Etapas de la fecundación
ETAPAS DE FECUNDACIÓN.
A continuación te explicamos paso a paso las distintas etapas de la fecundación en el ser humano:
PENETRACIÓN DE LA ZONA PELÚCIDA.
Momento del proceso de fecundación en el que el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo. Teniendo lugar 3 procesos en el gameto femenino: formación del cono de fecundación, despolarización de su membrana y liberación de gránulos corticales.
In vivo, los espermatozoides capacitados que alcanzan la porción ampular del oviducto deben contactar con las células del cumulus oophorus (CO) que rodean al ovocito. Inicialmente se propuso que el CO, formado por las células de la granulosa y una matriz de ácido hialurónico, podía ser atravesado gracias a la motilidad espermática y la presencia de la proteína PH-20. Posteriormente se demostró la existencia de la proteína Hyal5 con actividad hialuronidasa que permitiría la penetración a través del CO mediante la digestión de la matriz de ácido hialurónico, cuestionándose la función de la proteína PH-20.
Una vez superadas las células del CO, el espermatozoide interacciona con el ovocito. Este proceso de interacción se produce a tres niveles: la zona pelúcida (ZP), que induce la exocitosis del contenido acrosomal; la membrana plasmática del ovocito, con la que se fusiona y finalmente el citoplasma, donde se produce la descondensación del núcleo espermático.
En mamíferos,
para el éxito de la fecundación es necesario que el espermatozoide sufra el
proceso de capacitación y a continuación la reacción acrosómica, lo cual le
permitirá la penetración a través de la zona prelucida y la unión al ovocito.
El proceso de reacción acrosómica (RA) consiste en la exocitosis del contenido del acrosoma como consecuencia de la
fusión, en diferentes puntos, entre la membrana plasmática del espermatozoide y
la membrana acrosomal externa, quedando expuesta la membrana acrosomal interna.17,38
El proceso de RA está mediado por una compleja interacción de señales celulares
que incluyen activación de proteínas cinasas y su posterior fosforilación,
activación de canales iónicos y otros procesos aún por definir.
La exocitosis del
acrosoma puede ser desencadenada por varios agonistas naturales entre los
cuales destaca la ZP como principal inductor. Bajo condiciones in vitro, la ZP solubilizada,
la progesterona o el ionóforo de calcio también pueden inducir la RA.
Sin embargo,
recientemente se ha demostrado en ratón que la mera unión del espermatozoide a
la zona no es suficiente para inducir la RA, proponiendo que es necesaria la
penetración del espermatozoide en la matriz de la ZP para que se desencadene la
exocitosis.
Aunque
inicialmente se consideró la RA como un evento aislado, posteriormente se ha
comprobado que es un proceso continuo que se inicia con la capacitación y que
se ve dramáticamente acelerado tras el contacto con la zona pelúcida.
Al igual que en otros procesos de secreción, en la RA el Ca2+ juega un papel fundamental, ya que es necesario para la activación de las enzimas que participan en la fusión de membranas. Además, este ión también regula el proceso de hiperactivación, la quimiotaxis y participa en la capacitación. Aunque no se conoce totalmente la cascada de señales que culmina con la RA, se sabe que la inducción de la RA por la ZP y otros agonistas como la progesterona, desencadenan dicha reacción por el efecto que ejercen sobre el flujo de iones, principalmente sobre el Ca2+, el metabolismo de los fosfolípidos, los niveles de AMPc y la fosforilación de proteínas. Los espermatozoides son capaces de movilizar Ca2+ tanto del medio extracelular como de los depósitos intracelulares y diferentes autores han demostrado en humanos y ratón que el acrosoma puede actuar como depósito intracelular de calcio.
En ratón el
receptor que interacciona con la ZP3 está localizado sobre la región anterior
de la cabeza del espermatozoide, mientras que en humanos, a nivel de la
membrana plasmática del espermatozoide existen al menos dos receptores
distintos que se unen a la ZP, uno es un receptor acoplado a una proteína G y
el otro es un receptor tirosina cinasa acoplado a fosfolipasa C.
Resultados de diferentes laboratorios concluyen que durante la RA hay al menos dos fases de flujo de Ca2+ hacia el citosol44 y que están implicados distin-tos tipos de canales de Ca2+. Diferentes marcadores han mostrado que el aumento de los niveles de Ca2+ se inicia en la cabeza del espermatozoide y más específicamente en el segmento ecuatorial, si bien no necesariamente esto significa que sea en este punto donde se inician las señales tras la interacción con ZP3 o donde se abren los primeros canales de Ca2+.
En primer lugar
se produce una respuesta temprana de los canales dependientes de voltaje que
provocan un aumento de calcio inicial, durante un breve periodo, el cual es seguido
de una elevación prolongada que se mantiene a lo largo del tiempo.
Sin embargo, el proceso que actúa como nexo de unión entre las dos fases de flujo de Ca2+ permanece sin esclarecerse totalmente, aunque se ha propuesto que es el acrosoma el responsable de la liberación del calcio que se produce entre los dos eventos y que dicho calcio es acumulado a nivel del acrosoma durante el proceso de capacitación.
FUSIÓN DE NUCLEOS.
Los núcleos masculino y femenino se unen para así poder dar lugar a una célula única, formada por 46 cromosomas: 23 procedentes de cada uno de los progenitores.
En el 80% de los ovocitos fecundados, aparecen 2 pronúcleos entre las 12-16 horas, que tienden a desaparecer a partir de las 22 horas post inseminación. La única diferencia de los ovocitos fecundados normalmente en FIV o en ICSI es la cronología. La aparición de los pronúcleos se adelanta 2-4 horas en la ICSI.
La activación ovocitaria se inicia con la decondensación de la cromatina del espermatozoide y la formación de los pronúcleos. La morfología y sincronicidad de los pronúcleos es un criterio de calidad embrionaria independiente, relacionado estrechamente con la morfología y viabilidad embrionaria. En la actualidad es una herramienta fundamental para la selección embrionaria, ya que un patrón nuclear anómalo puede reflejar problemas que comprometan la viabilidad de un embrión, indetectables hasta su activación genética.
Algunos autores, confirman que ciertos embriones desarrollados tras fecundación normal presentan problemas derivados de la incorporación espermática, alineación pronuclear o singamia que provocan que un 4% de los zigotos con dos pronúcleos y dos corpúsculos polares detengan su desarrollo.
Tampoco se puede descartar la segregación irregular de los cromosomas y que un zigoto con dos pronúcleos y dos corpúsculos polares pueda tener desigual destribución genética. Munné, en 1995 relaciona estas alteraciones con la edad de la mujer, ya que detecta, mediante Diagnóstico Genético Preimplantacional (DGP) un aumento de embriones anormales conforme se incrementa la edad de la mujer.
FORMACIÓN DEL CIGOTO.
La información genética
heredada se retroalimenta con el proceso mismo, por interacción de los
componentes del medio intracelular, a lo largo de las horas que dura el proceso
y el resultado, el cigoto, es más que la mera suma, o fusión, de los gametos.
Los cromosomas de los dos gametos se preparan y organizan de tal forma que el cigoto alcanzará una información genética propia. Los procesos que tienen lugar están regulados por los niveles de iones calcio alcanzados en la zona correspondiente. El ADN que forma todos y cada uno de los cromosomas tiene unas marcas químicas (un patrón de modificación química por introducción de un grupo metilo en una de las cuatro bases, la citosina, de las dos hebras que componen el ADN); marcas que son diferentes en el material genético de la herencia paterna y de la materna. Durante el tiempo de este proceso, el ADN de ambos progenitores cambia químicamente el patrón propio —impronta parental— hasta alcanzar el patrón del nuevo individuo. Y sólo tras estos cambios se inicia la expresión del genoma propio del hijo.
El pro-núcleo paterno atrae al materno y se mezclan y organizan en una unidad desplazándose hacia el centro del cigoto que se está constituyendo. Mientras se aproximan, las membranas nucleares se desintegran y los cromosomas se mezclan, integran y se sitúan alineados, según un plano fijado por el polo heredado del óvulo y el punto de entrada del espermatozoide, preparados para la primera división celular del cigoto. Los diversos componentes del interior celular se ordenan en una distribución asimétrica siguiendo el gradiente de concentraciones de iones calcio. Además, se fusionan fragmentos de diferentes tipos de membranas del espermatozoide y el óvulo para dar la membrana peculiar del cigoto mediante la modificación de la composición química de sus componentes.
Dr. Sebastián Cánovas-Bernabé. (2008). Aspectos moleculares de la fecundación: unión y fusión de gametos. 20/01/21, de Departamento de fisiología. 30071 Campus de Espinardo Sitio web: https://www.medigraphic.com/pdfs/revinvcli/nn-2008/nn085g.pdf
Fecundación. 20/01/21, Sitio web: https://www.sefertilidad.net/docs/biblioteca/recomendaciones/fecundacion.pdf
Introducción. (2021). Retraído 21 Enero, 2021, por Publicacionesmedicina.uc.cl sitio web: http://publicacionesmedicina.uc.cl/Anatomia/adh/embriologia/html/parte1/fec_fra.html
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