Fecundacion

FECUNDACIÓN

La fecundación o fertilización, también llamada: singamia, es el proceso por el cual dos gametos se fusionan para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores.

Los dos fines principales de la fecundación son:

• Sexualidad o combinación de genes derivados de ambos progenitores.

• Reproducción u origen de un nuevo individuo.

Los detalles de la fecundación varían entre las diferentes especies, sin embargo existen cuatro eventos que en general se mantienen:

• Primer contacto y reconocimiento entre el óvulo y el espermatozoide, que en la mayoría de los casos, es de gran importancia para asegurar que los gametos sean de la misma especie.

• Regular la interacción entre el espermatozoide y el gameto femenino. Solamente un gameto masculino debe fecundar un gameto femenino. Lo que se puede conseguir permitiendo que solo un espermatozoide entre en el óvulo impidiendo el ingreso de otros.

• Fusión del material genético proveniente de ambos gametos.

• Formación del cigoto e inicio de su desarrollo.

Un espermatozoide tratando

de fertilizar un óvulo

Modalidades de fecundación

Fecundacion isogámica: Unión de dos gametos que son idénticos en tamaño y estructura, Ocurre solamente en algunos grupos como los protozoa.

Fecundación anisogámica: Unión de dos gametos distintos tanto en tamaño como en estructura, uno masculino y otro femenino. Ocurre en la mayoría de los grupos.

Fecundación ovogámica: gametos muy distintos, el femenino grande e inmóvil que aporta todas las reservas nutritivas al cigoto, el masculino pequeño y móvil.

Reconocimiento entre los gametos masculino y femenino

1. Quimio-atracción desde el gameto femenino hacia el masculino, por medio de la secreción de moléculas solubles que atraen al espermatozoide. En un gran número de especies los espermatozoides son atraídos hacia el gameto femenino de su misma especie; por medio de la secreción de un químico por parte de este.

2. Exocitosis de la vesícula acrosomica del gameto masculino de modo que se puedan liberar las enzimas que esta vesícula contiene.

3. Unión del gameto masculino a la capa extraceluar que recubre el aparato digestivo. En algunos organismos la metamorfosis como la meyuscula son grandes y en algunos de este modo, en algunos casos como en mamíferos primero ocurre el tercer paso y después se da lugar al segundo. El espermatozoide se une primero al gameto femenino ocurriendo después la liberación del contenido de la vesícula acrosómica.

4. Paso del espermatozoide a través de esta matriz extracelular (membrana vitelina en el erizo de mar; zona pelucida en mamíferos) que recubre al óvulo.

5. Fusión de las membranas celulares del gameto femenino y masculino.

Diagrama que muestra los pasos de una reacción acrosómica

Fecundación en la especie humana

El proceso de fecundación se inicia con el contacto entre los gametos, teniendo este encuentro en las trompas de Falopio del aparato genital femenino normalmente en la región de la ampolla uterina. Primero el espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito II, hasta entrar en contacto con la zona pelúcida. Esto da origen a la reacción acrosómica en la cabeza del espermatozoide, que le permite entrar a la zona pelúcida. Tanto la cola del espermatozoide, así como enzimas de la mucosa tubárica contribuyen con la hialuronidasa acrosómica para abrirle el paso al espermatozoide por la zona pelúcida. Otras enzimas del acrosoma, además de la hialuronidasa, que pueden tener un papel en la penetración de la zona pelúcida incluyen ciertas esterasas, acrosinas como la arrocina y la neuroaminidasa. El proceso culmina con la singamia y la fusión de las membranas celulares del ovocito y el espermatozoide o pronúcleos.

Finalmente el espermatozoide logra penetrar el ovocito II, lo que iniciará su activación. Una vez que el primer espermatozoide penetra a través de la zona pelúcida, se disparan una serie de reacciones que alteran las propiedades de la superficie del huevo tornándola impermeable a otros espermatozoides. La unión del espermatozoide queda bloqueada por una primera reacción rápida y transitoria que consiste en la entrada masiva de iones Na+ al interior celular, lo que despolariza la célula alterando la superficie; en segundo lugar se liberan al espacio perivitelino vesículas con enzimas que endurece la zona pelúcida. Es notable la capacidad que tienen los zooides para levantar el 2do bloqueo meiotico, que imposibilitaba al ovocito II a continuar con el proceso de meiosis. Una vez que el zooide penetra la zona pelúcida y toma contacto con la membrana plasmática del ovocito II, se produce una intensificación del metabolismo respiratorio de esta célula, se forma el segundo cuerpo polar, que es una célula más pequeña y sin material genético, producto de la conclusión del proceso meiotico.

A partir del momento de la fecundación se restablece el número cromosómico y se define el sexo del embrión, dependiendo de si el espermatozoide porta un cromosoma X o un cromosoma Y (los ovocitos sólo pueden llevar un cromosoma X). Es común la idea de que para fecundar a un único ovocito se necesita un solo espermatozoide, actualmente se conoce que es necesario la aportación de varios espermatozoides para poder fecundar un ovocito. Como se ha mencionado anteriormente,los espermatozoides presentan hialurasa en el acrosoma. Esta enzima se secreta solamente si el espermatozoide llega a la zona pélucida, pero a veces hay espermatozoides que llevan a cabo la reacción acrosómica antes de tiempo, de forma que van degradando el ácido hiarulónico que rodea al ovocito, van despejando el camino a otros espermatozoides. Es por ello, que se necesitan varios espermatozoides para llegar a fecundar un único ovocito. Además, el movimiento hiperactivo conjunto se cree que también ayuda en la penetración en el ovocito.

Otra duda que podría surgir es si las mitocrondias y la cola del espermatozoide entran dentro del citoplasma del ovocito ya que se conoce que las mitocondrias del individuo adulto proceden de la madre, pues resulta que tanto las mitocondrias como la cola entran en el ovocito, pero una vez dentro, tiene lugar la degradación activa de las mitocondrias paternas y la eliminación del flagelo. Existen casos en los que algunas mitocondrias del espermatizoide no son eliminadas y quedan presentes en algunos tejidos del feto, esto conduce a raras enfermedades genéticas. Habría que recalcar que, aunque se emplee cómunmente la palabra fecundación

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