Fecundación Humana: Proceso Detallado
La fecundación es el extraordinario proceso biológico que marca el inicio de una nueva vida. Es la unión de un óvulo y un espermatozoide para formar una única célula llamada cigoto, que contiene el mapa genético completo de un nuevo ser. La fecundación es la fusión de dos células sexuales o gametos en el curso de la reproducción sexual, dando lugar a la célula huevo o cigoto donde se encuentran reunidos los cromosomas de los dos gametos.
En los animales los gametos se llaman respectivamente espermatozoide y óvulo, y de la multiplicación celular del cigoto parte la formación de un embrión, de cuyo desarrollo deriva el individuo adulto.
En la especie humana, la fecundación es interna, es decir, tiene lugar en el interior del cuerpo de la mujer, en concreto en las trompas de Falopio. Ésta es la denominada fecundación natural o 'in vivo'. También es posible realizar la fecundación en un laboratorio de reproducción asistida, proceso conocido como fecundación artificial o fecundación in vitro.
Etapas Previas a la Fecundación
Los espermatozoides se desarrollan en los testículos, concretamente en los túbulos seminíferos y, a continuación, pasan por el epidídimo donde alcanzan la maduración final. La formación y maduración de los espermatozoides tiene una duración aproximada de 62 a 75 días. Durante la espermatogénesis se generan una gran cantidad de espermatozoides, pero solo será uno el encargado de fecundar al ovocito. Sin embargo, para poder fecundar al ovocito será necesaria la capacitación del espermatozoide. Dicha capacitación ocurre en el aparato reproductor femenino y conlleva una serie de cambios a nivel de membrana.
En el ciclo menstrual normal se libera un óvulo de uno de los ovarios alrededor del día 14 antes de la siguiente menstruación. La liberación del óvulo se denomina ovulación. El óvulo alcanza el extremo en forma de embudo de una de las trompas de Falopio, donde se puede producir la fecundación, y es transportado hasta el útero. Si no es fecundado, el óvulo degenera y se elimina a través del útero en el siguiente período menstrual.
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El Recorrido de los Espermatozoides
Durante la eyaculación los espermatozoides, junto con el plasma seminal se liberan en el tracto genital femenino concretamente en la vagina y, es aquí donde se inicia el largo y tortuoso camino hacia el ovocito. En el recorrido se encuentran con una gran cantidad de obstáculos como el pH de la vagina (que es más óptimo en el momento de la ovulación), la acción inmunológica (los glóbulos blancos los pueden fagocitar), el moco cervical y la propia anatomía interna del aparato reproductor femenino. Solo aquellos espermatozoides que consiguen pasar el cérvix entraran en el útero y se dirigirán hacia la trompa de Falopio donde está el ovocito. Tan sólo unos pocos lo conseguirán.
En la trompa de Falopio los espermatozoides son retenidos en las criptas oviductales y da comienzo al proceso conocido como capacitación. Una vez adquirida la capacidad fecundante, el espermatozoide es liberado y se dirige hacia el ovocito.
Durante este recorrido, el espermatozoide atraviesa un trayecto de aproximadamente unos 19cm, y el tiempo va en contra ya que la vida media del ovocito es de unas 24 horas. Por tanto, el objetivo final del espermatozoide es fecundar al ovocito, pero no es una tarea fácil. Se trata de un camino largo y lleno de obstáculos en el que el espermatozoide tiene que ser capaz de superarlos para conseguir entrar en el ovocito.
Etapas de la Fecundación Natural
Aunque el proceso de unión entre óvulo y espermatozoides pueda parecer muy sencillo, lo cierto es que deben darse varios mecanismos y cambios en ambos gametos para que pueda ocurrir la fecundación.
- Penetración de la corona radiada: El proceso de fecundación se inicia con la penetración de los espermatozoides a través de la capa de células que rodea el óvulo: la corona radiada. Los espermatozoides consiguen atravesar esta capa gracias a la liberación de la enzima hialuronidasa y el movimiento de su flagelo (la cola).
- Penetración de la zona pelúcida: Una vez atraviesan esta capa, los espermatozoides se encuentran con una segunda barrera: la zona pelúcida, la capa externa que rodea al óvulo. Se necesita más de un espermatozoide para lograr degradar la zona pelúcida, aunque finalmente solo uno de ellos podrá entrar en el óvulo. Para poder atravesar esta segunda barrera, la cabeza del espermatozoide establece contacto con el receptor ZP3 de la zona pelúcida del óvulo. Esto desencadena la reacción acrosómica, que consiste en la liberación de enzimas hidrolíticas denominadas espermiolisinas. Dichas enzimas disuelven la zona pelúcida para permitir el paso del espermatozoide. Asimismo, la reacción acrosómica provoca una serie de cambios en el espermatozoide que permiten su capacitación final para poder penetrar en el interior del óvulo fundiendo sus membranas.
- Fusión de membranas: Cuando el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo, se desencadenan 3 procesos distintos en el gameto femenino: La formación del cono de fecundación, la despolarización instantánea de su membrana, y la liberación de gránulos corticales al espacio perivitelino. La formación del cono de fecundación permite la fusión de la membrana del óvulo con la del espermatozoide para que la cabeza del espermatozoide pueda entrar. A su vez, gracias a la despolarización de la membrana del óvulo y a la liberación de gránulos corticales, se evita la entrada de otro espermatozoide.
- Fusión de núcleos y formación del cigoto: Con la entrada del espermatozoide, el óvulo se activa para terminar la meiosis, proceso que permite la reducción del número de cromosomas. Así, se libera el segundo corpúsculo polar y los cromosomas se colocan formando una estructura denominada pronúcleo femenino. Los pronúcleos son los núcleos de los gametos, los cuales tienen la particularidad de disponer de la mitad de cromosomas con respecto al resto de células del cuerpo, esto es, 23 cromosomas. Por su parte, el espermatozoide avanza hasta que su cabeza, que contiene el núcleo del espermatozoide, queda junto al pronúcleo femenino. La cola se desprende para terminar degenerando y el núcleo se hincha para formar el pronúcleo masculino. Una vez ambos pronúcleos se encuentran uno junto al otro, ocurre la fusión de ambos. Esto supone que las membranas de ambos pronúcleos desaparezcan para que sus cromosomas puedan juntarse y que la célula restablezca su dotación cromosómica, es decir, 46 cromosomas en total. Todo este proceso de la fecundación culmina con la formación del cigoto humano: primera célula del organismo fruto de la unión del óvulo y el espermatozoide.
Además de todo esto, en la fecundación queda establecido si el futuro bebé será un niño o una niña en función de sus cromosomas sexuales:
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- Cigoto masculino: sus cromosomas sexuales son XY y el futuro bebé será un niño.
- Cigoto femenino: sus cromosomas sexuales son XX y el futuro bebé será una niña.
El óvulo siempre es portador del cromosoma X. Por tanto, el sexo del embrión se definirá según si el espermatozoide es portador de un cromosoma X o un cromosoma Y.
¿Qué ocurre después de la fecundación?
El óvulo fecundado constituye una nueva célula denominada cigoto, que empieza a descender por la trompa de Falopio hacia el útero. Durante ese trayecto, el cigoto se divide para dar lugar al embrión de dos células. El término cigoto solamente se utiliza para definir el primer estadio embrionario de una única célula.
A medida que avanza por la trompa, el embrión seguirá dividiéndose para permitir la formación del blastocisto, estructura con muchas células que empiezan a diferenciarse y que tiene la capacidad para implantarse en el útero y dar lugar al embarazo.
A las 30 horas de fecundación, el cigoto completa su primera división y origina dos blastómeras. Las siguientes divisiones mitóticas son asincrónicas, por lo que una blastómera es mayor que la otra, pudiendo haber en un momento dado tres de ellas. El estadio de 4 blastómeras tiene lugar a las 40-50 horas de la fecundación. Al inicio del cuarto día aparecen entre 12 y 16 blastómeras, formándose después la mórula.
Cuando la mórula entra en el útero, comienza a introducirse líquido por la zona pelúcida hacia los espacios intercelulares de la masa celular interna, confluyendo y formando el blastocele. La zona pelúcida desaparece y el cigoto se llama blastocisto. Alrededor del sexto día de desarrollo, el blastocisto se acerca, a través de su polo embrionario, a la mucosa uterina y se inicia la implantación.
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Fecundación in Vitro (FIV)
Cuando el proceso natural encuentra obstáculos, la ciencia ofrece soluciones. La unión del óvulo y el espermatozoide se realiza de forma controlada en un laboratorio, bajo la supervisión de embriólogos expertos.
Fecundación de Gemelos y Mellizos
Al contrario de lo que indica la creencia popular, los gemelos no surgen de la fecundación de un óvulo por dos espermatozoides. Como ya hemos indicado, el óvulo tiene un mecanismo para evitar la fecundación doble y múltiple, ya que los embriones resultantes no serían viables.
Para que puedan originarse gemelos, la fecundación es idéntica a la que da lugar a un único bebé: un espermatozoide penetra en el interior del óvulo. La diferencia reside en las divisiones celulares que ocurren a continuación. En este caso, por causas aún desconocidas, el embrión se divide en dos y se originarán dos bebés idénticos genéticamente, lo que implica que serán del mismo sexo.
El origen de los mellizos es distinto. En este caso, se produce la fecundación de dos óvulos distintos, cada uno de ellos por un espermatozoide. Por tanto, los procesos de fecundación y desarrollo embrionario serían los habituales, con la particularidad de que los dos bebés se desarrollarían a la vez en el vientre materno. Los bebés no serían genéticamente idénticos ni tampoco tienen por qué ser del mismo sexo.
Lugar y Tiempo de la Fecundación
- Lugar: La fecundación humana ocurre de forma natural en el tercio externo de las trompas de Falopio, el conducto que conecta los ovarios con el útero.
- Tiempo: La fecundación solo puede ocurrir durante el periodo de ovulación. Un óvulo es viable durante aproximadamente 12-24 horas tras ser liberado por el ovario. Los espermatozoides, por su parte, pueden sobrevivir en el tracto reproductor femenino hasta 5 días.
Desarrollo Posterior:
- Días 1-4: El cigoto comienza a dividirse rápidamente (proceso llamado clivaje) mientras viaja por la trompa de Falopio hacia el útero.
- Días 7-10: Se produce la implantación. El blastocisto se adhiere a la pared interna del útero (el endometrio), que se ha preparado para acogerlo.
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