El inicio del desarrollo de un nuevo individuo ocurre con la unión de las gametas femeninas y masculinas mediante el proceso de fertilización ó fecundación (Fig. 1 y 2). Las células germinales masculinas y femeninas son altamente especializadas tanto desde el punto de vista estructural como bioquímico. Son precisamente su complejidad y especialización las características que capacitan a estas células para realizar los fenómenos involucrados en la fecundación. En este proceso se produce la unión de los pronúcleos del óvulo y del espermatozoide, cada uno con la mitad de la dotación genética y su unión determina la formación de una célula huevo o cigoto que restituye el número cromosómico de la especie. El cigoto posee una nueva y exclusiva estructura informacional que constituye la base para el futuro desarrollo.
Fig. 1: Momento en el que un espermatozoide toma contacto con el gigante óvulo.
Fig. 2: Primeras etapas del desarrollo desde la ovulación hasta la implantación.
La fecundación es la unión del espermatozoide móvil con el óvulo. Este proceso en el hombres es interno, es decir que se realiza dentro del aparato reproductor femenino, más precisamente en las trompas de Falopio. El resultado es la formación del huevo o cigoto (Fig. 3), una célula diploide formada a partir de dos haploides y se realiza aproximadamente 2 días luego de la ovulación.
Fig. 3: Huevo o cigoto humano.
A pesar de que un único espermatozoide es el que
normalmente se fusiona con la membrana plasmática del óvulo
y penetra en él, muchos otros se adhieren también a su superficie
durante la inseminación. La penetración de más de
un espermatozoide en el óvulo, fenómeno conocido como polispermia
tendrá como consecuencia, un mayor número de cromosomas
que la dotación normal, por lo que el desarrollo se detendrá
en los primeros estadios de la embriogénesis. Para evitar esto
se han desarrollado mecanismos que impiden que más de un espermatozoide
penetre en el óvulo. Existen dos barreras diferentes que evitan
la polispermia:
• Bloqueo rápido: ocurre en los primeros segundos posteriores
al contacto de ambas gametas, iniciándose un flujo de ibones Na+
hacia el interior del óvulo. Se produce así, una variación
en el potencial de membrana que provoca su despolarización (parecida
a la del impulso nervioso), e impide la entrada de espermatozoides supernumerarios
en el huevo.
• Bloqueo lento: es un bloqueo más completo que involucra
una serie de reacciones que alteran la estructura del huevo poco después
de la fertilización y lo hacen refractario para otros espermatozoides.
Dicho fenómeno se conoce como reacción cortical que fue
analizada en el punto anterior).
En términos cronológicos, en los primeros
30 minutos del proceso de activación, comienzan una serie de cambios
en el óvulo, cuya secuencia es la siguiente:
• a los 3 segundos de producido el contacto, se inicia la entrada
de iones Na+ que provocan un primer bloqueo de la polispermia. A
• aproximadamente a los 20 segundos, se fusionan óvulo y
espermatozoide. La fusión trae aparejado la liberación de
iones de calcio. El calcio induce directamente la fusión de los
gránulos corticales con la membrana plasmática del óvulo
(reacción cortical). Además, genera una serie de reacciones
necesarias para la biosíntesis (descenso de la acidez del citoplasma
del huevo, conversión de NAD en NADP, liberación de glucosa
6-fosfato, entre otras).
• alrededor de 5 minutos después de la inseminación,
se activan los sistemas de transporte que introducen aminoácidos,
fosfato y nucleósidos en la célula: se forman así
los distintos bloques que componen la estructura de las proteínas
y del ADN.
• entre los 20-25 minutos empieza el primer ciclo de síntesis
de ADN.