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Bioquímica Frazer Paula
Proceso perfectamente coordinado de acontecimientos moleculares en
los que participan los gametos masculinos y femeninos e implica la
coincidencia en espacio y tiempo de los mismos.
Se inicia con la adhesión de los espermatozoides a la zona pelúcida del
ovocito y finaliza con la primera división normal del cigoto.
El proceso natural de fecundación en el ser humano es casi
desconocido.
Los gametos deben haber completado
sus etapas de maduración.
En el tracto genital femenino los espermatozoides sufren un proceso
de activación caracterizado por:
un cambio de permeabilidad de la membrana a los iones calcio
la adquisición de una movilidad hiperactiva.
Interacción espermatozoide-cúmulo
Interacción espermatozoide-zona
pelúcida
Incorporación del espermatozoide al
ovoplasma
Activación ovocitaria
Formación de pronúcleos
Los espermatozoides (EZ) ascienden hacia las trompas de Falopio por
las contracciones peristálticas de las mismas.
Pueden ayudar a dirigir a los EZ hacia el centro de la masa,
la disposición radial de las células que rodean al ovocito
la presencia de glicosaminoglicanos en la matriz extracelular.
Los EZ atraviesan las células del
cúmulo gracias a los movimientos
flagelares.
Gran cantidad de EZ sufren la
reacción acrosomal,
hialuronidasa
terasa
Algunos EZ consiguen atravesar el
cúmulo con el acrosoma intacto.
La zona pelúcida es una matriz de
glicoproteínas que sintetiza y segrega
el ovocito en crecimiento.
Esta compuesta por:
ZP1
ZP2
ZP3
estructural
anclaje
reconocimiento
Sólo los EZ con el acrosoma intacto pueden unirse al ZP3.
Tras la unión la ZP3 inicia la reacción acrosomal en el
espermatozoide. Se producen una serie de cambios:
Aumenta la permeabilidad del Na+ hacia el interior del
espermatozoide.
Ingresa Ca++.
La expulsión de protones provoca el aumento de pH que permite
que se fusionen las membranas.
La fusión se realiza en varios puntos, liberándose el contenido
acrosomal rápidamente, que digiere la membrana pelúcida.
Contacto inicial de la cabeza espermática con la
membrana plasmática ovocitaria.
Los movimientos del flagelo se detienen
después de la fusión de membranas.
La membrana acrosomal interna se degrada en
la membrana ovocitaria siguiendo un proceso
similar a la fagocitosis.
La fusión entre el espermatozoide y el ovocito provoca cambios en el
metabolismo de éste como,
Liberación
de calcio
Elevación del pH intracelular
Incremento de la actividad respiratoria
Reacción cortical
Este proceso va acompañado de
dos fenómenos
Reanudación de
la meiosis
Entrada
de Ca++
Aumento
de pH
Despolarización
de la membrana
Se transfiere
al resto de la
membrana
Contracción
citoesqueleto
Retracción del
citoplasma
Bloqueo
momentáneo
de la
polispermia
REL libera Ca++
Los gránulos corticales se
aproximan a la membrana
Se funden en ella
Espacio e/m.
plasmática m.
vitelina
Liberan su contenido
Bloqueo de la polispermia
Los ovocitos maduros detienen su ciclo en la meiosis II por el dominio
de moléculas como:
factor promotor de la maduración (MPF)
proteína mitógeno activada (MAP).
Inactivación
de MPF
Fusión de
gametos
Disminución
de MAP
Continua el
Ciclo celular
Extrusión
del 2do cuerpo
polar
PRONÚCLEO FEMENINO
1.
2.
Descondensación de los cromosomas maternos.
Formación del pronúcleo femenino.
PRONÚCLEO MASCULINO
1.
2.
3.
4.
Ruptura de la membrana nuclear.
Desaparición de la teca perinuclear.
Descondensación de la cromatina.
Formación de la envoltura nuclear.
El centríolo distal dará origen al centrosoma del cigoto
ubicación de los pronúcleos
formación del primer huso mitótico.
La mayoría de las estructuras del flagelo desaparecen después de su
incorporación.
En este punto el ovocito es una célula binucleada.
Comienza el ciclo de división celular normal.
replicación
del ADN
los pronúcleos
se acercan
cromosomas se
individualizan
singamia
Va a empezar la primera división
celular del cigoto.
los
cromosomas
homólogos
se organizan
en el centro
del huso
mitótico.
Se ha puesto fin al proceso de la fecundación que tan sólo demora 12
horas desde el primer contacto físico entre el ovocito y los EZ.
La fecundación humana es un proceso complicado que requiere la
interacción precisa de numerosos sistemas del organismo.
La eficacia es muy baja comparada con la reproducción de otras
especies de mamíferos.
100
parejas
30
86
12
13
Nuestra aparente ineficiencia reproductiva se debe a una alta tasa de
pérdidas ocultas.
La infertilidad se define como la incapacidad de concebir luego de un
año de relaciones sexuales sin protección.
Es un problema que afecta aproximadamente al 20% de las parejas.
Inciden directamente en la fertilidad
el ritmo de vida actual
el retraso por parte de la mujer en la edad a la que decide tener
descendencia.
También afectan factores biológicos como
el descenso en la concentración y calidad de los espermatozoides
el estrés, la contaminación, el alcohol y el tabaco, etc.
Hombre (40%)
Falta de EZ
Baja calidad
Impotencia
Eyaculación
prematura
Eyaculación
retrograda
Etc.
Mixtas (20%)
Incompatibilidad
Problemas en
relaciones sexuales
Mujer (40%)
Falta de ovulación
Irregularidad
Bloqueo de las
trompas
Endometriosis
Problemas en el
útero (fibromas)
Etc.
Si después de un año o más manteniendo relaciones sexuales sin
protección no se consigue un embarazo, se debe acudir al especialista.
Al comienzo del estudio, se realizan pruebas a los dos miembros de la
pareja.
Los avances científicos que se han producido en los últimos tiempos
permiten solucionar actualmente muchos problemas relacionados con la
infertilidad.
FECUNDIDAD ASISTIDA
Por fecundación asistida se entiende todo proceso tecnocientífico en el
que, no de manera natural y en relación directa con el uso de la ciencia
y la tecnología, se logra obtener resultados de reproducción de seres
vivos de manera artificial.
Consiste en
auxiliar,
transformar o
sustituir
manipulación
externa
Procesos destinados
a ocurrir espontáneamente
en el aparato genital femenino
Técnicas de baja complejidad
Técnicas de alta complejidad
Son técnicas sencillas que favorecen la fecundación natural cuando
ésta es posible.
Dentro de estas técnicas se encuentran:
Relaciones sexuales programadas
Estimulación ovárica
Inseminación artificial (cervical o
intrauterina)
Consiste en el depósito de los espermatozoides capacitados
dentro del útero en forma sincrónica con la ovulación.
UN POCO DE HISTORIA
1785 Hunter realizó la primera inseminación artificial humana.
1890 se realizó la primera inseminación con donante de semen.
1954 se publica el primer trabajo realizado con semen congelado.
Incapacidad de depositar correctamente el semen en la vagina
Alteraciones en los parámetros seminales:
Oligozoospermia (recuento <40 millones)
Astenozoospermia (<50% móviles o <25% con buena progresión
rectilínea)
Teratozoospermia (alteraciones morfológicas >85%)
Disfunción ovulatoria
Factor cervical
Endometriosis leve
Factor inmunológico
Esterilidad sin causa aparente (ESCA)
Recuento de EZ <5.000.000 con buena progresión después de
haber capacitado la muestra de semen.
Respuesta ovárica exagerada a la estimulación de la ovulación.
Pacientes mayores de 38 años, con un elevado tiempo de
esterilidad.
Pacientes con disfunción ovárica que generan muchos ovocitos
de baja calidad.
Tasa muy elevada de anticuerpos anti-espermatozoides.
MOMENTO DE
REALIZAR LA
INSEMINACION
PREPARACION
DEL SEMEN
INSEMINACION
Se debe controlar el desarrollo de los folículos y calcular exactamente
el momento de la ovulación.
La estimulación ovárica mejora las posibilidades de gestación
permite controlar el ciclo
hace que el endometrio sea más receptivo
hay más posibilidades de que alguno de los ovocitos sea
fecundado.
Dos horas antes de hacer la inseminación se realiza la capacitación
artificial.
Produce una serie de cambios en los EZ sin los cuales no serían
capaces de fecundar.
Se realiza una incubación en medios específicos para:
mejorar la movilidad
separar y seleccionar los mejores EZ del resto.
Existen diferentes métodos de capacitación espermática, siendo los
más utilizados
Swim up: los EZ móviles nadan y se separan del resto.
Gradientes de densidad: sólo los EZ móviles son capaces de
atravesar un medio progresivamente más denso.
Filtrado en fibra de vidrio: sólo los móviles, pueden pasar a
través de las fibras.
Con estos procedimientos se consigue una selección de los mejores
EZ.
En cada caso concreto el método es individualizado.
Se lleva a cabo dos días antes de la ovulación.
Se concentran los mejores EZ en un volumen muy pequeño de medio
de cultivo con ATB.
Se carga con una finísima cánula, para ser depositado en la cavidad
uterina.
La cánula se introduce, a través del cérvix,
hasta el fondo del útero y se depositan los
espermatozoides.
Después de dos semanas de realizada la inseminación, se programa la
realización de una prueba de embarazo.
Los resultados con ésta técnica, son de aproximadamente un 20% de
gestaciones por ciclo.
Existe una tasa acumulada de éxito.
Si después de haberse llevado a cabo cuatro ciclos de tratamiento no
se ha conseguido la gestación, debe pensarse en un problema a nivel de
la fecundación.
Es posible que,
los EZ no lleguen hasta el óvulo.
lleguen pero no fecunden.
fecunden pero los embriones generados no se desarrollen
correctamente.
se produzcan embriones normales, pero que exista un problema en
la implantación.
Reemplazan a la fecundación natural por una fecundación in vitro, es
decir que se realiza en un laboratorio de embriología altamente
equipado.
Son dos las técnicas más utilizadas:
Fecundación
in vitro (FIV)
Inyección intracitoplasmática del
espermatozoide (ICSI)
Consiste en poner en contacto los espermatozoides con los
ovocitos en un medio de cultivo para que el espermatozoide
penetre el ovocito y lo fertilice.
UN POCO DE HISTORIA
1944 Rock y Menkin intentaron la primera fecundación in vitro.
1965 Robert Edwards consiguió fecundar in vitro ovocitos de mujeres, pero no
logró la división celular al ser óvulos inmaduros.
1978 Patrick Steptoe y Robert Edwards: el primer nacimiento mediante
fecundación in vitro: Louisa Brown, (Reino Unido)
1984 nació la primera niña procedente de un embrión congelado (Australia)
Esterilidad femenina por patología tubárica bilateral.
Esterilidad por factor masculino.
Disfunción ovárica.
Endometriosis.
Anticuerpos anti-espermatozoides en la mujer o en el hombre.
Fallo de Inseminación.
Esterilidad sin causa aparente (ESCA)
Infertilidad por factor masculino muy severo.
escasos o ningún espermatozoide con buena progresión
rectilínea
porcentaje muy bajo de EZ (< 4%) morfológicamente
normales.
Presencia de anticuerpos anti-espermatozoides que afecte a una
cantidad muy importante de éstos, o el tipo de inmunoglobulina
haga sospechar que no podrán fecundar correctamente.
Alteraciones moleculares tanto a nivel de receptores del
espermatozoide o del ovocito.
ESTIMULACION
OVARICA
OBTENCION
DE LOS OVOCITOS
PREPARACION
DEL SEMEN
INSEMINACION
CULTIVO DE
EMBRIONES
TRANSFERENCIA
EMBRIONARIA
Se debe contar con un número adecuado de embriones de buena
calidad para ser transferidos.
Los ovocitos deben superar distintas etapas a lo largo del desarrollo
embrionario.
Estimulación
del ovario
Aumentar
el número de ovocitos
que alcancen la madurez
El tratamiento está basado en la acción hormonal de las proteínas que
intervienen de forma natural en el control del ciclo ovárico.
Modificando los niveles que se encuentran de forma fisiológica,
es posible estimular los ovarios
aumentar el número de ovocitos que maduran en un mismo ciclo
Análogo de la hormona hipotalámica GnRH: inhibición de la
hipófisis. Control del ciclo
Gonadotropinas (FSH): estimula el crecimiento de los folículos
hCG: induce la ovulación
Progesterona: prepara al endometrio para la implantación.
GnRH
FSH
1
hCG
Progesterona
12 14
Ovulación
28
Se aspira el líquido de los folículos
mediante una finísima aguja.
La aspiración folicular se programa
para ser realizada a las 36 horas de
haber sido administrada la hormona hCG.
Es el momento previo a la ovulación
cuando la mayoría de los ovocitos
estarán maduros.
El número de ovocitos maduros recuperados habitualmente oscila
entre 8 y 12.
Se indica al varón que obtenga la muestra de semen mientras se
realiza la aspiración folicular a la mujer.
En el laboratorio se imita de forma artificial la capacitación.
Se seleccionan los EZ de mejor movilidad
Se concentran en un número adecuado para realizar la
inseminación de los ovocitos.
El número mínimo de
EZ para conseguir una
buena tasa de
fecundación es un dato
que debe conocer cada
laboratorio
>1,5 millones de EZ
con buena progresión
tras capacitar el semen y la
morfología inicial superior
al 4% de EZ normales
Con este término se designa al hecho de poner en contacto los EZ con
los ovocitos.
Los
ovocitos son lavados y depositados individualmente en pequeñísimas
gotas de un medio de cultivo basado en el fluido tubárico humano (HTF).
Los EZ se introducen en estas microgotas que contienen a los ovocitos.
Las plaquitas donde se encuentran las microgotas, se introducen en
incubadores que mantiene un ambiente perfecto de
temperatura
(37º),
proporción y pureza de gases
humedad
Los ovocitos fecundados se cambian a otro medio
de cultivo para eliminar los EZ.
Se controlan y optimizan los parámetros necesarios para conseguir el
desarrollo normal de los embriones.
Objetivo:
Supervisar
Evaluar
Seleccionar
Aquellos embriones
que por sus características morfológicas
ofrezcan una mayor garantía
de implantación en el útero materno.
Los embriones son cultivados en diferentes medios secuenciales que
aportan los nutrientes necesarios en cada estadio del desarrollo
embrionario.
Los embriones cultivados y seleccionados en el laboratorio, se
transfieren al útero materno para que implanten y prosigan su
desarrollo.
IMPLANTACION
Es la fase más complicada. (10%)
Se suelen transferir al útero dos o tres embriones.
Las razones por las que casi el 90% de las implantaciones fracasa
suele ser:
aberraciones cromosómicas de los embriones por falta de
selección
indisposición del endometrio para la implantación
Determinación de β-hCG a las dos semanas.
Los resultados con FIV se acercan al 40% de pruebas de embarazo
positivas por ciclo.
Cuando se realizan hasta 4 intentos, la tasa de embarazo es superior
al 90% por paciente.
El pronóstico de embarazo dependerá de cada caso concreto y por ello
el tratamiento se modifica, individualizándolo para cada pareja en cuanto
al tratamiento médico que recibirá la mujer
los procedimientos en el laboratorio
el número de embriones que se transferirán
Así, el riesgo de embarazo múltiple se reduce y la tasa de gestación de
trillizos es inferior al 1%.
Factores de infertilidad en la mujer, como son
la edad
número muy escaso de ovocitos
ovocitos de mala calidad y consecuentemente embriones con
peor potencial de implantación.
endometriosis severa
Alteraciones anatómicas y genéticas
Fundamentalmente la técnica consiste en la inyección de un sólo
espermatozoide dentro del ovocito con la ayuda de un
micromanipulador.
UN POCO DE HISTORIA
1981 se prueba ICSI en humanos.
1988 primer ser humano nacido mediante esta técnica.
1992 la microinyección da la oportunidad a varones estériles de tener
descendencia.
1994 se logra el primer embarazo con parto en el país.
Si no se adhieren suficiente cantidad de EZ, ninguno de ellos podrá
fecundar.
Esta falta de adhesión, podrá ser debida a:
la presencia de un número muy escaso de EZ
la ausencia de receptores
una incapacidad de fecundar por parte de los EZ
El ICSI permite que si
ningún espermatozoide
puede penetrar por
sí mismo
dentro del óvulo
Introducirlo con ayuda
de microcapilares
haciendo que fecunde.
Factor masculino severo.
Los espermatozoides pueden obtenerse:
eyaculado
epidídimo (azoospérmico obstructivo)
testículo (azoospérmico secretor)
orina (retroeyaculación)
mediante métodos de electroestimulación (aneyaculadores)
Fallas de fertilizaciones previas
Hay ocasiones en las que es imposible encontrar espermatozoides ni
en el semen eyaculado ni tampoco en el interior de los testículos.
Existen dos técnicas:
ELSI
Consisten en microinyectar dentro del
ROSI
ovocito espermátides en lugar de EZ.
Las espermátides difieren de los EZ:
morfología
conformación y actividad del material del núcleo,
Todavía son necesarios años de experimentación para:
constatar la viabilidad del método
evaluar los riesgos que éste podría suponer para la salud del
embrión.
ESTIMULACION
OVARICA
OBTENCION
DE LOS OVOCITOS
PREPARACION
DE LO OVOCITOS
PREPARACION
DEL SEMEN
MICROINYECCION
CULTIVO DE
EMBRIONES
TRANSFERENCIA
EMBRIONARIA
Los ovocitos deben ser despojados de todas las células que lo rodean,
ejecutar
correctamente la micromanipulación
comprobar el estado madurativo de los mismos
Para separar las células del cúmulus y de la corona, se emplean
procedimientos tanto mecánicos como enzimáticos.
se
realizan una serie de lavados
solución tamponada de hialuronidasa
los ovocitos son aspirados y expulsados a través de una fina pipeta
Consideraciones especiales:
Oligozoospermia severa: se buscan los EZ directamente del pelet
del lavado.
Movilidad muy disminuida: adición de un activador del
metabolismo celular.
Inmóviles: se coloca a los EZ en un medio hipoosmótico.
Se realiza sobre un microscopio invertido,
al cual se le han adaptado unos
micromanipuladores.
La platina del microscopio está atemperada.
Al medio de cultivo se le añaden substancias
tampón que evitan alteraciones.
El proceso en sí, no es más que microinyectar un espermatozoide
dentro de un ovocito.
Se colocan unas microgotas para los ovocitos y otras para los
EZ.
Los ovocitos, se colocan en las microgotas de medio de cultivo.
Las de los EZ corresponden a una solución más densa que
enlentece el movimiento de los mismos.
Para inmovilizarlos,
1. se sitúa el capilar sobre la cola
2. luego se baja, aplastando la cola del espermatozoide contra la
base de la placa
3. se desplaza horizontalmente el capilar, fracturando la cola.
Modificación en la membrana
que le permite fecundar
Las membranas del ovocito son muy
elásticas,
Se punciona
Se aspira para asegurarse que la
membrana se ha roto
Un cambio de velocidad en la
aspiración, indica la ruptura de la
membrana.
Seguidamente se libera el
espermatozoide en el interior del
ovoplasma.
Una vez microinyectados,
todos los ovocitos son cuidadosamente lavados,
pasándolos por medios de cultivo basados en el fluido tubárico
(HTF)
Son incubados durante aproximadamente 15-20 horas, hasta
que se comprueba, si se ha producido una fecundación normal o
no.
ESTIMULACION
OVARICA
OBTENCION
DE LO OVOCITOS
PREPARACION
DE LO OVOCITOS
PREPARACION
DEL SEMEN
MICROINYECCION
CULTIVO DE
EMBRIONES
TRANSFERENCIA
EMBRIONARIA
No se consigue una mejor tasa de embarazo cuando se hace
ICSI respecto a cuando se hace FIV.
Sólo se recurre a la microinyección, cuando
hubo un fallo previo de fecundación in vitro
las características de los EZ no permitan otra opción
Los estudios realizados
desde los primeros años
de su aplicación
Indican que no presentan
una mayor tasa de
anomalías genéticas
Esta maniobra de microinyección sustituye los pasos descriptos de
interacción entre gametos
Selección de los EZ
Determinación del lugar de microinyección
Activación ovocitaria
Introducción del espermatozoide íntegro (acrosoma intacto, teca
perinuclear)
Retraso en los eventos de activación
Retención de gránulos corticales
Retraso en la síntesis de ADN
La fecundación humana constituye un proceso complejo,
perfectamente coordinado de múltiples pasos.
La técnicas de fecundación asistida consisten en auxiliar o sustituir
procesos destinados a ocurrir espontáneamente en el aparato genital
femenino, por medio de la manipulación externa.
Considerar al ICSI como una técnica con indicaciones precisas, acerca
de la cual queda mucho por descubrir.
Para muchos este avance de la ciencia es un milagro
y para otros es una deshonra, sin embargo el hecho
de que una pareja no pueda concebir de forma
natural a su hijo y que la ciencia haya podido
brindarle esa oportunidad es todo un logro para la
humanidad.
Fecundación in vitro
Aguijarro