Hormonas, Crecimiento y Desarrollo

HORMONAS CRECIMIENTO Y DESARROLLO.-

La fecundación o singamia es el proceso en donde el espermio y el óvulo se unen para generar una nueva célula, denominada huevo o cigoto, iniciándose el desarrollo embrionario. Después de la ovulación el ovocito II se introduce en la trompa de Falopio y comienza su lento descenso hacia el útero. Por su parte los espermatozoides depositados en la vagina avanzan en sentido contrario, esto en el caso de la fecundación interna. En otros casos, como animales acuáticos simplemente dejan en libertad sus gametos en el agua y su unión depende del azar. Así no requieren de órganos accesorios. Esta modalidad se denomina fecundación externa.

El encuentro entre ambos gametos tienen lugar entre las 24 horas siguientes a la ovulación, habitualmente a la altura del tercio distal de la trompa de Falopio.

Aunque, en rigor, basta uno para confirmar la fecundación, normalmente con el eyaculado se depositan alrededor de 350 millones de espermios. Este aparente exceso es imprescindible pues los espermios que alcanzan al óvulo son excesivamente escasos. Gran parte son destruidos por la acidez de la vagina o quedan en el camino atrapados por barreras físicas naturales (cuello del útero o unión uterotubaria).

El ovocito y el espermio son transportados por los movimiento ciliares de la trompa y musculares del útero. Ambas actividades son estimuladas por la oxitocina y la progesterona (hormonas femeninas) y las prostaglandinas (semen).

La capacitación es el proceso que habilita a los espermios eyaculados para fecundar al ovocito II, esto se produce mientras ascienden los espermios por el útero y las trompas atraídos por sustancias segregadas en estos mismos segmentos.

Los ovocitos conservan la capacidad para ser fecundados hasta 24 horas después de la ovulación, transcurrido este tiempo comienzan a envejecer y mueren. Los espermios por su parte, sobreviven en el sistema femenino entre 24 a 72 horas. La fecundación no es posible si los gametos son de especies diferentes.

Los ovocitos humanos maduran en el oviducto y da por resultado:

• Cambios en la superficie externa del huevo que impide la poliespermia
• Activación metabólica del óvulo
• Introducción del material genético del padre
• Segmentación

Tanto en la fecundación externa como en la interna el proceso se lleva cabo en tres fases consecutivas:
1. Encuentro del espermatozoide con el óvulo en el que intervienen sustancias químicas específicas de cada especie que actúan de receptores de los espermatozoides.
2. Activación del óvulo que viene determinada por el aumento de síntesis de proteínas y aumento del consumo de oxígeno.
3. Penetración del espermatozoide en el óvulo tal como se muestra en la imagen.
Si un espermatozoide alcanza el ovocito en la trompa de Falopio y hay éxito en la penetración, la corona radiada y la zona pelúcida circundante da el comienzo al proceso de fertilización.
En respuesta al efecto de un esperma a la membrana vitelina, los gránulos corticales son liberados por la vía del mecanismo dependiente de calcio. Estos gránulos causan dificultad en la zona pelúcida y pueden impedir la penetración de un esperma adicional.




Figura de La fecundación
La formación de la membrana de fecundación impide la entrada a los demás espermatozoides. La cola del espermatozoide se desprende y queda fuera, entrando sólo el núcleo, y el centríolo. El núcleo espermático se aproxima al del óvulo, las membranas de ambos se fusionan y forman el núcleo del cigoto diploide. A continuación, comienzan las divisiones por mitosis.
La reacción ocurre en el momento en que los espermatozoides se encuentran próximos al ovocito y a las células foliculares o al tomar contacto con ellas, al parecer, se inicia en respuesta a señales químicas provenientes de las células foliculares, las que liberarían al medio sustancias químicas que promoverían la producción de la reacción acrosómica, donde el contenido del acrosoma se libera al exterior.
Se liberan fundamentalmente proteínas con actividad enzimática, que actúan produciendo la lisis de las sustancias que mantienen cohesionadas a las células de la corona radiata, y quedan descubiertas o expuestas sustancias que participarían también en la penetración de la membrana pelúcida.

La reacción acrosómica se inicia como un fenómeno de fusión de membranas. La membrana plasmática del espermatozoide se fusiona con la membrana externa del casquete acrosómico; la fusión se realiza simultáneamente en varios puntos, y da como resultado la formación de pequeños poros por los cuales empezarían a verterse al exterior las sustancias acrosómicas. Se ha postulado que la enzima fosfatasa sería reactivada durante la capacitación promoviendo un intercambio de iones con el espacio periacrosómico; esto daría lugar finalmente a la activación de las enzimas acrosómicas que iniciarían la reacción.

Se ha propuesto que el Ca +² podría activar enzimas que se encuentran en ambas membranas fosfolipasas - que iniciarían la fusión de membranas necesaria para la reacción acrosómica. El Ca+² también actuaría neutralizando cargas de superficie de las membranas.
Según la cantidad de sustancias de reserva o vitelo que contengan, los huevos pueden ser:
• Isolecitos, con poco vitelo y uniformemente distribuido por el citoplasma; es propio de los Equinodermos, Mamíferos, entre otros.
• Heterolecitos, con abundante vitelo localizado en el polo opuesto al núcleo; es propio de Anfibios.
• Centrolecitos, localizado en torno al núcleo; es propio de los Artrópodos.
• Telolecitos, la gran cantidad de vitelo ocupa prácticamente toda la célula, quedando el núcleo reducido a un pequeño disco desplazado; es propio de Peces, Reptiles y Aves. La gran cantidad de vitelo permite al embrión un desarrollo completo dentro del huevo.

TRABAJO PERSONAL.-

1. ¿Qué característica debe tener la adhesión entre el espermio y la zona pelúcida?

2. ¿En qué consiste la reacción acrosómica? Descríbela.
3. ¿Qué ocurre una vez que se completa la penetración y toman contacto las membrans plasmáticas del espermio y ovocito II?

4. ¿Qué función cumplen los polocitos?

5. ¿Qué cambios se producen al expulsarse los gránulos corticales?

6. Defina:

1. Singamia


2. Cariogamia


3. Plasmogamia


4. Anfimixis



7. ¿Qué consecuencias tiene la fecundación?

DESARROLLO EMBRIONARIO.-

El desarrollo embrionario consta de 3 etapas:

1. Segmentación.

Luego de la fecundación, el huevo continúa su camino por el oviducto, por unas 36 horas después de la fecundación. El huevo se divide formando 2 células y hasta que se implante, el embrión depende exclusivamente de si mismo, siguiendo su propia programación genética y limitado a sus requerimientos metabólicos. Todo lo que necesita es un ambiente con progesterona.

Los factores citoplasmáticos son proteínas de origen materno que se transcriben durante la maduración del ovocito, después de la fecundación. Ellos participan en la diferenciación tisular del embrión y en patrones de desarrollo, causando cambios en la expresión de genes específicos en los núcleos de las células embrionarias.

TRABAJO PERSONAL.-

1. ¿qué proceso de división celular rige la segmentación?


2. ¿Cuál es el objetivo de la segmentación?


3. ¿Qué característica tienen los blastómeros desde el punto de vista del destino que van a seguir en el futuro organismo?

4. La Mórula, ¿Qué características tiene y donde se desarrolla?


Implantación.-

La implantación es la invasión de una mórula en el útero y ocurre más o menos al 7º día, cuando la zona pelúcida ya ha desaparecido.

Lo que se implanta es un blastocisto o Blástula que, al contacto con el endometrio materno secreta enzimas para penetrar el revestimiento uterino, digiriendo las células endometriales, que lo alimentaran mientras termina la implantación..

El trofoblasto es el único tejido embrional que se contacta con la madre. El corión se origina del trofoblasto y el mesoderma embrionario, formando las vellosidades coriónicas, con vasos fetales para establecer la placenta. Hasta que la placenta sea funcional, la hormona gonadotrofina corionica humana secretada por las vellosidades coriónicas mantiene funcionando al cuerpo luteo produciendo la progesterona.
BLASTULACIÓN
Hacia el quinto día, el embrión ingresa al útero en su fase de blástula o blastocisto; el blastocisto es una esfera hueca de aproximadamente unos 100 a 120 blastómeros, en cuyo interior se ha formado un espacio hueco llamado blastocele, el cual está lleno de un fluido. El blastocisto tiene la forma de un anillo cuya piedra se encuentra en la parte interna del aro; el "anillo" recibe el nombre de trofoblasto (trophe = nutrir) y la "piedra" es el embrioblasto.
A partir del trofoblasto (trophe = nutrir) se formará el corion, membrana que posee una serie de vellosidades similares a pequeños dedos, los cuales penetran en los tejidos del endometrio iniciando así la implantación del embrión. El trofoblasto, además de fijar al embrión a las paredes del útero, lo nutre, ya que participa en la formación de la placenta y del cordón umbilical.
La "piedra" o embrioblasto, es la masa celular interna a partir de la cual se va a desarrollar el embrión (Figura 2).




Fig. 2: Blastocito
"La blástula es una esfera hueca formada por el trofoblasto, blastocele y embrioblasto"


GASTRULACIÓN
Esta etapa se caracteriza por un aumento en el tamaño del embrión y una reorganización de las células de la bástula, las cuales se invaginan para dar lugar a la aparición de las tres capas germinales primarias: ectodermo, mesodermo y endodermo, además de otras dos estructuras llamadas arquenterón y blastóporo. La formación de la gástrula se presenta entre los días 15-18 después de la fecundación (Figura 3).


Fig. 3: Gástrula
"La gastrulación origina a las tres capas embrionarias primarias: ectodermo,
mesodermo y endodermo, además del blastóporo y el arquenterón"

DIFERENCIACIÓN
Una vez formada la gástrula, inicia un proceso de diferenciación en las células de las tres capas embrionarias primarias, este proceso llevará a la formación de las estructuras orgánicas características del nuevo ser humano. En la cuarta semana, el embrión humano deja de tener las características generales de los vertebrados y empieza a ser reconocido como un embrión de mamífero; al finalizar la cuarta semana adquiere el plano general de un humano. Para la octava semana ya se han manifestado, de forma primitiva, todos los órganos y a partir de entonces se inicia el desarrollo fetal.
A través del proceso de diferenciación de las tres capas germinales embrionarias, se formarán, entre otras, las siguientes estructuras:
• Ectodermo: Piel, glándulas epiteliales, pelo, uñas, esmalte dental, revestimiento de la boca y faringe, parte del recubrimiento del recto, oido interno, epitelio nasal y olfativo, sistema nervioso y craneo.
• Mesodermo: La mayoría de los órganos internos, revestimiento de la cavidad torácica y abdominal, sistema urogenital (gónadas, riñones, ureteros, conductos reproductores), sistema circulatorio, sangre, médula ósea, huesos, tejido muscular, tejido adiposo y la mayoría de los cartílagos.
• Endodermo: Tubo digestivo primitivo y glándulas anexas, faringe, tiroides, hígado, páncreas, tráquea, pulmones y epitelio del tracto respiratorio.
A partir de la parte hueca de la gástrula, el arquenterón, se formará la cavidad abdominal; el orificio anal se formará a partir del blastóporo.

TRABAJO PERSONAL.-
DESARROLLO EMBRIONARIO.-

- Analice las siguientes afirmaciones y determine su veracidad o falsedad.- (comprensión, análisis y aplicación)
1. La segmentación es un proceso que:
...... realiza mitosis sucesivas para formar una estructura multicelular
...... forma órganos a partir de capas germinales
...... origina sistema nervioso y epidermis
...... forma blastocitos totipotenciales
...... ocurre luego de la singamia

2. Si el endometrio está muy desarrollado y abundante en vasos sanguíneos, se deduce:
...... se formó el cuerpo albicans
...... se formó el cuerpo lúteo y está desarrollado
...... el ovocito fue fecundado
...... el ovocito no fue fecundado
...... el huevo viene viajando en contra de los punteros del reloj

3. ¿Qué hecho no es fundamental en la fecundación?
...... encuentro de gametos masculino y femenino
...... activación del óvulo
...... penetración del espermio al óvulo
...... fusión de los pronúcleos
...... preparación del endometrio uterino

4. Corresponde a una estructura de origen endodérmica:
...... hueso ...... sangre ...... neurona ....... hígado ....... epidídimo ...... glándula salival ...... labios

5. La estructura de origen mesodérmico es:
...... riñón ...... pelos ...... boca ...... ovarios
...... pulmones ...... sangre ...... tejido conectivo

6. La gástrula es importante porque:
...... es la estructura que se anida ...... tiene capas diferenciadas ...... dará origen a sistemas orgánicos ...... tiene alto grado de especialización

7. El estado embrionario, en que un cúmulo de células está rodeado por una capa, celular se llama:
...... mórula ...... blástula ...... gástrula ......cigoto
8. Para que ocurra fecundación en humanos:
...... debe haber 2 progenitores ...... deben producir células haploides ...... debe ocurrir mitosis ...... existe llave cerradura entre gametos
...... la trompa facilita el transporte de los espermios ...... las fimbrias buscan el folículo de Graaf

9. El embrión se prepara desde las primeras semanas para su vida activa:

...... adoptando rápidamente su forma humana ...... formando su sistema nervioso en 5 semanas
...... succionando su dedo para la lactancia ...... activando su sexo a las 9 semanas

10. ¿Qué anexos embrionarios son formados por el embrión de anfibio?
...... el amnios que secretará el líquido de amortiguación
...... el corión que se implantará para intercambio de sustancias
...... el alantoides que le permitirá eliminar residuos al término de la gestación
...... el saco vitelino que lo alimentará durante una parte del desarrollo
...... el cordón umbilical que lo mantendrá estrechamente unido a la madre
...... el líquido amniótico que lo mantendrá aislado de organismos patógenos

II RESPONDA; análisis y aplicación.-

- Nombre 3 factores, para que el hombre eyacule más de 450 millones de espermios por cópula.