Fecundación y desarrollo embrionario humano

Este artículo hace referencia a la fecundación y desarrollo embrionario humano. Define las etapas del desarrollo embrionario, la formación y funciones del corion, placenta, amnios y alantoides. Formación de tejidos embrionarios y órganos. Parto y diferencias entre gemelos fraternos e idénticos.

La fecundación ocurre cuando el núcleo del óvulo y el núcleo del espermatozoide se unen. Por lo tanto, el ciclo menstrual se interrumpe y se producen una serie de cambios dentro de la mujer para mantener el embarazo. Además, el óvulo fertilizado o fecundado, se adhiere a la pared del útero donde crecerá y se desarrollará durante un período de 38 semanas hasta el nacimiento.

Cuando se produce la ovulación, los pequeños cilios en los extremos de los oviductos crean corrientes que atraen al óvulo hacia un oviducto. Luego el huevo se transporta por el oviducto. La fertilización, si ocurre, generalmente ocurre dentro de las 24 horas y en el tercio superior del oviducto.

Millones de espermatozoides pueden ingresar al tracto reproductivo de una mujer durante el coito. Aunque la mayoría de los espermatozoides no sobreviven por mucho tiempo, un número considerable puede vivir durante unos días dentro del cuerpo de la mujer. Solo uno de estos espermatozoides será necesario para completar la fertilización si hay un óvulo disponible.

Cuando un espermatozoide penetra en el óvulo, el óvulo experimenta inmediatamente su segunda división meiótica, produciendo un núcleo haploide. El esperma descarga su ADN en el óvulo. Allí, el ADN de los espermatozoides se une con el ADN en el núcleo del óvulo. La unión de dos núcleos haploides produce una célula diploide llamada cigoto. Inmediatamente, las propiedades eléctricas y químicas de la membrana del óvulo cambian, evitando la entrada de esperma adicional.

Implantación y desarrollo temprano

Fecundación y desarrollo embrionario

Fecundación y desarrollo embrionario: Representación de un blastocisto

Durante unos días después de que se unen los núcleos de óvulo y espermatozoide, el cigoto sufre una serie de divisiones mitóticas rápidas. El crecimiento no ocurre entre las divisiones, y la bola resultante de pequeñas células diploides no es más grande que el óvulo fertilizado original. A medida que se divide, la bola de células viaja por el oviducto, llegando al útero aproximadamente cuatro días después de la fertilización.  Las células continúan dividiéndose, formando una estructura llamada blastocisto. El blastocisto, consiste en una cavidad hueca llena de líquido rodeada de células. Hasta aquí, todas las células son iguales.

Dos grupos de células

En el blastocisto, se forman dos grupos de células. El grupo interno, recibe el nombre de embrioblasto y se convertirá en el embrión, o el organismo humano en desarrollo. La capa de células que rodea la cavidad se llama trofoblasto, que se convertirá en las membranas que protegen y sostienen al embrión.

Trofoblasto

Las membranas formadas por el trofoblasto son: corion, amnios y alantoides.

Corion y placenta
Fecundación y desarrollo embrionario

Fecundación y desarrollo embrionario. A-placenta. B-cordón umbilical. C-cavidad amniótica. D-embrión

El corion rodea al amnios y tiene proyecciones en forma de dedos llamadas vellosidades coriónicas. Las sustancias químicas secretadas por las vellosidades coriónicas destruyen el tejido del endometrio, dejando más espacio en el útero para el embrión. Los productos químicos también abren capilares en el endometrio. La sangre de la madre rezuma en los espacios alrededor de las vellosidades coriónicas. Después de un tiempo, la placenta se forma donde las vellosidades coriónicas se incrustan en el endometrio. Una pequeña parte de la placenta proviene de la madre, pero la mayor parte se deriva del corion.

El embrión está unido a la placenta por el cordón umbilical. Las arterias del embrión alcanzan el cordón umbilical hasta la placenta. En las vellosidades del corion, los capilares se ramifican de estas arterias. Los materiales pasan de la sangre en estos capilares a la sangre de la madre. Además, las sustancias se difunden desde la sangre de la madre hacia los capilares de las vellosidades. Las venas umbilicales llevan la sangre de regreso al embrión.

El sistema circulatorio del embrión está separado del de la madre. La sangre del embrión permanece dentro de los capilares de las vellosidades coriónicas.

La placenta realiza muchas funciones para el embrión. Sirve como pulmones al absorber oxígeno de la sangre de la madre y al devolver el dióxido de carbono. Actúa como un sistema digestivo, llevando los alimentos disueltos de la sangre de la madre al embrión. También sirve como riñones, eliminando los desechos que contienen nitrógeno de la sangre del embrión. El sistema excretor de la madre elimina estos desechos.

Amnios

El amnios, se forma células del trofoblasto que van rodeando al embrión, dando origen a la cavidad amniótica, llena de líquido amniótico. Esta cavidad y su líquido, protegen al embrión de las infecciones y otros daños; mantienen su temperatura adecuada; permiten su crecimiento y movimiento.

Alantoides

El alantoides, se relaciona con la formación de los vasos umbilicales y las vellosidades coriónicas de la parte fetal de la placenta. Además ayuda en la formación de la vejiga urinaria y la uretra.

Embrioblasto

Las células de un embrión comienzan genética y estructuralmente por igual. Estas células idénticas se especializan como resultado de la activación de diferentes genes en diferentes células. El proceso de especialización, llamado diferenciación, es responsable del desarrollo de los muchos tipos variados de tejidos en el cuerpo.

El proceso de diferenciación no se entiende completamente. Los experimentos sugieren que los controles bioquímicos afectan qué genes en una célula específica están activos y cuáles no. El destino de la célula y sus descendientes depende de qué genes se vuelvan funcionales.

Gastrulación

La gastrulación ocurre al décimo día después de la fertilización, después de que el blastocisto se haya implantado en el endometrio. En el embrión se forman tres capas germinales.  Las tres capas germinales son el endodermo, el mesodermo y el ectodermo. Cada capa germinal da lugar a ciertos tipos de tejidos y órganos.

Ectodermo

Es la capa más externa. Da origen al cerebro, médula espinal, nervios, capa externa de la piel y algunas partes de los ojos, la nariz y el oído.

Mesodermo

Es la capa media. De esta capa se forma el esqueleto, los músculos, las gónadas, el sistema excretor y la capa interna de la piel.

Endodermo

Es la capa interna. forma, entre otros órganos, el páncreas, el hígado y la cubierta interna del tubo digestivo.

Para la cuarta semana, el embrión ha tomado la forma de un cilindro doblado. Durante la cuarta y quinta semana, comienzan a formarse los brazos y las piernas. Para la octava semana, los dedos de manos y pies se han vuelto distintos.

Durante el segundo mes, se desarrollan los rasgos faciales. Al final del segundo mes, se han establecido las principales estructuras corporales. El resto del desarrollo dentro del útero, consiste en el crecimiento y refinamiento de estas estructuras. Inicialmente, el esqueleto del embrión está compuesto completamente de cartílago. Después del segundo mes, el hueso comienza a reemplazar el cartílago. En este punto, el embrión se llama feto. a partir del tercer mes se consolida la maduración y crecimiento de los órganos.

Nacimiento

Durante las últimas semanas de embarazo, se producen cambios hormonales en el cuerpo de la madre. Por ejemplo, el nivel de estrógeno aumenta. El estrógeno aumenta la capacidad del músculo uterino para contraerse. La oxitocina, una hormona secretada por la glándula pituitaria posterior, también causa contracciones del útero. Alrededor de la trigésimo octava semana después de la fertilización, el útero comienza a contraerse una y otra vez. Estas contracciones repetidas se llaman parto. La oxitocina fue aislada por Vincent du Vigneaud.

Durante todo el embarazo, el cuello uterino muscular permanece bien cerrado, soportando el peso del feto y el líquido circundante, aproximadamente siete kilogramos en total. Las contracciones del parto empujan la cabeza del bebé contra el cuello uterino. Finalmente, el cuello uterino se estira lo suficiente como para permitir que el bebé lo atraviese. Las contracciones posteriores empujan al bebé a través de la vagina y fuera del cuerpo de la madre.

El bebé emerge del cuerpo de la madre todavía unido a la placenta por el cordón umbilical. Cuando se corta el cordón umbilical, el bebé se convierte en un organismo independiente. Las contracciones adicionales pronto expulsan la placenta del cuerpo de la madre. El material placentario se conoce comúnmente como posparto.

Gemelos fraternos y gemelos idénticos

Si se liberan dos óvulos del ovario durante el mismo ciclo, cada uno puede ser fertilizado por un espermatozoide separado. Cada cigoto resultante es el producto de una combinación diferente de huevo y esperma. Dos bebés producidos de esta manera se llaman gemelos fraternos y NO son genéticamente idénticos.

Los gemelos idénticos se forman de un mismo óvulo y esperma. Después de la primera división del cigoto, las células resultantes se separan y cada una da origen a un feto, con la misma información genética.

Taller de lectura

  1. ¿En qué comento ocurre la fecundación?
  2. ¿Qué pasa con el ciclo menstrual, luego de la fecundación?
  3. ¿Qué pasa con el óvulo fertilizado o fecundado?
  4. Describa los 4 cambios que experimenta el óvulo, luego de que penetra el espermatozoide.
  5. ¿Qué ocurre unos días después de que se unen los núcleos de óvulo y espermatozoide?
  6. ¿Qué es y en qué consiste el blastocisto?
  7. ¿Cómo se llaman los dos grupos de células que se forman en el blastocisto?
  8. Describa, con detalle,  la forma como el corion da origen a la placenta.
  9. Escriba las 3 funciones que cumple la placenta.
  10. ¿Cuáles son las funciones del amnios?
  11. ¿Qué estructuras se forman a partir del alantoides?
  12. Haga una lista de los órganos que se forman a partir de cada una de las tres capas germinales.
  13. describa lo que ocurre entre el segundo y el noveno mes de gestación.
  14. ¿Qué cambios hormonales se producen durante las últimas semanas de embarazo, hasta el momento del parto?
  15. ¿Cuáles son las diferencias entre gemelos fraternos y gemelos idénticos?
  16. ¿Por qué cree usted que es importante conocer acerca de la fecundación y desarrollo embrionario?