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Fecundación in vitro
y la pérdida en la relación intergametos
y en la relación inicial madre-hijo.
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Por Natalia López Moratalla
La situación biológica primordial del ser humano engendrado
y del producido.
“El hombre resulta, como todo ser biológico, de la puesta en
marcha de un proceso que llamamos “información genética” o
herencia. Esta ofrece, como peculiaridad, la de preparar al
ser vivo para un “último terminado (“urdimbre”) que le
permitirle asimilar, incorporar, unas estructuras formales
del ambiente a las estructuras organizadas por la herencia,
le dotan de una máxima capacidad de adaptación dentro de su
mundo peculiar. La llamada “necesidad de objeto” deriva
pues, en el fondo, de un proceso genético, se confunde en
cierto modo con la “herencia socio-genética” y es, por
decirlo así, su manifestación visible en el mundo de la
observación accesible al psicólogo y al psicoterapeuta. Pero
tiene otras maneras de manifestarse, por ejemplo, en el
“encuentro con el lenguaje” o con las “categorías
lógico-matemáticas” en el “proceso de aprendizaje” (Piaget)
o en el encuentro con los ritmos biológicos. Y en un plano
más biológico aún, en el establecimiento de la autoinmunidad
y de los enzimas adaptativos. Todos ellos fenómenos
profundamente correlacionados y que nacen de una misma
situación biológica primordial”[1].
. De acuerdo con Rof Carballo, lo originario es lo biológico
que predispone para la primera interrelación o encuentro,
que es afectivo, en concreto materno-filial, o tutorial en
su defecto. Estos son los elementos fundantes de todo
desarrollo humano: un esquema ascendente desde la
información genética que permite dar cuenta de lo especifico
de la vida del ser humano.
El proceso que constituye un nuevo ser humano es la
fecundación. Con él se prepara la materia recibida de los
progenitores para dar una unidad celular con las
características propias (el fenotipo) de inicio o arranque
de un programa de vida individual; esto es, con capacidad de
comenzar a emitir o expresar el mensaje genético del nuevo
individuo. El engendrar de los padres, la fecundación
natural, acaba tras un delicado proceso, en la formación de
una célula con un fenotipo característico, el cigoto, que
inicia su ciclo vital. Tras completar el programa de
desarrollo embrionario, el nuevo ser humano se convierte en
individuo adulto, que, una vez alcanzada la madurez sexual,
producirá gametos que le permitan participar en la
transmisión de la vida. En casos de infertilidad, cuando por
algún motivo no se produce la fecundación en forma natural,
la tecnología ha hecho posible recurrir a una variedad de
técnicas de reproducción asistida que permiten la
procreación sin curar la esterilidad.
Intentemos mostrar las diferencias de la “situación
biológica primordial” de hijo generado “técnicamente”
respecto del hijo engendrado “normalmente”. O dicho con
otras palabras, qué relaciones moleculares se pierden o
debilitan cuando se recurre a la fecundación artificial.
Consideraremos las relaciones moleculares e intercelulares
en lo que se refiere:
a) al “dialogo molecular” de los gametos paterno y materno,
b) al “dialogo molecular” entre madre e hijo al paso de éste
por las trompas en su camino al útero y, por último
c) al establecimiento de una vida en común, una autentica
simbiosis, al anidar en el seno materno.
Comenzaremos por señalar las técnicas empleadas para
conseguir el inicio de una nueva vida.
Técnicas de fecundación asistida
Entre las técnicas de reproducción asistida cabe mencionar
la inseminación artificial, la transferencia de gametos al
oviducto, y una variedad de procedimientos in vitro
que conducen a la unión del óvulo con el espermatozoide, o
con células indiferenciadas de la línea germinal masculina.
Entre estas últimas se cuentan la fecundación in vitro,
la inyección intracitoplásmica de espermatozoides, o de
progenitores de ellos. Aunque todas las mencionadas sean
técnicas de concepción in vitro, sólo la “fecundación
in vitro” (FIV) ha retenido este término y en cambio
se utilizan términos diferentes para las otras técnicas.
La inseminación artificial consiste en el depósito de los
espermatozoides en la cavidad uterina o en el cérvix
uterino, sin o con tratamiento hormonal de la mujer para
incrementar la producción de óvulos[2]. La transferencia de
gametos al oviducto (GIFT) se basa en la colocación
simultánea de óvulos y espermatozoides en la trompa de
Fallopio. Esta técnica es una forma de inseminación que
acerca físicamente los gametos. Puede, por tanto, suponer
una ayuda a la fecundación que no sustituye el engendrar
natural, en cuanto que solamente aproxima los gametos
permitiendoles interaccionar entre sí y activarse
mutuamente. Sin embargo, en la actualidad su uso es muy
limitado, a no ser que lo solicite expresamente la pareja,
ya que es un procedimiento más caro y técnicamente más
complicado que la de fecundación in vitro. Y sobre
todo porque exige que los gametos tengan capacidad
fecundante de suyo.
La fecundación in vitro de óvulos es una técnica de
rutina en muchas clínicas de reproducción asistida[3]; miles
de niños han nacido con este procedimiento técnico que
sustituye al engendrar de los padres. La técnica se basa en
los trabajos de Robert Edwards que permitieron la
fecundación in vitro de óvulos madurados también
in vitro[4] y que llevó, pocos años más tarde, a
conseguir el nacimiento de los primeros niños concebidos de
esta forma[5]. La técnica consiste esencialmente en la
obtención de óvulos mediante la aspiración del contenido de
los folículos ováricos, después de realizar una estimulación
hormonal de la mujer. Los óvulos se incuban in vitro
en condiciones controladas, junto con espermatozoides. Los
espermatozoides se preparan imitando las condiciones de la
“capacitación” que experimentan en su paso por el tracto
genital femenino. De esta forma pueden ser capaces de
inducir la activación fisiológica del óvulo necesaria para
la fecundación.
En 1992 nacían los primeros niños concebidos mediante el uso
de la técnica de inyección intracitoplásmica de
espermatozoides (ICSI)[6], que consiste en microinyectar un
espermatozoide directamente en el citoplasma del óvulo, sin
que se requiera la preparación fisiológica in vitro
del espermatozoide. Ha resultado útil cuando el semen
contiene pocos espermatozoides, o son inmóviles, incapaces
de fecundar utilizando la técnica convencional.
Más tarde, en 1995, se ha conseguido el nacimiento de niños
concebidos mediante microinyección de espermátidas redondas
o elongadas[7]. También se usa la inyección en óvulos de
espermatocitos secundarios[8]. Después de la inyección,
tanto el núcleo del espermatocito secundario como el núcleo
del óvulo, completan su segunda división meiótica, se
elimina un cuerpo polar y se forman pronúcleos masculino y
femenino. Estas técnicas se emplean en clínica cuando no se
encuentran espermatozoides maduros en el semen y solo pueden
localizarse células inmaduras.
Por ultimo, Kimura y col.[9] han demostrado que en ratones
es posible generar crías viables y fértiles mediante
microinyección de núcleos de espermatocitos primarios; sin
embargo, sólo el 3,8% de los óvulos microinyectados llegan a
término debido probablemente a anormalidades en la meiosis.
Por este motivo se considera que aún no es aconsejable
utilizar esta técnica en humanos.
Clonación reproductiva
Otras técnicas de reproducción asistida están relacionadas
con la fecundación y el desarrollo temprano. Una de las
aplicaciones potenciales de la clonación es su uso en
algunos casos extremos de infertilidad por carencia de
gametos. La transferencia de núcleo puede verse como un
método no convencional de fecundación e iniciación del
desarrollo. Aunque, después del nacimiento de la oveja Dolly[10],
se ha logrado ya la clonación de individuos de una variedad
de especies[11], la clonación sigue siendo, de todos modos,
una técnica aún no eficiente si consideramos que, en
general, sólo un 0,2 - 5% de los oocitos a los que se ha
realizado una transferencia de núcleo continúan su
desarrollo. Se han planteado varias dudas acerca de la
salud, envejecimiento prematuro o la fertilidad, de los
individuos clonados, y existen datos que indican que hay una
mortalidad perinatal mayor en los mamíferos clonados[12].
Mortalidad embrionaria
Aunque los datos no permiten unas estadísticas muy precisas,
es evidente que el porcentaje de embriones que detienen su
desarrollo entre las etapas de cigoto y blastocisto es más
elevada cuando la generación e inicio del desarrollo tiene
lugar in vitro[13]que in vivo. Esto demuestra que la
“situación biológica primordial” es esencial ya para el
desarrollo temprano del embrión.
Un estudio publicado en 1954 mostró que hasta un 30% de los
embriones tienen interrumpido su desarrollo antes del
estadio de blastocisto[14]. La causa mayor de pérdidas
durante la gestación humana son las anormalidades
cromosómicas. La proporción de gestaciones de embriones con
anormalidad cromosómica decrece a lo largo del tiempo de
gestación, desde un 5% a las 7 semanas,[15] hasta un 0,6% en
recién nacidos.[16]
El análisis cromosómico de embriones humanos generados y
cultivados in vitro ha puesto de manifiesto que hasta
un 40% de ellos contienen anomalías cromosómicas.[17]
Aproximadamente el 50% de los embriones preimplantatorios de
2 ó 4 células que se cultivan in vitro no llegan al
estadio de blastocisto.[18] Además, sólo aproximadamente el
20% de los embriones de 4 células transferidos se implantan
en útero.[19] Al menos tres causas podrían explicar esta
detención del desarrollo: anormalidades cromosómicas,
defectos intrínsecos del oocito y del embrión
preimplantatorio.
Además hasta un 75% de los embriones humanos cultivados
in vitro presentan fragmentación del citoplásma de sus
células. La viabilidad de estos embriones tempranos está
comprometida cuando esos fragmentos contienen proteinas que
son esenciales para continuar con el desarrollo.[20] Sin
embargo, en ocasiones, la existencia de fragmentos no es
letal y constituyen estructuras transitorias que desaparecen
por reabsorción o lisis.[21] Se han identificado también
anomalías tales como fragmentación nuclear,[22] y la
existencia de células binucleadas o anucleadas, posiblemente
originadas como un fallo de la división celular.[23]
Recientemente se ha publicado que además de un mayor grado
de malformaciones[24], se produce un aumento de secuelas
neurológicas, como retraso mental y graves defectos de
visión[25], en niños nacidos por aplicación de las técnicas
de FIV respecto a los engendrados naturalemente. En resumen,
la intervención técnica genera de suyo una tasa muy elevada
de embriones no viables, con taras genéticas y alteraciones
del desarrollo; esta tasa supera la mortalidad debida a
perdidas de embriones defectuosos engendrados en los
primeros días de vida.
Analizaremos ahora las interacciones de los gametos entre
sí, y con el medio propio donde se fecundan naturalmente, y
posteriormente las interacciones del embrión temprano y la
madre a lo largo del trayecto del embrión desde las trompas
al útero. Son interacciones muy precisas que alteran el
desarrollo inicial del embrión cuando no se dan.
La fecundación: el diálogo molecular de los gametos paterno
y materno.
A lo largo del proceso laborioso y armónico de fecundación,
el material genético de ambos progenitores se prepara, se
modifica estructural y químicamente, y se funden fragmentos
de diferentes tipos de membranas del espermio y el óvulo
para dar la membrana peculiar del cigoto. El cigoto,
“embrión unicelular” es más que la fusión del gameto
aportado por el padre y el aportado por la madre. Los
diversos componentes del interior celular se ordenan de
forma adecuada para la primera división, con la que arranca
a vivir, convirtiéndose en embrión bicelular.
Para que la fecundación tenga éxito, los gametos masculino y
femenino deben activarse mutuamente. Y para ser capaces de
establecer este dialogo molecular, por el que se activan
mutuamente, ambas células deben estar en una condiciones
adecuadas de maduración. Los estudios de biología del
desarrollo manifiestan la enorme complejidad de estos
procesos, destacando su carácter continuo: cada estadio
comienza y es dependiente de dónde acaba el anterior. Así
pues, la fecundación, que comprende la unión de gametos
haploides masculino y femenino y la generación de un cigoto
diploide, es, a su vez, la culminación de una serie de pasos
regulados delicadamente que tiene como objeto poner a ambos
gametos en contacto[26]. Para ello es esencial una
característica fundamental de los gametos: éstos deben
encontrarse en un estado de represión de su actividad; y
además, estar bloqueados de tal manera que la inhibición de
cada uno sea eliminada por la otra célula[27]. En segundo
lugar los gametos han de ser capaces de encontrarse y
activarse mutuamente. El éxito de la fecundación -es decir,
un desarrollo embrionario adecuado de un cigoto real-
depende de que esta activación se produzca siguiendo las
etapas apropiadas de modo ordenado.
Biología de la maduración de los gametos
Los espermatozoides son células muy diferenciadas, pequeñas
y móviles, con la función de nadar, encontrar al óvulo y
fecundarlo. Están compartimentados con dos estructuras
principales: cabeza y flagelo. La cabeza posee el núcleo
haploide de cromatina condensada, resultado final de la
división meiótica, y un gránulo secretor, el acrosoma, que
se encuentra en la región apical entre el núcleo y la
membrana plasmática; las enzimas que se localizan en el
acrosoma ayudan al espermatozoide a penetrar las cubiertas
extracelulares del óvulo. El flagelo contiene las
mitocondrias, que producen la energía necesaria para la
motilidad, y el axonema[28].
Los óvulos son células inmóviles y de mayor tamaño que
almacenan elementos nutritivos y moléculas que van a ser
usadas durante las primeras etapas del desarrollo
embrionario. Al contrario de lo que sucede con el
espermatozoide, el óvulo, cuando es liberado del ovario, no
ha completado la meiosis sino que se encuentra en la
metafase de la segunda división. La cubierta del óvulo es
una matriz extracelular, zona pelúcida, que es un complejo
de glicoproteinas secretadas por el oocito. Por fuera de la
zona pelúcida se localizan células derivadas de la granulosa
del folículo ovárico. El conjunto de estas células se
denomina cumulus oophorus y se encuentra bañado por una
matriz secretada por ellas[29].
Durante el proceso de espermatogénesis, las espermatogonias
(células primitivas de la línea germinal) darán origen a los
espermatozoides, pasando por estados celulares intermedios.
El espermatocito primario experimenta la primera de las dos
divisiones meióticas y origina dos espermatocitos
secundarios. Y cada uno de los espermatocitos secundarios
experimenta una segunda división meiótica y origina dos
espermátidas. La espermátida es la célula haploide que
resulta de la segunda división meiótica y experimenta una
diferenciación terminal hacia el espermatozoide, una célula
haploide madura y diferenciada.
Las células de la línea femenina pasan también por distintas
etapas en el proceso de producción de óvulos (oogénesis u
ovogénesis): oogonia, oocito primario y oocito secundario.
El término “oocito” define la etapa de la meiosis en que se
encuentran las células de la línea femenina y se suele
utilizar el término “óvulo” para referirse al gameto
femenino que se libera durante la ovulación. La ovulación,
por lo tanto, puede describirse como la liberación del
gameto femenino (óvulo), generalmente en estadio de oocito
secundario, que se encuentra preparado para la fecundación.
El oocito es capaz de ser fecundado inmediatamente después
de ser liberado por el ovario. Sin embargo, el
espermatozoide tiene que experimentar una larga serie de
procesos de "maduración" después de ser producido en el
testículo[30]. Esta maduración tiene lugar en las vías
eferentes del tracto genital masculino; involucra cambios
relacionados con la adquisición de capacidad de movimiento,
alteraciones tanto en la membrana plasmática como en la
estructura de orgánulos celulares, y la estabilización de la
cromatina y de los componentes del flagelo[31]. Una vez
eyaculados los espermatozoides son aún incapaces de fecundar
un óvulo; deben residir cierto tiempo en el tracto genital
femenino, para que se produzcan los cambios que reciben
colectivamente el nombre de "capacitación", pues dan al
espermatozoide la capacidad de fecundar[32].
Posteriormente tienen que nadar activamente para atravesar
la unión entre útero y oviducto[33] y aquellos que
atraviesan esta última barrera se vuelven temporalmente
inactivos una vez que llegan a la porción inferior del istmo
del oviducto[34]. Durante este período de residencia en el
istmo inferior, los espermatozoides se adhieren a la mucosa
de la pared del oviducto a través de la región acrosómica y
aquellos que no se adhieren mueren o pierden su capacidad
fecundante[35]. Alrededor del momento de la ovulación, ya
sea en respuesta a señales derivadas del óvulo, o a hormonas
esteroides transportadas por el sistema de contracorriente
ovario-uterino, los espermatozoides experimentan el proceso
final de maduración: la “capacitación”; se desprenden de la
pared del oviducto y comienzan a nadar activamente hacia el
óvulo. Sólo una pequeña fracción de los espermatozoides que
continúan con su migración[36], cambian el patrón de
motilidad, volviéndose mucho más activos[37]. Los primeros
espermatozoides que llegan a las cercanías del óvulo son
aquellos que tienen más probabilidades de fecundarlo. El
tracto femenino representa, por lo tanto, un fuerte filtro y
barrera para los espermatozoides. De los 200 millones, la
mayoría mueren o son fagocitados antes de llegar a la
vecindad del óvulo; unos miles de espermatozoides llegan al
istmo del oviducto; y sólo de 2 a 20 llegan al sitio de la
fecundación[38]. Esta drástica reducción implica una
selección muy intensa del gameto masculino en el tracto
femenino y que conlleva la capacitación.
La capacitación prepara la capacidad fecundante del espermio
en tres factores fundamentales: a) desarrolla cambios en el
patrón de motilidad de los espermatozoides; b) le permite
penetrar la cubierta celular del óvulo, y c) le confiere la
capacidad de responder a ligandos del óvulo con una
activación (la llamada “reacción acrosómica”). El sentido
biológico de esta etapa es claro: los componentes
moleculares del tracto genital femenino ofrecen una fuerte
barrera natural al avance de los gametos masculinos de tal
modo que se seleccionan los de mayor capacidad de fecundar
de manera correcta, esto es, de engendrar un embrión con
posibilidad de un desarrollo adecuado.
Una primera conclusión es que la viabilidad, salud y buena
conformación natural del embrión generado disminuye
drásticamente cuando los gametos paternos deficientes (con
bajo potencial fecundante por algún tipo de anomalía, o por
ser inmaduros) se utiliza en las técnicas de reproducción
asistida forzando la fecundación del óvulo. La gama de
acciones que van desde:
a) ayudar al encuentro de los gametos y que por si mismos se
fecunden mutuamente
b) sustituir el proceso de fecundación por una forzada
incorporación al óvulo de espermatozoides sin capacidad
fecundante, inmaduros
c) inyectar directamente el material genético paterno en el
óvulo
sigue la línea: inseminación, GIFT, FIV, ICSI, inyección de
gametos inmaduros, transferencia de material genético.
Es decir, el cigoto podría ser bien constituido desde el
punto de vista biológico en un proceso de fecundación que se
limitara a “acercar” los gametos masculinos, concentrados y
capacitados previamente, a un óvulo maduro en un medio de
cultivo que imita las condiciones fisiológicas de las
trompas uterinas. De esta forma sólo los gametos dotados
genéticamente de manera correcta, podrían producir una
correcta fecundación. La práctica clínica es, habitualmente,
mucho más agresiva para suplir la ineficiencia natural.
A su vez, un incremento marcado en los niveles de la hormona
femenina LH desencadena la ovulación hacia la mitad del
ciclo menstrual. La ovulación resulta en la expulsión de
fluido contenido en el interior del folículo y del oocito
rodeado de la zona pelúcida y células foliculares hacia la
cavidad peritoneal. El primer paso en el transporte del
óvulo es la “captura” del mismo por las fimbrias del
oviducto. Mientras el óvulo se encuentra en el oviducto, se
halla bañado por el fluido tubárico. La fecundación eficaz
es un proceso que exige unas condiciones sumamente precisas;
una de las principales se refiere al estado de maduración
del óvulo: la que conlleva un ciclo natural. Es conocido
que, para aumentar la eficacia de las técnicas de
fecundación asistida, se suele inducir una multiovulación.
Un estudio reciente34 demuestra que los embriones humanos
originados por fecundación de óvulos que proceden de una
multiovulación tienen más dificultad para anidar y, los que
lo consiguen se desarrollan con más malformaciones que los
originados por fecundación del óvulo madurado de forma
natural en un ciclo menstrual; más aún, la madre por efectos
del fármaco que se usa en estos casos, aporta un
microentorno que es muy agresivo para el embrión que trata
de anidar.
Puesto que en general en las clínicas de reproducción
asistida se practica la multiovulación, además de la fusión
forzada de los gametos (especialmente por inyección directa
del espermio dentro del óvulo), se comprende que la
viabilidad del embrión producido sea siempre mucho menor que
la del engendrado, en tanto que el óvulo fecundado no es
maduro[39].
Fecundación: Interacción y reconocimiento
espermatozoide-óvulo
Una vez que el gameto masculino es atraído hacia las trompas
uterinas y capacitado (es decir “limpiado” de los
componentes que ocultan los receptores de reconocimiento del
óvulo) se produce el reconocimiento específico en el tracto
genital femenino, entre el espermio, maduro y capacitado, y
el óvulo maduro, a través de proteínas presentes en la zona
pelúcida, o cumulus oophorus (la cubierta que rodea al
óvulo), y las presentes en la membrana externa de la cabeza
del espermio. Los espermatozoides son entonces capaces de
penetrar el cumulus oophorus. En condiciones naturales la
relación entre espermatozoide y óvulo es habitualmente en la
proporción 1:1 (o de unos pocos espermatozoides por óvulo).
Sólo en condiciones de fecundación in vitro existe un
proporción de muchos espermatozoides por cada óvulo.
La “reacción acrosómica”
La reacción acrosómica del espermatozoide es un proceso de
secreción de las enzimas contenidas en el acrosoma que se
localiza por encima del núcleo del espermatozoide. La
exocitosis del acrosoma es un proceso crucial, ya que es
esencial para que el espermatozoide pueda penetrar las
cubiertas del oocito y sea capaz de fusionarse con la
membrana plasmática del oocito. La exocitosis del acrosoma
involucra una serie de cambios moleculares que culmina con
la fusión de la membrana externa del acrosoma y la membrana
plasmática que se encuentra por encima de ésta última, lo
cual da lugar a la formación de poros que permiten la
liberación de las enzimas contenidas en el gránulo
acrosómico, capaces de ir abriendo un canal en la trama de
la zona pelúcida del óvulo, y de esta forma avanzar por
ella.
Una de las glicoproteína de la zona pelúcida (conocida como
ZP3) es la que cumpliría este papel de iniciar la
exocitosis, comportándose como ligando del receptor del
espermio. Por otra parte se ha demostrado que la
progesterona, que se encuentra presente en la matriz del
cumulus oophorus, estimula la exocitosis[40].
Penetración del espermatozoide y fusión espermatozoide-óvulo
Una vez que atraviesa la zona pelúcida, el espermatozoide
recorre rápidamente el espacio perivitelino. La cabeza del
espermatozoide se une a la membrana plasmática del oocito. A
continuación la región posterior de la cabeza espermática y
el flagelo se incorporan mediante fusión de membranas,
mientras que la porción anterior de la cabeza se engloba en
un proceso de tipo fagocítico[41].
Activación del oocito y exocitosis de gránulos corticales
Una vez que se produce la fusión con el espermatozoide, el
óvulo inicia una serie de procesos morfológicos y
bioquímicos que conducen a la primera división celular y
diferenciación. Este acontecimiento se conoce como
activación del oocito y consta de dos eventos: la exocitosis
de los gránulos corticales y la continuación de la meiosis.
A nivel molecular, la activación de los oocitos involucra la
activación de una serie de mecanismos de señalización
intracelular; destaca, entre ellos, una serie de cambios
tempranos relacionados con procesos de hiperpolarización y
de incrementos en los niveles intracelulares de Ca2+ que son
fundamentales para la exocitosis de los gránulos corticales
y para el reinicio del ciclo celular. Se ha sugerido la
existencia de un factor, o grupo de factores, insolubles
presentes en la región perinuclear del espermatozoide[42],
capaces de producir el aumento local de calcio. El
incremento de Ca2+ intracelular se produce cerca del sitio
donde se ha producido la fusión del espermatozoide y se
extiende como una onda a través del citoplasma en unos pocos
segundos. Se producen a continuación picos transitorios en
los niveles de Ca2+ a intervalos regulares que duran hasta
el momento en que se visualizan los pronúcleos[43].
El sitio por el que penetra el espermatozoide parece ser
importante para la polaridad que se observa durante el
desarrollo embrionario temprano[44] y por tanto estas
oscilaciones de Ca2+ pueden ser fundamentales para etapas
del desarrollo posteriores. Las oscilaciones de Ca2+ durante
el proceso de activación del oocito influyen sobre los
procesos que tienen lugar varios días más tarde en el
desarrollo[45].
En condiciones fisiológicas, solo un espermatozoide se
fusiona con la membrana y penetra dentro del oocito. La
entrada del espermatozoide desencadena la exocitosis de los
gránulos corticales y la mayor parte de los gránulos se ha
eliminado en los siguientes 5 minutos. La principal función
de la exocitosis del contenido de los gránulos corticales es
la de modificar las cubiertas del oocito y evitar la
fecundación polispérmica, es decir, la entrada de más de un
espermatozoide). En la especie humana, el bloqueo a la
polispermia se debe principalmente a una reacción química en
la zona interna de la zona pelúcida[46].
En conclusión, una de las causas posibles del fenómeno de
polispermia, que origina, durante la fecundación in vitro,
un cigoto inviable es la exocitosis retrasada de los
gránulos corticales y por tanto una reacción más lenta en la
zona. Causas posibles de la polispermia pueden ser también
una inmadurez del óvulo en el momento de la penetración del
espermatozoide, un envejecimiento excesivo del óvulo y
defectos en la zona pelúcida.
Destino de las estructuras espermáticas
Las mitocondrias del espermatozoide se incorporan al oocito
y son capaces de transcribir el material genético, pero
degeneran rápidamente. Cada espermatozoide posee de 50 a 75
mitocondrias, con una copia de ADN mitocondrial (ADNmt) cada
una, mientras que el oocito humano contiene aproximadamente
100.000 copias de ADNmt. En embriones humanos se ha
identificado la presencia de mitocondrias de la pieza
intermedia del espermatozoide al menos hasta el estadio de
mórula[47]. El ADNmt paterno se pierde a través de un
proceso de destrucción que tiene lugar durante las primeras
etapas de desarrollo[48].
Este proceso de eliminación es importante en el contexto de
técnicas de microinyección de espermatozoides (ICSI), ya que
se alteran los procesos de incorporación y destrucción de
mitocondrias en el óvulo y primeros estadios de desarrollo.
Descondensación del espermatozoide y formación de pronúcleos
El oocito, que se encontraba detenido en metafase de la
segunda división meiótica (metafase II) antes de la
fecundación, completa la meiosis después de la fusión con el
espermatozoide y elimina el segundo corpúsculo polar. El
complemento haploide del oocito se transforma a continuación
en el pronúcleo femenino. La cromatina del pronúcleo materno
comienza a programarse de acuerdo con la estructura y
química propia de un mensaje genético que va a empezar una
nueva emisión del mensaje; esto es, va perdiendo ya la
“impronta” propia de gameto materno, durante el mismo
proceso de fecundación[49].
Mientras tanto, el núcleo del espermatozoide se descondensa
y se transforma en el pronúcleo masculino, quedando el DNA
en situación de poder expresar la información genética. El
núcleo del espermatozoide está muy condensado cuando penetra
en el oocito, y su transformación a pronúcleo masculino
representa un proceso previo de preparación para el
desarrollo del embrión. Este proceso de maduración del
pronúcleo masculino esta controlado por el oocito, a través
de diversos factores. En primer lugar produce la
descondensación de la cromatina de la cabeza del
espermatozoide y de su envoltura nuclear, con reducción de
los puentes disulfuro de las protaminas. Después se rehace
la envoltura nuclear y se reorganiza la cromatina, con
incorporación de histonas. Posteriormente el pronúcleo entra
en la fase S del ciclo, en la que se produce la replicación
del ADN. Posteriormente, los cromosomas se integran en el
huso con los cromosomas del oocito en la que es ya la
primera división del desarrollo para dar el embrión
bicelular[50].
Varias horas después de la fusión espermatozoide-oocito
comienza la síntesis de ADN en ambos pronúcleos. El
pronúcleo paterno atrae al materno y se mezclan y organizan
en una unidad desplazándose hacia el centro del cigoto.
Mientras los pronúcleos se aproximan, sus membranas
nucleares se desintegran y sus cromosomas se mezclan antes
de la primera división mitótica. Los dos pronúcleos, son ya
el núcleo que porta el patrimonio genético del hijo. La
mezcla de los cromosomas y su preparación para dar lugar a
la primera división celular puede ser considerada como el
final de la fecundación y el comienzo del desarrollo
embrionario.
El encuentro, preparación y fusión de los pronúcleos paterno
y materno, es un lento proceso perfectamente acompasado en
el tiempo y en el espacio. El DNA de cada pronúcleo está
estructurado, y con la impronta parental, materna o paterna
específica y propia de células germinales. La elevación
local del calcio constituye la base molecular del control de
las siguientes etapas: el calcio hará que se formen
filamentos contráctiles en dicha zona que tiran hacia dentro
del núcleo del gameto paterno. A la vez el calcio pone en
marcha la síntesis de proteínas, que hasta ese momento
estaba detenida en el óvulo maduro, y ese mismo ion calcio
organiza los pronúcleos paterno y materno.
La dificultad de que la fecundación “forzada” dé lugar a un
cigoto perfectamente polarizado, es una llamada de atención
a la práctica clínica de FIV: se producen embriones que no
tienen las condiciones ambientales requeridas para
constituirse y desarrollarse con normalidad. Por el
contrario un embrión engendrado, en su entorno natural tiene
más probabilidad de sobrevivir y desarrollarse. De hecho se
conoce desde hace tiempo que los abortos tempranos
espontáneos son mayoritariamente de embriones con
malformaciones, y muy raramente son embriones bien formados.
En resumen, las anomalías que influyen sobre el desarrollo
se producen ya en el momento de la fecundación, y en alguna
ocasiones los cigotos resultantes no progresan mucho más
allá del estadio de una célula. La aparición de los
pronúcleos masculino y femenino significa que se han
producido las primeras etapas de la fecundación. La entrada
en singamia y el desarrollo posterior pueden estar afectadas
por problemas relacionados con:
a) la incorporación del espermatozoide[51];
b) el desarrollo y alineación de los pronúcleos y la
iniciación de la singamia[52];
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