Proceso de Gametogenesis, Apuntes de Embriología

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EMBRIOLOGÍA Y GAMETOGÉNESIS

El proceso embriológico involucra la formación de una célula hasta la

aparición de los primordios de los órganos, que abarca las primeras 8 semanas del desarrollo en especies con gestaciones de 9 meses o más. La gestación se divide en dos períodos:

● Período embrionario: también llamado período de organogénesis o

embriogénesis (aparecen los primordios de los órganos).

● Período fetal: hay diferenciación histológica de los órganos, el feto

crece y aumenta su peso corporal. Durante ambas etapas, pueden suceder anomalías congénitas (malformaciones). El desarrollo embrionario está dirigido por genomas que contienen toda la información que se requiere para formar a un individuo. La información está codificada en el ADN, en secuencias denominadas genes, que codifican proteínas. A su vez, algunas proteínas regulan la expresión de otros genes,

actuando como moléculas de señalización que organizan el desarrollo

embrionario donde un solo gen puede dar origen a muchas proteínas.

INDUCCIÓN Y FORMACIÓN DE LOS ÓRGANOS

Los órganos se forman por medio de interacciones entre las células madre, un grupo de células madre o tejidos inducen a otro conjunto de células o tejidos a cambiar, este proceso recibe el nombre de inducción.

En cada una de estas interacciones, un tipo celular o tejido llamado inductor produce una señal y otro denominado

inducido , responde a ella, regulado por proteínas.

Ocurren muchas interacciones inductivas entre las células epiteliales y mesenquimatosas, que se denominan interacciones epitelio-mesénquima. Algunos ejemplos de este tipo de interacciones es el endodermo intestinal y mesénquima circundate para formar órganos derivados como el hígado y el páncreas; mesénquima de extremidades con ectodermo subyacente para producir el crecimiento de las extremidades; y endodermo de la yema ureteral y el mesénquima del blastema metanéfrico para producir nefronas en el riñón.

TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA

Las características de un nuevo individuo son determinadas por genes específicos de los cromosomas que heredan del padre y de la madre. Cromosomas por especies: ● Seres humanos 46 cromosomas

● Gatos ( Felis silvestris catus) 38 cromosomas

● Bovinos (Bos taurus) 60 cromosomas

● Perro (Canis lupus familiaris) 78 cromosomas

● Gallina (Gallus gallus domesticus) 78 cromosomas

● Caballo ( Equus ferus caballus) 64 cromosomas

Los genes situados en un mismo cromosoma suelen heredarse juntos, por lo que se conocen como genes ligados. En las células somáticas del humano, los cromosomas se aprecian como 23 pares homólogos, que dan origen al número diploide de 46. Existen 22 pares de cromosomas autosomas, y un par de cromosomas sexuales. Uno de los cromosomas de cada par procede del gameto materno u ovocito, el otro del gameto masculino o espermatozoide, cada gameto contiene un número haploide de cromosomas y la fusión de los gametos durante la fecundación restablece el número diploide.

MITOSIS

GENES

Los genes se encuentran en un complejo de ADN y proteínas (llamadas histonas). Existen proteínas potencializadoras y silenciadoras de genes, que pueden inhibir o potencializar la expresión de un gen y sólo se expresa un gen heredado del padre o la madre y el otro gen es silenciado (genes dominantes y recesivos).

ENTRECRUZAMIENTO El entrecruzamiento es uno de los acontecimientos fundamentales de la meiosis l y meiosis II, y consiste en el intercambio de segmentos de cromátidas entre los cromosomas homólogos emparejados. Se rompen segmentos de cromátidas que se intercambian cuando los cromosomas homólogos se separan. Durante el proceso de separación, los puntos de intercambio quedan temporalmente unidos y forman una estructura parecida a una X llamada quiasma. El resultado de las divisiones meióticas es el siguiente:

• Un aumento de la variabilidad genética por el entrecruzamiento, debido a que se redistribuye el material genético.
• Cada célula germinal contiene un número haploide de cromosomas, de manera que en la fecundación se restablece el número diploide. ANOMALÍAS CONGÉNITAS Y ABORTOS ESPONTÁNEOS FACTORES CROMOSÓMICOS Y GENÉTICOS Las anomalías cromosómicas pueden ser: ● En relación al número de cromosomas (numéricas) ● En relación a la estructura de los cromosomas (estructurales)

Las anomalías numéricas generalmente se aplican cuando está

presente un cromosoma extra (trisomía) o cuando se ha perdido uno (monosomía). Las anomalías en el número de cromosomas se pueden originar durante las divisiones meióticas o mitótica.

Las anomalías cromosómicas estructurales ocurren cuando hay una

alteración en la estructura o en partes de un cromosoma, estas tienen lugar cuando falta una parte de un cromosoma (deleción), cuando hay una parte de más (duplicación) y cuando una parte ha cambiado de lugar con otra (inversión) , esto genera exceso o la escasez de material genético, lo que causa algunas anomalías congénitas. Cigotos anormales: El número preciso de cigotos anormales que se forman se desconoce debido a que estos suelen perderse dos a tres semanas después de la fecundación, por lo que no se detectan y pasan desapercibidos, debido a que la mayoría de hembras domésticas retornarán al celo nuevamente sin ningún signo aparente de aborto, algunos estudios indican que la mitad de los abortos espontáneos son consecuencia de anomalías cromosómicas. Los abortos espontáneos son un medio natural de eliminar embriones con defectos, lo que disminuye la incidencia de malformaciones congénitas. Duplicación Ganancia del material genético (duplicación de un segmento cromosómico). Inversión Se produce un cambio de orientación de un segmento del cromosoma y una variación en la disposición de los genes. Deleción Pérdida de material genético Cromosoma sexual Cromosoma autosomas Ejemplo: si la separación de cromosomas no sucede y los cromosomas pares se trasladan a la misma célula, el resultado es que una célula recibe 24 cromosomas y la otra recibe 22. En la fecundación, un gameto con 23 cromosomas se fusiona con un gameto que posee 24 o 22 cromosomas, el resultado es un individuo con 47 cromosomas (trisomía) o un individuo con 45 cromosomas (monosomía). Un ejemplo de esto es la trisomía del cromosoma 21 (SÍNDROME DE DOWN): suele deberse a una copia extra del cromosoma 21. La Trisomía del Cromosoma 13 genera: labio leporino, fisura palatina y defectos oculares; que es debido a una copia extra del cromosoma 13.

GAMETOGÉNESIS (GONADOCITOS O CÉLULAS GERMINATIVAS PRIMORDIALES) Las células germinativas primordiales se originan de la línea primitiva y viajan al saco vitelino y alantoideo para diferenciarse en células germinativas primordiales que formarán a los espermas y óvulos.

Los gametos derivan de las células germinativas primordiales o gonadocitos (CGP). Las células germinativas

primordiales (CGP) que se forman en el epiblasto durante la 2da^ semana, se desplazan por la línea primitiva durante la gastrulación y migran hacia la pared del saco vitelino. Durante la 3ra^ - 4 ta^ semana de desarrollo, estas células empiezan a migrar desde el saco vitelino hacia las gónadas en desarrollo (gónada indiferenciada o primordio gonadal), donde llegan en la 5ta^ semana. Las divisiones mitóticas de los gonadocitos o células primordiales aumentan durante su migración por el saco vitelino y cuando las células ya se encuentran en las gónadas, se siguen dividiendo. Para prepararse para la fecundación, las células germinativas experimentan el proceso de gametogénesis, que incluye la meiosis, para reducir el número de cromosomas y madurar. CAMBIOS MORFOLÓGICOS DURANTE LA MADURACIÓN DE LOS GAMETOS FORMACIÓN: EMBRIOLOGÍA DE LOS GAMETOS

OVOGÉNESIS

Es el proceso mediante el cual los ovogonios u oogonios se diferencian en ovocitos maduros. Una vez que las células germinativas primordiales (CGP) ó gonadocitos han alcanzado la gónada de la hembra se diferencian en ovogonios u oogonios. Estas células experimentan diversas divisiones mitóticas al final del 3er^ mes, se disponen en grupos rodeados por una capa de células epiteliales planas, conocidas como células foliculares, que se originan a partir del epitelio celómico que recubre el ovario (epitelio celómico de la cresta gonadal). La mayoría de ovogonios continúan dividiéndose por mitosis, pero algunos de ellos detienen sus divisiones celulares y realizan su primera división meiótica I, y forman ovocitos primordiales, durante los meses siguientes, el número de ovogonios aumenta rápidamente y hacia el 5to^ mes del desarrollo prenatal el número total de células germinales en el ovario alcanza su máximo en 7 millones. Los ovogonios u oogonios empiezan a morir por (atresia) y muchos ovogonios y ovocitos primarios se degeneran y se vuelven atrésicos. En el 7mo^ mes, la mayoría de ovogonios se han degenerado, excepto ovocitos primordiales que se encuentran cerca de la superficie y han entrado en la meiosis I rodeados por una capa de células foliculares epiteliales planas. El conjunto formado por un ovocito primordial y las células

epiteliales planas que le rodean se conoce como folículo

primordial.

En el nacimiento los ovocitos primordiales están en reposo inducido por el inhibidor de la maduración del ovocito (IMO). Se estima que en el momento del nacimiento el número total de ovocitos varía entre 600,000 y 800,000. Antes de la pubertad, la mayoría de ovocitos se vuelven atrésicos; al inicio de la pubertad sólo quedan 40000, de los cuales se ovularán entre 400 y 500, uno cada mes en hembras que solo tienen una cría o varios óvulos en hembras multíparas. En la pubertad empiezan a madurar algunos folículos y acumulan líquido en un espacio llamado antro, con lo que pasan a la fase antral o vesicular, y acumulan líquido hasta antes de la ovulación y se denominan folículos vesiculares maduros o folículo de Graff. Folículo primario El ovocito primario empieza a crecer, las células foliculares que le rodean pasan de planas a cúbicas y proliferan para generar un epitelio estratificado de células granulosas (epitelio estratificado cúbico). Las células granulosas descansan sobre una membrana basal que las separa del tejido conjuntivo circundante del ovario (células del estroma ó corona radiada) que forma la teca folicular. Las células granulosas y el ovocito también segregan una capa de glucoproteínas en la superficie del ovocito que forma la zona pelúcida. Mientras los folículos continúan creciendo, las células de la teca folicular se estructuran en una capa interna de células secretoras (teca interna) y una cápsula fibrosa externa (teca externa). A medida que el desarrollo continúa, aparecen espacios llenos de líquido entre las células granulosas este espacio forma el antro y el folículo recibe el nombre de folículo secundario (vesicular o folículos de Graff). El ovocito se mantiene intacto y forma el acúmulo ovóforo. La membrana basal se localiza entre las células de la granulosa y la teca interna, ésta impide el paso de los vasos sanguíneos hacia el folículo, es una barrera. En cada ciclo ovárico, empiezan a desarrollarse unos cuantos folículos, pero generalmente sólo uno alcanza la madurez en hembras que solo tienen una cría y en caso de hembras multíparas maduran varios folículos, los otros se degeneran y se vuelven atrésicos. La maduración de los ovocitos inicia antes del nacimiento.

ESPERMIOGÉNESIS

Cambios que dan origen a la transformación de las espermátides en espermatozoides se denomina espermiogénesis o espermioteliosis. Estos cambios incluyen:

1. La formación del acrosoma, que cubre la mitad de la superficie nuclear y contiene enzimas (acrosina y hialuronidasa), que facilitan la penetración al óvulo y sus capas durante la fecundación. 2. Condensación del núcleo, Formación del cuello, la pieza intercalar y la cola. 3. Eliminación de la mayor parte del citoplasma. El tiempo que se requiere para que una espermatogonia se convierta en espermatozoide maduro es alrededor de 74 días, y cada día se producen cerca de 300 millones de espermatozoides. Cuando los espermatozoides completan su formación ingresan al lumen de los túbulos seminíferos y son impulsados hacia el epidídimo por la contracción de células musculares; al inicio su motilidad es escasa y maduran en el epidídimo. Estructuras del testículo ● Túbulos seminíferos: es donde ocurre la formación y maduración morfológica de los espermatozoides. ● Conductos genitales: encargados de la maduración y transporte de los espermatozoides para la fecundación. ● Glándulas anexas: secretan sustancias para formar el líquido seminal o semen. Funciones de las células sustentaculares (células de Sertoli): - Dar soporte a las células espermatogénicas. - Captar testosterona y hormona foliculoestimulante. - Formar la barrera hematotesticular. - Filtrar el paso de esteroides, metabolitos y sustancias nutritivas. - Secretar proteínas que concentren testosterona en el epitelio seminífero. - Producir sustancias inhibidoras y estimuladoras de la mitosis y meiosis. BIBLIOGRAFÍA ● Langman, Sadler- Embriología Médica, 11° Edición, Ed. Lippincott Williams & Wilkins. ● Salazar, I. 2013. T Embriología Veterinaria, Editorial: Univ. Santiago Compostela. ● López, N. Biología del Desarrollo. McGraw Educación. Disponible en: www.accessmedicina.com.