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CÁTEDRA "B" DE CITOLOGÍA, HISTOLOGÍA Y EMBRIOLOGÍA – F.C.M. – U.N.L.P.

Autor Responsable: Prof. Dra. Gloria CÓNSOLE - Diseño y Edición Pablo DEGREGORI

® Cátedra “B” de Citología, Histología y Embriología. Facultad de Ciencias Médicas. U.N.L.P. 2015. Reserva de derechos. Quedan reservados todos los

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I. OVULO (Fig.2.1.): es la gameta femenina madura con un número haploide de cromosomas (1n: 23 cr, 1 ADN). Las células foliculares que rodean al ovocito constituyen la denominada corona radiante. El óvulo es oligolecítico (poco vitelo) e isolecítico (vitelo distribuido en forma

homogénea por todo el citoplasma). Tamaño: 130 μm diámetro.

Presenta un núcleo rodeado por la carioteca (C) que se halla constituida por una doble hoja con cisterna perinuclear y por poros (P). Contiene cromatina fina y un nucléolo prominente (Nu). El citoplasma es abundante y presenta los Cuerpos Vitelinos de Balbiani, constituidos por numerosas organelas: mitocondrias (M), complejo de Golgi (G) con cisternas paralelas con extremos dilatados, vacuolas y microvesículas. En esta zona aparecen cuerpos con gránulos y gotas lipídicas (*). Hay retículo endoplásmico rugoso (RER) y liso (REL). Un organoide típico del ovocito es la membrana anular (An) que consiste en un acúmulo de membranas anulares apareadas que presentan poros con material denso. Hay filamentos (F) en conexión con la carioteca, cuerpos multivesiculares (CM), vesículas agrupadas (V) y ribosomas libres (Ri). La superficie del ovocito presenta microvellosidades (MV) en contacto con la Zona o Membrana Pelúcida que se halla por fuera y contiene glucoproteínas como las llamadas ZP1, ZP2 y ZP3 (Fig.2.2.)


II. ESPERMATOZOIDE: célula altamente diferenciada que mediante el proceso de espermatogénesis expresa un número haploide de cromosomas (1n: 23 cr., 1 ADN), formados a nivel de los túbulos seminíferos testiculares. Se trata de una célula flagelada dotada de gran movilidad (3 mm/hora). Hay 100 millones espermatozoides por cc. En la eyaculación (3 cc.) tendríamos 300 millones de espermatozoides, pero no todos están en condiciones de fertilizar, por presentar morfología anómala o inmovilidad. Sólo 200 espermatozoides llegan hasta el ovocito y sólo uno lo fecunda. Se considera que hay esterilidad con cifras menores a 40.000 espermatozoides por cc. El semen está constituido por espermatozoides, secreción prostática (fosfatasa ácida y fibrinolisina) y secreción de las vesículas seminales que aportan fructosa y prostaglandinas.

Partes del espermatozoide (M/E): 60 μm.

GAMETAS Y FECUNDACION – E2

A. CABEZA: 5 μm: frente: oval, perfil: piriforme. (1) 1. Núcleo (N): denso con algunas vacuolas claras. 2. Acrosoma (Ac): cubre 2/3 anteriores de la cabeza y contiene hialuronidasa y acrosina (enzimas

hidrolíticas). 3. Placa basal (Ba). 4. Banda estriada (bordes laterales inferiores) (E). 5. Carioteca (Ca): membrana doble con cisterna perinuclear y poros (P).

B. CUELLO: 1 μm. 1. Centríolo proximal (CP): nueve tripletes y nueve columnas estriadas segmentadas. 2. Centríolo distal o conector (CD): nueve tripletes y dobletes, nueve columnas estriadas. 3. Gota citoplasmática (G): glucógeno, ribosomas, mitocondrias, lisosomas, lípidos, vacuolas.

C. COLA: (Fig.2.3.)

D. PIEZA INTERMEDIA: 5 a 7 μm. (2) 1. Axonema axial (Ax): nueve túbulos periféricos y dos centrales (9+2). 2. Nueve fibras densas longitudinales (F).

3. Vaina espiral de mitocondrias (M). 4. Anillo final (An).

E. PIEZA PRINCIPAL: 45 μm. (3) 1. Axonema (Ax): nueve túbulos dobles periféricos y dos centrales (9+2). 2. Nueve fibras densas (F). 3. Vaina fibrosa circunferencial: columnas ventral-dorsal (Co) y costillas o arcos (A1-A2).

F. PIEZA TERMINAL: 5 μm. (4) 1. Axonema (Ax): dos túbulos centrales y nueve túbulos periféricos dobles que terminan a diferentes

alturas (9+2).

2. Membrana plasmática (Pl).

III. FECUNDACION: es un proceso mediante el cual se unen el óvulo y el espermatozoide para formar la célula huevo o cigoto. 1. TRANSPORTE DE GAMETAS: luego de la ovocitación, el ovocito II es captado por la trompa de Falopio que lo transporta hacia la cavidad uterina. Por otra parte, los espermatozoides avanzan en sentido contrario, desde la vagina hasta el tercio externo de la trompa. La eyaculación aporta unos 300 millones de espermatozoides, pero sólo 200 llegan a nivel tubárico, debido a las barreras mecánicas (moco) o al pH ácido de la vagina. El desplazamiento de las gametas está favorecido por las contracciones rítmicas del aparato reproductor femenino (vagina, útero, trompa) y el movimiento ciliar tubárico. El ovocito puede ser fecundado hasta 24 horas después de la ovocitación, mientras que los espermatozoides sobreviven en el tracto femenino entre 24 y 72 horas.

A nivel de los túbulos seminíferos testiculares se produce la espermatogénesis (maduración de las células espermatogénicas con reducción del número cromosómico) y la espermiogénesis (diferenciación de espermátides a espermatozoides). Luego, los espermatozoides en su trayecto a través de las vías espermáticas (túbulos rectos, red testicular, conductillos eferentes, epidídimo, conducto deferente, conducto eyaculador, uretra) sufren dos procesos: A. MADURACION: comprende los cambios químicos, morfológicos y funcionales que se producen a nivel del epidídimo. La maduración determina que los espermatozoides:

1. adquieran movilidad. 2. modifiquen su metabolismo. 3. varían la carga negativa de su superficie. 4. cambien la fluidez de su membrana plasmática. 5. formen vesículas entre plasmalema y acrosoma.

B. CAPACITACION: proceso de condicionamiento o incubación que se produce dentro del útero y dura 7 horas aproximadamente. Los espermatozoides pasan de un movimiento lineal suave a uno vigoroso y errático de hiperactivación. Los mecanismos moleculares que explican la hiperactivación se hallan esquematizados en la (Fig.2.4.)


1. El factor capacitante interactúa con el receptor situado a nivel de la membrana plasmática del espermatozoide que activa una proteína G.

2. La proteína G abre el canal de Ca2+, con entrada del mismo al citosol. 3. La proteína G activa la adenilato ciclasa que provoca un aumento de AMPc a nivel del

citosol. 4. El AMPc desencadena reacciones en cascada que culminan con la fosforilación de una

proteína asociada a los microtúbulos del axonema. 5. El ATP (energía), el Ca2+ y la proteína axonémica activan el deslizamiento de las dineínas

entre los microtúbulos hiperactivación de la cola del espermatozoide.

FASES DE LA FECUNDACION

1. PENETRACION DE LA CORONA RADIANTE (Fig.2.5.) Los espermatozoides que alcanzan la corona radiante tratan de llegar al ovocito atravesando la membrana pelúcida. Para ello, se forma una especie de túnel por la acción de la hialuronidasa y la fuerza mecánica de la hiperactivación. La corona radiante es penetrada por los espermatozoides más aptos.


2. RECONOCIMIENTO Y ADHESION: El reconocimiento es imposible entre especies diferentes. Existe adhesión a nivel de la membrana pelúcida.

3. REACCION ACROSOMICA (Fig.2.6.) A. Desencadenante: el espermatozoide que toma contacto con la membrana pelúcida

determina la interacción entre membrana plasmática del espermatozoide y la ZP3 de la zona pelúcida.

B. En la parte frontal del espermatozoide se desencadena un proceso de reacción acrosómica. C. que da lugar a múltiples puntos de fusión entre la membrana plasmática del gameto y la

membrana externa D. del acrosoma. Ello determina la formación de poros por los que salen las enzimas

acrosómicas, con la E. lisis de ambas membranas. Queda expuesta la membrana acrosómica interna.

En la reacción acrosómica se desencadena un mecanismo molecular (Fig.2.7.). La ZP3 interactúa con el receptor de la membrana plasmática del espermatozoide que activa una proteína G. La misma activa una fosfolipasa C (PLC) que genera fosfatidilinositol (PIP2), diacilglicerol (DAG) e inositol trifosfato (IP3). Este IP3 abre los canales de Ca2+, que implica la salida de H+. El DAG activa a la quinasa C y ésta desencadena una cascada de fosforilaciones. Además, se activan las fosfolipasas A y D. Todos los factores mencionados desencadenan los procesos fusogénicos que conducen a la reacción acrosómica, por lo que hay desprendimiento de la corona radiante, pasaje del espermatozoide a través de la membrana pelúcida y la fusión de las membranas plasmáticas de ambas gametas.


4. DENUDACION: se produce la separación de las células foliculares por acción de la hialuronidasa y se desprende la corona radiante (Fig.2.8.) 5. PENETRACION DE LA MEMBRANA PELUCIDA: la membrana acrosómica interna queda expuesta y tiene un receptor PH20, que interactúa con la ZP2 de la membrana pelúcida. El espermatozoide atraviesa la membrana pelúcida buscando la membrana plasmática del ovocito II. Para ello, utiliza la acrosina que forma un túnel de trayectoria diagonal.

6. FUSION (Fig.2.9.): a pesar de que son muchos los espermatozoides que atraviesan la membrana pelúcida, sólo uno establece íntimo contacto con la membrana plasmática del ovocito. En el espermatozoide, la membrana plasmática involucrada corresponde a la zona ecuatorial de la cabeza, a nivel de la banda estriada y la membrana plasmática del ovocito se fusiona en cualquier punto. Cuando se fusionan ambas membranas bilipídicas actúan proteínas fusógenas. Una vez establecida la hendidura entre ambos citoplasmas entran por orden: la parte posterior de la cabeza, cuello y cola del espermatozoide. Luego lo hace la parte anterior de la cabeza que se introduce como una fagocitosis. El ADN y el centríolo sobreviven, las mitocondrias y las fibras axonémicas desaparecen. Durante la fusión cesan los movimientos de hiperactivación.


7. BLOQUEO DE LA POLISPERMIA: se neutraliza la entrada de otros espermatozoides, desencadenándose cambios en el ovocito:

a. REACCION CORTICAL: exocitosis de enzimas hidrolíticas contenidas en los llamados gránulos corticales ubicados por debajo de la membrana plasmática del ovocito. Se exocitan proteasas hacia el espacio perivitelino que modifican la ZP3 e hidrolizan la ZP2. Estos cambios estructurales provocan inmovilización y ulterior expulsión de los espermatozoides atrapados en la membrana pelúcida (Fig.2.9.).

b. TRANSFORMACION DE LA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMATICA: que pierde su capacidad para fusionarse con las membranas de nuevos espermatozoides.

8. REINICIO DE LA MEIOSIS II (Fig.2.10.): la presencia del espermatozoide determina el reinicio de la meiosis II, con la formación del segundo glóbulo polar. Esta fase es promovida por el diacilglicerol (DAG) que activa a la quinasa C, con fosforilación de las proteínas comprometidas.

9. FORMACION DE LOS PRONUCLEOS MASCULINO Y FEMENINO: se tornan esféricos, se dirigen a la región central del cigoto y duplican su material cromosómico, preparándose para la primera división de la segmentación (Fig.2.11.)


10. SINGAMIA: los pronúcleos se acercan y pierden sus cariotecas (Fig.2.12.) 11. ANFIMIXIS: los cromosomas duplicados vuelven a condensarse y se ubican en el plano ecuatorial de las células (metafase) (Fig.2.13.) La anfimixis representa el fin de la fecundación y con ella se inicia la primera división de segmentación del cigoto. Estadios iniciales: 2 blastómeras, 4 blastómeras, 8 blastómeras, mórula temprana (12 a 16 blastómeras).

CONSECUENCIAS DE LA FECUNDACION

1. Formación del cigoto. 2. Se restablece el número diploide de cromosomas. 3. Se redistribuye el material citoplasmático. 4. Se determina el sexo cromosómico. 5. Se inicia la segmentación (desarrollo embrionario).

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