Reproducción Humana III

GAMETOS

Los vertebrados producen heterogametos, es decir, óvulos y espermatozoides que se diferencian entre si por su tamaño, estructura y comportamiento.

La siguiente descripción se refiere, principalmente, a las características más importantes de los gametos de la especie humana.

ESPERMATOZOIDE

El espermatozoide es siempre una célula móvil muy pequeña y desprovista virtualmente de reservas nutricias. Su capacidad de movimiento le permite cubrir distancias relativamente grandes para participar con el óvulo, en el proceso de fecundación. La función más obvia del gameto masculino es contribuir a la formación del núcleo diploide del huevo o cigoto, aportando los n cromosomas de su núcleo haploide o pronúcleo masculino. Además, al ponerse en contacto con la cubierta del óvulo, proporciona la activación necesaria para que el gameto femenino inicie los cambios que conducirán al desarrollo embrionario.

Típicamente, un espermatozoide consta de tres partes: cabeza, segmento intermedio y cola. La cabeza está constituida casi enteramente por el pronúcleo masculino, masa densa de ADN que contiene la información hereditaria del origen paterno. La cantidad de ADN presente en el espermatozoide es constante y corresponde a la mitad de la encontrada en las células somáticas del individuo. El extremo libre de la cabeza lleva un casquete acrosoma, especie de vesícula llena de enzimas, las cuales facilitan la entrada del espermatozoide en el óvulo. El acrosoma deriva del aparato de Golgi.

La vida de los espermatozoides es, en general, tan breve como la de los óvulos. En la especie humana, por ejemplo, la fertilidad del gameto masculino no dura más de dos días. Si se hace descender la temperatura del medio que circunda a los espermatozoides, éstos disminuyen su actividad y pueden vivir más tiempo. Tal hecho ha permitido desarrollar ciertas técnicas para conservar, por enfriamiento, los espermatozoides de algunos vertebrados superiores, de modo que se les pueda utilizar, posteriormente en un proceso de inseminación artificial. Como se sabe, la inseminación artificial consiste en hacer llegar los espermatozoides al óvulo mediante instrumentos, sin la intervención del macho. Su empleo en ganadería ha significado un gran avance para la producción animal. Ahora también se usa en medicina humana para la fecundación del óvulo en casos irreparables de esterilidad femenina.

El segmento intermedio lleva dos centríolos y una gran cantidad de mitocondrias; éstas proporcionan la cantidad de energia requerida para ejecutar los movimientos ondulantes de la cola. Uno de los centríolos guía la construcción del huso, después que se ha llevado a efecto la fecundación; el otro centríolo lo contribuye a formar la cola.

La cola incluye el grupo de filamentos contráctiles, cuya actividad produce un movimiento similar al de un látigo, capaz de impulsar el espermatozoide a una velocidad de 1 a 4 mm/seg.

ÓVULO

En comparación con el espermatozoide, el óvulo es una célula grande, relativamente inmóvil, provista de núcleo haploide (pronúcleo femenino), citoplasma y cantidades variables de viteio, alimento de reserva destinado a la nutrición del embrión. Con tales características, el óvulo puede cumplir eficientemente las funciones que le corresponden: aportar la mitad del número de cromosomas que constituirán el núcleo del diploide del huevo; suministrar casi todo el citoplasma al fusionarse con el espermatozoide, y proporcionar las reservas para el desarrollo del embrión.

Reproducción Humana II

En el aparato reproductor femenino, los ovarios contienen numerosas agrupaciones celulares o folículos primordiales, donde tienen lugar las principales etapas de la ovogénesis. Cuando del ovario se libera un ovocito secundario, éste es dirigido al interior del oviducto o trompa de Falopio por acción de pequeños cilios que cubren la entrada de la trompa. Los dos oviductos se unen al útero o matriz, órgano musculoso y hueco que se estrecha hacia una pequeña abertura, llamada cérvix o cuello uterino, que comunica con la vagina. La cavidad uterina está revestida por una mucosa – el “endometrio” – que prolifera, sangra, escama y se regenera periódicamente durante la vida reproductiva de la mujer. La vagina es un canal que tiene una abertura externa separada de la uretra.

La ovogénesis comienza durante el desarrollo embrionario de la mujer y culmina a lo largo de su vida sexual activa, después de la pubertad. Cada folículo primordial consta de un “ovocito primario” rodeado de células aplanadas. Los ovocito inician precozmente su primera división meiótica, pero la detienen en las postrimerías de la profase I. Muchos generan en esa etapa la maduración, antes o después del nacimiento de la persona: el resto permanece sin evolucionar hasta que se alcanza la pubertad, o sea cuando la joven tiene entre 12 y 14 años de edad, aproximadamente. Con la pubertad, los folículos que subsisten reanudan su desarrollo, acicateados por la “hormona estimulante del folículo” (HEF), producida en la adenohipófisis. Esta gonadotropina actúa sobre los folículos de una forma cíclica, de tal manera que cada mes, más o menos, madura un solo folículo dentro de uno de los ovarios. El desarrollo del folículo se caracteriza por un aumento de su tamaño, ocasionado por la proliferación de las células que rodean al ovocito primario. Cuando llega a cierto diámetro, aparece al interior del folículo una cavidad llena de líquido donde se concentran grandes cantidades de estrógenos, hormonas elaboradas por las células foliculares. A esta altura del proceso se dice que el folículo primordial se ha convertido en un folículo Graaf. Dentro de éste, el ovocito ocupa una posición periférica, y está envuelto por una zona pelúcida y una masa de células foliculares que lo retienen cerca de la pared de folículo.

En la última etapa de su desarrollo, el folículo de Graaf se hace sensible a una segunda hormona hipofisaria, la “hormona luteinizante” (HL), que ejerce una doble acción: estimula al ovocito para que reanude la meiosis (Interrumpida muchos años antes) e induce el proceso de ovulación. Efectivamente, como respuesta a la HL, el ovocito primario completa su primera división meiótica, avanzando a través de la metafase, anafase o telofase correspondiente. El resultado es un “ovocito secundario” (n cromosomas) y un corpúsculo polar. La segunda división meiótica comienza tan pronto termina la primera, pero se detiene en la metafase II. Mientras transcurren estos acontecimientos, el folículo de Graaf se aproxima a la superficie del ovario, aumenta de tamaño y, tras una descarga masiva de HL, termina por romperse y liberar al ovocito secundario. Después de la ovulación, el folículo vacío se llena de células glandulares, transformándose en una nueva estructura, el cuerpo lúteo, que secreta la hormona progesterona.

Uno de los efectos principales de la progesterona es acrecentar el flujo de sangre hacia el útero, lo que provoca el engrosamiento de la mucosa uterina hasta quedar en condiciones de recibir y alojar al óvulo fecundado. Si no hay fecundación, el cuerpo lúteo degenera y desaparece como tal. Ausente la progesterona, la mucosa uterina se desintegra produciendo una pequeña hemorragia. La descarga mensual de esta sangre no coagulada, que sale con fragmentos de mucosa, constituye la menstruación.

Reproducción Humana

La reproducción humana se trató ampliamente en Ciencias Naturales del primer año de educación media. No obstante, será recordada en sus aspectos más releveantes para discutir la llamada fertilización "in vitro", un tema de permanente actualidad.

Los dos dibujos de la figura 17, esquematizan la anatomía del sistema reproductor masculino y femenino, respectivamente. Identifique las estructuras que corresponden a cada sexo, prestando atención a las relaciones entre las partes que las constituyen.

Igual que en los demás vertebrados, el aparato reproductor humano consta de gónadas y un sistema de conductos, las vías gaméticas, a través de las cuales son trasnportadas las células reproductivas. En ambos sexos, las gónadas cumplen funciones dobles:

Producción de gametos ("espermatozoides" los testículos y "óvulos" los ovarios).

Secreción de hormonas responsables de las características sexuales secundarias ("testosterona" los testículos y "estrógenos" los ovarios).

Recuerde que cada testículo está formado por millares de túbulos seminíferos dentro de los cuales se lleva acabo la espermatogénesis, proceso que incluye las dos divisiones consecutivas de la meiosis. Después de la  maduración, los espermatosidas se convierten en espermatozoides, la cabeza del gameto en desarrollo permanece íntimamente asociada con otro tipo de células, las células de Sertoli, encargadas de suministrar los nutrientes necesarios para la diferenciación del gameto masculino. Una vez formados los espermatozoides pasan a una red de conjuntos estrechos que se juntan en el epidídimo. tubo situado en la parte posterior de cada testículo. Hasta este momento los espermatozoides no tienen, en si, motilidad, de modo que el desplazamiento se realiza mediante la acción perístaltica de las paredes de esos conductos. El epidídimo almacena espermatozoides y les confiere, en cierto grado, la capacidad de desplazarse por sí mismos. Desde la porción terminal del epidídimo asciende el conducto deferente, que lleva a los espermatozoides fuera del testículo. A nivel de las vesículas seminales, el conducto deferente continúa como conducto eyaculador, que atraviesa la próstata y se abré en la uretra. Las vesículas seminales, la próstata y otras glándulas de las vías gaméticas secretan cantidades reducidas de líquido en forma continua, y cantidades mucho mayores en el acto sexual o coito (Cópula). Estas secreciones son esenciales para mantener la motilidad de los espermatozoides. La suspensión resultante llamada semen, es expelida a través del pene por contracciones poderosas de la uretra, proceso conocido como eyaculación.

Sistema Reproductor del Hombre y de la Mujer

Formación del Gameto femenino en el ovario de un mamífero

La Reproducción Asexual (Tercera Parte)

Esporulación 

En todas las modalidades de reproducción asexual que hemos examinado hasta ahora entre los seres multicelulares, el nuevo individuo comienza como un grupo de células somáticas que se desprenden del organismo genitor para estructurar una réplica exacta de este. Se trata de células corrientes - no especializadas en la función reproductiva -, que forman parte del cuerpo o "soma" del organismo, razón por la cual se las denomina "somáticas".

Una modalidad de reproducción asexual distinta a las anteriores, y muy común entre los vegetales, es la esporulación. Aquí, el nuevo individuo es originado por una célula especializada para el proceso reproductivo, la espora, diferente de las demás células del progenitor. Cada espora tiene un núcleo y una pequeña porción de citoplasma encerrada por una pared gruesa y resistente, rasgo que la habilita para sobrevivir en condiciones ambientales adversas. Por lo general, las esporas son muy numerosas y livianas, fáciles de transportar a grandes distancias por el viento, las aguas o los animales. Si el medio que las recibe presenta condiciones favorables, ellas se desarrollan y dan origen a una nueva generación de organismos similares al que las produjo. La esporulación, por consiguiente, es un método definido de reproducción asexual y, a la vez, un mecanismo efectivo para la dispersión geografica de la descendencia. Los hongos y otros vegetales multicelulares producen sus esporas en órganos especiales, llamados esporangios, como la esporulación del "moho blanco", hongo que se desarrolla sobre el pan. Ciertas bacterias forman esporas que carecen de poder reproductivo, es decir, no originan nuevos individuos. Se trata simplemente de una célula-organismo que se envuelve con una cubierta protectora para resistir la destrucción de un medio desfavorable.

Esporulación del Moho blanco

La Reproducción Asexual (Segunda Parte)

Fragmentación

En la reproducción asexual por fragmentación, observable en algunos organismos multicelulares inferiores, el cuerpo progenitor se divide en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales se transforma en un nuevo individuo similar al que lo produjo. Esta modalidad de reproducción se presenta sólo en organismo que han desarrollado plenamente la capacidad de regeneración, vale decir, la aptitud de reconstruir partes destruidas. Varias especies de algas marinas, por ejemplo, son fragmentadas por los golpes de las olas, pero cada uno de los fragmentos puede crecer hasta reconstruir la estructura característica del alga adulta. Entre los animales inferiores, algunos gusanos anélidos se reproducen escindiéndose espontáneamente en dos partes: La parte anterior regenera una nueva parte posterior, y la parte poserior, a su vez, regenera su parte anterior.

La capacidad de regeneración es tanto menor cuanto más compleja y diferenciada es la estructura del organismo multicelular. Unos pocos segmentos de la lombriz de tierra o un brazo de estrella de mar pueden regenerar al individuo completo. En cambio, si se le corta la cola a una lagartija, ésta puede reconstruir otra parecida, pero la cola amputada no es capaz de producir una lagartija nueva. En los animales superiores - aves y mamíferos - el poder de regeneración es aún menor. Así, en el hombre su capacidad regenerativa está limitada a la cicatrización de heridas relativamente superficiales y a la reconstrucción de ciertos tejidos. La superioridad que exhiben los vegetales en este aspecto, se debe al hecho de que ellos retienen durante toda su vida células indiferenciadas, agrupadas en el tejido meristemático; tales células meristemáticas pueden diferenciarse, en cualquier momento, para reconstruir los tejidos y órganos del organismo vegetal.

Como está muy extendida en el reino animal, la capcidad regenerativa de las plantas da lugar, muchas veces, a una modalidad de reproducción asexual conocida como multiplicación vegetativa. Variantes muy comunes de ellas son la propagación por estolones, por bulbos y tubérculos. Los estolones son tallos rastreros delgados que crecen horizontalmente sobre la superficie del suelo. En puntos determinados del estolón, llamados "nudos", brotan hojas hacia arriba y un manojo de raicillas hacia abajo, configurando un nuevo individuo que se independiza de la planta madre al cortarse la porción correspondiente al "entrenudos". Los estolones representan un espléndido medio de propagación asexual de la violeta y la frutilla. El bulbo, presente en el ajo y otras plantas, es un tallo subterráneo en forma de disco corto y ancho, provisto de una yema terminal y cubierto de hojas carnosas, llamadas "escamas", donde se almacenan sustancias nutritivas. Cada año, los bulbos producen yemas laterales que pueden generar nuevos individuos. Los tubérculos son tallos subterráneos abultados por las sustancias nutricias que contienen. Ejemplo de tubérculo es la "papa" que usted consume en sus comidas. La superficie del tubérculo presenta pequeñas yemas ("Ojos de la papa") que, en condiciones apropiadas, pueden dar origen a nuevas réplicas de la planta progenitora.

Tal como en todas las modalidades de reproducción asexual, la multiplicación vegetativa solo genera individuos que repiten fielmente las características peculiares del progenitor. El conocimiento de este hecho ha sido de suma utilidad para el hombre, porque le ha permitido reproducir y propagar, artificialmente, algunas variedades de planta que representan rasgos valiosos: mayor resistencia a determinadas enfermedades, frutos mas grandes y jugosos, flores inigualables por su belleza y fragancia, etcétera. En los jardines y  en los huertos frutales, la multiplicación vegetativa se logra generalmente por medio de injertos, estacas o pastillas y mugrones, procedimientos articifiales de reproducción asexual que aseguran la conservación de los caracteres que interesan en una variedad frutal o floral.

 

La Reproducción Asexual (Primera Parte)

La reproducción asexual consiste en la producción de nuevos individuos a partir de un solo progenitor, razón por la cual también se la conoce como uniparental. En este tipo de reproducción, que es usualmente muy rápida, los descendientes tienen características casi indénticas a las del organismo que los originó. Debido a esto, si el progenitor es un individuo plenamente adaptado a su medio ambiente, el proceso asexuado permite reproducir en corto tiempmo nuevas generaciones de individuos igualmente bien adaptados.

Para conocer otros aspectos importantes de la reproducción asexuada, describiremos brevemente cuatro modalidades de ella - fisión, gemación, fragmentación y esporulación - que son bastante comunes en el mundo biológico.

Fisión

La fisión o bipartición es muy frecuente en las bacterias y protistas. El organismo unicelular se estrangula en su parte media para originar dos células similares entre sí. idénticas a la unidad que las generó, pero de tamañó aproximado a la mitad de la célula madre. Muy pronto, las células hijas crecen hasta adquirir las dimensiones del organismo adulto, instante en que vuelven a dividirse.

Fisión de una ameba

Gemación

En la gemación, los nuevos individuos se originan de una yema o brote que aparece en la superficie del progenitor; esa excrecencia se separa luego para desarrollarse como un organismo completo. Este método de reproducción asexuada es muy común en las "levaduras", que son seres unicelulares. El núcleo de la célula se duplica y uno de los núcleos resultantes se introduce en la yema que empieza formarse. La yema, a su tiempo, se separa e independiza, constituyéndose en un nuevo individuo. El mecanismo reproductivo recuerda al conocido en la fisión. Sin embargo, ambos procesos difieren en sus resultados: mientras la fisión genera dos organismos de igual tamaño, la gemación produce dos individuos de tamaños diferentes.

Gemación en la levadura

Algunos seres multicelulares, como la "hidra verde de agua dulce" y "corales", también se reproducen asexualmente por gemación. En los ejemplos mencionados, las yemas pueden permanecer unidas al organimos genitor, dando lugar a la formación de colonias.