Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Fertilización humana

La fecundación humana es la unión de un óvulo y un espermatozoide , que ocurre principalmente en la ampolla de la trompa de Falopio . [ 1 ] El resultado de esta unión da lugar a...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La fecundación humana es la unión de un óvulo y un espermatozoide , que ocurre principalmente en la ampolla de la trompa de Falopio . [ 1 ] El resultado de esta unión da lugar a la producción de un óvulo fecundado llamado cigoto , que inicia el desarrollo embrionario . Los científicos descubrieron la dinámica de la fecundación humana en el siglo XIX. [ 2 ]

El proceso de fecundación implica la fusión de un espermatozoide con un óvulo. La secuencia más común comienza con la eyaculación durante la cópula , continúa con la ovulación y finaliza con la fecundación. Existen varias excepciones a esta secuencia, como la inseminación artificial , la fecundación in vitro , la eyaculación externa sin cópula o la cópula poco después de la ovulación. [ 3 ] [ 4 ] Al encontrarse con el ovocito secundario , el acrosoma del espermatozoide produce enzimas que le permiten atravesar la capa externa llamada zona pelúcida del óvulo. El plasma del espermatozoide se fusiona con la membrana plasmática del óvulo y sus núcleos se fusionan, lo que provoca que la cabeza del espermatozoide se separe de su flagelo mientras el óvulo viaja por la trompa de Falopio hasta llegar al útero.

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

Historia

La fecundación no se comprendía en la antigüedad. Hipócrates creía que el embrión era producto del semen masculino y un factor femenino. Aristóteles sostenía que solo el semen masculino daba origen a un embrión, mientras que la mujer solo proporcionaba un lugar para su desarrollo, [ 5 ] un concepto que adquirió del preformacionista Pitágoras . Aristóteles defendía que la forma y la función surgían gradualmente, en un modo que él denominaba epigenético . [ 6 ] En 1651, William Harvey refutó la idea de Aristóteles de que la sangre menstrual pudiera estar involucrada en la formación de un feto , afirmando que los óvulos de la mujer se convertían de alguna manera en feto como resultado de la relación sexual . [ 7 ]

Los espermatozoides fueron descubiertos en 1677 por Antonie van Leeuwenhoek , quien creía que Aristóteles tenía razón. [ 8 ] Algunos observadores creían ver un pequeño cuerpo humano completamente preformado en la cabeza de un espermatozoide. [ 9 ] El óvulo humano fue observado por primera vez en 1827 por Karl Ernst von Baer . [ 8 ] No fue hasta 1876 que Oscar Hertwig demostró que la fecundación se debe a la fusión de un óvulo y un espermatozoide. [ 5 ]

Una metáfora común para describir la fecundación humana es la de un espermatozoide que corre para encontrarse con un óvulo. Otra metáfora común es la de dos mitades que forman un todo. [ 10 ]

El espermatozoide y el ovocito se encuentran.

Ampolla

La fecundación ocurre en la ampolla de la trompa de Falopio , la sección que se curva alrededor del ovario. Los espermatozoides capacitados , que nadan a 1 a 3 mm/min (0,04 a 0,12 pulg/min) [ 11 ] son ​​atraídos por la progesterona, que es secretada por las células del cúmulo que rodean al ovocito. [ 12 ] La progesterona se une al receptor CatSper en la membrana del espermatozoide y aumenta los niveles de calcio intracelular, causando una motilidad hiperactiva. El espermatozoide continuará nadando hacia concentraciones más altas de progesterona, guiándolo efectivamente hacia el ovocito. [ 13 ] Alrededor de 200 de 200 millones de espermatozoides llegan a la ampolla.  

Preparación de esperma

El espermatozoide entra en el óvulo utilizando enzimas acrosómicas para disolver la envoltura gelatinosa ( zona pelúcida ) del ovocito.

Al comienzo del proceso, el espermatozoide sufre una serie de cambios, ya que el espermatozoide recién eyaculado es incapaz o poco capaz de fertilizar. [ 14 ] El espermatozoide debe someterse a capacitación en el tracto reproductivo femenino, lo que aumenta su motilidad e hiperpolariza su membrana, preparándolo para la reacción acrosómica , la penetración enzimática de la resistente membrana del óvulo, la zona pelúcida , que rodea al ovocito. [ 15 ]

Corona radiata

El espermatozoide se une a través de la corona radiata , una capa de células foliculares en la superficie del ovocito secundario . La corona radiata libera sustancias químicas que atraen al espermatozoide en la trompa de Falopio hacia el ovocito. Se encuentra sobre la zona pelúcida, una membrana de glicoproteínas que rodea al ovocito. [ 16 ]

Cono de atracción y membrana perivitelina

En el punto donde el espermatozoide está a punto de penetrar, el vitelo ( ooplasma ) se extiende formando una elevación cónica, denominada cono de atracción o cono de recepción. Una vez que el espermatozoide ha entrado, la porción periférica del vitelo se transforma en una membrana, la membrana perivitelina, que impide el paso de espermatozoides adicionales. [ 17 ]

Zona pelúcida y reacción acrosómica

Tras unirse a la corona radiata, el espermatozoide alcanza la zona pelúcida , que es una matriz extracelular de glicoproteínas . Una glicoproteína ZP3 de la zona pelúcida se une a un receptor en la superficie celular de la cabeza del espermatozoide. Esta unión desencadena la ruptura del acrosoma, liberando enzimas acrosómicas que ayudan al espermatozoide a penetrar la gruesa capa de la zona pelúcida que rodea al ovocito, accediendo finalmente a la membrana celular del óvulo. [ 18 ]

Algunos espermatozoides consumen su acrosoma prematuramente en la superficie del óvulo, facilitando la penetración por otros espermatozoides. Como población, los espermatozoides haploides maduros tienen en promedio un 50 % de similitud genómica, por lo que las reacciones acrosómicas prematuras ayudan a la fecundación por un miembro de la misma cohorte. [ 19 ] Esto puede considerarse un mecanismo de selección de parentesco .

Los estudios han demostrado que el huevo no es pasivo durante este proceso. En otras palabras, también parece experimentar cambios que ayudan a facilitar dicha interacción. [ 20 ] [ 21 ]

Fusión

Fecundación e implantación en humanos

Reacción cortical

Después de que el espermatozoide entra en el citoplasma del ovocito, la cola y la capa externa del espermatozoide se desintegran. La fusión de las membranas del espermatozoide y del ovocito provoca la reacción cortical . [ 22 ] Los gránulos corticales dentro del ovocito secundario se fusionan con la membrana plasmática de la célula, lo que provoca que las enzimas dentro de estos gránulos sean expulsadas por exocitosis hacia la zona pelúcida. Esto, a su vez, provoca que las glicoproteínas en la zona pelúcida se entrecrucen entre sí —es decir, las enzimas hacen que la ZP2 se hidrolice en ZP2f— haciendo que toda la matriz sea dura e impermeable al espermatozoide. Esto impide la fecundación de un óvulo por más de un espermatozoide. [ 23 ]

Fusión de material genético

Preparación

Como preparación para la fusión de su material genético, tanto el ovocito como el espermatozoide experimentan transformaciones como reacción a la fusión de las membranas celulares.

El ovocito completa su segunda división meiótica . Esto da como resultado un óvulo haploide maduro y la liberación de un corpúsculo polar. [ 24 ] El núcleo del ovocito se denomina pronúcleo en este proceso, para distinguirlo de los núcleos que resultan de la fecundación.

Dibujo de un óvulo

La cola del espermatozoide y las mitocondrias degeneran con la formación del pronúcleo masculino. Por esta razón, todas las mitocondrias en los humanos son de origen materno. Aun así, una cantidad considerable de ARN del espermatozoide se transfiere al embrión resultante y probablemente influye en su desarrollo y en el fenotipo de la descendencia. [ 25 ]

Fusión

Posteriormente, el núcleo del espermatozoide se fusiona con el óvulo, lo que permite la fusión de su material genético.

Bloques de polispermia

Cuando el espermatozoide entra en el espacio perivitelino , una proteína específica del espermatozoide, Izumo, en la cabeza, se une a los receptores Juno en la membrana del ovocito. [ 26 ] Una vez unido, se producen dos bloqueos a la polispermia. Después de aproximadamente 40 minutos, los receptores Juno restantes en el ovocito se pierden de la membrana, lo que lo vuelve no fusogénico. Además, se produce la reacción cortical causada por la unión de la ovastacina y su escisión de los receptores ZP2 en la zona pelúcida. [ 27 ] Estos dos bloqueos de la polispermia son los que impiden que el cigoto tenga demasiado ADN.

Replicación

Los pronúcleos migran hacia el centro del ovocito, replicando rápidamente su ADN a medida que lo hacen para preparar al cigoto para su primera división mitótica . [ 28 ]

Mitosis

Generalmente, se fusionan 23 cromosomas del espermatozoide y 23 del óvulo (aproximadamente la mitad de los espermatozoides portan el cromosoma X y la otra mitad el cromosoma Y). Sus membranas se disuelven, eliminando cualquier barrera entre los cromosomas masculinos y femeninos . Durante esta disolución, se forma un huso mitótico entre ellos. El huso captura los cromosomas antes de que se dispersen en el citoplasma del óvulo. Posteriormente, durante la mitosis (que incluye el desplazamiento de las cromátidas hacia los centriolos en la anafase), la célula reúne el material genético de ambos cromosomas. Por lo tanto, la primera mitosis de la unión del espermatozoide y el ovocito es la fusión de sus cromosomas. [ 28 ]

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 lo tanto, son genéticamente idénticas.

Edad de fertilización

La fecundación es el evento que se utiliza con mayor frecuencia para marcar el punto de inicio de la vida, en las descripciones del desarrollo prenatal del embrión o feto. [ 29 ] La edad resultante se conoce como edad de fecundación , edad concepcional , edad embrionaria , edad fetal o edad de desarrollo intrauterino (DIU) [ 30 ] .

La edad gestacional , en cambio, toma como punto de partida el inicio de la última menstruación (FUM). Por convención, la edad gestacional se calcula sumando 14 días a la edad de fecundación y viceversa. [ 31 ]

La fecundación suele ocurrir dentro del día siguiente a la ovulación , que, a su vez, ocurre en promedio 14,6 días después del inicio de la menstruación anterior (FUM). [ 34 ] También existe 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 a ovulación de 14,6. [ 35 ] En un grupo de referencia que representa a todas las mujeres, el intervalo de predicción del 95 % de FUM a ovulación es de 8,2 a 20,5 días. [ 34 ]

Se ha estimado que el tiempo promedio hasta el parto 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 %. [ 36 ]

La edad de fecundación también se utiliza a veces después del nacimiento para estimar diversos 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 . [ 37 ]

Enfermedades que afectan la fertilidad humana

Diversos trastornos pueden surgir por defectos en el proceso de fecundación, ya sea por la interacción entre el espermatozoide y el óvulo o por el estado de salud del progenitor que gesta el cigoto. A continuación, se describen algunas de las enfermedades que pueden presentarse durante este proceso.

  • La polispermia resulta de la fertilización de un óvulo por múltiples espermatozoides, lo que produce un número desequilibrado de cromosomas en el embrión. [ 38 ] La polispermia, si bien es 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 foliculoestimulante y produce andrógenos en exceso . Esto provoca que el período de ovulación entre el contacto del óvulo se retrase o se excluya. [ 39 ]
  • Los trastornos autoinmunes pueden provocar complicaciones en la implantación del óvulo en el útero, lo que puede ser una respuesta de ataque del sistema inmunitario a un embrión ya establecido en la pared uterina. [ 39 ]
  • El cáncer afecta en última instancia la fertilidad y puede provocar defectos congénitos o abortos espontáneos. El cáncer daña gravemente los órganos reproductores, lo que afecta la fertilidad. [ 39 ]
  • Los trastornos del sistema endocrino afectan la fertilidad humana al disminuir la capacidad del cuerpo para producir el nivel de hormonas necesario para llevar a término un cigoto. Algunos ejemplos de estos trastornos son la diabetes, los trastornos suprarrenales y los trastornos tiroideos. [ 39 ]
  • La endometriosis es una afección que afecta a las mujeres en la que el tejido que normalmente se produce en el útero crece fuera de él. Esto provoca dolor y malestar intensos y puede dar lugar a un ciclo menstrual irregular. [ 39 ]
  • La teratogénesis es una condición en la que la mujer embarazada presenta defectos en el embrión o feto que gesta. Esto puede inhibir el crecimiento fisiológico y físico del feto, y provocar una degeneración en su bienestar general en etapas posteriores de la vida. Puede ser causada por la ingesta de sustancias nocivas para el feto. [ 40 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Espermatogénesis — Fecundación — Anticoncepción: Eventos moleculares, celulares y endocrinos en la reproducción masculina . Actas del simposio de la Fundación Ernst Schering. Springer-Verlag. 1992. ISBN 978-3-662-02817-9Archivado del original el 11 de septiembre de 2018. Consultado el 11 de septiembre de 2018 .
  2. ↑ Garrison FH (1921). Introducción a la historia de la medicina . Saunders. págs. 566–567 . 
  3. ↑ "Ve a preguntarle a Alice!: ¿Embarazada sin tener relaciones sexuales?" . Archivado del original el 22 de diciembre de 2011. Consultado el 24 de enero de 2016 .
  4. ↑ Knight B (1998). Guía de medicina forense para abogados (2.ª ed.). Londres: Cavendish Pub. Ltd. pág. 188. ISBN   978-1-85941-159-9Es bien sabido que el embarazo puede producirse a partir de este tipo de eyaculación externa...
  5. 1 2 Clift, Dean; Schuh, Melina (2013). "Reiniciando la vida: Fertilización y la transición de la meiosis a la mitosis" . Nature Reviews Molecular Cell Biology . 14 (9): 549– 562. doi : 10.1038/nrm3643 . PMC 4021448. PMID 23942453 .  
  6. ↑ Maienschein J (2017). «El primer siglo de la teoría celular: De las unidades estructurales a los sistemas vivos complejos». En Stadler F (ed.). Historia y filosofía integradas de la ciencia. Anuario del Instituto del Círculo de Viena, Instituto del Círculo de Viena, Universidad de Viena, Sociedad del Círculo de Viena, Sociedad para el Avance de las Concepciones Científicas del Mundo . Vol. 20. Cham.: Springer. ISBN  978-3-319-53258-5.
  7. ↑ "1578-1657 d. C. William Harvey" . Comprender la herencia . Nova online . 2001. Archivado del original el 24 de marzo de 2019. Consultado el 24 de marzo de 2019 .
  8. 1 2 Cobb, M (2012). "Diez años asombrosos: el descubrimiento del óvulo y el espermatozoide en el siglo XVII" . Reproducción en animales domésticos . 47 : 2–6 . doi : 10.1111/j.1439-0531.2012.02105.x . PMID 22827343 . 
  9. ↑ Neaves, William (2017). "El estatus del embrión humano en diversas religiones" . Development . 144 (14): 2541– 2543. doi : 10.1242/dev.151886 . PMID 28720650 . 
  10. ↑ Almeling, Rene (2023). "¿Qué historias biológicas cuentan los estadounidenses sobre el óvulo y el espermatozoide? Un estudio inspirado en Emily Martin 30 años después". Gender & Society . 37 (5): 750– 773. doi : 10.1177/08912432231187431 .
  11. ↑ Ishijima, Sumio; Oshio, Shigeru; Mohri, Hideo (1986). "Movimiento flagelar de los espermatozoides humanos". Gamete Research . 13 (3): 185– 197. doi : 10.1002/mrd.1120130302 .
  12. ↑ Oren-Benaroya R, Orvieto R, Gakamsky A, Pinchasov M, Eisenbach M (octubre de 2008). "El quimioatrayente de espermatozoides secretado por las células del cúmulo humano es la progesterona" . Reproducción Humana . 23 (10): 2339– 2345. doi : 10.1093/humrep/den265 . PMID 18621752 . 
  13. ↑ Publicover S, Barratt C (marzo de 2011). "Biología reproductiva: la puerta de entrada de la progesterona al esperma". Nature . 471 (7338): 313– 314. Bibcode : 2011Natur.471..313P . doi : 10.1038/471313a . PMID 21412330. S2CID 205062974 .  
  14. ↑ "Fertilización" . Archivado del original el 24 de junio de 2010. Consultado el 28 de julio de 2010 .
  15. ↑ Puga Molina LC, Luque GM, Balestrini PA, Marín-Briggiler CI, Romarowski A, Buffone MG (2018). "Base molecular de la capacitación del esperma humano" . Fronteras en biología celular y del desarrollo . 6 72. doi : 10.3389/fcell.2018.00072 . PMC 6078053 . PMID 30105226 .  
  16. ↑ Miles, Linda. "LibGuides: BIO 140 - Biología Humana I - Libro de texto: Capítulo 45 - Fertilización" . guides.hostos.cuny.edu . Archivado del original el 17 de noviembre de 2022. Consultado el 28 de noviembre de 2022 .
  17. ↑ "Fertilización del óvulo" . Anatomía de Gray . Archivado del original el 2 de diciembre de 2010. Consultado el 16 de octubre de 2010 .
  18. ↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). "Fertilización" . Biología molecular de la célula. 4.ª edición . Archivado del original el 14 de mayo de 2017. Recuperado el 28 de noviembre de 2022 .
  19. ↑ Angier N (12 de junio de 2007). «Elegantes, rápidas y enfocadas: las células que hacen que papá sea papá» . The New York Times . Archivado del original el 29 de abril de 2017.
  20. ↑ Wymelenberg S (1990). Ciencia y bebés: decisiones privadas, dilemas públicos . Washington, DC: National Academy Press. pág. 17. ISBN  978-0-309-04136-2.
  21. ↑ Jones RE, Lopez KH (2006). Biología reproductiva humana (Tercera ed.). Elsevier. pág. 238. ISBN   978-0-08-050836-8.
  22. ↑ Flaws, Jodi A.; Spencer, Thomas E. (2018), "Content and Volume Overview" , Encyclopedia of Reproduction , Elsevier, pp. 1–2 , doi : 10.1016/b978-0-12-811899-3.64622-0 , ISBN  9780128151457Consultado el 28 de noviembre de 2022.
  23. ↑ "Fertilización: La reacción cortical" . Boundless . Consultado el 14 de marzo de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  24. ↑ "Eventos de prefertilización" . www.med.umich.edu . Archivado del original el 9 de noviembre de 2021. Consultado el 28 de noviembre de 2022 .
  25. ↑ Jodar M, Selvaraju S, Sendler E, Diamond MP, Krawetz SA (noviembre de 2013). "La presencia, función y uso clínico de los ARN espermáticos" . Human Reproduction Update . 19 (6): 604– 624. doi : 10.1093/humupd/dmt031 . PMC 3796946. PMID 23856356 .  
  26. ↑ Bianchi E, Wright GJ (1 de julio de 2014). "Izumo conoce a Juno: prevención de la polispermia en la fertilización" . Cell Cycle . 13 (13): 2019– 2020. doi : 10.4161/cc.29461 . PMC 4111690. PMID 24906131 .  
  27. ^ Burkart AD, Xiong B, Baibakov B, Jiménez-Movilla M, Dean J (abril de 2012). "La ovastacina, una proteasa de gránulos corticales, escinde ZP2 en la zona pelúcida para prevenir la polispermia" . La revista de biología celular . 197 (1): 37– 44. doi : 10.1083/jcb.201112094 . PMC 3317803 . PMID 22472438 .  
  28. 1 2 Marieb EN (2001). Anatomía y fisiología humanas (5.ª ed.). San Francisco: Benjamin Cummings. págs. 1119–1122 . ISBN   978-0-8053-4989-4.
  29. ↑ "ESCRITO DE BIÓLOGOS COMO AMICI CURIAE EN APOYO DE NINGUNA PARTE" (PDF) . Corte Suprema de los Estados Unidos . Archivado (PDF) del original el 20 de abril de 2023. Recuperado el 20 de abril de 2023 .
  30. ↑ Wagner F, Erdösová B, Kylarová D (diciembre de 2004). "Fase de degradación de la apoptosis durante las primeras etapas del desarrollo del metanefros humano" . Biomedical Papers of the Medical Faculty of the University Palacky, Olomouc, Checoslovaquia . 148 (2): 255– 256. doi : 10.5507/bp.2004.054 . PMID 15744391 . 
  31. ↑ Robinson HP, Fleming JE (septiembre de 1975). "Una evaluación crítica de las mediciones de "longitud cráneo-caudal" por sonar". British Journal of Obstetrics and Gynaecology . 82 (9): 702– 710. doi : 10.1111 / j.1471-0528.1975.tb00710.x . PMID 1182090. S2CID 31663686 .  
  32. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nair, Manju; Kumar, Bidyut (7 de abril de 2016). «Embriología para la medicina fetal» . En Kumar, Bidyut; Alfirevic, Zarko (eds.). Medicina fetal . Cambridge University Press. págs. 54–59 . ISBN  978-1-107-06434-8.
  33. 1 2 3 4 Mishra, Sabita, ed. (7 de agosto de 2019). Embriología médica de Langman . Wolters Kluwer India Pvt Ltd. pág. 48. ISBN  978-93-88696-53-1.
  34. 1 2 Geirsson RT (mayo de 1991). "Ecografía en lugar de la última menstruación como base para la asignación de la edad gestacional". Ultrasound in Obstetrics & Gynecology . 1 (3): 212– 219. doi : 10.1046/j.1469-0705.1991.01030212.x . PMID 12797075 . S2CID 29063110 .  
  35. ↑ Derivado de una desviación estándar en este intervalo de 2,6, como se indica en: Fehring RJ, Schneider M, Raviele K (mayo de 2006). " Variabilidad en las fases del ciclo menstrual" . Journal of Obstetric, Gynecologic, and Neonatal Nursing . 35 (3): 376– 384. doi : 10.1111/j.1552-6909.2006.00051.x . PMID 16700687. Archivado del original el 5 de noviembre de 2022. Recuperado el 5 de noviembre de 2022 . 
  36. ↑ Jukic AM, Baird DD, Weinberg CR , McConnaughey DR, Wilcox AJ (octubre de 2013). "Duración del embarazo humano y factores que contribuyen a su variación natural" . Reproducción Humana . 28 (10): 2848–2855 . doi : 10.1093/humrep / det297 . PMC 3777570. PMID 23922246 .  
  37. ↑ Jobe AH (2004). "Edad posconcepcional y hemorragia intraventricular en pacientes con ECMO". The Journal of Pediatrics . 145 (2): A2. doi : 10.1016/j.jpeds.2004.07.010 .
  38. ↑ Gould M (2012). Biología de la fecundación V3 : la respuesta de fecundación del óvulo . Oxford: Elsevier Science. ISBN  978-0-323-14843-6.
  39. 1 2 3 4 5 "Enfermedades que causan infertilidad" . Centro de Medicina Reproductiva . Archivado del original el 19 de abril de 2021. Consultado el 6 de marzo de 2021 .
  40. ^ Vargesson, Neil; Fraga, Lucas (15 de diciembre de 2017). "Teratogénesis" . Enciclopedia de Ciencias de la Vida . págs. 1 a 7. doi : 10.1002/9780470015902.a0026056 . ISBN  978-0-470-01617-6.
  • Fecundación (Concepción)