endocrino). El ovocito fecundado llega a la cavidad uterina en aproximadamente 3 a 4 días. Eventos Fecundación Clivaje Blastulación PRIMERA SEMANA DE DESARROLLO HUMANO Proceso por el cual los gametos masculino y femenino se fusionan. ¿Dónde ocurre? En la ampolla de la trompa uterina. Solo un 1% de los espermatozoides depositados en la vagina ingresa al cuello uterino, una vez allí se desplazan por contracciones musculares del útero al istmo de la trompa de Falopio, esto dura de dos a siete horas, en este lugar los espermatozoides finalizan su migración (flagelos y epitelio cilíndrico ciliado). FECUNDACIÓN El ovario libera el óvulo el cual es cogido por las fimbrias, gracias a los cilios se desplazará hasta la ampolla uterina en donde liberará sustancias quimioatrayentes sintetizadas por las células del cúmulo oóforo que rodean el óvulo que actúan sobre los espermatozoides y los atraen haciendo que recuperen su movilidad y naden hasta la ampolla que es donde suele ocurrir la fecundación. Se produce un embarazo ectópico. ¿Qué sucede si el óvulo no es cogido por las fimbrias? Capacitación espermática Reacción acrosómica Para que un espermatozoide pueda fecundar al ovocito debe experimentar: Capacitación espermática Dura alrededor de 7 horas y es el acondicionamiento del espermatozoide que se da en la trompa de Falopio, implica interacciones epiteliales entre el espermatozoide y la superficie mucosa de esta. Se eliminan glucoproteínas, proteínas del plasma seminal y restos del fluido cervical. Solo un espermatozoide capacitado puede pasar las células de la corona radiada y desarrollar una reacción acrosómica. Reacción acrosómica Para que se de la penetración de la zona pelúcida, el acrosoma del espermatozoide libera acrosina y tripsina. FASES DE LA FECUNDACIÓN Penetración de la corona radiada. Penetración de la zona pelúcida. Fusión de las membranas celulares del ovocito y del espermatozoide. Son tres: 1. 2. 3. FASE 1: penetración de la corona radiada En la vagina son depositados: 200-300 millones de espermatozoides Llegan al sitio de fecundación: 300-500 millones de espermatozoides Solo un espermatozoide capacitado fecunda al óvulo FASE 2: penetración de la zona pelúcida La zona pelúcida es una cubierta de glucoproteínas que rodea al óvulo y mantiene la unión con el espermatozoide a la vez que induce a la reacción acrosómica. Está contiene: ZP1, ZP2 y ZP3. ZP1: puente entre ZP2 y ZP3. ZP3: reconoce espermatozoides de la misma especie Penetración de la zona pelúcida Penetración membrana plasmática del ovocito Reacción de zona Cuando la cabeza del espermatozoide tiene contacto con la membrana plasmática del ovocito se produce una liberación enzimática causando: FASE 3: fusión de las membranas La adhesión inicial del espermatozoide al ovocito es mediada por la interacción de: integrinas y desintegrinas. Se fusiona la membrana plasmática del ovocito y del espermatozoide. Penetración del zoide en el ovocito: tanto la cabeza como la cola del espermatozoide entran en el citoplasma del ovocito, la membrana plasmática queda atrás, sobre la superficie del ovocito. Reacciones cortical y de zona Reinicio de la segunda división meiótica (zoide intraovular) Activación metabólica del óvulo (zoide-factor activador 9) Cuando el espermatozoide entra al ovocito, el óvulo responde de tres formas: 1. 2. 3. Reacciones cortical y de zona El óvulo envía una señal a los gránulos corticales, los cuales liberarán lisozimas, lo que hace que la membrana ovular se vuelva impenetrable, impidiendo la polispermia (penetración de más de un espermatozoide al ovocito). Reinicio de la segunda división meiótica Un segundo cuerpo polar El ovocito definitivo con 23 cromosomas que se disponen en el pronúcleo femenino. El ovocito termina su segunda división meiótica de inmediato, tras el ingreso del espermatozoide. Da como resultado dos células hijas: Activación metabólica del óvulo Se da gracias al espermatozoide que aporta el factor activador 9 (zoide-factor activador 9). Mientras tanto el espermatozoide se empieza a acercar al pronúcleo femenino, entonces su núcleo se dilata y se forma el pronúcleo masculino, su cola se desprende y degenera.. Una vez que el ADN de los dos pronúcleos se duplica, los cromosomas paternos y maternos se entremezclan, se separan en sentido longitudinal y pasan por una división mitótica, lo que da origen a la etapa bicelular. El cigoto sufre una serie de divisiones mitóticas que incrementa su número de células. NOTA Las células que resultan de cada división se llaman blastómeras. RESULTADOS DE LA FECUNDACIÓN División mitótica: escisión de los 23 pares de cromosomas dobles tanto femeninos como masculinos Replicación del ADN y crecimiento de cada pronúcleo Restablecimiento del número diploide de cromosomas (46 cromosomas) Determinación del sexo: XX/XY Crecimiento de los pronúcleos Inicia la segmentación CLIVAJE O SEGMENTACIÓN Mórula Se modifica estructuralmente la zona pelúcida. Primera segmentación: 30 horas después de la fecundación, etapa bicelular. Segunda segmentación: 40 horas después de la fecundación, da lugar a 4 blastómeras Tercera segmentación: da lugar a 8 blastómeras las cuáles alcanzan el máximo contacto entre sí formando una esfera celular compacta que se mantiene unida por uniones estrechas y se le conoce como compactación Cuarta segmentación: alrededor del 3 día después de la fecundación, las células del embrión compactado se dividen de nuevo formando la mórula de 16 células. En este momento el embrión se denomina: blastocisto. Las células de la MCI denominadas ahora embrioblasto se ubican en el polo embrionario. Las células del trofoblasto se aplanan y constituyen la pared del blastocisto. Las células del interior de la mórula constituyen la: masa celular interna (MCI) y es la que origina los tejidos del embrión, por lo que constituye el embrioblasto. Las células circundantes forman la masa celular externa (MCE) constituyen el trofoblasto, que más adelante dará origen a la placenta. BLASTULACIÓN La mórula ingresa al útero en el día 4, y comienza a penetrar líquido a través de la zona pelúcida hacia los espacios intercelulares de la MCI, esto da como resultado una cavidad llamada: blastocele. Quinto día Se elimina la zona pelúcida y esto permite que el blastocisto se una al endometrio del útero materno. Sexto día Las células trofoblásticas ubicadas sobre el polo embrionario invaginan la mucosa uterina. ÚTERO EN LA IMPLANTACIÓN La mucosa del útero se encuentraen la fase secretora. Las glándulas y arterias uterinas se vuelven tortuosas y el tejido se vuelve congestivo. El blastocisto se implanta en la pared posterior o anterior al útero.
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