GAMETOGÉNESIS FEMENINA

Transcripción

1 GAMETOGÉNESIS FEMENINA María a Cecilia Lardone, MSc. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO INFANTIL FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE CHILE Curso Biología Carrera de Enfermería, 2011 Células haploides y diploides en el ciclo de vida de eucariotas superiores Las células en muchos animales y plantas proliferan (mitosis) en la fase diploide para formar un organismo multicelular Los gametos representan las únicas células haploides, las cuales se desarrollan desde células germinales diploides en las gónadas 1

2 Ensamble y desensamble del Complejo Sinaptonémico durante la Profase I Paquiteno Ocurre el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos ( crossing-over ) Esta etapa puede persistir por días a semanas Diploteno (Dictioteno) Los homólogos siguen unidos (quiasmas) Esta estapa persiste por años en los ovocitos primarios de la mujer y ocurre una activa transcripción de genes, lo cual es necesario para el crecimiento del ovocito y el desarrollo embrionario temprano 2

3 OVOGÉNESIS GAMETOGENESIS FEMENINA OVARIO Funciones Gametogénica (Ovocitos) Endocrina Estradiol- Progesterona- Andrógenos 3

4 Esquema del ovario humano Tertiary follicle Corteza ovárica: epitelio germinal 4

5 Corteza ovárica: epitelio germinal Recorrido de las células germinales primordiales en el humano 6º sem. post fecundación Ovogonias 5

6 Formación del ovocito en ovario fetal Ovario fetal humano 15 sem. gestación Células en meiosis 6

7 Folículos primordiales en ovario de recién nacido Cambio en el número de células germinales durante la vida fetal y postnatal Inicio meiosis, detención en Profase I 7

8 FOLICULOGÉNESIS Foliculogénesis Primera etapa gonadotrofina-independiente: Reclutamiento inicial de cohortes de folículos primordiales Crecimiento de folículos pre-antrales de distintas cohortes Segunda etapa donadotrofina-dependiente: Reclutamiento de folículos pre-antrales tardíos (folìculos secundarios) de distintas cohortes (fase lútea tardía o inicial temprana) Selección de un folículo dominante y atresia de los folículos no seleccionados 8

9 FOLICULO PRIMARIO > 60 µm Ovocito en diploteno CG cambian de forma de planas a cúbicasc Se forma la ZP Se inicia la síntesis s de E2 (aromatasa( aromatasa) FOLICULO SECUNDARIO (PRE-ANTRAL) Proliferación n de las CG (4-5 5 capas) ZP gruesa Al final de esta etapa: Las células c mesenquimáticas del estroma rodean a la lámina l basal (teca presuntiva al final de esta etapa). Aparecen LHr y sintesis E2 (aromatasa( aromatasa) Expresión n receptores de estrógenos (RE), andrógenos (RA) y FSH en CG El ovocito primario completa su crecimiento y diferenciación n (adquieren competencia meiótica tica) ovoplasma Cél granulosa Vesícula germinativa Lámina basal CRECIMIENTO DEL OVOCITO Por qué el gameto femenino es mucho más grande que el masculino? proteínas (vitelo) Ribosomas trnas mrnas (inactivos hasta después de la fecundación) factores morfogenéticos factores protectores (enzimas de reparación, filtros ultravioletas, pigmentos) 9

10 FOLICULO TERCIARIO Pre antral Ovocito primario (diploteno de la meiosis I) En el folículo terciario se han formado las células de la teca interna y las de la teca externa Formación del antro (fluido folicular entre las CG): productos de secreción de las CG y transudado de los capilares sanguíneos que rodean a las células de la teca interna (TI), las cuales se activan e inician la sintesis de andrógenos en respuesta a LH (expresión de R-LH) FOLICULO PRE-OVULATORIO (DE GRAAF) 5 6 días antes de la ovulación Ovocito primario (diploteno de la meiosis I) Ocurre un aumento considerable de tamaño (25mm) a expensas del aumento del antro y de la proliferación de las CG y TI (5-8 capas) Formación de las células del cúmulo ooforo (CC) CG expresan receptores de LH Interacción entre las células de la teca interna y las células de la granulosa (teoría de las 2 células) Célula de la teca interna Célula de la granulosa LH R-LH FSH R-FSH camp ATP Colesterol camp ATP LH R-LH Progesterona Andrógeno Andrógeno Aromatasa Estrógeno Vaso sanguíneo Lámina basal 10

11 COMUNICACION BIDIRECCIONAL ENTRE EL OVOCITO Y LAS CELULAS DE LA GRANULOSA ES ESENCIAL PARA EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DEL OVOCITO Y DEL FOLICULO CC al ovocito Kit-L Gap junction purinas, pirimidinas, aa, metabolitos, AMPc Factores secretados por el ovocito a las CC GDF-9, GDF-9B BMP-6..etc Reclutamiento folicular inicial y cíclico 11

12 Folículo dominante Dentro de una cohorte de folículos antrales el folículo dominante es el que se distingue por su tamaño, alcanza el mayor índice mitótico en sus células de la granulosa (CG) Aquel que sintetiza mayor cantidad de estrógenos producto de una mayor adquisición de receptores de FSH que conduce a una mayor expresión de la enzima aromatasa (enzima que convierte andrógenos a estrógenos) La mayor adquisición de receptores de LH en las CG, permite una mayor concentración de camp, contrarestando la disminución del aporte de FSH Factores intraováricos producidos por las CG amplifican la acción de la FSH Es decir, requiere de la acción de LH y FSH, así como de la interacción funcional de las CG y de la células de la teca interna (TI), y que se denomina teoría de las dos células Eje hipotálamo-pituitaria-ovario (HPO) Neurona secretora de GnRH Estradiol FSH LH Una elevada concentración de estradiol induce el pico preovulatorio de LH Folículo atrésico Folículo en desarrollo Estradiol en concentraciones relativamente bajas tiene un efecto inhibidor sobre el eje HPG Cuerpo lúteo ovulación Folículo Dominante 12

13 Rol de AMPc en la mantención del primer reposo meiótico INACTIVO COMPLEJO CUMULO-CORONA CORONA-OVOCITOOVOCITO ANTES Y DESPUES DEL ALZA DE LH EL PEACK DE LH OCURRE 24 A 36 HORAS ANTES DE LA OVULACION CIERRE DE UNIONES GAP ENTRE LAS CELULAS DEL CUMULO (CC) Y LA CORONA RADIADA (INHIBIDORES DE LA MEIOSIS NO PUEDEN ACTUAR) REACTIVACION DE LA MEIOSIS (3-4 HORAS ANTES DE LA OVULACION) Y DETENCIÓN EN METAFASE II SINTESIS DE GLICOSAMINOGLICANOS POR LAS CC LLEVA A LA EXPANSION DE ESTAS CELULAS 13

14 COMPLEJO CUMULO-OVOCITO 1er Corpúsculo Polar Células del Cúmulo Metafase II Gránulos Corticales Zona pelúcida Membrana Plasmática Constitución cromosómica : 23, X Vida fértil : <24 hrs Número : 1/ciclo/mes Metafase II 14

15 Etapa Fetal Etapa post-puberal ó cigoto (CGP) Ovogénesis Durante la semana 4-5 de embarazo: las células germinales primordiales (CGP) migran al primordio gonadal (futura gónada) del embrión Las CGP diferencian en OVOGONIAS, las cuales proliferan y finalmente entran en meiosis (diploteno de la profase I) La entrada en meiosis gatilla que células pre-granulósicas rodeen a las ovogonias y se inicie la FOLICULOGÉNESIS El crecimiento del ovocito se inicia con el reclutamiento de folículos primordiales (diploteno profase I) RECLUTAMIENTO INICIAL En la mujer, la formación del gameto maduro ocurre de manera cíclica después de la menarquia (primera menstruación). El gameto maduro es un ovocito secundario detenido en Metafase II. La meiosis se completa sólo después de la fecundación FECUNDACIÓN HUMANA María a Cecilia Lardone, MSc. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO INFANTIL FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE CHILE Curso Biología Carrera de Enfermería,

16 Eventos de la fecundación 4. Reacción Acrosomal 5. Fusión de membranas 3. Unión zona pelúcida 2. Penetracion cumulus 6. Activación del ovocito 1. Capacitación Cúmulo oósforo Capacitación del espermatozoide Aumento de la motilidad del flagelo Adquisición de capacidad para realizar la reacción acrosomal aumento de la fluidez de la membrana aumento concentración intracelular de Ca ++ y AMPc aumento de la fosforilación de proteínas en residuos de tirosina 16

17 Polimerización fibras de actina en la MP y la membrana acrosomal externa Unión de PLC a la MP Modificaciones en la membrana del espermatozoide Aumento de Formación de microdominios: lipídicos ( fluidez) proteicos ( fluidez) Aumento de la fluidez de las membranas (disminución de la razón colesterol/fosfolípidos) Exposición de moléculas necesarias para la unión a la ZP, reacción acrosomal y fusión con el oolema 17

18 Hiperactivación de los espermatozoides Interacción espermatozoide células del cúmulo Espermatozoides Capacitados Hiperactivados Actividad Hialuronidasa PH20 18

19 3 glicoproteínas sulfatadas ZP1 homodímeros ZP2 y ZP3 héterodímeros Unión a la zona pelúcida Unión inicial ZP3 induce RA (exocitosis) ZRK ZP2 Acrosina, PH20 unión secundaria Reconocimiento especieespecifica Reacción acrosomal A B 19

20 Fusión con el oolema Reproduction (2004) Biocell (Mendoza) v.29 n.3 Mendoza ago./dic Fusión con el oolema: candidatos para proteínas de fusión Reproduction (2004)

21 Activación del ovocito Reacción cortical Reanudación de la meiosis Formación de los pronúcleos femeninos y masculinos La fertilización del ovocito por el espermatozoide gatilla el aumento citosólico de Ca ++ MBOTC, 5th edition 21

22 Activación del ovocito: Reacción cortical REACCIÓN CORTICAL EN UN OVOCITO DE RATÓN BLOQUEO DE LA POLIESPERMIA MBOTC, 5th edition Activación del ovocito: Reanudación de la meiosis Duplicación del DNA en fase S 22

23 En la fecundación se unen los gametos femeninos (ovocito II) y masculino (espermatozoide). Al entrar el espermatozoide, se activa el ovocito II, termina la meiosis y se elimina el segundo corpúsculo polar. Los procesos que ocurren durante las primeras horas son: 1- Duplicación del DNA de cada gameto haploide 2- Singamia: aproximación de los pronúcleos de cada gameto, pero sin fusión de membranas nucleares Cigoto 18 horas post-incubación de los gametos Formación de los pronúcleos Cuerpos polares I y II zona pelúcida pronúcleos 2.5 Unión de los pronúcleos MBOTC, 5th edition 23

24 Unión de los pronúcleos MBOTC, 5th edition Desarrollo temprano del embrión humano El embrión se va dividiendo, originando duplicación de los blastómeros: 2 células (a las 26 horas) 4 células (38 h) 8 células (72 h) EMBRIÓN DE 4 CÉLULAS EMBRIÓN DE 8 CÉLULAS 24

25 Fertilización In vitro Fertilización in vitro Inyección intracitoplasmática del espermatozoide (ICSI) 25