Etapas del desarrollo fetal humano

Primer mes

Semana 1

La fecundación

El proceso de embriogénesis comienza cuando se produce la fecundación (también denominada concepción o impregnación): el espermatozoide (gameto masculino) se une al ovolema del ovocito secundario (detenido en la metafase II) o gameto femenino, se funden las membranas y las estructuras internas del espermatozoide (núcleo condensado, centrosoma del cuello) entran en el citoplasma del ovocito. A continuación, el núcleo del espermatozoide se descondensa y forma el pronúcleo masculino del cigoto, y se organiza el huso mitótico a partir del centrosoma espermático. Posteriormente, el flagelo se disuelve y las mitocondrias espermáticas son eliminadas, por lo que el individuo adulto tendrá solamente mitocondrias de origen materno. Existen enfermedades genéticas raras provocadas por el ADN mitocondrial paterno, que se dan tras la incorrecta eliminación de las mitocondrias paternas.

Final de la segunda meiosis ovocitaria (2 horas tras la fecundación)
Gracias a la entrada del espermatozoide, el ovocito fecundado (aún detenido en la metafase II) reactiva la segunda meiosis y el huso mitótico entra en anafase. Se extruye el segundo corpúsculo polar, y el primer corpúsculo recibe también la orden de dividirse a través del puente citoplásmico. El huso mitótico materno se disuelve finalmente en el citoplasma, y se da por concluida la meiosis ovocitaria.

Aparición de los pronúcleos

4 horas tras la fecundación: el ADN de cada progenitor se organiza en un pronúcleo. El núcleo paterno se descondensa gracias a la liberación y posterior eliminación de las protaminas, tipo más especializado de proteínas que condensan la cromatina del espermatozoide. Por otro lado, las enzimas y metabolitos del citoplamas del ovocito organizan el ADN en un pronúcleo rodeado por una membrana nuclear.

6 horas tras la fecundación: gracias a los microtúbulos formados en el citoplasma ovocitario a partir del centrosoma paterno (pues todos los centrosomas del individuo adulto van a proceder del padre), se produce el acercamiento de los pronúcleos. En el interior de los pronúcleos empieza a organizarse el nucleolo a partir de unos cuerpos precursores. A continuación, comienza la síntesis de ADN en ambos pronúcleos, que durará de 12 a 18 horas, la cual es necesaria antes de comenzar la división celular.

8 horas tras la fecundación: continúa la síntesis de ADN. Una vez que los pronúcleos adquieren su tamaño máximo, el centrosoma paterno se duplica, preparándose para la división celular.

El cigoto

Tras la síntesis de ADN, los pronúcleos no se fusionan, sino que disuelven las membranas y colocan los cromosomas en el huso mitótico, dando lugar al cigoto, la primera célula, con la dotación genética completa, a partir de la cual se desarrollará el embrión.

Fase de segmentación
La segmentación es la primera etapa del desarrollo de todos los organismos multicelulares. La segmentación convierte, por mitosis, al cigoto (una sola célula) en un embrión multicelular.

22 horas tras la fecundación (Día 1): el huso mitótico divide los cromosomas recién colocados y comienza a separarlos en la primera división celular, dando lugar a un embrión de 2 células, las cuales son totipotentes (capaces de generar un embrión completo).

48 horas tras la fecundación (Día 2): el embrión ha sufrido una segunda división, por lo que se compone de 4 células. Los corpúsculos polares ya han degenerado.

72 horas tras la fecundación (Día 3): normalmente el embrión se compone de 8 células, aunque hay algunos que pueden contener desde 5 a 12 células. Aún no hay una gran actividad de los genes embrionarios.

96 horas tras la fecundación (Día 4): el embrión sigue dividiéndose homogéneamente, pero sus células comienzan a compactarse, formando la mórula: ya no se distinguen las células, y además éstas ya no son totipotentes, sino pluripotentes (no pueden generar un organismo completo pero pueden dar tejidos de las tres capas embrionarias). El embrión comienza su propio metabolismo gracias a la activación de la transcripción (síntesis de ARN). Comienzan a diferenciarse los primeros tejidos.

120 horas tras la fecundación (Día 5): el embrión pasa del estadio de mórula al de blastocisto. El blastocisto está formado por la masa celular interna o embrioblasto (grupo de células compactadas que dará lugar al feto), que se sitúa en el interior de una cavidad llamada blastocele, la cual está cubierta por una capa epitelial, denominada trofoectodermo (células que darán lugar a los órganos extraembrionarios: placenta y membranas amnióticas). Las células de la masa celular interna ya no son pluripotentes, sino multipotentes (generan un número limitado de líneas celulares).

144 horas tras la fecundación (Día 6): el blastocisto aumenta considerablemente su tamaño y se produce su eclosión, donde se libera de la zona pelúcida. El blastocisto eclosionado necesita implantar en el útero para continuar su correcto desarrollo.

Resumen del desarrollo embrionario.

Semana 2

A partir de la segunda semana el blastocisto se encuentra enterrado en el endometrio uterino. El trofoblasto próximo a él forma unas vacuolas (espacios entre células) que van confluyendo hasta formar lagunas, por lo que a este período se le conoce con el nombre de fase lacunar. Por su parte, el hipoblasto se va transformando en una membrana denominada membrana de Heuser, primer vestigio del saco vitelino.

Por la otra cara del citotrofoblasto se produce una proliferación celular que dará lugar a las vellosidades coriónicas.

El mesodermo extraembrionario se divide en dos láminas, una externa (mesodermo somático) y otra interna (mesodermo esplácnico), que dejan en medio un espacio virtual llamado cavidad coriónica. A partir del mesodermo también se forma la lámina coriónica, parte de la cual atraviesa la cavidad coriónica, formando el pedículo de fijación que posteriormente se convertirá en el cordón umbilical.

Hacia el día 14 el disco embrionario ha desarrollado el epiblasto (o suelo de la cavidad amniótica), el hipoblasto (o techo del saco vitelino) y la lámina precordal, situada en la porción cefálica del embrión.

Semana 3

La cresta neural dará lugar a numerosas cienas e importantes estructuras del embrión: células de Schwann, meninges, melanocitos, médula de la glándula suprarrenal o huesos.

Semana 4

A partir de la cuarta semana, el embrión empieza a desarrollar los vestigios de los futuros órganos y aparatos, y en esta etapa resulta muy sensible a cualquier noxa capaz de alterar ese desarrollo. El cambio más importante que se produce en esta última fase del primer mes de embarazo es el plegamiento del disco embrionario: la notocorda es el diámetro axial de un disco que comienza a cerrarse sobre sí mismo, dando lugar a una estructura tridimensional seudocilíndrica que empieza a adoptar la forma de un organismo vertebrado. En su interior se forman las cavidades y membranas que darán lugar a órganos huecos como los pulmones. La parte media de los bordes queda atravesada por el cordón umbilical, que fija el embrión al saco vitelino.

Comienza entonces una fase de crecimiento frenético que dura otro mes más, durante la que se van esbozando todos los órganos, sistemas y aparatos del futuro organismo adulto.

                         


Segundo mes

A este mes se le conoce propiamente como periodo embrionario, y se caracteriza por la formación de tejidos y órganos a partir de las hojas embrionarias -organogénesis-. Al estudio de este periodo se lo conoce como embriología especial.

Del ectodermo se derivan los órganos y estructuras más externos, como la piel y sus anexos (pelos, uñas); la parte más exterior de los sistemas digestivo y respiratorio (boca y epitelio de la cavidad nasal); las células de la cresta neural (melanocitos, sistema nervioso periférico, dientes, cartílago); y el sistema nervioso central (cerebro, médula espinal, epitelio acústico, pituitaria, retina y nervios motores).


Embrión de seis semanas de desarrollo.
El mesodermo se divide en varios subtipos, encargados de formar diferentes estructuras:

Mesodermo cordado. Este tejido dará lugar a la notocorda, órgano transitorio cuya función más importante es la inducción de la formación del tubo neural y el establecimiento del eje antero-posterior.
Mesodermo dorsal somítico. Las células de este tejido formarán las somitas, bloques de células mesodermicas situadas a ambos lados del tubo neural que se desarrollarán para dar lugar a otros tejidos como el cartílago, el músculo, el esqueleto y la dermis.
Mesodermo intermedio. Formará el aparato excretor y las gónadas.
Mesodermo latero-ventral. Dará lugar al aparato circulatorio y va a tapizar todas las cavidades del organismo y todas las membranas extraembrionarias importantes para el transporte de nutrientes.
Mesodermo precordal. Dará lugar al tejido mesenquimal de la cabeza, que formará muchos de los tejidos conectivos y la musculatura de la cara.
El endodermo dará lugar al epitelio de revestimiento de los tractos respiratorio y gastrointestinal. Es el origen de la vejiga urinaria y de las glándulas tiroides, paratiroides, hígado y páncreas.

Tercer mes
En este mes el embrión toma el nombre de feto y ya mide 9 cm. En una de sus primeras transformaciones pierde la apariencia asexuada y presenta nítidamente su condición masculina o femenina. Todos los órganos se encuentran formados y de ahí en adelante sólo deberán perfeccionarse. La placenta funciona perfectamente, uniendo al feto con la madre. Disminuyen los riesgos de aborto y el feto aumenta su resistencia contra agentes agresores

Cuarto mes
El feto aún tiene una cabeza enorme, desproporcionada en relación con su longitud de aproximadamente 18 cm. Lo recubre un lanugo enrulado y grasoso, que evita que el líquido amniótico ablande la piel. Su corazón late dos veces más de prisa que el de un adulto.

Quinto mes
El feto entra en contacto con el mundo: es entonces cuando su madre percibe los primeros- puntapiés. Los huesos y las uñas se empiezan a endurecer, aparecen los mamelones, y los latidos de su corazón pueden ser escuchados con un estetoscopio. Reacciona cuando escucha ruidos externos muy violentos. También tiene reacciones táctiles y guiña los ojos. Sus pulmones ya están formados, pero aún retira el oxígeno de la sangre materna.

Sexto mes
En este mes el feto mide 30 cm. y pesa más de 1 kg. se mueve mucho, sus músculos se están desarrollando. El lanugo cae y es reemplazado por los cabellos. Su cuerpo esta ahora protegido por una sustancia blanca y oleosa ( vérnix caseoso ).
                      
Séptimo mes
Los complicados centros nerviosos establecen conexiones y los movimientos del feto se hacen más coherentes y variados. mide cerca de 35 cm. y pesa más de 1 kg. Si naciese en este momento tendría buenas posibilidades de sobrevivir. Por lo que consideraría como parto prematuro.

Octavo mes
Este es el mes embellecimiento: la grasa distiende la piel que hasta entonces estaba arrugada. Sus formas se redondean y la piel se vuelve más rosada y espesa, en esta etapa es cuando se coloca con la cabeza hacia abajo. Algunos órganos ya funcionan en forma definitiva. Mide de 40 a 45 cm. y pesa alrededor de 2 kg.

Noveno mes
El bebé se prepara para nacer: gana peso y la fuerza necesaria para realizar el trabajo que esta por enfrentar. Su cabeza se desliza y empieza a descender por la cavidad uterina, esperando el momento de salir a la luz, que ya está muy próximo
                   

 

Etapas del desarrollo embrionario:

Organogénesis

En esta fase del desarrollo embrionario, se forman los sistemas de órganos después de la segmentación y gastrulación. Durante la organogénesis, los tejidos primarios, formados ya en la gastrulación, crecen y se diferencian. Cada uno de los sistemas de órganos derivan de cada una de las hojas embrionarias. Así mismo, podemos diferenciar los siguientes órganos o tejidos:

         · Derivados del ectodermo:

-         La epidermis y las glándulas anejas a ésta (por ejemplo: las sudoríparas) así como las mucosas de las aberturas naturales del cuerpo (cavidad bucal, fosas nasales, etc.).

-         El sistema nervioso central, formado por engrosamiento y hundimiento de la línea media longitudinal del ectodermo.

-      Epitelio de revestimiento y glandular de : tubo digestivo, hígados, vías biliares, y páncreas; vías respiratorias; vesícula, uretra y prótata; tiroides, paratiroides y timo.

-       Células de las líneas germinales de ovocitos y espermatozoides.

·  Derivados del endodermo:

-         El tubo digestivo y sus glándulas anejas.

-         El revestimiento interior de algunos órganos, como los pulmones.

-     Tejido nervioso; epidermis y sus derivados (pelo, cabello, uñas, esmalte dental).

·  Derivados del mesodermo:

-         Capa dérmica de la piel y el tejido conjuntivo del resto del organismo.

-         Aparato circulatorio.

-         Aparato excretor y las gónadas.

-         Formación del esqueleto.

-        Musculatura, tejido conectivo, aparato renal 

Etapas del desarrollo embrionario:

 Gastrulación 

La gastrulación es una etapa del desarrollo embrionario, que ocurre después de la formación de la blástula, esto es, que sigue a la de segmentación o clivaje, y tiene como consecuencia la formación de las capas fundamentales del embrión (capas germinales):

• Ectodermo: formara parte de la epidermis y estructuras asociadas con los pelos y las uñas epitelios y el sistema nervioso
• Mesodermo: células que forman la parte superior de la capa que creció hacia el interior en la blástula. Y formara parte de el sistema reproductor, el sistema excretor, el osteoartromuscular y el circulatorio
• Endodermo: capa de células más interna que formara parte del sistema digestivo y glandulas anexas y el sistema respiratorio 

                                          

La gastrulación prosigue con la formación de la tercera hoja embrionaria, mesodermo, que se forma por un proceso denominado enterocelia. Comienza con la proliferación de células del arquénteron que más tarde se situaran entre el endodermo y el ectodermo dando lugar a esta tercera hoja embrionaria.

                                          

Etapas del desarrollo embrionario:

Segmentación 

Es el proceso embriológico temprano que consiste en una serie de divisiones celulares (mitosis) del óvulo fecundado (cigoto), dando células hijas o blastómeros, más pequeñas pero todas con un tamaño uniforme (división sin crecimiento) hasta llegar a un número determinado dependiendo de la especie. Da lugar a una estructura con forma de mora o mórula que puede ser de 8, 16, 32 o hasta 64 células.

  

Este proceso está relacionado con la morfología de la célula huevo y en concreto con la cantidad de vitelo (parte del citoplasma del cigoto que contiene elementos nutritivos como lípidos o gránulos de carbohidratos, es aportado en su mayoría por el óvulo ya que el espermatozoide aporta solo información genética básica). Hay diferentes tipos de células huevo dependiendo de su cantidad y distribución de vitelo, los de los mamíferos son isolecíticos u oligolecíticos ya que contienen poco vitelo, el cual se presenta en forma de finas granulaciones distribuidas de manera uniforme por todo el citoplasma. También pueden ser huevos alecíticos que están prácticamente desprovistos de vitelo ya que carece de utilidad debido a que el desarrollo embrionario está facilitado por la placenta.

En los mamíferos la segmentación dependiendo de la cantidad y localización de vitelo es holoblástica que afecta a la totalidad del huevo se da en células huevos oligolecitos y heterolecitos. Las células resultantes de cada división son independientes y cada una rodeada de su propia membrana protoplasmática, las dos primeras divisiones son longitudinales y la tercera perpendicular al eje de polaridad. Hay dos tipos de segmentación holoblástica, igual (todos los blastómeros son de igual tamaño) o desigual (a partir de la tercera división da lugar a blastómeros de diferente tamaño, los más grandes se encuentran en el polo vegetal y los más pequeños en el animal). 

                                          

Dependiendo del destino de los blastómeros puede ser determinada (queda determinado en la primera división de la segmentación) o indeterminada (el destino de los blastómeros se fija tardíamente) que es el caso de los mamíferos.

Células sexuales

Gametos humanos o células sexuales

Los responsables del proceso de la fecundación en humanos son dos: el gameto maduro de tipo femenino (célula huevo, ovocito u óvulo)  y el gameto maduro de tipo masculino (espermatozoide).

Cada uno de ellos es producido por las respectivas gónadas (ovario y testículos) a través de un complejo proceso, la gametogénesis.

La gametogénesis implica la reducción de 46 a 23 del número de cromosomas, a través de dos sucesivas divisiones nucleares (meiosis I y II), de modo que cada gameto lleva en sí sólo la mitad del patrimonio genético de las células humanas (estado haploide).

El espermatozoide encierra en su “cabeza” enzimas que pueden romper las barreras protectoras del óvulo u ovocito, para provocar la fecundación.

El óvulo u ovocito es la célula más grande del organismo humano (diámetro aproximado de 0,16 mm).

A diferencia del espermatozoide, en la ovulación el óvulo no ha completado aún la segunda parte de la división reductora de sus propios cromosomas (meiosis II) que quedan “bloqueados” en metafase II hasta el momento de la eventual fusión con el gameto masculino (espermatozoide o célula sexual masculina).

Los Óvulos 

 Los óvulos son las células sexuales o gametos femeninos. Son células grandes, esféricas e inmóviles. Desde la pubertad, cada 28 días aproximadamente, madura un ovocito en uno de los ovarios y pasa a una de las trompas de falopio, durante el denominado ciclo menstrual, este cuando se fecunda por un espermatozoide se convierte en un óocito y a la finalizacion de la fusion de los dos nucleos (masculino por parte de la cabeza del espermatozoide y femenino localizado en el citoplasma del ovulo) la celula pasa a convertirse en cigoto, una celula totipotencial con mitad de cromosomas del padre y madre 46XY o 46XX dependiendo del tipo de espermatozoide que fecundo al ovulo, ya sea masculino (y) o femenino (x). .

Fueron descubiertos por primera vez en 1827, por el biólogo Karl Ernst von Baer, quien luego de realizar experimentos de cruce de mamíferos, logró identificarlos como el gameto femenino.

Los espermatozoides  

Un espermatozoide (del griego esperma, semilla, y zoon, animal) es una célula haploide que constituye el gameto masculino. Es una de las células más diferenciadas, y su función es la formación de un cigoto totipotente al fusionarse su núcleo con el del gameto femenino, fenómeno que dará lugar, posteriormente, al embrión y al feto. En la fecundación humana, los espermatozoides dan el sexo a la nueva célula diploide, pues pueden llevar cromosoma sexual X o Y, mientras que el óvulo lleva sólo el cromosoma X. Fueron identificados por primera vez en 1677 por Anton van Leeuwenhoek, inventor de los primeros microscopios potentes. Posteriormente, en 1697, Nicolás Hartsocker propuso la teoría del homúnculo, que consistía en la presencia dentro del espermatozoide de un hombre microscópico con una cabeza de gran tamaño.

Comparación entre óvulos y espermatozoides

 

Ovocito II

Más grande que el espermatozoide.

Tiene vitelo (reserva nutritiva).

No tiene movimiento.

Sirve solo uno de cada célula germinal.

Se produce en el ovario.

Espermatozoide

Pequeño en comparación al ovocito II.

No tiene reservas nutritivas.

Se mueve por medio de su flagelo.

Sirven cuatro de cada célula germinal.

Se produce en el testículo.

Veamos como es la fecundación

Gametogénesis

Gametogénesis

La gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide (doble) a haploide (único), es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los hombres si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En el caso de las mujeres, si el resultado son ovocitos se denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.

Ovogénesis

La ovogénesis es el proceso de formación de los gametos femeninos.Tiene lugar en los ovarios. Los ovogonios se ubican en los folículos ováricos, crecen y tienen modificaciones; éstos llevan a la primera división meiótica que da como resultado un ovocito primario (que contiene la mayor parte del citoplasma) y un primer corpúsculo polar (su rol es llevarse la mitad de los cromosomas totales de la especie). Las dos células resultantes efectúan la meiosis II, del ovocito secundario se forman una célula grande (que tiene la mayor parte del citoplasma) y un segundo corpúsculo polar, estos se desintegran rápidamente, mientras que la célula grande se desarrolla convirtiéndose en los gametos femeninos llamados óvulos. El Gameto femenino queda estancado en meiosis II, específicamente en Metafase II; si éste Gameto es fecundado, la célula continúa Meiosis II para que sea haploide. Al óvulo lo rodea una capa de diferentes células, llamada folículo de Graaf.

La ovogénesis cuenta con diversas fases, las cuales son:

Proliferación: durante el desarrollo embrionario, las células germinales de los ovarios sufren mitosis para originar a los ovogonios.
Crecimiento: en la pubertad crecen para originar los ovocitos de primer orden.
Maduración: el ovocito del primer orden sufre meiosis.
La ovogénesis comienza antes del nacimiento y se completa durante la vida reproductiva de la mujer, al ocurrir la fecundación.


Espermatogénesis 

La espermatogénesis es el proceso de producción de los gametos masculinos (espermatozoides) que tienen su producción en los testículos, específicamente en los tubulos seminíferos. Dentro de este, destacan los siguientes procesos:

Proliferación: las células germinales de los testículos sufren mitosis para que la cantidad de espermatogonios sea amplia.
Crecimiento: las células germinales sufren su primera división meiótica para formar los llamados "espermatocitos 1". Luego sufren su segunda división meiótica, donde se forman los "espermatocitos 2".
Maduración: los espermatocitos 2, que ya son haploides y de cromosomas simples, se les genera el flagelo y el acrosoma. A estos espermatocitos 2, luego de su transformación se les llama espermátida.
Diferenciación: cada espermátida es diferente a otra por la variabilidad genética (crossing-over y permutación cromosómica).
En la espermatogénesis, por cada célula germinal se producen cuatro espermátidas.

Diferencias entre espermatogénesis y ovogénesis

Espermatogénesis
Se realiza en los testículos.
Ocurre a partir de la espermatogonia.
Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides.
En la meiosis el material se divide equitativamente.
Los espermatozoides se producen durante toda su vida.
Se produce en el hombre.
De un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.


Ovogénesis
Se realiza en los ovarios.
Ocurre a partir de la ovogonia.
Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo polar II (sólo en caso de fecundación).
En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma.
La mujer nace con un número determinado de folículos, aproximadamente 400.000.
Se produce en la mujer.
De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.

La Meiosis

La Meiosis

 La meiosis es la división celular que permite la reproducción sexual. Comprende dos divisiones sucesivas: una primera división meiótica, y una segunda división meiótica, que es una división ecuacional, ya que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (como la división mitótica).  Igual que en la mitosis, antes de la primera división meiótica hay un período de interfase en el que se duplica el ADN. Sin embargo, en la interfase de la segunda división meiótica no hay duplicación del ADN.

Primera división meiótica

- Profase I. Es la más larga y compleja, puede durar hasta meses o años según las especies. Se subdivide en:     leptoteno, se forman los cromosomas, con dos cromátidas; zigoteno, cada cromosoma se une íntimamente       con su homólogo; paquiteno, los cromosomas homólogos permanece juntos formando un bivalente o tétrada;       diploteno, se empiezan a separar los cromosomas homólogos, observando los quiasmas; diacinesis, los             cromosomas aumentan su condensación, distinguiéndose las dos cromátidas hermanas en el bivalente.

- Metafase I.   La envoltura nuclear y los nucleolos han desaparecido y los bivalentes se disponen en la placa       ecuatorial.

- Anafase I.  Los dos cromosomas homólogos que forman el bivalente se separan, quedando cada cromosoma     con sus dos cromátidas en cada polo.

- Telofase I. Según las especies, bien se desespiralizan los cromosomas y se forma la envoltura nuclear, o bien     se inicia directamente la segunda división meiótica.

Segunda división meiótica

Está precedida de una breve interfase, denominada intercinesis, en la que nunca hay duplicación del ADN. Es parecida a una división mitótica, constituida por la profase II, la metafase II, la anafase II y la telofase II.