Fecundación y desarrollo humano
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La habilidad para reproducirse es una de las
características unificadoras de los seres
vivos.
La reproducción sexual da origen a descendientes genéticamente diferente de sus padres.
La reproducción asexual produce descendientes idénticos a su progenitores.
La fecundación tiene tres funciones:
- transmisión de los genes de ambos padres al hijo
- restauración del número diploide de cromosomas reducidos durante la meiosis
- el comienzo del desarrollo del embrión
Etapas en la fecundación
- Contacto entre el espermatozoide y el óvulo (singamia)
- Entrada del espermatozoide
- Fusión de los núcleos del espermatozoide y el óvulo
(cariogamia)
- Comienzo del desarrollo
Los osos se aparean en invierno. La hembra se retira luego a una cueva para parir, pasados varios meses, tres o cuatro oseznos. Estos al nacer, son como bolas de carne informes; solo las garras están desarrolladas. La madre los lame dándoles así su
forma. Esta antigua descripción que recoge
Plinio "el Viejo" es una de las curiosas ideas propuestas antiguamente para explicar
la fase final del desarrollo de la célula huevo.
Segmentación
La segmentación es la primera etapa del desarrollo de TODOS los organismos multicelulares. La segmentación convierte,
por mitosis, al cigoto (una sola célula) en un embrión multicelular. La primera división origina dos células (la línea divisoria se conoce como "primer surco" por su aspecto externo), la segunda división es perpendicular a la primera (cuatro células) y la tercera corta el plano ecuatorial. Los huevos de sapo
se dividen para producir cerca de 37.000 células en alrededor de 40
hs.
El proceso de segmentación da origen a una "pelota" formada por una masa de células que por su aspecto exterior se denomina
mórula. En su interior se origina una cavidad llena de líquido: el
blastocele, tomando entonces el nombre de
blástula o blastocisto (en mamíferos). El tamaño decreciente de las células a medida que se dividen incrementa la relación superficie/volumen, permitiendo un intercambio de oxígeno más eficiente entre las células y su entorno.
Theodor H. Boveri (creador de la teoría cromosómica de la herencia)sugirió que "algo aumentaba o disminuía en su concentración" de un extremo al otro del huevo es decir la
hipótesis del gradiente. Determinantes químicos cruciales para las próximas etapas (posiblemente
mARN y moléculas proteicas) se distribuyen en la blástula y esta "diferenciación molecular" resulta crucial para las próximas etapas del desarrollo.
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http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/apr_11.html.
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Gastrulación
La gastrulación comprende una serie de migraciones celulares a posiciones en las cuales formarán tres capas celulares.
- Ectodermo forma la capa externa.
- Endodermo forma la capa interna.
- Mesodermo forma la capa media.
Ectodermo
El ectodermo formará : la epidermis y estructuras asociadas, una porción del ectodermo: el ectodermo neural originará el sistema nervioso.
Mesodermo
El mesodermo forma estructuras asociadas con las funciones de movimiento y soporte: músculos, cartílagos, huesos, sangre y el tejido conectivo. El sistema reproductivo y los riñones se forman del mesodermo.
Endodermo
El endodermo forma tejidos y órganos asociados con los sistemas respiratorios y digestivo. Muchas estructuras endocrinas como la glándula tiroides y paratiroides se forman a partir del endodermo. También se originan del endodermo el hígado, páncreas y la vesícula biliar.
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Neurulación
La blastulación y la gastrulación establecen el eje principal del cuerpo.
Inmediatamente después de la gastrulación comienza a aparecer el eje
corporal.
- La formación de los órganos ocurrirá en el próximo estadío del desarrollo del embrión. Durante la formación de los órganos la división celular se acompaña de procesos de migración y agregación.
- El mesodermo forma la notocorda (que originará las vértebras). También el mesodermo a esta altura forma los
somites, que originan las partes segmentadas del cuerpo como los músculos de la pared corporal.
- En los cordados a partir del ectodermo se forma el tubo neural que dará origen
al sistema nervioso.
Se ha sugerido la existencia un gradiente de moléculas "informantes" que proveen la información posicional a las células. Las células "sensan" su posición en el embrión en relación a las otras células y forman las estructuras apropiadas a dicha posición.
Los homeobox
genes son genes que coordinan con gradientes de moléculas "informantes" el establecimiento del plan corporal y el desarrollo de los órganos.
La inducción es el proceso por el cual una célula o un conjunto de ellas afecta el desarrollo de otro grupo de células o tejidos.
Cuando las células comienzan a formar ciertas estructuras, algunos genes se activan ("turned
on"), y otros se desactivan ("turned off"). La inducción "dispara" la expresión genética por medio de contacto físico o señales químicas. La formación del ojo de los vertebrados es un ejemplo bien conocido.
La fecundación, o sea la fusión del espermatozoide y el óvulo ocurre generalmente en
el primer tercio del oviducto. Treinta minutos luego de la eyaculación ya se encuentran espermatozoides en el oviducto habiendo viajado desde la vagina atravesando el útero y el oviducto, los espermatozoides cubren su trayecto ondulando su cola. De los cientos de millones de espermatozoides eyaculados solo unos cuantos cientos llegan hasta el huevo.
Solo un espermatozoide fecundará al óvulo. Un espermatozoide se fusiona con los receptores de la superficie del ovocito secundario, atraviesa la zona pelúcida y desencadena
la ruptura de los gránulos corticales y los mismos una serie de cambios en la zona pelúcida que previenen la entrada de otros espermatozoides
(mecanismo preventivo de la polispermia). La entrada del espermatozoide inicia la Meiosis II del ovocito. La fusión de los núcleos del espermatozoide y el ovocito forman el cigoto
diploide.
Recorrido del cigoto
La segmentación del cigoto comienza cuando todavía se encuentra en el oviducto (trompas de Falopio), produciendo una "pelota" sólida de células
(mórula). La mórula entra en el útero, continúa dividiéndose
y transformándose en blastocisto, en cual se distingue el macizo
celular que dará origen al embrión.
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Implantación
El endometrio uterino se engrosa preparándose para la implantación del embrión por su capa
trofoblastica. Doce días luego de la fecundación el trofoblasto (del
griego trophe= nutrir) ya ha formado las dos capas del
corion.
El corion segrega la Gonadotrofina coriónica humana (HCG, por sus iniciales en inglés) que prolonga la vida del cuerpo lúteo hasta que
placenta comienza a segregar estrógeno y progesterona. Las populares tiras
para pruebas del embarazo que hoy se encuentran en el comercio están basadas en la detección de los niveles de la
subunidad beta de la HCG en muestras de orina por un método
inmunoenzimático.
Caramba, parece ayer cuando se enseñaba el uso de la reacción de
Galli- mainini para la
detección del embarazo. Se basaba en la aparición de espermatozoides en
la orina de Bufo arenarum cuando la orina de quién esperaba la buena (o
mala...) noticia, y que se inyectaba en el saco dorsal del sufrido
y folclórico sapo,
tenía la cantidad de hormonas suficientes para inducir su liberación. Nota:
esta reacción nunca llegó a las góndolas del supermercado.
Placentación
Las estructuras del embrión y de la madre interaccionan para formar la placenta, la "interfase alimentaria" entre la madre y los sistemas del embrión. El
cordón umbilical se extiende desde la placenta al embrión y transporta alimentos hacia él y desechos desde él.
El período de tiempo comprendido entre la fecundación al nacimiento ( generalmente nueve meses) se divide en trimestres. Durante el embarazo el cigoto pasa por 40 a 44 rondas de
mitosis, para producir un bebé que contiene trillones de células especializadas organizadas en tejidos y órganos.
El primer trimestre
Se forman las tres capas embrionarias (ecto, meso y endodermo). Los procesos de diferenciación celular comienzan a formar órganos a la tercera semana. Luego de un mes el embrión tiene unos 5 mm y esta formado principalmente por segmentos (pares) de
somites. Durante el segundo mes se forman la mayoría de los órganos del los sistemas, se desarrollan las extremidades. El embrión toma el nombre de feto desde la séptima semana. Comenzando la octava semana el feto, sexualmente neutro, activa los genes para la determinación del sexo, formando testículos en los fetos
XY
y ovarios en los XX. Se desarrollan los genitales externos.
El segundo trimestre
El feto incrementa su tamaño durante este trimestre y las partes óseas del esqueleto comienzan a formarse. Los movimientos fetales pueden ser sentidos por la madres.
El último trimestre
Durante este trimestre el feto continúa incrementando su tamaño.
El sistema circulatorio y respiratorio maduran preparándose a la respiración aérea. El desarrollo fetal durante este trimestre usa gran parte del
calcio y de las proteínas que ingiere la madre. Anticuerpos maternos pasan al feto durante el último mes confiriéndole una inmunidad temporaria.
Nacimiento
El nacimiento es un mecanismo hormonal controlado por una retroalimentación
(feedback) positiva. Durante el nacimiento el cérvix se dilata para permitir el pasaje del feto. Las contracciones uterinas impulsan al feto por el canal uterino ( generalmente la cabeza primero). El control hormonal del parto incluye la liberación de
oxitocina y prostaglandinas, que estimulan las contracciones uterinas, que a su vez estimulan la liberación de más hormonas que causan mas contracciones........etc.
Primera etapa
La primera etapa del nacimiento comienza con las contracciones y va hasta la completa dilatación del
cérvix. Los fluidos liberados al romperse las membranas del amnios lubrican la
vagina.
Segunda etapa
Fuertes contracciones uterinas de un minuto de duración separadas por intervalos de dos o tres minutos, impulsan al feto por el canal de nacimiento. Los músculos abdominales se relajan en sincronía con las contracciones uterinas
Tercera etapa
Luego de recibirse el bebé, el cordón umbilical es cortado y anudado. La placenta es expelida a través de la
vagina.
Producción de leche
Los pechos desarrollan su capacidad para secretar leche alrededor del punto medio del embarazo. La secreción de leche no ocurre hasta el nacimiento y es estimulada por la
prolactina. La succión del bebé causa en la madre la liberación de
oxitocina, la cual promueve el flujo de la leche hacia el pezón.
En las madres que amamantan a su bebé, los niveles hormonales y el tamaño del útero retornan a la normalidad mucho más rápido que en las que no lo hacen.
La leche materna posee todos los ingredientes necesarios para la alimentación del bebé, proveyéndole también anticuerpos que lo
protegen. Su reemplazo por leches artificiales es, en general, contraproducente.
Traducción, redacción y diagramación a cargo de :
Dr. Jorge S. Raisman, lito@unne.edu.ar
Actualizado en Agosto del 2000. Reproducción autorizada únicamente con fines educativos citando su origen.
Se agradecen comentarios y sugerencias. Modificado de: http://gened.emc.maricopa.edu/Bio/BIO181/BIOBK/BioBookREPROD.html
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