Fertilización humana
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Crecimiento
y desarrollo humano
Vistas de un feto en el útero detail.jpg
Etapas
Hitos biológicos
Desarrollo y psicología
La reacción acrosómica de un erizo de mar , un proceso similar. Tenga en cuenta que la imagen muestra varias etapas de un mismo espermatozoide : solo uno penetra en el óvulo
Ilustración que representa la ovulación y la fertilización.
Los espermatozoides ingresan al óvulo utilizando enzimas acrosómicas para disolver la envoltura gelatinosa del ovocito.

La fertilización humana es la unión de un óvulo y un espermatozoide humanos , que ocurre en la ampolla de la trompa de Falopio . [1] El resultado de esta unión conduce a la producción de una célula cigoto , o huevo fertilizado, iniciando el desarrollo prenatal . Los científicos descubrieron la dinámica de la fertilización humana en el siglo XIX. [2]

El proceso de fertilización implica la fusión de un espermatozoide con un óvulo. La secuencia más común comienza con la eyaculación durante la cópula , sigue con la ovulación y termina con la fertilización. Son posibles varias excepciones a esta secuencia, incluida la inseminación artificial , la fertilización in vitro , la eyaculación externa sin cópula o la cópula poco después de la ovulación. [3] [4] [5] Al encontrar el ovocito secundario, el acrosoma del esperma produce enzimas que le permiten excavar a través de la capa gelatinosa exterior.del huevo. El plasma del esperma luego se fusiona con la membrana plasmática del óvulo, lo que hace que la cabeza del esperma se desconecte de su flagelo mientras el óvulo viaja por la trompa de Falopio para llegar al útero.

La fertilización in vitro (FIV) es un proceso mediante el cual los óvulos son fertilizados por espermatozoides fuera del útero, in vitro .

Historia

En la Antigüedad, Aristóteles concibió la formación de nuevos individuos a través de la fusión de fluidos masculinos y femeninos, con forma y función emergiendo gradualmente, en un modo llamado por él como epigenético . [6]

Anatomía

Ampulla

La fertilización ocurre en la ampolla, la sección del oviducto que se curva alrededor del ovario. Los espermatozoides capacitados son atraídos por la progesterona, que es secretada por las células del cúmulo que rodean al ovocito. [7] La progesterona se une al receptor CatSper en la membrana del esperma y aumenta los niveles de calcio intracelular, lo que provoca una motilidad hiperactiva. El esperma continuará nadando hacia concentraciones más altas de progesterona, guiándolo efectivamente hacia el ovocito. [8]

corona radiata

El esperma se une a través de la corona radiata , una capa de células foliculares en el exterior del ovocito secundario . La fertilización ocurre cuando el núcleo de un espermatozoide y un óvulo se fusionan para formar una célula diploide, conocida como cigoto . La fusión exitosa de gametos forma un nuevo organismo.

Cono de atracción y membrana perivitelina

Donde el espermatozoide está a punto de perforar, la yema ( ooplasma ) se extrae en una elevación cónica, denominada cono de atracción o cono de recepción. Una vez que ha entrado el espermatozoide, la porción periférica de la yema se convierte en una membrana, la membrana perivitelina, que impide el paso de espermatozoides adicionales. [9]

Preparación de esperma

Más información: reacción del acrosoma

Al comienzo del proceso, los espermatozoides experimentan una serie de cambios, ya que los espermatozoides recién eyaculados no pueden o no pueden fertilizar. [10] El esperma debe someterse a una capacitación en el tracto reproductivo de la hembra durante varias horas, lo que aumenta su motilidad y desestabiliza su membrana, preparándolo para la reacción acrosómica , la penetración enzimática de la membrana resistente del huevo, la zona pelúcida , que rodea al ovocito. .

Zona pelúcida

Después de unirse a la corona radiata, el esperma llega a la zona pelúcida , que es una matriz extracelular de glicoproteínas. Una molécula complementaria especial en la superficie de la cabeza del esperma se une a una glicoproteína ZP3 en la zona pelúcida. Esta unión hace que el acrosoma explote, liberando enzimas que ayudan a los espermatozoides a atravesar la zona pelúcida.

Algunos espermatozoides consumen prematuramente su acrosoma en la superficie del óvulo, lo que facilita la penetración de otros espermatozoides. Como población, los espermatozoides tienen en promedio un 50% de similitud genómica, por lo que las reacciones acrosómicas prematuras ayudan a la fertilización por parte de un miembro de la misma cohorte. [11] Puede considerarse como un mecanismo de selección de parentesco .

Estudios recientes han demostrado que el huevo no es pasivo durante este proceso. [12] [13]

Reacción cortical

Una vez que los espermatozoides encuentran su camino más allá de la zona pelúcida, se produce la reacción cortical . Los gránulos corticales dentro del ovocito secundario se fusionan con la membrana plasmática de la célula, provocando que las enzimas dentro de estos gránulos sean expulsadas por exocitosis a la zona pelúcida. Esto a su vez hace que las glico-proteínas en la zona pelúcida para reticular entre sí - es decir, las enzimas causan la ZP2 a hidrolizan en ZP2f - haciendo que toda la matriz dura e impermeable a los espermatozoides. Esto evita la fertilización de un óvulo por más de un espermatozoide. La reacción cortical y la reacción del acrosoma son esenciales para garantizar que solo un espermatozoide fertilice un óvulo. [14]

Fusión

Fertilización e implantación en humanos.

Después de que el espermatozoide ingresa al citoplasma del ovocito (también llamado ovocito), la cola y la capa externa del espermatozoide se desintegran y tiene lugar la reacción cortical , lo que evita que otros espermatozoides fertilicen el mismo óvulo. El ovocito ahora experimenta su segunda división meiótica produciendo el óvulo haploide y liberando un cuerpo polar. El núcleo del espermatozoide luego se fusiona con el óvulo, lo que permite la fusión de su material genético.

Cuando los espermatozoides ingresan al espacio vitelino , los receptores en la cabeza del esperma llamados Izumo1 se unen a Juno en la membrana del ovocito. [15] Una vez que está unido, se producen 2 bloques de polispermia. Después de aproximadamente 40 minutos, los otros receptores de Juno en el ovocito se pierden de la membrana, lo que hace que ya no sea fusogénico. Además, se producirá la reacción cortical causada por la unión de ovastacina y la escisión de los receptores ZP2 en la zona pelúcida. [16] Estos dos bloques de polispermia son los que evitan que el cigoto tenga demasiado ADN.

Membranas celulares

Tiene lugar la fusión de las membranas celulares del ovocito secundario y el esperma.

Transformaciones

En preparación para la fusión de su material genético, tanto el ovocito como el esperma sufren transformaciones como reacción a la fusión de las membranas celulares.

El ovocito completa su segunda división meiótica . Esto da como resultado un óvulo maduro . El núcleo del ovocito se denomina pronúcleo en este proceso, para distinguirlo de los núcleos que son el resultado de la fecundación.

La cola y las mitocondrias de los espermatozoides degeneran con la formación del pronúcleo masculino . Es por eso que todas las mitocondrias en los seres humanos son de origen materno. Aún así, una cantidad considerable de ARN de los espermatozoides se entrega al embrión resultante y probablemente influya en el desarrollo del embrión y el fenotipo de la descendencia. [17]

Replicación

Los pronúcleos migran hacia el centro del ovocito, replicando rápidamente su ADN mientras lo hacen para preparar el cigoto para su primera división mitótica . [18]

Mitosis

Por lo general, se fusionan 23 cromosomas del espermatozoide y 23 cromosomas del óvulo (aproximadamente la mitad de los espermatozoides portan el cromosoma X y la otra mitad el cromosoma Y [19] ). Sus membranas se disuelven sin dejar barreras entre los cromosomas masculino y femenino . Durante esta disolución, se forma un huso mitótico entre ellos. El huso captura los cromosomas antes de que se dispersen en el citoplasma del huevo. Después de sufrir una mitosis (que incluye la tracción de las cromátidas hacia los centríolos en anafase), la célula reúne material genético del macho y la hembra juntos. Así, la primera mitosis de la unión de espermatozoides y ovocitos es la fusión real de sus cromosomas.[18]

Cada una de las dos células hijas resultantes de esa mitosis tiene una réplica de cada cromátida que se replicó en la etapa anterior. Por tanto, son genéticamente idénticos.

Edad de fertilización

La fertilización es el evento más comúnmente utilizado para marcar el punto cero en las descripciones del desarrollo prenatal del embrión o feto. La edad resultante se conoce como la edad de la fertilización , la edad fertilizational , edad concepcional , edad embrionaria , la edad del feto o (intrauterino) de desarrollo (DIU) [20] edad .

La edad gestacional , por el contrario, toma el comienzo del último período menstrual (FUM) como punto cero . Por convención, la edad gestacional se calcula sumando 14 días a la edad de fertilización y viceversa. [21] De hecho, sin embargo, la fecundación suele ocurrir dentro de un día de la ovulación , que, a su vez, ocurre en promedio 14,6 días después del comienzo de la menstruación anterior (FUM). [22] También hay una variabilidad considerable en este intervalo, con un intervalo de predicción del 95% de la ovulación de 9 a 20 días después de la menstruación, incluso para una mujer promedio que tiene un tiempo medio de FUM hasta la ovulación de 14,6. [23]En un grupo de referencia que representa a todas las mujeres, el intervalo de predicción del 95% de la FUM a la ovulación es de 8,2 a 20,5 días. [22]

Se ha estimado que el tiempo medio hasta el nacimiento es de 268 días (38 semanas y dos días) desde la ovulación , con una desviación estándar de 10 días o un coeficiente de variación del 3,7%. [24]

La edad de fertilización a veces también se usa después del nacimiento (después del nacimiento) para estimar varios factores de riesgo. Por ejemplo, es un mejor predictor que la edad posnatal del riesgo de hemorragia intraventricular en bebés prematuros tratados con oxigenación por membrana extracorpórea . [25]

Enfermedades que afectan la fertilidad humana

Varios trastornos pueden surgir de defectos en el proceso de fertilización. Si eso da como resultado el proceso de contacto entre el espermatozoide y el óvulo, o el estado de salud del padre biológico que lleva el cigoto. Las siguientes son algunas de las enfermedades que pueden ocurrir y estar presentes durante el proceso.

  • La poliespermia es el resultado de la fertilización de un óvulo por múltiples espermatozoides, lo que conduce a un número compensado de cromosomas dentro del embrión. [26] La polispermia , aunque fisiológicamente posible en algunas especies de vertebrados e invertebrados, es una condición letal para el cigoto humano .
  • El síndrome de ovario poliquístico es una afección en la que la mujer no produce suficiente hormona estimulante del folículo y produce andrógenos en exceso . Esto da como resultado que el período de ovulación entre el contacto del óvulo se posponga o se excluya. [27]
  • Los trastornos autoinmunitarios pueden provocar complicaciones en la implantación del óvulo en el útero, que puede ser la respuesta de ataque del sistema inmunológico a un embrión establecido en la pared uterina. [27]
  • En última instancia, el cáncer afecta la fertilidad y puede provocar defectos de nacimiento o abortos espontáneos. El cáncer daña gravemente los órganos reproductores, lo que afecta la fertilidad. [27]
  • Los trastornos del sistema endocrino afectan la fertilidad humana al disminuir la capacidad del cuerpo para producir el nivel de hormonas necesarias para transportar con éxito un cigoto. Los ejemplos de estos trastornos incluyen diabetes, trastornos suprarrenales y trastornos de la tiroides. [27]
  • La endometriosis es una afección que afecta a las mujeres en la que el tejido que normalmente se produce en el útero crece fuera del útero. Esto conduce a cantidades extremas de dolor e incomodidad y puede resultar en un ciclo menstrual irregular. [27]


Se ha demostrado que no poder concebir tiene numerosas causas, ya sea por una enfermedad o simplemente por la genética.

Ver también

  • Concepción espontánea , la concepción sin asistencia de un niño posterior después del uso previo de tecnología de reproducción asistida.
  • Desarrollo del cuerpo humano

Referencias

  1. ^ Espermatogénesis - Fertilización - Anticoncepción: Eventos moleculares, celulares y endocrinos en la reproducción masculina . Actas del simposio de la Fundación Ernst Schering. Springer-Verlag. 1992. ISBN 978-3-662-02817-9.[ página necesaria ]
  2. ^ Guarnición, Fielding. Una introducción a la historia de la medicina , páginas 566-567 (Saunders 1921).
  3. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2011 . Consultado el 24 de enero de 2016 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  4. ^ "¿Puede ocurrir el embarazo - mitos del embarazo sobre cómo ocurre el embarazo" . americanpregnancy.org . 23 de abril de 2012. Archivado desde el original el 6 de julio de 2014 . Consultado el 30 de abril de 2018 .
  5. ^ Guía de abogados de medicina forense SBN 978-1-85941-159-9 Por Bernard Knight - Página 188 "Es bien sabido que el embarazo se produce a partir de tal eyaculación externa ..."
  6. ^ Maienschein J. 2017. El primer siglo de la teoría celular: de unidades estructurales a sistemas vivos complejos. En: Stadler F. (eds.), Historia Integrada y Filosofía de la Ciencia. Anuario del Vienna Circle Institute . Instituto Círculo de Viena, Universidad de Viena, Sociedad del Círculo de Viena, Sociedad para el Avance de las Concepciones Científicas del Mundo, vol. 20. Springer, Cham. enlace .
  7. ↑ Oren-Benaroya, R .; Orvieto, R .; Gakamsky, A .; Pinchasov, M .; Eisenbach, M. (8 de julio de 2008). "El quimioatrayente de esperma secretado por las células del cúmulo humano es la progesterona" . Reproducción humana . 23 (10): 2339–2345. doi : 10.1093 / humrep / den265 . PMID 18621752 . 
  8. ^ Públicover, Steve; Barratt, Christopher (16 de marzo de 2011). "Puerta de entrada de la progesterona en el esperma". Naturaleza . 471 (7338): 313–314. doi : 10.1038 / 471313a . PMID 21412330 . S2CID 205062974 .  
  9. ^ "Fertilización del óvulo" . Anatomía de Gray . Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2010 . Consultado el 16 de octubre de 2010 .
  10. ^ "Fertilización" . Archivado desde el original el 24 de junio de 2010 . Consultado el 28 de julio de 2010 .
  11. ↑ Angier, Natalie (12 de junio de 2007). "Elegante, rápido y concentrado: las células que hacen a papá papá" . The New York Times . Archivado desde el original el 29 de abril de 2017.
  12. ^ Suzanne Wymelenberg, Science and Babies , National Academy Press, página 17
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  14. ^ "Fertilización: la reacción cortical" . Sin límites . Sin límites. Archivado desde el original el 10 de abril de 2013 . Consultado el 14 de marzo de 2013 .
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enlaces externos

  • Fertilización (concepción)
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