SUMARIO: • INTRODUCCIÓN A LA EMBRIOLOGÍA• CICLO CELULAR• MITOSIS Y MEIOSIS• GAMETOGÉNESIS

OCTUBRE, 2014. Msc. Dr. Gustavo Moreno Martín

OBJETIVOS

• Conceptualizar de forma coherente los términos relacionados con la Embriología como ciencia.

• Reconocer las etapas del desarrollo.

• Utilizar adecuadamente la terminología embriológica.

• Comprender el ciclo celular.

• Identificar los pasos de la mitosis y comprender su significado biológico.

• Comprender la meiosis como proceso que conlleva a la maduración de los gametos y conocer su significado biológico.

• Reconocer los cambios morfológicos que experimentan los espermatozoidesy el ovocito.

• Identificar las fases del ciclo sexual femenino.

Embriología: es la ciencia que estudia todos los cambios que ocurren para la formación de un nuevo ser, desde la fertilización hasta el nacimiento.

Etapas del desarrollo:

Período embrionario (desde la fertilización hasta el final de la octava semana) (organogénesis: etapa más vulnerable del nuevo ser donde cualquier agresión puede manifestarse como un posible defecto congénito)

Período fetal (desde la novena semana hasta el nacimiento) Comienzan a funcionar los aparatos y sistemas de órganos.

Punto inicial: cigoto (unión del espermatozoide y el ovocito)

Período embrionario:PE presomítico: 2.5 primeras semanas de desarrollo.PE somítico: desde la mitad de la tercera semana hasta el final de la octava semana.

A

Terminología:Los planos utilizados en embriología son sagital, coronal o frontal y transversal.

Cuando nos referimos a los movimientos de las estructuras se utilizan los términos craneal, caudal, ventral, dorsal o lateral.

Página 7, LT

CICLO CELULAR.Secuencia de procesos que conducen a las células a crecer y proliferar. Seencuentra regulado para evitar que las células proliferendescontroladamente y que células con DNA dañado se dividan.

Su duración es aproximadamente entre 16 a 24 horas. Presenta dos períodosbien definidos: interfase o división o mitosis. Si se trata de célulasgerminales, el proceso de división se denomina meiosis.

Interfase:

• Fase G1: crecimiento inicial

• Fase S: replicación del DNA

• Fase G2: crecimiento final y preparación del aparato mitótico

Blastómero: célula embrionaria pluripotencial e indiferenciada que resulta de la segmentación del cigoto después de la fecundación.

Durante la fase de segmentación del cigoto los blastómeros se dividenpero no hay crecimiento celular, de manera que los blastómeros aumentan en número pero van disminuyendo en tamaño, y como resultado el embrión no aumenta su tamaño.

No todas las células son cíclicas. Al inicio del desarrollo embrionario, la proliferación es uno de los procesos dominantes, y conforme avanza la embriogénesis, las células en fase G1 abandonan el ciclo celular desviándose a una fase G0 en la que encienden mecanismos genéticos que determinan la diferenciación de células y tejidos, para que inicie la morfogénesis.

Regulación del ciclo celular:

• Complejos cdk-ciclina: proteína cdk-1 constitutiva del citoplasma y la ciclina B. Provoca la organización del huso mitótico.

• Puntos de control: Primer punto de control: regula la transición de G1-S, a través de dos vías.

Segundo punto de control: regula la transición de S-G2, y verifica el proceso de replicación del DNA

Tercer punto de control: regula la transición de G2-M, comprueba la replicación correcta del DNA y corrige errores.

Cuarto punto de control: “control de huso” se manifiesta durante la metafase en la mitosis.

Huso mitótico, es el conjunto de microtúbulos que brotan delos centriolos durante los procesos de reproducción celular,sea mitosis (huso mitótico) o meiosis (huso acromático o meiótico), y quevan desde los centrómeros de los cromosomas hacia los centriolos en lospolos.

MITOSIS.

Es la división de las células somáticas por la que de una célula diploide seforman dos células también diploides y genéticamente idénticas. Lamitosis está involucrada en el crecimiento y la reparación de los tejidos.

Humano: 46 cromosomas.44 autosomas2 heterocromosomas o cromosomas sexuales

Significado biológico:

• Permite la continuidad genética

• Determina que todas las células del organismo tengan el mismo número, tipo de cromosomas y compartan las mismas características genéticas

La mitosis involucra división nuclear o cariocinesis y la división citoplasmática o citocinesis.

La cariocinesis consta de 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase: Inicia con la condensación de la cromatina para formar los cromosomas y la aparición de dos centrosomas por la duplicación de los centriolos. Cada cromosoma está formado por dos cromátides hermanas, (copias idénticas del DNA). Los cromosomas tienen una constricción denominada centrómero, y en su superficie externa, en cada cromátide se localiza el cinetocoro, que es donde se ensamblan los microtúbulos del huso mitótico.

Metafase: Los cromosomas se ubican en la placa ecuatorial, con la finalidad que en la anafase las cromátides se separen y desplacen a polos opuestos.

Anafase: Las dos cromátides hermanas comienzan a separarse, cuando se separan ya no se denominan “cromátides” sino cromosomas.

Telofase: Los cromosomas se reúnen en los polos opuestos y comienzan a descondensarse. Mientras esto sucede se vuelve a formar la cubierta nuclear. Durante esta fase ocurre la citocinesis, dando lugar a dos células hijas idénticas a su antecesora.

MEIOSIS. División celular por medio de la cual, de una célula diploide, se formancuatro células haploides genéticamente diferentes. Es la división celularpor medio de la cual se forman los gametos.

Mediante este proceso se forman las células de la línea germinal(ovogonias y espermatogonias).

Consta de dos divisiones celulares continuas: meiosis I y meiosis II, cadauna con cuatro fases.

Su resultado será cuatro células con características genéticas distintas ycon la mitad del número de cromosomas de la célula que les dio origen(23 cromosomas cada una).

Significado biológico:• Asegura variabilidad genética• Permite mantener el número de cromosomas de la especie después de

la fusión de los gametos

Miosis I (división reduccional)Profase prolongada y diferente de la mitosis.

Profase I: Definida por cambios morfológicos característicos importantes para el intercambio de la información genética.

Laptoteno: Los cromosomas homólogos presentan dos cromátideshermanas delgadas y alargadas. Las células somáticas tienen 23 pares de cromosomas homólogos, 23 maternos y 23 paternos, (46 cromosomas)

Cigoteno: Inicia el alineamiento de los cromosomas para formar las tétradas (cuatro cromátides) o bivalentes (se establece sinapsis entre ellos por medio de las cohesinas).

Paquiteno: Ocurre la recombinación genética por el entrecruzamiento de segmentos entre las cromátides de los cromosomas homólogos.

Diploteno: Comienza la separación de los bivalentes que permanecen unidos.

Diacinesis: Continua la condensación cromosómica, la membrana nuclear comienza a desintegrarse y se ensambla el huso meiótico.

Meiosis I (continuación)

Metafase I: Los cromosomas homólogos de cada bivalente se conectancon las fibras del huso. Hacia cada polo va a quedar orientado uno de loscromosomas homólogos.

Anafase I: No se duplica el cinetocoro. De esta forma los cromosomas seseparan y se dirigen hacia polos opuestos.

Telofase I: Los cromosomas se distiendes aunque no tanto como en latelofase de la mitosis. Se forman dos células haploides (n), es decir 23cromosomas, cada cromosoma con 2 cromátides, por lo que en total hay46 cadenas de DNA (2c).

Meiosis IILas dos células producto de la meiosis I se dividen de forma similar a lamitosis, como resultado se van a formar cuatro células hijas haploides(n) con 23 cromosomas y 23 cadenas de DNA (1) cada una.

Errores en meiosis.• A nivel del cromosoma 22. Deleción en región 22q11.2, síndrome

velocardiofacial. La duplicación a este mismo nivel provoca elsíndrome de ojos de gato.

• Poliploidias: Alteraciones numéricas en las que el número decromosomas es múltiplo exacto del número haploide (n), comolas triploidias (3n=69 cromosomas) o las tetraploidias (4n=92cromosomas). Son causas frecuente de aborto en el primertrimestre del embarazo. Las poliploidias son letales.

• Aneuploidias: Alteraciones numéricas en las que existe uncromosoma de más o de menos al número haploide o diploidedel cromosoma. Si falta un cromosoma, hay 45, se denominamonosomía; y si hay un cromosoma de más, 47, se denominatrisomía; si hay dos cromosomas más, 48, se denominatetrasomía, y así sucesivamente. Pueden presentar muerte fetal, oalteraciones en el desarrollo prenatal o posnatal.

GAMETOGÉNESIS.Es el proceso mediante el cual se desarrollan los gametos masculinos yfemeninos. Al concluir el proceso los gametos serán genotípicamente yfenotípicamente maduros, capaces de participar en el proceso defecundación. El proceso comienza con la aparición de las célulasgerminales primordiales.

Células germinales primordiales:Se originan en el epiblasto en la segunda semana.

Durante la grastrulación, en la tercera semana, llegan hasta la pared delsaco vitelino.

En la cuarta semana migran desde el saco vitelino hasta las gónadas endesarrollo (pared posterior del celoma intraembrionario).

Algunas pueden perderse durante la migración y llegar a lugaresdistintos de las gónadas, la mayoría suelen morir pero algunassobreviven dando lugar a teratomas.

Teratoma: Formados por distintos tejidos como piel, pelo, músculo,hueso, dientes, etc.

Espermatogénesis: Proceso que ocurre en los túbulos seminíferos de lostestículos, mediante el cual las espermatogonias se transforman enespermatozoides maduros, se inicia en la pubertad y continúa durantetoda la vida adulta del varón.

Células sustentaculares: Células grandes con múltiples prolongacionescitoplasmáticas. Le permitirán a las células espermatogénicas alcanzar lamadurez necesaria para transformarse en espermatozoides.

Células espermatogénicas: Situadas en el interior de los túbulosseminíferos, al llegar la pubertad comienzan a dividirse por mitosis y darlugar a nuevas células espermatogénicas de mayor madurez.

Espermatozoide maduro: Alcanza su madurez morfológica en los túbulosseminíferos entre los 60 y 70 días aproximadamente.

Cabeza: Contiene el núcleo y está cubierta por el acrosoma (capaglicoproteica).

Cuello: Se encuentran las mayor parte de las mitocondrias, formando lavaina mitocondrial.

Cola o flagelo: Constituida por filamentos recubiertos de una capa decitoplasma.

Espermatozoides anormales.• Anomalías cromosómicas: Son incapaces de realizar fecundación,

impiden el desarrollo del embrión y mueren poco después de lafecundación.

• Anomalías morfológicas: Espermatozoides bicéfalos, bicaudados,macrocéfalos o microcéfalos. Con flagelo muy corto, muy largo oenredado.

• Movilidad anormal: Al menos el 30-40% de los espermatozoidesdeben presentar movilidad adecuada en el semen después de doshoras de eyaculados.

Formación del semen.

Semen: Es la mezcla de espermatozoides con la secreción de las vesículasseminales, la próstata y las glándulas bulbouretrales. Aumenta lamaduración bioquímica y constituye una fuente de energía adicionalpara el espermatozoide.

Vesículas seminales. Aportan más de la mitad de la secreción del semen. Compuesta por fructuosa, PTG y vesiculasa.

Próstata. Aproximadamente el 30% de las secreciones del semen. Contiene ácido cítrico, vesiculasa, fibrinolisinas y fibrinogenasa; amortiguadores de pH, cinc, calcio, magnesio y fosfatasa ácida.

Glándulas bulbouretrales. Aportan sus secreciones durante la estimulación sexual. Compuesta por galactosa, galactosamina, ácido galactosúrico, ácido siálico y metilpentosa.

Una eyaculación contiene aproximadamente, 2-3ml de semen y entre 60-100 millones de espermatozoides.

Control hormonal de la espermatogénesis. Comienza a nivel del hipotálamo con la secreción de los factores liberadores de gonadotropinas.

La adenohipófisis, en respuesta a los factores liberadores de gonadotropinas, producirá la hormona folículoestimulante (FSH), luteinizante (HL) y la prolactina; las que tendrán como órgano diana los testículos.

Ovogénesis.Proceso que ocurre en el ovario mediante el cual las ovogonias setransforman en ovocitos maduros; se inicia en el período prenatal yconcluye después de la pubertad (12-50 años).

Las células germinales primordiales llegan en la quinta semana a la paredposterior del abdomen, transformándose en ovogonias.

Las ovogonias que han sobrevivido se van a transformar en ovocitoprimario, el cual se rodeará por las células epiteliales foliculares; a esteconjunto se le denominará folículo primordial.

Al momento del nacimiento se estima hay entre 600000-800000 ovocitosprimarios, los cuales no se forman más después del nacimiento.

Desarrollo posnatal de los ovocitos. Solo alrededor de 40000 persisten hasta el inicio de la pubertad. Durante los años que siguen a la pubertad un pequeño grupo reanudará la meiosis I durante el ciclo sexual de la mujer, fenómeno que se repetirá en otros ovocitos cada 28-30 días durante toda la vida fértil, terminando en la etapa de menopausia o climaterio.

Folículo primario unilaminar: Las células foliculares que rodean al ovocitose vuelven cúbicas.

Folículo primario multilaminar: Las células foliculares proliferanrápidamente creando varias capas a nivel del ovocito.Las células foliculares que rodean al ovocito también se denominancélulas de la granulosa.• Teca folicular: Membrana basal por fuera de la granulosa que la separa

del estroma circulante.Teca interna: Capa interna vascularizada de células secretoras.Teca externa: Capa externa de tejido fibroso.

• Zona pelúcida: Capa de glicoproteínas, acelular, que se forma entre elovocito y la granulosa.

La FSH actuará sobre las células de la granulosa, las que en respuestacomenzarán a producir estrógenos.

Folículo secundario: Entre las células de la granulosa comienzan aformarse espacios o antros llenos de líquido.

Folículo terciario o maduro: Aumento de tamaño del folículo por acciónde las hormonas hipofisarias. 10-12 horas antes de la ovulación da lugaral ovocito secundario y al primer cuerpo polar. Página 44-45 LT

Ciclo sexual femenino.Cambios cíclicos que experimenta el aparato reproductor femenino cada28-30 días, se inicia en la pubertad y termina en la menopausia.

Estos cambios son inducidos por hormonas que se secretan en elhipotálamo, la adenohipófisis y los ovarios, preparando al sistemareproductor para un posible embarazo.

Para su estudio se divide en ciclo ovárico y ciclo uterino o menstrual.

CICLO OVÁRICO. CONTROL HORMONAL.Regulado por la FSH y la HL producidas en a nivel de la adenohipófisis.

• Fase folicular.Hormona liberadora de gonadotropinas hipofisarias (GnRH).FHS y HLEstrógenos e inhibina

• Ovulación. Aproximadamente día 14, ruptura del folículo maduro

• Fase lútea. Folículo hemorrágico que finalmente da lugar al cuerpo lúteo o cuerpo amarilloEstrógenos y progesterona que preparan el endometrio para la implantación del blastocito.

CICLO MENSTRUAL O UTERINO. Son los cambios que experimenta el endometrio durante el ciclo sexual femenino. Son producidos por lo estrógenos y progesterona secretados por los folículos ováricos y el cuerpo lúteo.

• Fase menstrual. Disminución brusca de estrógenos y progesterona producidos por el cuerpo lúteo.

• Fase proliferativa o estrogénica.Controlada por los estrógenos producidos por los folículos ováricos en desarrollo.El endometrio duplica o triplica su espesor.

• Fase secretora o progestacionalFase lútea del ovario, regulada por progesterona y estrógenos producidos por los folículos ováricos en desarrollo.