Fecundación

Etapas de la fecundación.

Penetración de la corona radiada.

El proceso de fecundación se inicia con la penetración de los espermatozoides a través de la capa de células que rodea el óvulo: la corona radiada. Los espermatozoides consiguen atravesar esta capa gracias a la liberación de la enzima hialuronidasa y el movimiento de su flagelo (la cola). Una vez atraviesan esta capa, los espermatozoides se encuentran con una segunda barrera: la zona pelúcida, la capa externa que rodea al óvulo.

Penetración de la zona pelúcida.

Se necesita más de un espermatozoide para lograr degradar la zona pelúcida, aunque finalmente solo uno de ellos podrá entrar en el óvulo. Para poder atravesar esta segunda barrera, la cabeza del espermatozoide establece contacto con el receptor ZP3 de la zona pelúcida del óvulo. Esto desencadena la reacción acrosómica, que consiste en la liberación de enzimas hidrolíticas denominadas espermiolisinas. Dichas enzimas disuelven la zona pelúcida para permitir el paso del espermatozoide. Asimismo, la reacción acrosómica provoca una serie de cambios en el espermatozoide que permiten su capacitación final para poder penetrar en el interior del óvulo fundiendo sus membranas.

Fusión de membranas.

Cuando el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo, se desencadenan 3 procesos distintos en el gameto femenino:

• La formación del cono de fecundación
• La despolarización instantánea de su membrana
• La liberación de gránulos corticales al espacio perivitelino

La formación del cono de fecundación permite la fusión de la membrana del óvulo con la del espermatozoide para que la cabeza del espermatozoide pueda entrar. A su vez, gracias a la despolarización de la membrana del óvulo y a la liberación de gránulos corticales, se evita la entrada de otro espermatozoide.

Proceso de postfecundacion.

Reacción cortical y de zona.

Es un lento proceso que se produce en la fecundación (en la región ampular o tercio superior de la trompa de uterina) cuando un espermatozoide se une con la membrana plasmática del óvulo (reacción de zona). Se trata de una modificación de la zona pelúcida que inhibe la poliespermia o polispermia (entrada de más de un espermatozoide al óvulo); las enzimas hidrolíticas liberadas por los gránulos corticales digieren las proteínas ZP2 y ZP3 receptores de espermatozoides, 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 gránulos corticales. El contenido de los gránulos varía con la especie, y no se conocen en su totalidad.

Reanudación de la meiosis II.

El ADN de las células germinales femenina y masculina (los ovocitos primarios y los espermatocitos) se replica, de manera que cada uno de los 46 cromosomas se duplica en cromátidas hermanas. En esta fase existe intercambio del material genético, siendo el producto final dos células con el material genético completo (2n) 

Activación metabólica.

Uno de los cambios que se producen por la penetración del esperma en el ovocito es la rápida intensificación de la respiración y el metabolismo del huevo. Se considera como primer evento la liberación de iones calcio dentro de la célula, luego le sigue el intercambio de sodio extracelular por hidrógeno intracelular a través de la membrana plasmática, esto aumenta el pH, lo que incrementa a su vez el metabolismo oxidativo, dado por el aumento de: 

• La necesidad y el consumo de oxígeno. 
• Del metabolismo de carbohidratos (glucógeno). 
• Del contenido de aminoácidos libres. 
• De la actividad de fermentos proteolíticos. 
• Se activa la síntesis de proteínas. 

Resultado de la fecundación.

• Restablecimiento del número diploide de cromosomas, aportados por los pronúcleos haploides masculino y femenino.
• Determinación del sexo del embrión, hecho que depende de si el espermatozoide fecundante posee cromosoma sexual X (el embrión será XX) o Y (en cuyo caso el embrión será XY), ya que los óvulos sólo tiene cromosomas sexuales X.
• Iniciación del proceso de segmentación del cigoto, producto de la activación metabólica inducida por la fecundación. 

Segmentación. 

Una vez que el cigoto ha llegado a la fase de dos células, experimenta una serie de divisiones mitóticas que aumentan el número de células. Éstas, cuyo tamaño se reduce con cada división, reciben el nombre de blastómeros. Aproximadamente 3 días después de la fecundación, las células del embrión compactado se dividen de nuevo y forman una mórula de 16 células. Las células internas de la mórula constituyen la masa celular interna y las células que las rodean componen la masa celular externa. La masa celular interna origina los tejidos propios del embrión, y la masa celular externa forma el trofoblasto, que más adelante contribuirá a la formación de la placenta 

Implantación.

La implantación embrionaria es el proceso por el que el embrión, que ya tiene unos 7 días desde su fecundación, se adhiere al endometrio y da inicio a la gestación. Después de esto, el embrión comenzará su desarrollo y el de las estructuras que permiten su nutrición, como la vesícula vitelina y la placenta. Además, también empezará la síntesis de la hormona beta-hCG y la mujer sentirá los primeros síntomas del embarazo. Por otro lado, para que el embrión pueda implantar en el en el endometrio y dar lugar a un embarazo evolutivo es esencial que esta capa uterina adquiera unas características determinadas de grosor y aspecto.

Eclosión y precontacto.

Sobre los días 5 y 6 de desarrollo, el embrión comienza a eclosionar hasta que se desprende de su zona pelúcida, la membrana externa proteica que lo protege en sus primeros días tras la fecundación.

A medida que el embrión va aumentando su tamaño, la zona pelúcida se va adelgazando hasta que finalmente se rompe. Finalmente, el embrión logra salir de ella a través de una serie de contracciones y comienza a interactuar con el endometrio.

Aposición.

Durante esta fase, el embrión busca su posición sobre el tejido endometrial y permanece inmóvil mientras se orienta, de manera que su masa celular interna apunte hacia el endometrio para permitir más adelante la adecuada formación de la placenta. Aquí juegan un papel muy importante los llamados pinópodos: unas proyecciones citoplasmáticas de las células epiteliales endometriales que ayudan al blastocisto a entrar en contacto. 

Adhesión.

El trofoectodermo del blastocisto se adhiere al epitelio endometrial y queda unido gracias a la acción de las moléculas de adhesión: integrinas β1, β3 y β4, L-selectinas, proteoglucanos, fibronectinas, etc. Esto sucede unos 7 días tras la fecundación, cuando el blastocisto ya tiene un diámetro de 300-400 µm.

Invasión.

El blastocisto, más concretamente el trofoblasto o trofoectodermo embrionario, prolifera hacia el endometrio, desplaza a las células epiteliales y finalmente invade el estroma endometrial, haciendo contacto con la sangre materna. Todo este mecanismo de invasión está controlado por las citoquinas, unas moléculas que actúan como mediadores de la implantación y permiten el diálogo entre el embrión y el endometrio. En respuesta a este diálogo, el blastocisto se activa e inicia la diferenciación del trofoblasto en citotrofoblasto y sincitiotrofoblasto. Concretamente, el sincitiotrofoblasto es el que adquiere la capacidad invasiva. Sintetiza enzimas proteolíticas como las serinproteasas, metaloproteasas y colagenasas que rompen la membrana basal del epitelio endometrial y permiten la entrada completa del blastocisto.