Fecundación y Formación del Cigoto

Key Concepts: Fecundación, espermatozoide, ovocito secundario, cigoto, capacitación, reacción acrosómica, polispermia, singamia, anfimixis, blastómeros.

Proceso de Fecundación

La fecundación es la unión del material genético de un espermatozoide (haploide) y un ovocito secundario (haploide) para formar un núcleo diploide único. De los aproximadamente 200 millones de espermatozoides depositados en la vagina, menos del 1% (menos de 2 millones) llegan al cuello uterino y solo unos 200 alcanzan el ovocito secundario. La fertilización ocurre en la trompa uterina (de Falopio) entre 12 y 24 horas después de la ovulación. Los espermatozoides pueden sobrevivir hasta 48 horas en la vagina, mientras que el ovocito secundario solo es viable durante 24 horas después de la ovulación. La ventana de fertilización más probable es desde dos días antes hasta un día después de la ovulación.

Transporte de los Gametos

Transporte del Ovocito

A mitad del ciclo sexual femenino, la ovulación expulsa un ovocito secundario de un folículo maduro en el ovario. El ovocito está detenido en metafase II y rodeado por la zona pelúcida y la corona radiada. Las trompas uterinas, influenciadas por altos niveles de estrógeno, capturan el ovocito con movimientos de barrido de sus fimbrias. Aumentan los movimientos peristálticos y la cantidad de cilios en las células epiteliales para transportar el ovocito a la luz tubárica, donde se encontrará con los espermatozoides capacitados en la porción ampular, el sitio habitual de fertilización. El ovocito debe ser fertilizado dentro de las 24 horas posteriores a su liberación, o degenera.

Transporte de los Espermatozoides

Los espermatozoides deben viajar desde los túbulos seminíferos de los testículos hasta las trompas uterinas. El pH vaginal (4.3) es hostil para los espermatozoides, pero el semen lo amortigua hasta 7.2, permitiendo que algunos espermatozoides sobrevivan. Los espermatozoides nadan hacia el cuello uterino mediante los movimientos de su flagelo. El cuello uterino, de aproximadamente 2.5 cm de longitud, tiene criptas que almacenan espermatozoides, liberándolos gradualmente durante 48-72 horas después del coito. Entre los días 9 y 16 del ciclo, el moco cervical es filante (moco E) debido al aumento de agua por la acción de los estrógenos, facilitando el tránsito de los espermatozoides. Antes del día 9 y después del día 16, el moco es espeso (moco G) debido a la progesterona, dificultando el paso de los espermatozoides. Las contracciones uterinas y las prostaglandinas del semen ayudan al movimiento de los espermatozoides a través del útero y las trompas.

Capacitación de los Espermatozoides

La capacitación es un proceso indispensable que toma alrededor de 7 horas, donde los espermatozoides experimentan cambios funcionales en el tracto reproductor femenino, principalmente en las trompas. Durante la capacitación, las secreciones del tracto femenino eliminan el colesterol, las glucoproteínas y las proteínas de la membrana plasmática de la cabeza del espermatozoide. Solo los espermatozoides capacitados pueden ser atraídos por factores químicos producidos por las células que rodean al ovocito liberado, volviéndose fertilizantes.

Proceso de Fecundación Detallado

Para la fecundación, el espermatozoide debe penetrar la corona radiada y la zona pelúcida. El acrosoma, que contiene enzimas, y los movimientos de la cola ayudan al espermatozoide a penetrar la corona radiada y entrar en contacto con la zona pelúcida. La glucoproteína ZP3 en la zona pelúcida actúa como receptor de los espermatozoides, desencadenando la reacción acrosómica, una exocitosis que libera enzimas acrosómicas. Estas enzimas ayudan al espermatozoide a penetrar la zona pelúcida. El primer espermatozoide que penetra completamente la zona pelúcida y llega a la membrana plasmática del ovocito se fusiona con ella.

Bloqueo de la Polispermia

Una vez que un espermatozoide fertiliza el ovocito, se activan dos mecanismos para evitar la polispermia (entrada de múltiples espermatozoides).

1. Bloqueo Rápido: La membrana celular del ovocito se despolariza en segundos, impidiendo la fusión con otros espermatozoides.
2. Bloqueo Lento: La despolarización desencadena la liberación intracelular de iones de calcio, que estimulan la exocitosis de vesículas secretoras del ovocito. Las moléculas liberadas inactivan ZP3 y endurecen la zona pelúcida.

Formación del Cigoto

Después de la entrada del espermatozoide, el ovocito secundario completa la meiosis II, dividiéndose en un óvulo (huevo maduro) y un segundo cuerpo polar que se desintegra. El núcleo del espermatozoide forma el pronúcleo masculino, y el núcleo del óvulo fecundado forma el pronúcleo femenino. Los pronúcleos se fusionan en un proceso llamado singamia, restaurando el número diploide de 46 cromosomas. El huevo fecundado se denomina cigoto. La fertilización resulta en la anfimixis, la mezcla de cromosomas paternos y maternos, creando un nuevo ser único debido a la recombinación genética durante la meiosis. La fertilización también determina el sexo: femenino (cromosoma X del espermatozoide) o masculino (cromosoma Y del espermatozoide).

Segmentación del Cigoto

Después de la fertilización, el cigoto se transporta por el oviducto hacia el útero. Entre 24 y 30 horas después de la fertilización, el cigoto completa su primera división de segmentación (mitótica), formando dos blastómeros totipotenciales, cada uno con aproximadamente la mitad del volumen del cigoto y contenidos dentro de la zona pelúcida. Las divisiones de segmentación continúan de manera asincrónica.

Conclusión

La fecundación es un proceso complejo que involucra el transporte y la capacitación de los gametos, la penetración del espermatozoide en el ovocito, el bloqueo de la polispermia y la formación del cigoto. Este proceso culmina con la mezcla de material genético y el inicio del desarrollo embrionario.