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Biología del desarrollo. Cuaderno de trabajo
CAPÍTULO 2: Gametogénesis y espermatogénesis
Introducción
La gametogénesis es el proceso mediante el cual las células germinales experimentan cambios cromosómicos y morfológicos en preparación para la fecundación. Durante este proceso, a través de la meiosis se reduce la cantidad de cromosomas, del número diploide (46 o 2n) al número haploide (23 o 1n). La maduración del gameto masculino ocurre a través del mecanismo denominado espermatogénesis, que se inicia desde la pubertad con la maduración de las espermatogonias; cada una de ellas origina cuatro células hijas, para así formar millones de espermatozoides. En cambio, la ovogénesis (maduración del gameto femenino) se inicia desde el periodo fetal y después de permanecer latente durante la infancia, al llegar la pubertad se reinicia para formar una célula madura en cada ciclo sexual.
Origen y diferenciación de las células germinales
Existen diferencias en la maduración de las células germinales entre ambos sexos, aunque las primeras etapas de su formación son similares, como se verá en este apartado.
Es ampliamente aceptado que las células germinales son de origen endodérmico; sin embargo, se pueden detectar en forma indiferente durante la segunda semana cuando el embrión se encuentra en fase de disco plano bilaminar. En esta fase, un grupo de células epiblásticas se determinan a células germinales primordiales bajo la actividad de la proteína morfogénica ósea (BMP-4). Más tarde migran a través de la línea primitiva y se sitúan en el saco vitelino cerca de la alantoides, donde se diferencian a células germinales primordiales (figura 2-1A). Estas células se pueden reconocer a partir del día 24 (posfertilización), por su núcleo de gran tamaño y alto contenido defosfatasa alcalina.
Figura 2-1. A) Esquema de un embrión en etapa de gástrula. Se observa la migración de las células germinales desde el epiblasto a través de la línea primitiva. B) Esquema de un embrión humano que muestra la migración de las células germinales hacia la gónada a través del intestino posterior y su mesenterio.
Las células germinales primordiales migran desde el saco vitelino a través de la alantoides, el intestino caudal y su mesenterio dorsal; llegan a la gónada (cresta gonadal) durante la sexta semana (figura 2-1B), en donde se diferencian a células madre: espermatogonias en el varón y ovogonias en la mujer.
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En ambos sexos la aparición y migración de las células germinales es similar. Durante la migración hacia la gónada, las células germinales expresan el factor de transcripción Oct-4 que les permite la totipotencia. Otro de los factores esenciales es la expresión del factor inhibidor de la leucemia (LIF), que estimula la multiplicación de las células germinales durante su migración; se acepta que llegan entre 2 000 y 4 000 células a la gónada que se está desarrollando.
Testículo y su regulación hormonal
El testículo es un órgano par localizado en las bolsas escrotales; está compuesto principalmente por los túbulos seminíferos, estructuras en forma de arco rodeadas de tejido conjuntivo. En la pared del túbulo seminífero se reconocen dos regiones: el compartimiento basal y el compartimientoad luminal, delimitados por la barrera, formada por complejas uniones citoplasmáticas de las células de Sertoli.
El compartimiento basal lo ocupan las espermatogonias en división activa, así como las células de Sertoli, las cuales ocupan ambos compartimientos, ya que su citoplasma se expande hasta la luz del túbulo seminífero. En el compartimientoad luminal se localizan las células germinales en diversos grados de diferenciación, alojadas en el citoplasma de las células de Sertoli y protegidas del sistema inmunológico por la barrera hematotesticular antes mencionada (figura 2-2).
Figura 2-2. Esquema de la pared de un túbulo seminífero con sus dos compartimientos y la distribución de los diversos tipos celulares. La línea punteada delimita ambos compartimientos de la pared del túbulo seminífero.
Al comenzar la pubertad se inicia una actividad hormonal muy importante en el hipotálamo con la secreción de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH); esta hormona estimula a la adenohipófisis (hipófisis anterior) para la secreción de las hormonas luteinizante (LH) y foliculoestimulante (FSH) cuyo órgano blanco es el testículo.
La hormona luteinizante actúa sobre las células de Leydig para que sinteticen y liberen testosterona, andrógeno que se requiere para la maduración de los gametos. La hormona foliculoestimulante actúa sobre las células de Sertoli cuyo producto es líquido testicular, proteína fijadora de andrógenos, hormona antimülleriana, etcétera.
Espermatogénesis
La espermatogénesis (espermatocitogénesis) ocurre en los túbulos seminíferos y tiene como fin formar gametos maduros (espermatozoides), dura alrededor de 60 a 64 días. Este proceso ocurre en dos etapas: en la primera se lleva a cabo la reducción del material cromosómico mediante dos divisiones meióticas hasta llegar al número haploide (1n) en cada una de las cuatro células hijas. En la segunda etapa se adquiere la forma definitiva del gameto (espermatozoide) a través de la espermiogénesis.
Reducción del material cromosómico
La primera etapa de maduración de los gametos se inicia cuando un grupo de espermatogonias tipo A dejan el ciclo mitótico con 46 cromosomas replicados (bivalentes) y se transforman en espermatogonias tipo B. Previo al inicio de la actividad meiótica, las espermatogonias tipo B se diferencian en Loading [Contrib]/a11y/accessibility-menu.js
La longitud del espermatozoide es de 60 a 65 μ y su vida media dentro del sistema genital femenino es de 72 horas.
Al finalizar la maduración morfológica, los espermatozoides se desprenden de la célula de Sertoli como espermatozoides maduros y viajan a través de los túbulos seminíferos hacia el epidídimo, donde se lleva a cabo la maduración fisiológica con la cual adquieren movilidad y al mismo tiempo la cabeza del espermatozoide es cubierta por glucoproteínas. Al ser eyaculados, la maduración morfológica y fisiológica ha concluido; sin embargo, se requiere de un proceso de capacitación en el tracto genital femenino para ser capaces de fecundar un ovocito.
La cantidad de espermatozoides que se eyacula es de aproximadamente 60 a 100 millones por milímetro cúbico. Alrededor de 10% de los espermatozoides pueden ser anómalos, aunque esta cifra varía entre un varón y otro.
Las anomalías morfológicas de los espermatozoides por lo regular son comunes y se pueden encontrar alteraciones en la forma como bicéfalos, macrocéfalos, con doble cola, etc. Se considera que si en un eyaculado existe al menos 50% de espermatozoides normales, la fertilidad no se deteriora. Cuando aumenta el número de anomalías se considera teratozoospermia, la cual puede interferir con la fertilidad.
Bibliografía
Alberts B, Dennos B, Lewis J et al (eds).Molecular Biology of The Cell. 3rd ed. New York, NY: Garland Publishing, Inc., 1994.
Anderson R, Copeland TK, Schöler H et al The onset of germ cell migration in the mouse embryo.Mech Dev; 91 :61–68. 2000. [PubMed: 10704831]
Archer DF, Zeleznik AJ, Rockette HE. Ovarian follicular maturation in women II. Reversal of estrogen inhibited ovarian folliculogenesis by human gonadotropin.Fertil Steril 50 :555. 1988. [PubMed: 3139462]
Bendsen E, Lausen SB, Olesen C et al E ect of 4-octylphenol on germ cell number in cultured human fetal gonads.Hum Reprod; 14 :236–243. 2001.
Besmer P, Manova K, Duttlonger R et al The kit ligand (steel factor) an dits receptor c-kit: pleiotropic roles in gametogenesis and melanogenesis. Dev (Suppl.), 125–137. 1993.
Carlson BM (ed).Gametogénesis y fecundación. 5a. ed. México, D.F. Interamericana McGraw-Hill, 1990.
Comperts M, García CM, Wylie C et al Interactions between primordial germ cells play a role in their migration in mouse embryos.Development; 120 :135–141. 1994. [PubMed: 8119122]Loading [Contrib]/a11y/accessibility-menu.js
Donovan PJ, de Miguel MP. Turning germ cells into stem cells.Curr Opin Genet Dev, 13 :463–471. 2003
Holstein AF, Rossen RE.Atlas of human spermatogenesis. Berlin: Grosse 1981.
Larsen WJ.Human Embryology. 2nd. ed. New York: Churchill Livingstone, Inc. 1997.
Lodish H, Berk A, Zipursky SL et al (editores).Biología Celular y Molecular. 4a^ ed. Madrid, España. Editorial Médica Panamericana, 2002.
López SN. Atlas deEmbriología Humana. México, D.F.: McGraw Hill, 2004.
McLaren A. Germ and somatic cell lineages in the developing gonad.Mol Cell Endocrinol 2000; 163 :3–9.
Ohata H, Yomogida K, Dohmae K et al Regulation of proliferation and di erentiation in spermatogonial stem cells: the role of c-kit and its ligand SCF. Development, 2000; 127 :2125–2131.
Sadler TW.Embriología Médica, con orientación clínica. 9a^ ed. Buenos Aires, Argentina: Editorial Médica Panamericana, 2004.
Suárez QC, Goldstein SR, Bonner RF. Laser capture microdissection: a new tool for the study of spermatogenesis.J Androl 2000; 21 :601–608.
Zwaka TP, Thomson JA. A germ cell origin of embryonic stem cells?Development, 2005; 132 :227–233.
Autoevaluación
Figura A 2-1. Corte de testículo humano adulto.
Asigne las nomenclaturas correspondientes a las estructuras o células señaladas en la imagen, y de acuerdo con lo que observa, conteste lo siguiente:
- Si descienden las concentraciones de LH, ¿cuál de las células señaladas altera su función?
- ¿Qué hormona sintetiza la célula antes mencionada, la cual responde a la LH?
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