Reproducción sexual, gametogénesis, fecundación y desarrollo embrionario

Reproducción Sexual y Gametogénesis

Citología e Histología 1º Farmacia UMH 2023/24 TEMAS 15 y 16. REPRODUCCIÓN SEXUAL, GAMETOGÉNESIS, FECUNDACIÓN Y DESARROLLO EMRIONARIO

Tipos de Reproducción

1. Reproducción sexual · Reproducción asexual: es simple y directa y la descendencia es idéntica al organismo progenitor desde el punto de vista genético. · Reproducción sexual: implica la combinación de genomas de dos individuos que producen una descendencia genéticamente distinta entre sí y de sus progenitores. Se genera variabilidad, por los diferentes gametos, son diferentes físicamente, de cara a las enfermedades o a la sensibilidad entre otros.

La reproducción sexual implica la existencia de células haploides (células germinales o gametos) y diploides. Todas las células de nuestro cuerpo son células somaticas, excepto las células germinales (ovocitos y espermatozoides son el resultado final). Tenemos 22 pares de cromosomas somáticos (dotación diploide), 22 cromosomas de la madre y 22 del padre, y un par de cromosomas sexuales, que pueden ser XX (mujer) o XY (hombre). Las células germinales son las únicas que se dividen por meiosis.

En la mitosis se obtienen 2 células hijas diploides, mientras que en la meiosis se obtienen 4 células hijas haploides.

Comparación Mitosis y Meiosis

MITOSIS MEIOSIS Parent cell (before chromosome duplication) Site of crossing over MEIOSIS I Prophase I Prophase Duplicated chromosome (two sister chromatids) Chromosome duplication Chromosome duplication Tetrad formed by synapsis of homologous chromosomes 2n = 4 Metaphase Chromosomes align at the metaphase plate Tetrads align at the metaphase plate Metaphase I Anaphase Telophase Anaphase I Telophase I Sister chromatids separate during anaphase Homologous chromosomes separate (anaphase I); sister chroma- tids remain together Haploid n= 2 Daughter cells of meiosis I MEIOSIS II 2n 2n Daughter cells of mitosis No further chromosomal duplication; sister chromatids separate (anaphase II) DCD n n n n Daughter cells of meiosis II Copyright 2009 Pearson Education, Inc. 1Citología e Histología 1º Farmacia UMH 2023/24

Gametogénesis y Desarrollo

Fases de la Gametogénesis

2. Gametogénesis La gametogénesis consta de 4 fases: 1) Origen extraembrionario de las células germinales y migración a las gónadas (testículos y ovarios). 2) Aumento del número de células germinales por mitosis (para que no se acaben). 3) Reducción del número de cromosomas por meiosis. 4) Maduración estructural y funcional de los gametos.

Desarrollo Prenatal de Células Germinales

DESARROLLO PRENATAL DE CÉLULAS GERMINALES . Las células germinales se originan del epiblasto durante la 2ª semana de desarrollo embrionario y migran al saco vitelino. . Durante las semas 4ª - 6ª migran de vuelta al embrión y pueblan los surcos genitales (gónadas indiferenciadas). . Hasta la 6ª-7ª semana el estadio gonadal es indiferente. A partir de aquí se determina el sexo gonadal, controlado por hormonal sexuales.

Determinación del Sexo en Mamíferos: Gen SRY

DETERMINACIÓN DEL SEXO EN MAMÍFEROS. EL GEN SRY. El gen crucial del cromosoma Y que dirige la cresta genital a que se diferencie en testículo en lugar de en ovario es el gen Sry (sex-determining region of Y). Es decir, si existe el gen Sry será un chico, y si no tiene gen Sry será una chica.

El gen Sry sólo se expresa en una subpoblación de las células somáticas de la gónada en desarrollo (indiferenciada) y determina la diferenciación de estas células en células de Sertoli. Las células de Sertoli dirigen el desarrollo sexual de una línea masculina influyendo sobre otras células de la cresta genital y de otras partes del embrión.

Funciones de las Células de Sertoli

Las células de Sertoli: - Estimulan a las células germinales primordiales a que se transformen en espermatozoides. - Segregan la hormona antimulleriana, que bloquea el desarrollo del tracto genital femenino. Como no hay conductos de Müller, es un hombre. - Colaboran en la inducción de otras células somáticas de la gonada para que se transformen en células de Leydig, que secretan a la sangre la hormona sexual masculina testosterona.

Testosterona y Caracteres Sexuales

TESTOSTERONA La testosterona es la responsable de la aparición de los caracteres sexuales secundarios de los machos, incluyendo las estructuras anexas del tracto reproductor masculino, como la próstata y las vesículas seminales que se forman a partir del conducto de Wolff. Este sistema degenera durante el desarrollo del sistema reproductor femenino porque para sobrevivir y desarrollarse requiere testosterona.

Aparato Reproductor Masculino

ESTRUCTURA GENERAL DEL APARATO REPRODUCTOR MASCULINO Peritoneo Vejiga Uréter Vesícula seminal Ampolla del conducto deferente Hueso pubiano Recto Próstata Cuerpo cavernoso Conducto eyaculador Cuerpo esponjoso Uretra Conducto deferente Utrículo prostático Glándula bulbouretral (glándula de Cowper) Glande del pene Epididimo Testículo Escroto Túnica vaginal propia del testículo Epidídimo: fusión de conductos que recoge los espermatozoides y los aloja.

Estructura del Testículo

ESTRUCTURA DEL TESTÍCULO Los túbulos seminíferos: 30-70 mm de largo, 200 mm de diámetro, 1000 túbulos en total, 500 m de longitud. Son el lugar del testículo donde se lleva a cabo la espermatogénesis. El epitelio germinativo forma la pared del túbulo. Es estratificado y está formado por células germinales y por células somáticas 2Citología e Histología 1º Farmacia UMH 2023/24 denominadas células de Sertoli. Rodeando al epitelio germinativo hay una capa de tejido conectivo compuesto de células que poseen capacidad contráctil denominadas células mioides. Las células más exteriores son más jóvenes y diploides y las células más interiores son más maduras y haploides, debido a que ya han sufrido el proceso de meiosis. De aquí salen y van al epididimo.

Spermatogonium Conducto deferente Conductillos eferentes Red testicular Lumen Túnica albuginea Túbulos seminiferos Sertoli cell' Lobulillos testiculares Basal lamina surrounding seminiferous tubule Tabique Testículo Leydig cell Todos los tipos celulares que se van formando durante la espermatogénesis podemos observarlos a lo largo del epitelio germinativo. Ayuda a identificarlos su posición: las espermatogonias se sitúan en la periferia y los espermatozoides en el interior del tubo.

Funciones de las Células de Sertoli

CÉLULAS DE SERTOLI Funciones: . Barrera hematotesticular, por uniones oclusivas laterales. No puede entrar sangre ni tampoco células del sistema inmune porque las reconoce como diferentes. A parte, no queremos que entre nada. · Sostén nutricional y físico de las células espermatogénicas. · Fagocitosis del citoplasma de las espermátidas. · Secreción hormona antimulleriana en la vida fetal. · Síntesis de proteína fijadora de andrógenos (ABP). · Secreción de la hormona inhibina (frena síntesis de FSH).

Barrera Hematotesticular

BARRERA HEMATOTESTICULAR La aparición de la barrera hematotesticular coincide cronológicamente con el cese de la actividad proliferativa de las células de Sertoli y con el inicio de la actividad meiotica de las células germinales (todo al inicio de la pubertad). Aísla a los espermatozoides, del sistema inmunológico y crea un medio ambiente propicio para la espermatogénesis, ya que concentra la testosterona.

Células de Leydig

CÉLULAS DE LEYDIG Las células de Leydig se localizan entre los túbulos seminíferos. Son redondeadas y grandes en tamaño, eosinófilas y presentan inclusiones de lípidos. Estas células secretan testosterona desde el inicio del desarrollo del feto hasta la edad adulta.

Espermatogénesis: Desarrollo de Células Germinales Masculinas

DESARROLLO DE LAS CÉLULAS GERMINALES MASCULINAS: ESPERMATOGÉNESIS La espermatogénesis es la secuencia de eventos que comienzan en la pubertad, con un periodo preparatorio en la vida fetal, cuya finalidad es la producción de gametos morfológica y funcionalmente maduros. 3

Epididimo 200 umCitología e Histología 1º Farmacia UMH 2023/24 · En el aparato genital masculino ocurre el testículo: mitosis (mantenimiento de la población; célula diploide), meiosis (célula haploide), espermiogénesis (maduración morfológica), epidídimo (maduración bioquímica y adquisición de movilidad). · En el aparato genital femenino: capacitación, reacción acrosómica.

Desarrollo Postnatal Prepuberal

DESARROLLO POSTNATAL PREPUBERAL DE LAS CÉLULAS GERMINALES MASCULINAS En el momento del nacimiento, los túbulos seminíferos no tienen luz y constan de un epitelio seminífero, formado por células de Sertoli y espermatogonias.

Desarrollo Postpuberal y Espermiogénesis

DESARROLLO POSTPUBERAL DE LAS CÉLULAS GERMINALES MASCULINAS ESPERMATOGENESIS- ESPERMIOGENESIS La Meiosis Mitosis Spermatids completing spermiogenesis Spermatids beginning spermiogenesis LUMEN Initial spermiogenesis Nuclei of sustentacular cells Secondary spermatocyte in meiosis II Secondary spermatocyte Espermatocito 2 Haploide (n) Portion of sustentacular cell within the luminal compartment Primary spermatocyte preparing for meiosis I Espermatogonia Diploide (2n) Espermatocito 1 Diploide (2n) Espermatocito 2 Haploide (n) Cromosomas tienen 2 cromatidas 4 Espermátidas Haploides (n) Cromosomas tienen una cromatida 4 Espermatozoides Haploides (n) Cromosomas tienen una cromatida Capillary Estado diploide Primera división meiotica Separación de los Cromosomas homólogos Division reduccional Segunda división Meiotica Separación de las cromatidas. División ecuacional Connective tissue capsule Interstitial cells Fibroblast Portion of sustentacular cell within the basal compartment Mitosis Esperma- togonio Espermatocito primario Meiosis I ESPERMATOGÉNESIS Esperma- tocito secundario Meiosis II Meiosis Esperma tides tempranas Espermatides tardias Espermio- genesis Espermatozoides Luz del túbulo seminífero

Diferenciación de Espermátida a Espermatozoide

ESPERMIOGÉNESIS Es la diferenciación de una espermatida a un espermatozoide. 1) Fusión de vesículas del Golgi y lisosomas para formar una única vesícula acrosómica, que va a formar el acrosoma. 4

Level of blood- testis barrier Meiosis y espermatogénesis Spermatogonium Estado haploideCitología e Histología 1º Farmacia UMH 2023/24 2) Los centriolos migran hacia la cara opuesta al acrosoma, hacia el futuro extremo distal, y se forma el axonema. 3) La cromatina se condensa. 4) Se forman las 9 columnas segmentadas de la pieza del cuello y las 9 fibras densas alrededor del axonema. 5) Las mitocondrias se unen en una espiral en la primera parte de la cola. 6) El citoplasma excedente se libera del espermatozoide, como cuerpo residual, que es fagocitado por células de Sertoli.

Fase acrosómica Fase de maduración ........ Segmento principal Fase de Golgi Fase de caperuza Anillo Complejo axonémico en desarrollo Microtúbulos (manchette) Segmento medio Caperuza acrosómica Cuerpo residual Cuello Manchette Núcleo Caperuza acrosómica Célula de Sertoli

Estructura del Espermatozoide Humano

ESTRUCTURA DEL ESPERMATOZOIDE HUMANO Es la única célula con flagelo en humanos. · Cabeza del espermio - Núcleo (dotación haploide). En lugar de histonas hay protaminas, que permiten condensar el ADN hasta 6 veces más. - Acrosoma (cubre 2/3 del núcleo), tiene hidrolasas para despolimerizar la zona pelúcida del gameto femenino. - Membrana celular, tiene receptores para reconocer el gameto femenino de la especie. · Cola: avanza hacia un lado porque la cola es asimétrica. - Pieza intermedia: un manguito continuo de mitocondrias y 9 columnas proteicas rodeando al axonema. - Pieza principal: cada par de microtúbulos del axonema está asociado a una fibra externa. Las fibras externas de los pares 3 y 8 son más gruesas, formando las columnas longitudinales dorsal y ventral de la pieza principal. Estas columnas están unidas entre sí por las costillas de la vaina fibrosa. - Pieza terminal. 5

...... Mitocondria Centriolo Aparato de Golgi Vesícula acrosómica