Morfología Pract. 2 Fecundacion, Segmentacion, Morulacion y Blastulacion PDF

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Práctica 2. Introducción a las Ciencias Morfológicas Fecundación y Morulación...

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PRÁCTICA 2 FECUNDACIÓN, SEGMENTACIÓN, MORULACIÓN, BLASTULACIÓN

OBJETIVO: El alumno, mediante la observación de un video y la coloración de los correlativos esquemas integrará los conocimientos acerca de las etapas del desarrollo humano en las primeras dos semanas de vida. FUNDAMENTO TEÓRICO La fecundación ó fertilización es una serie de procesos que ocurren en la ampolla de la trompa uterina: inicia cuando los espermatozoides penetran la corona radiada que rodea al ovocito y concluye con la entremezcla de los cromosomas maternos y paternos luego de que un solo espermatozoide ha entrado al ovocito, constituyéndose una sola célula denominada “cigoto”; pero además del espermatozoide y el del ovocito, en este complejo fenómeno participan otros factores de origen materno: la concentración de hormonas, las contracciones musculares del útero y de la trompa, las características bioquímicas del medio, etcétera. Antes de la fertilización, las secreciones del aparato reproductor femenino producen la reacción de capacitación del espermatozoide, consistente en diversos cambios de las glucoproteínas de su membrana plasmática necesarios para la fecundación, y cuyas etapas son: 1.- Penetración de la corona radiada. 2.- Anclaje y penetración en la zona pelúcida.  Reacción acrosómica.  Reacción de zona (impedimento de la polispermia). 3.- Unión y fusión del ovocito y del espermatozoide. 4.- Conclusión de la segunda división meiótica del ovocito y formación del pronúcleo femenino. 5.- Formación de pronúcleo masculino. 6.- Desarrollo y fusión de los pronúcleos masculino y femenino. La ovótida se convierte en cigoto. Después de su capacitación, el espermatozoide llega a la corona radiada, una capa constituida por células y por una matriz intercelular formada por proteínas y por una alta concentración de carbohidratos, en especial ácido hialurónico. El espermatozoide atraviesa así la corona radiada mediante movimientos natatorios activos y liberación de hialuronidasa. Al llegar a la zona pelúcida, los espermatozoides experimentan la denominada “reacción acrosómica”, que consiste en la fusión de zonas de la membrana acrosómica externa con la membrana plasmática y la liberación de las partes fusionadas bajo la forma de pequeñas vesículas que contienen enzimas, fundamentalmente acrosina; la penetración de la zona pelúcida se realiza mediante movimientos activos de la cola del espermatozoide y por la digestión enzimática de un canal en esta capa.

Después de atravesar la zona pelúcida, el espermatozoide permanece en el espacio perivitelino situado entre la zona pelúcida y la membrana del ovocito; se establece entonces el contacto entre las membrana del ovocito y la acrosómica interna, que se ha fusionado ya con la membrana plasmática, remanente del espermatozoide. La cabeza y la cola del espermatozoide ahora ingresan al citoplasma del ovocito. La penetración del espermatozoide ocasiona la propagación del calcio intracelular a fin de que los gránulos corticales del citoplasma del ovocito liberen sus enzimas hidrolíticas y polisacáridos hacia el espacio perivitelino y se produzca la reacción que reorganiza la zona pelúcida, lo que impide el paso de más espermatozoides. La activación del cigoto, causada por la penetración del espermatozoide, produce reacciones bioquímicas que inician el desarrollo. Dentro del citoplasma, la cola del espermatozoide degenera y la cabeza adopta una forma redondeada para convertirse en el pronúcleo masculino, adicionalmente, el ovocito completa al segunda división meiótica, expulsa al segundo cuerpo polar hacia el espacio perivitelino, y se constituye en pronúcleo femenino. Se restablece así el número diploide de cromosomas y cada pronúcleo duplica su DNA; los pronúcleos se fusionan y sus cromosomas se alinean en el ecuador del huso mitótico, dando origen a la primera metafase, durante la cual concluye la fecundación e inicia la segmentación o primera división mitótica del cigoto. 1. 2. 3. 4. 5.

Los resultados de la fecundación son los siguientes: Conclusión de la segunda división mitótica. Restablecimiento del número diploide de cromosomas (46). determinación del sexo cromosómico de los individuos (46, XX ó 46, XY). Incremento en la variabilidad de especie. Activación metabólica del ovocito para que inicie la segmentación.

La segmentación del cigoto comienza aproximadamente treinta horas después de la fecundación y da origen, por mitosis, a dos blastómeras, cuyas divisiones mitóticas sucesivas producen blastómeros más pequeñas que cuando son de 12 a 16, todavía rodeadas por la zona pelúcida, constituyen la “mórula”, a partir de la cual se forma la bástula o blastocisto (proceso llamado blastulación). Alrededor de los cuatro días luego de la fecundación, los embriones entran en una fase de compactación, durante la cual los blastómeros externos se comprimen entre sí dando origen a una capa superficial llamada trofoblasto, mientras que, por el proceso de cavitación, entre los blastómeros internos se acumula agua y sodio hasta formar una cavidad denominada “blastocele”, y un pequeño grupo de células se acumula en un extremo constituyendo la masa celular interna o embrioblasto. Las células del embrioblasto dan lugar al cuerpo del embrión y a algunas estructuras extraembrionarios y las células del trofoblasto dan lugar al citotrofoblasto y al sincitiotrofoblasto que posteriormente se convierten en anexos embrionarios, entre los cuales se encuentra la placenta.

Al comienzo de la blastulación, la zona pelúcida permanece íntegra y mantiene unidas las células, pero cuando la blástula aumenta de volumen, poco a poco se rompe y, aproximadamente hacia el quinto día, desaparece. Alrededor del séptimo día una capa de células llamada “hipoblasto”, ó “endodermo primitivo”, aparece en la superficie de la masa celular interna orientada hacia la cavidad del blastocisto. A medida que la blastulación progresa, en la masa celular interna surge entonces el primordio de la cavidad amniótica; poco después en el piso de esta cavidad se forma una capa de células cilíndricas altas, llamada “epiblasto”, desde la cual se delaminan células amniógenas, o amnioblastos, que se organizan e integran la membrana del amnios, y cierran la cavidad amniótica. Finalmente del hipoblasto o endodermo primitivo, se originan las células de la membrana exocelómica que recubre el trofoblasto, para que el blastocele se convierta en la cavidad exocelómica. La cavidad y la membrana exocelómica se modifican y se transforman en el saco vitelino primario. En esta etapa el disco embrionario bilaminar, formado por el epiblasto y por el hipoblasto, se encuentra entre la cavidad amniótica y el saco vitelino primario; así las células del hipoblasto del saco vitelino primitivo originan el “mesodermo etraembrionario”, que es una capa de tejido dispuesta laxamente alrededor del amnios y el saco vitelino primario, posteriormente aparecen espacios aislados que rapidamente se fusionan para integrar una gran cavidad llena de líquido llamada “celoma extraembrionario, que rodea al amnios, constriñe al saco vitelino primario y envuelve el saco vitelino secundario, que reemplazo al saco vitelino primario con células procedentes del hipoblasto. El celoma extraembrionario divide al mesodermo extraembrionario en dos capas: a) Mesodermo somático extraembrionario, que recubre al trofoblasto y cubre al amnios. b) Mesodermo esplácnico extraembrionario, que rodea al saco vitelino. El mesodermo somatico extraembrionario y las dos capas del trofoblasto constituyen la pared del corion o también saco coriónico, dentro del cual están, suspendidos por el tallo de conexión, el embrión y sus sacos vitelino amniótico; en esta fase el celoma extraembrionario se denomina “cavidad coriónica”.

ACTIVIDADES A REALIZAR Antes de la práctica, el alumno deberá buscar y entender el significado de las siguientes palabras. Fecundación o fertilización: Fase de la reproducción sexual en la cual el elemento reproductor masculino se une con el femenino para iniciar el desarrollo de un nuevo ser. Segmentación: Divisiones mitóticas repetidas del cigoto, lo que resulta en un rápido aumento en el número de células (blastómeros). Cigoto: Célula que resulta de la unión de las células sexuales masculina y femenina y a partir de la cual se desarrolla el embrión de un ser vivo. Capacitación: Cambios en las glucoproteínas de la membrana plasmática del espermatozoide, necesarios para la fecundación. Blastómera: Tipo de células embrionarias indiferenciadas resultantes de la segmentación del cigoto después de la fecundación. Polispermia: Penetración de más de un espermatozoide dentro del óvulo en un evento de fertilización. Descondensación: Desprendimiento de la textura de la cromatina. Variabilidad: Se refiere a la variación en el material genético de una población o especie, e incluye los genomas Mórula: Masa esférica de aspecto de mora que resulta de la primera segmentación del huevo fecundado al iniciarse el desarrollo embrionario Reacción acrosómica: Fusión de zonas entre la membrana acrosómica del espermatozoide y su membrana plasmática. Reacción Zonal: Conjunto de reacciones que reorganizan la zona pelúcida una vez que el esparmatozoide entró al ovocito, impidiendo la entrada de más espermatozoides. Blástula: Fase del desarrollo embrionario que sigue a la mórula; consiste en una única capa de células, los blastómeros, que cierran una cavidad o blastocele. Blastocele: Cavidad de la blástula rellena de líquido que se forma con la separación de los blastómeros. Trofoblasto: Capa celular que rodea a los blastómeros y que tiene como función la nutrición. Componen la capa exterior del blastocisto. Embrioblasto: Estructura celular situada en un polo del blastocisto en su proceso de gastrulación Amnioblasto: Grupo de células que dan origen a la membrana amniótica. Amnios: Membrana más interna en la que se envuelve el embrión. Membrana exocelómica: Saco delicado de tejido mesoblástico que se desarrolla como revestimiento del blastocisto. Ectodermo: Capa externa de la gástrula del embrión. Endodermo: Capa interna de la gástrula del embrión. Mesodermo extrambrionario: Tejido conectivo laxo compuesto por dos capas: Esplecnopleura y la Somatopleura. Mesodermo somático: Se distribuye alrededor del amnios y del saco vitelino. Mesodermo esplácnico: Rodea al saco vitelino. Tallo de conexión: Tallo que sostiene al saco coriónico Corión: Membrana exterior que envuelve al embrión y da origen a la placenta.

ACTIVIDADES DURANTE LA PRÁCTICA 1.- Observar mediante video el desarrollo de un individuo en las dos primeras semanas. 2.- Escribir en las figuras 1 y 2 el nombre de las estructuras indicadas.

Figura 1

Figura 2

3.- Escribir en las figuras 3 y 4 el nombre de las etapas y el día aproximado en que se encuentran las estructuras hacia la primera semana de gestación. Anotar el nombre de las estructuras indicadas, utilizar los colores de la siguiente forma: azul oscuro para el epiblasto o ectodermo; amarillo para el hipoblasto o endodermo; azul claro, para cavidad amniótica; anaranjado, para el saco vitelino, y verde para el trofoblasto.

Figura 3

Figura 4

4.- Mencione en media cuartilla la importancia de los eventos implicados en las primeras dos semanas del desarrollo de un individuo. Las primeras semanas (y en especial las primeras 24 horas) son esenciales y muy importantes para el desarrollo del embrión; desde el momento de la fecundación, una falla o un retraso en la reacción de zona puede producir un embarazo múltiple; si la fecundación no ocurre en la zona adecuada de la trompa (en la ampolla), entonces se podría producir un embarazo ectópico, o el cigoto se implantaría en la misma trompa lo que imposibilitaría su desarrollo. Además durante la fusión de los pronúcleos masculino y femenino en el cigoto se producirá el ADN del nuevo ser vivo: Se determinará su sexo, y se formarán los 22 pares de cromosomas (Recordando que el par 23 es el sexual). Una mutación genética durante este proceso puede producir determinados síndromes como el de Turner, Klinefelter, Patau, Edwards, entre otros. Posteriormente, el cigoto proseguirá dividiéndose, hasta formar la mórula. Siguiendo con su desarrollo normal, la mórula deberá formar el blastocele, y llegará a la etapa de blastocisto. Ahí empezará a formarse el ectodermo, el endodermo y la cavidad amniótica; y se implantará el blastocisto en el útero. Si este proceso ocurre con alguna falla, puede producirse un embarazo ectópico, o placenta accreta. Además si la cavidad amniótica no se forma adecuadamente, el embrión (posteriormente feto) no tendrá una nutrición adecuada, lo que lo llevará a su muerte, y a un aborto espontáneo. Así pues un correcto y adecuado desarrollo en las primeras dos semanas de embarazo pueden determinar todo el desarrollo normal de un feto para así lograr un nacimiento correcto, con un bebé sano.

BIBLIOGRAFÍA BIOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL PRENATAL HUMANO, Prácticas de Laboratorio. Rodolfo García Montoya, Adelaida Marie Rodríguez Langridge, José Isabel Sotelo Felix. Primera edición 2004. Universidad Autónoma de Zacatecas...