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GAMETOGÉNESIS Formación del espermatozoide y del ovocito Dr. Víctor Peralta Chávez Médico Pediatra Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGENÉSIS CURSO: BIOLOGÍA CELULAR GAMETOGÉNESIS • El desarrollo de un nuevo organismo, se inicia con la fecundación • El proceso mediante el cual se desarrollan los gametos masculino y femenino recibe el nombre de GAMETOGÉNESIS y al concluir este proceso los gametos serán genotípicamente y fenotípicamente maduros, capaces de participar en el proceso de la fecundación. • Tanto en el hombre como en la mujer el proceso de la gametogénesis comienza con la aparición de las células germinales primordiales Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGÉNESIS Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGÉNESIS Los gametos derivan de CGP (células germinales primordiales) que se forman en epiblasto 2º semana, luego migran a la pared del saco vitelino 3º semana. A la 4ta semana migran del saco vitelino hacia las gónadas en desarrollo, llegando a finales de la 5ta semana. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGÉNESIS • Cuando las células germinales primordiales llegan a la gónada primitiva, continua su mitosis y pasan de ser miles a millones de estas células. • Su desarrollo posterior dependerá del genotipo del embrión, y será diferente en el varón (XY) y en la mujer (XX) Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Gen SRY -Responsable sexo -7º Semana gónada primitiva -Yp11.3 Genes Asociados: ❖ Gen SOX9: Factor de transcripción Gen masculinizante (posee un papel crucial conjunto con el gen SRY) 17q 24.3-25.1 ❖ Gen WNT: Codifica molécula de señalización En mujeres regula la expresión de DAX1 que suprime la expresión de SOX9 En hombres suprime la acción de WNT y DAX1 para dar la diferenciación testicular ❖ Gen DAX1: Codifica proteína asociada sin dominio para la unión al DNA Xp 21.3-21.2 ESPERMATOGENÉSIS • La maduración de los espermatozoides comienza en la pubertad, fenómeno por el cuál todos los espermatogonios se transforman en espermatozoides. • Al nacimiento, las células germinales pueden identificarse en el varón en los cordones sexuales de los testículos como células grandes y pálidas, rodeadas por las células de sostén. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe La espermatogénesis es un proceso que ocurre en los túbulos seminíferos de los testículos, mediante el cual las espermatogonias se transforman en espermatozoides maduros; se inicia la pubertad y continua durante toda la vida adulta del varón. El sistema genital masculino está constituido por los testículos, un sistema de conductos genitales que van desde estos hasta la uretra y unas glándulas anexas o accesorias. El proceso de espermatogénesis se inicia cuando comienza la pubertad (alrededor de los 13 años). A partir de este momento va a ocurrir de manera continua durante toda la vida adulta del varón, terminando hasta edades avanzadas ESPERMATOGENÉSIS Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS En la etapa embrionaria en los testículos se forman los lobulillos testiculares y en su interior se pueden observar unas largas estructuras filiformes, carentes de luz interior, que reciben el nombre de cordones seminíferos. Estos cordones están compuestos por células incluidas en el tejido conectivo y van a continuar así hasta la infancia. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CORTE TRANSVERSAL DE TESTÍCULO Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CORTE TRANSVERSAL DE TESTÍCULO Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe TÚBULOS SEMINIFEROS Cuando llegan a la pubertad, los cordones seminíferos se transforman en túbulos seminíferos al formarse una luz interna a lo largo de ellos, quedando las células en la periferia de los túbulos, rodeados de una lámina basal. ESPERMATOGENÉSIS Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS Alrededor de los túbulos seminíferos se encuentra un tejido conectivo peritubular en el que se incluyen los vasos sanguíneos y unas pequeñas células denominadas células intersticiales (de Leydig= producción testosterona). Las células del interior de los túbulos seminíferos quedan compuestas en capas y compartimentos, y en conjunto reciben el nombre de epitelio seminífero . Existen dos estirpes de células diferentes en el epitelio seminífero: Las células sustentaculares (de Sertoli). Y las células espermatogenéticas. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CÉLULAS DE SERTOLI Células de Leydig Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGÉNESIS CÉLULAS DE SERTOLI Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Figura 9: Modelo de la acción de gonadotrofinas en la célula de Leydig y de Sertoli, para la secreción de estrógenos (Holy, 1983). Sint. De Prot. Recept. De Andrógeno intracelular ESPERMATOGENÉSIS CÉLULAS SUSTENTACULARES Las funciones mas importantes de las células sustentaculares son: • Dar soporte a las células espermatogénicas y formar microambientes en las que se alojen. • Captar testosterona y HFE a través de los receptores que poseen. • Son células grandes con múltiples prolongaciones citoplasmáticas que las mantienen unidas entre si y que al mismo tiempo forman compartimentos en las que se alojan las células espermatogénicas. • Actúan como “nodrizas” de las células espermatogénicas que les permitirán alcanzar la madurez necesaria. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CÉLULAS SUSTENTACULARES • Formar la barrera hematotesticular que protege a las células espermatogénicas del sistema inmunitario e impide el paso de sustancias tóxicas y células cancerosas. • Filtrar el paso de esteroides, metabolitos y sustancias nutritivas • Fagocitar células espermatogénicas en degeneración y del citoplasma del que se desprenden durante su desarrollo • Secretar proteínas que concentren testosterona en el epitelio seminífero • Producir sustancias inhibidoras y estimuladoras de la mitosis y meiosis Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CÉLULAS SUSTENTACULARES • Secretar sustancias que estimulen a las células intersticiales para la producción de testosterona. • Fabricar hormonas que inhiban la liberación de gonadotropinas por la adenohipófisis. • Controlar el movimiento de las células espermatogénicas. • Nutrir a las espermátides. • Secretar factor inhibidor mülleriano (6-7 semana)- excepto para el utriculo prostatico y la hidatide de Morgani. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe GAMETOGÉNESIS GAMETOGÉNESIS Proceso de espermatogénesis desde espermatogonias tipo B hasta los espermatozoides Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS En los tubos seminíferos ocurre la formación y maduración morfológica de los espermatozoides. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Genes y factores implicados en la gametogénesis: ❖ Proteínas de la familia Bcl 2: Maduración de células germinales y supervivencia en diferentes fases ❖ Genes HOX: Dinámica de los microtúbulos, moldeado cabeza espermatozoide y formación de la cola. ESPERMATOGENÉSIS ESPERMIOGENÉSIS: Las espermátidas van a sufrir los diferentes cambios: -Liberan el exceso de citoplasma (que será fagocitado por las células sustentaculares) -La cromatina se compacta (reduciendo el tamaño del núcleo) -El complejo de Golgi forma el acrosoma. (que recubre la mayor parte del núcleo) -El centriolo distal da origen al flagelo del espermatozoide(que dará motilidad propia a estas células) Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.peESPERMATOGENÉSIS ESPERMIOGENÉSIS -Las mitocondrias se concentran alrededor del cuello del espermatozoide formando la vaina mitocondrial(que dará la energía necesaria al espermatozoide para su motilidad) -El citoplasma forma una vaina alrededor del cuello y el flagelo del espermatozoide. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS ESPERMATOZOIDE HUMANO Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS Espermatozoide maduro Mide entre 50 – 60 um de longitud Alcanza su madurez morfológica en los túbulos seminíferos en 60 a 70 días Esta constituido por la cabeza, cuello y cola o flagelo Una vez que los espermatozoides alcanzan su madurez morfológica , son liberados a la luz de los tubos seminíferos, pero son aun inmóviles e incapaces de realizar la fecundación. En el epidídimo los espermatozoides, sufren una maduración bioquímica (12 días) (motilidad propia y una cubierta glicoproteica) Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS ESPERMATOZOIDES ANORMALES La presencia de espermatozoides anormales morfológica o funcionalmente es frecuente (10%) El 30 – 40 % de los espermatozoides deben presentar una movilidad adecuada en el semen después de 2 horas de eyaculados Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS ESPERMATOZOIDES ANORMALES Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS CONTROL HORMONAL DE LA ESPERMATOGÉNESIS El proceso mediante el cual se forman los espermatozoides requiere de un control hormonal. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS Los conductos genitales serán los encargados de la maduración fisiológica y del transporte de los espermatozoides Las glándulas anexas proporcionaran, a través de sus secreciones, sustancias esenciales para la maduración y transporte de los espermatozoides, y formaran el semen. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe ESPERMATOGENÉSIS GLÁNDULAS ANEXAS: • VESÍCULAS SEMINALES: Aportan mas de la mitad de las secreciones que forman el semen. • LA PRÓSTATA: Aporta el 30% • GLÁNDULAS BULBOURETRALES: Aportan sus secreciones durante la estimulación sexual, y aparentemente estas sust. actúan como lubricador sexual. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS La ovogénesis es un proceso que ocurre en el ovario mediante el cual los ovogonios se transforman en ovocitos maduros; se inicia en el periodo prenatal y concluye hasta después de la pubertad (12 – 50 años) El sistema genital femenino esta constituido por los ovarios, las tubas uterinas, el útero y la vagina Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe En los ovarios ocurre la formación y maduración de los ovocitos y los folículos ováricos Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS Desarrollo prenatal de los ovocitos - La maduración de los ovocitos comienza antes del nacimiento. -Cuando las células germinales han alcanzado la gónada genéticamente femenina, se diferencian en ovogonios. -Estas siguen en números de divisiones mitóticas y hacia el final del tercer mes se organizan en grupos rodeados de una capa de células epiteliales planas. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS -La mayoría de ovogonios comienza dividiéndose por mitosis , alguno de ellos se diferencian en ovocitos primarios que poseen mayor tamaño. -Inmediatamente después de ser formados, replican su ADN y entran en la profase de la primera división meiotica . Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS -Los ovogonios se incrementan rápidamente y hacia el quinto mes de desarrollo prenatal , el número total de células germinales alcanza su máximo de 7´000,000 . -En este momento comienza la muerte y muchos ovogonios, al igual que los ovocitos primarios se vuelven atrésicos, Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS Desarrollo postnatal de los ovocitos El número total de ovogonios al nacimiento se estima que varía que desde 600,000 a 800,000 ovocitos primarios, y solo unos 40,000 persisten al inicio de la pubertad detenidos en la profase de la meiosis uno en el periodo de Diploteno debido a una sustancia inhibidora de la maduración del ovocito (0MI). Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe OVOGÉNESIS Durante los años que siguen a la pubertad, un pequeño número de ovocitos primarios reanudarán la meiosis durante cada ciclo sexual de la mujer, fenómeno que se repetirá en otros ovocitos cada 28 a 30 días durante toda la vida fértil de la mujer y que terminará hasta aproximadamente los 50 años de edad, en la etapa de la menopausia o climaterio. -En la pubertad de 20 a 30 folículos primordiales comienzan a madurar con cada ciclo ovárico, reanudando la meiosis I el ovocito crece y las células foliculares que lo rodean se tornan cúbicas, formando un epitelio cúbico unilaminar. Las células foliculares proliferan rápidamente y crean varias capas alrededor del ovocito primario dando lugar a un epitelio estratificado que constituye en conjunto un folículo primario multilaminar. Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Desarrollo folicular Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Desarrollo folicular Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe Comparación Genética ❖ Ambos gametos son células haploides ❖ Ambos pueden experimentar cariogamia ❖ El ovocito es de mayor tamaño que el espermatozoide y carece de movilidad, mientras el espermatozoide es pequeño de gran movilidad ❖ Con respecto a la constitución normal de cromosomas sexuales: ❑ Espermatozoide: 23,X y 23,Y ❑Ovocito: 23,X Blgo. Diez Morales Carlos A. CDIEZM@upao.edu.pe
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