Embriología

Ovogénesis

La ovogénesis es el proceso mediante el cual los ovogonios se diferencian de ovocitos maduros.

Una vez que las células germinales primigenias (CGP) han alcanzado la gónada de una mujer, se diferencian en ovogonios. (Fig. 2-17 A,B)

 Estas células experimentan diversas divisiones mitóticas y, hacia el final del tercer mes, se disponen en grupos rodeados por una capa de células epiteliales planas (células foliculares), se originan a partir del epitelio superficial que recubre el ovario. La mayoría de los ovogonios continua dividiéndose por mitosis, pero algunos detienen sus divisiones en la profase de la meiosis I y forman ovocitos primarios. (Fig. 2-17 C y 2-18 A)

   

Durante los meses siguientes el numero de ovogonios aumenta rápidamente y para el quinto mes del desarrollo prenatal el numero total de células germinales en el ovario alcanza su máxima cifra (aprox. 7 millones); en este momento muchas células mueren y muchos ovogonios y ovocitos primarios degeneran y se vuelven atrésicos. Los ovocitos primarios sobrevivientes entran en la profase de la meiosis I, la mayoría esta rodeado por una capa individual de células foliculares epiteliales planas (al conjunto formado por un ovocito primario y las células epiteliales planas que le rodea se le conoce como Folículo primordial). (Fig. 2-19 A)

La maduración de los ovocitos continua hasta la pubertad

Cuando se acerca el momento del nacimiento todos los ovocitos han iniciado la profase de la meiosis I, pero en lugar de continuar a la metafase, entran en la fase del diploteno, (una etapa de reposo durante la profase que se caracteriza por una red laxa de cromatina) (Fig. 2-18 C). "Los ovocitos primarios se detienen en la profase y no completaran su primera división meiotica hasta la pubertad". Esta fase de reposo es inducida por el inhibidor de la maduración del ovocito (IMO).

En la pubertad se establece una reserva de folículos en crecimiento que se mantiene gracias al suministro de folículos primordiales. Cada mes entre 15 y 20 folículos de esta reserva empiezan a madurar y en el proceso pasan por 3 etapas:

1. Primaria o parental
2. Secundaria o antral
3. Preovulatoria (folículo de Graaf)

Mientras el ovocito primario comienza a crecer, las células foliculares que le rodean pasan de planas a cubicas y proliferan para generar un epitelio estratificado de células granulosas. Esta unidad se conoce como folículo primario. (Fig. 2-19 B, C) 

Las células granulosas descansan sobre una membrana basal que las separa del tejido conjuntivo circundante del ovario que forma la teca folicular. Las células granulosas y el ovocito segregan una capa de glucoproteínas en la superficie del ovocito que forma la zona pelucida (ZP). (Fig. 2-19 C ). 

Mientras los folículos crecen, las células de la teca folicular  se estructuran en una capa interna de células secretoras (teca interna) y una capsula fibrosa (teca externa) .

A medida que el desarrollo continua aparecen espacios llenos de líquidos entre las células granulosas. La coalescencia de estos espacios forma el antro y, el folículo recibe el nombre de folículo secundario (vesicular). Las células granulosas que rodean al ovocito se mantiene intactas y forman el cúmulo ovóforo. 

En cada ciclo ovárico empiezan a desarrollarse unos cuantos folículos, pero generalmente solo uno alcanza la madurez. Los otros degeneran y se vuelven astrésicos (Fig- 2-20 C ) Cuando el folículo secundario ha madurado, una descarga de hormona leuteinizante (LH) induce la fase de crecimiento preovulatoria. 

Se completa la meiosis I, lo que lleva a cabo la formación de dos células hijas de tamaño desigual, cada una con 23 cromosomas dobles (Fig. 2-21 A, B ) . El ovocito secundario, recibe la mayor parte del citoplasma, la otra, el primer corpúsculo polar, prácticamente no recibe citoplasma; este ultimo se dispone entre entre la ZP y la membrana celular del ovocito secundario en el espacio perivitelino (Fig. 2-21 B). 

A continuación la célula entra en la meiosis II, pero se detiene en la metafase aprox. 3 hras. antes de la ovulación. La meiosis II se completa si el ovocito es fecundado; en caso contrario, la celula degenera en 24 hras. aproximadamente después de la ovulación. El primer corpuscúlo polar puede experimentar una segunda división (Fig. 2-21 C)

 Espermatogénesis

Es el proceso por el cual se producen los espermatozoides, comprende una serie de fenómenos complejos y singulares. Comienza poco antes de la pubertad bajo la influencia de las concentraciones cada vez mayores de gonadotrofinas hipofisarias y continúa durante toda la vida. En los seres humanos la espermatogénesis dura entre 65 y 75 días.

La espermatogénesis se divide en tres fases distintas:

·         Fase espermatogónica

En la fase espermatogónica las células madre (células troncales) sufren divisiones múltiples para reemplazarse a sí mimas y para proveer una población de espermatogonios, estos exhiben una serie de diferencias en cuanto al aspecto nuclear en los preparados  teñidos con H-E. Los espermatogonios humanos se dividen en tres tipos de acuerdo con la apariencia de los núcleos en los cortes histológicos rutinarios:

• ü   Espermatogonios tipo A oscuros (Ad). Estas son células que tienen un núcleo ovoide con cromatina granular fina muy basófila. Se cree que estos espermatogonios son las células madre del epitelio seminífero. Se dividen con intervalos irregulares para dar origen a un par de espermatogonios de tipo Ad que permanecen como células madre, o bien un par de espermatogonios tipo Ap.
• ü  Espermatogonios tipo A claros o pálidos (Ap). Estas células tienen un núcleo ovoide con cromatina granular fina poco teñida. Los espermatogonios Ap están predestinados a seguir el proceso de diferenciación que produce los espermatozoides,  sufren varias divisiones mitóticas sucesivas que aumentan su cantidad.
• ü  Espermatogonios tipo B. Estas células tienen un núcleo esferoidal con cromatina que está condensada en grumos grandes contra la envoltura nuclear y alrededor el núcleo central.

En la división de un espermatogonio tipo Ad en dos espermatogonios tipo Ap, las células hijas permanecen unidas por un puente citoplasmático delgado, este mismo fenómeno ocurre en cada división mitótica y meiótica siguiente de la progenie del par original de espermatogonios Ap. Por ende, toda la progenie de un par de espermatogonios Ap está conectada. Estas conexiones citoplasmáticas permanecen intactas hasta las últimas etapas de maduración de las espermátides y son indispensables para el desarrollo sincrónico de cada clon de un par original de células Ap.
Después de varias divisiones los espermatogonios de tipo A se diferencian en espermatogonios de tipo B  (último acontecimiento de la fase espermatogónica).

·         Fase espermatocítica (meiosis)

En la fase espermatocítica los espermocitos primarios sufren meiosis para reducir tanto la cantidad de cromosomas como el contenido de DNA, esto ocurre cuando la división mitótica de los espermatogonios tipo B producen a los espermatocitos primarios, estos duplican su DNA poco después de formarse y antes de que comience la meiosis, de modo que cada espermatocito primario contiene el doble de cantidad de cromosomas (4n) y el doble de cantidad de DNA (2d).
La meiosis determina la reducción de la cantidad de cromosomas (1n) y de la cantidad de DNA (1d) al estado haploide. En la profase de la primera división meiótica, en la cual la cromatina se condensa en cromosomas visibles, dura hasta 22 días en los espermatocitos primarios humanos, al final de esta, se pueden identificar 44 autosomas, y un cromosoma X y otro Y; cada uno con dos hebras cromatínicas (cromátides). Los cromosomas homólogos (tétradas)  se aparean conforme se alinean en la placa ecuatorial de la metafase, estos están compuestos por cromátides, intercambian material genético en el proceso de recombinación (crossing-over). Durante este proceso, las cuatro cromátides están reordenadas en una estructura tripartita llamada complejo sinaptolémico, este proceso asegura la diversidad genética. A partir de este proceso, las cuatro espermátides producidas a partir de cada espermatocito son diferentes unas de otras y de todas las demás espermátides. Después de completada la recombinación genética, los cromosomas homólogos se separan y avanzan hacia los polos opuestos del huso meiótico; así las tétradas que fueron modificadas por la recombinación genética, se separan y se convierten en diadas de nuevo, las dos cromátides de cada cromosoma original permanecen juntas.           
Las células derivadas de la primera división meiótica reciben el nombre de espermatocitos secundarios, estas células se encuentran de inmediato en la profase de la segunda división meiótica sin sintetizar DNA nuevo (no pasan a una fase S). Cada espermatocito secundario tiene la cantidad de cromosomas reducida a 1n que está representada por 22 autosomas, un cromosoma X  y otro Y, compuestos cada cromosoma por dos cromátides hermanas. El espermatocito secundario tiene la cantidad 2d (diploide) de DNA. Durante la metafase de la segunda división meiótica los cromosomas se alinean sobre la placa ecuatorial y las cromátides hermanas se separan y avanzan hacia polos opuestos del huso, conforme esta división se completa, las membranas nucleares se reconstruyen, a partir de cada espermatocito secundario se forman dos espermátides haploides, cada una con 23 cromosomas de una sola cromátide (1n) y la cantidad de 1d de DNA.

·         Fase de espermátide (espermiogénesis)

En la fase de espermátide las espermátides sufren una remodelación celular extensa conforme se diferencian en espermatozoides maduros, debido a que cada espermátide resultante de la segunda división meiótica es haploide en cuanto al contenido de  DNA (1d) y la cantidad de cromosomas (1n representada por 22 autosomas y un cromosoma X o Y), estos ya no experimentan divisiones adicionales. Las espermátides sufren un proceso de diferenciación que produce los espermatozoides maduros, que también son haploides. El estado diploide normal se establece cuando un espermatozoide fecunda un oocito.        
La remodelación celular extensa ocurre durante la diferenciación de las espermátides en espermatozoides maduros (espermiogénesis) y consiste en cuatro fases, estas ocurren cuando kas espermátides se encuentran físicamente adheridas a la membrana plasmática de las células de Sertioli mediante uniones especializadas. Las fases donde ocurren los cambios morfológicos son las siguientes:

ü  Fase de Golgi. En esta fase hay presencia de gránulos PAS (ácido periódico-reactivo de Schiff) positivos que se acumulan en los complejos de Golgi múltiples en la espermátide; estos gránulos proacrosómicos tienen una gran cantidad de glucoproteínas, confluyen en una vesícula limitada por membrana (vesícula acrosómica) que está contigua a la envoltura nuclear, la vesícula aumenta de tamaño y su contenido se acrecienta durante esta fase; su posición determina el polo anterior del espermatozoide en desarrollo. Durante esta fase, los centriolos migran desde la región yuxtanuclear hacia el polo posterior de la espermátide, donde el centriolo maduro se alinea perpendicular a la membrana plasmática. El centriolo inicia el armado de los nueve dobletes microtubulares periféricos y de los dos microtúbulos centrales que forman el axonema de la cola del espermatozoide.

ü  Fase de casquete. En esta fase la vesícula acrosómica se extiende sobre toda la mitad anterior del núcleo. Esta estructura de forma modificada recibe el nombre de casquete o capuchón acrosómico. La  porción de la envoltura nuclear que está debajo del casquete acrosómico, pierde sus poros y sufre un engrosamiento. El contenido nuclear se condensa.

ü  Fase de acrosoma. En esta fase la espermátide se reorienta de modo que la cabeza se clava profundamente en la célula de Sertioli y apunta hacia la lámina basal. El flagelo en desarrollo se extiende dentro de la luz del túbulo seminífero. El núcleo condensado de la espermátide se aplana y se alarga, el núcleo y su acrosoma superpuesto también se mueven hacia una posición inmediatamente contigua a la membrana plasmática anterior y el citoplasma es desplazado hacia atrás. Los microtúbulos citoplasmáticos se organizan en una vaina cilíndrica llamada manguito (manchette) que se extiende desde el borde posterior del acrosoma hacia el polo posterior de la espermátide. Los centriolos retornan a la superficie superior del núcleo, donde el centriolo inmaduro se adhiere a un surco poco profundo en el núcleo, después se modifican para formar la pieza de conexión o región del cuello del espermatozoide en desarrollo, de los centriolos adheridos al núcleo surgen nueve fibras gruesas que se extienden dentro de la cola en la forma de fibras densas externas por fuera de los microtúbulos del axolema, estas fibras unen el núcleo con el flagelo (pieza de conexión). Conforme la membrana plasmática se mueve hacia atrás para recubrir el flagelo en crecimiento, el manguito desaparece y las mitocondrias migran desde el resto del citoplasma para formar una vaina helicoidal ajustada que rodea las fibras gruesas en la región del cuello y en su extensión posterior inmediata, esta región es la pieza intermedia de la cola del espermatozoide.

ü  Fase de maduración. En esta ultima fase de remodelación de la espermátide, reduce el exceso de citoplasma (cuerpo residual), los puentes intercelulares que han caracterizado los gametos en desarrollo desde las etapas preespermatocíticas permanecen con los cuerpos residuales. Las espermátides no están adheridas entre sí y se liberan de las células de Sertioli. El líquido secretado por estas células propulsa a los espermatozoides a lo largo de su camino, hacia los conductos de los testículos.

 BIBLIOGRAFÍA: 

Tortora, Derrickson. Principios de anatomía y fisiología. Ed. Panamericana. 11aEd. México 2006.

Ross, M; Kaye, G.; Paulina, W. Histología. 6° Edición, Ed. Panamericana Atlas de Histología.