Histologia

SEMINARIO DE FERTILIZACIÓN

1) Por qué la fertilización es un proceso que tiene doble consecuencia?

2) Exponga las interacciones entre el espermatozoide y el ovocito.

3) Explique la reacción acrosómica del erizo de mar

4) Explique la reacción acrosómica de los mamíferos.

5) Cuáles son las diferencias entre ellas?

6) Qué es la poliespermia?

7) Qué considera como bloqueo rápido a la poliespermia?

8) Cómo interpreta el bloqueo lento a la poliespermia?

9) Explique los eventos moleculares que propician el inicio del desarrollo

10) Qué es la partenogénesis? Busque ejemplos en la literatura.

2 R/ La fecundación se inicia cuando el espermatozoide se une con la capa más externa de la superficie del óvulo, que se conoce como zona pelúcida. Se trata de una región no celular, que es creada por el ovocito (el óvulo inmaduro) y las células que lo rodean en el folículo ovárico, desde antes de que esta célula sea liberada. Está cubierta es muy delgada (tiene un espesor de entre 0.015 y 0.020 milímetros), y consiste en una red integrada por moléculas compuestas por azúcares y proteínas (glicoproteínas). En el trabajo publicado en Science se identifica en esta región una secuencia (parte de una glicoproteína) que corresponde a la de un azúcar previamente descrito en otras células.

Se trata de un carbohidrato (azúcar) conocido como Sialyl Lewis X (sLex), que está formado por cuatro unidades, por lo que se trata de un oligosacárido (se llama así a los azúcares pequeños formados por entre tres y diez moléculas simples de azúcar). Se encuentra en la superficie de varias células, y se ha considerado que cumple un papel esencial en el reconocimiento celular. Fue inicialmente identificado en las células de la sangre, en particular en los glóbulos blancos (como los leucocitos), los cuales tienen la capacidad de reconocer y adherirse a los agentes externos para luego inactivarlos, mecanismo que se observa durante las infecciones bacterianas.

Para identificar y determinar la función del sLex, se emplearon métodos bioquímicos muy sofisticados, en cuyos detalles no voy a entrar aquí; pero me resulta irresistible, por su ingenio, mencionar algunos. Parte de los ensayos se realizó en la zona pelúcida aislada; esto implica una labor impactante, pues consiste en la separación de esta capa tan sutil y delgada por procedimientos quirúrgicos realizados bajo el microscopio. Es fácil comprender que la cantidad de muestras obtenidas de esta manera es muy pequeña, pero suficiente para los muy sensibles sistemas de detección utilizados en el estudio. Por otra parte, en algunos experimentos se procedió a dividir la cubierta de cada uno de los óvulos empleados en dos partes idénticas (llamadas hemizonas), para someter cada una a condiciones distintas. Por ejemplo: a ambas se les incubó en presencia de espermatozoides, pero a una de las hemizonas se le añadieron además sustancias que inactivan o inhiben de forma específica al azúcar sLex. Mientras en la primera se produjo la fusión con las células masculinas, en la segunda esta unión no se produjo.

Algunos de los resultados obtenidos muestran que para fines de la interacción de las células sexuales: a) la secuencia de sLex es la más abundante en la zona pelúcida del óvulo humano y b) la unión del espermatozoide con la zona pelúcida puede ser impedida mediante el empleo de sustancias que actúan contra la secuencia de sLex. Por tanto, los autores concluyen que esta secuencia representa el ligando de carbohidratos más importante en la unión del óvulo con el espermatozoide.

De confirmarse, estos resultados abren la posibilidad de una aplicación futura para enfrentar algunos tipos de infertilidad y para la creación de anticonceptivos no hormonales. Pero más allá de su posible utilidad práctica, lo que a mi juicio resulta impresionante es atestiguar cómo el conocimiento científico va desvelando los misterios en torno a un proceso clave en la reproducción humana.

3 R/ la mayoría de los invertebrados marinos, la reacción acrosomica tiene dos componentes: la fusión de la vesícula acrosomica con la membrana celular de espermatozoide una exocitosis que resulta la liberación del contenido de la vesícula y la extensión del proceso acrosomico, la reacción acrosomica en los erizos de mar es iniciada por el contacto de los espermatozoides con la capa gelatinosa del ovulo, este contacto provoca la exocitosis de la vesícula acrosomica del espermatozoide y la liberación de enzimas proteolíticas que pueden digerir un sendero a través de la cubierta gelatinosa de la superficie del ovulo en los erizos de mar, la reacción acrosomica es iniciada mediante las interacciones de la membrana celular del espermatozoide con al menos 3 componentes de la capa gelatinosa del ovulo. Estos compuestos se unen a unos receptores específicos localizados sobre la membrana celular del espermatozoide se encuentra directamente por arriba de la vesícula acrosomica esta unión abre canales iónicos de calcio en la membrana celular, permitiendo el ingreso de calcio a la cabeza del espermatozoide, la exocitosis de la vesicula acrosomica es causada por la fusión de la membrana acrosomica mediada por calcio con la membrana celular del espermatozoide adyacente, los factores de la capa gelatinosa del ovulo que inician la reacción acrosomica en los erizos de mar son a menudo altamente específicos para cada especie y los hidratos de carbono de la capa gelatinosa del huevo de otras especies no pueden activar la reacción acrosomica aun entre especies estrechamente relacionadas por lo tanto la activación de la reacción acrosomica constituye una barrera para que se produzcan fecundaciones entre especies diferentes.

La segunda parte de la reacción acrosomica involucra la reacción la extensión del proceso acrosomico esta protuberancia se origina a partir de la polimerización de moléculas de actina globular en filamentos de actina se piensa que el flujo de iones de calcio activa la proteína RhoB localizada en la región acrosomica y en la pieza media del espermatozoide del erizo de mar esta proteína se une a GTP ayuda organizar el citoesqueleto de actina de muchos tipos de células y se piensa que es activa en la polimerización de la actina para producir el proceso acrosomica.

Acrosoma y reacción acrosómica (RA)

4R/ El acrosoma dei espermatozoide de mamífero es un organelo que cubre los dos tercios anteriores de la cabeza de esta célula y que ha sido definido como un lisosoma modificado y altamente especializado (Hartree, 1975) o bien como un gránulo secretorio (Friend, 1977). La matriz acrosomal está delimitada por una membrana acrosomal externa cercana a la membrana plasmática de la cabeza dei espermatozoide y una membrana acrosomal interna sobre la membrana nuclear La reacción acrosómica (RA) es un proceso exocitótico organizado y progresivo que consta de una

La reacción cortical se produce en la fecundación cuando un espermatozoide se une con la membrana plasmática del óvulo (reacción de zona). Se trata de una modificación de la zona pelúcida que bloquea la polispermia; las enzimas liberadas por los gránulos corticales digieren las proteínas ZP2 y ZP3 del espermatozoide receptor, provocando que ya no ingresen nuevas espermas en los mamíferos.

La reacción cortical es la exocitosis de los gránulos corticales del óvulo. Los gránulos corticales son vesículas secretoras que se encuentran justo debajo de la membrana plasmática del óvulo. Cuando el espermatozoide fertilizador entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo, hace que el calcio se libere de los sitios de almacenamiento en el óvulo, lo cual ocasiona el aumento de la concentración intracelular de calcio libre. Esto desencadena la fusión de las membranas de gránulos corticales con la membrana plasmática del óvulo, liberando el contenido de los gránulos en el espacio extracelular. La fusión se inicia cerca de la zona de contacto de esperma y luego, conforme la ola de liberación de calcio sucede alrededor del óvulo, se produce una ola de resultados de fusión de los granulos corticales. El contenido de los gránulos varía con la especie, y no se conocen en su totalidad.

6 R/ La polispermia o poliespermia es la penetración de más de un espermatozoide dentro del óvulo en un evento de fertilización. Esta ocurre de manera normal en óvulos con mucha yema (como el de las aves, tiburones y quimeras), pero después solo un espermatozoide se fusiona con el núcleo del óvulo Los mecanismos para este último fenómeno son aún desconocidos.

A pesar de que son muchos los espermatozoides que pueden unirse a un óvulo, normalmente solo uno se fusiona con la membrana plasmática de éste e inyecta su núcleo y otros orgánulos en el citoplasma del óvulo. Si se produce la fusión de más de un espermatozoide, y por tanto se presenta el fenómeno de polispermia, se genera la formación de husos mitóticos extra o multipolares, lo que ocasiona la segregación defectuosa de los cromosomas durante la división celular; se forman células no diploides y el desarrollo usualmente se detiene.2

En el erizo, la fertilización por dos espermatozoides origina un núcleo triploide, en el que cada cromosoma está representado tres veces en lugar de dos. Peor aún, debido a que el centriolo otorgado por cada espermatozoide se divide para formar los dos polos del aparato mitótico, los cromosomas triploides serán desplazados desde cuatro posiciones diferentes por hebras del huso, formando cuatro células que tendrán una carga cromosómica diferente. Estas células por tanto mueren o se desarrollan de manera anormal.3

En humanos,

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