Los óvulos y sus orígenes (ovogénesis)

Figura 1.- Gametos femenino (óvulo) y masculino
(espermatozoide). [Ir a la sección de 'Imágenes' para los créditos]

En entradas anteriores hemos tratado los cambios que se producen durante el ciclo menstrual e incluso durante las primeras semanas de embarazo. A pesar de haber dado pinceladas del proceso de formación de los gametos, los óvulos y los espermatozoides, es justo ampliar esa información para obtener una imagen más detallada del complicado proceso que constituye la base de nuestra vida, la ovogénesis y la espermatogénesis. 

A diferencia de los hombres, las mujeres producimos nuestros gametos cuando aún somos unos fetos en el útero materno. La imposibilidad de producir nuevos óvulos durante nuestra etapa adulta hace que el agotamiento de nuestras reservas signifique la infertilidad.

Si recordamos, hasta la semana 6 de vida el feto no tiene sexo y es en ese momento cuando se toma la decisión de si será niño o niña. Si se activa el gen Sry que se localiza en el cromosoma Y, se  desarrollarán los testículos y, por lo tanto, la masculinización del feto. Si no se da esa señal, el feto será niña y comenzará el desarrollo del aparato reproductor femenino, incluidos los ovarios y su contenido (enlace a la entrada). 

DESARROLLO DE LOS OVOCITOS

El origen de los gametos, tanto ovocitos como espermatozoides, se encuentra en las células germinales primordiales. Estas células sufren un proceso de diferenciación y de migración al canal genital durante las primeras semanas de vida del feto, independientemente de cuál vaya a ser su sexo. Aquí, estas células se encuentran en los denominados cistos de células germinales o nidos, donde se producen millones de ellas alrededor de la semana 8 de vida fetal, una vez en pleno desarrollo sexual femenino. Las ahora denominadas ovogonias llegan a alcanzar 6-7 millones en la semana 20 de gestación. Una gran parte de estas ovogonias mueren cuando se produce la ruptura de los nidos y la liberación de las mismas para formar los folículos primordiales. De modo que a partir de la semana 20 de gestación, la cantidad de ovogonias disminuye de forma importante y deja el número total en alrededor de 1 millón en el momento del nacimiento. 

Desde su origen como ovogonias fetales hasta su maduración como ovocitos y posteriormente óvulos, estas células sufren dos tipos de división celular: mitosis y meiosis. En términos de material genético, estos dos procesos de producción de nuevas células son muy diferentes.

Las células humanas contienen 46 cromosomas que se agrupan en 23 pares. En la división celular denominada mitosis a partir de una célula se obtienen 2 hijas con 46 cromosomas (diploides). Sin embargo, en la meiosis el resultado es diferente: a partir de una célula madre se obtienen 4 células hijas con la mitad de material genético (23 cromosomas, haploides). Esto tiene lugar en dos fases denominadas meiosis I y II.

En ambos tipos de división celular se duplica el ADN (replicación), pero mientras que en la mitosis ese ADN se reparte entre 2 células, en la meiosis lo hace entre 4, por lo que tocan a la mitad de material.

Figura 2.- La mitosis y la meiosis son los dos tipos de división celular que pueden tener lugar en las células de mamífero. En la mitosis se obtienen 2 células hijas con 46 cromosomas (diploide), como la madre, mientras que en la meiosis se obtienen 4 hijas con la mitad de material genético (23 cromosomas - haploide)

Mediante la división celular de la mitosis se obtienen una gran cantidad de ovogonias. Cada una de estas células hijas inicia entonces el otro tipo de división celular que dejan parada durante muchos años hasta la pubertad: la meiosis. Estas ovogonias sufren duplicación del ADN, pero no avanzan más allá en este proceso. De esta forma, hacia el quinto mes de embarazo, dos tercios de estas células fetales se han convertido ya en ovocitos primarios parados en meiosis, con el doble de material genético. Sólo unos cuantos ovocitos afortunados finalizarán la meiosis I y sólo aquellos que son fecundados completarán la meiosis II.

Figura 3.- Las ovogonias sufren mitosis y el principio de la meiosis durante la etapa embrionaria. La meiosis I se completa durante el desarrollo folicular en aquellos ovocitos que van a ser liberados durante la ovulación. Autora: Ana Belén Ropero.

DESARROLLO DE LOS FOLICULOS

Los ovocitos son las células que, tras la ovulación, pueden ser fecundadas por los espermatozoides y dar lugar a un embrión. Sin embargo, estas células no están solas, sino rodeadas de una estructura celular denominada folículo. Estos folículos están formados por células de dos tipos fundamentales: células de la granulosa y de la teca.

Figura 4.- Imágenes mostrando diferentes partes del folículo, en este caso un folículo antral: ovocito, antrum, teca, membrana de la granulosa, cumulus oophorus, zona pelúcida y corona radiada. [Ir a la sección de 'Imágenes' para los créditos]

Los folículos primordiales se forman cuando los ovocitos primordiales se liberan de los nidos de células germinales. En esta liberación, les acompañan células escamosas que más adelante darán lugar a las células de la granulosa. En este estadio permanecen durante años hasta que se activan y vuelven a crecer, ya en la edad fértil. En este momento y de forma consecutiva, grupos de folículos primordiales salen de su letargo y retoman su desarrollo. Al contrario de lo que podría pensarse, este ‘despertar’ no coincide con el inicio del ciclo menstrual. De hecho se estima que el desarrollo completo de los folículos primordiales hasta el estadio pre-ovulatorio (listo para la ovulación) se alarga unos 6 meses. Por esta razón, hay presencia de folículos en desarrollo de forma continua en el ovario, sea cual sea el momento del ciclo menstrual.

Figura 5.- Ovario de una niña donde se pueden ver una gran cantidad de folículos primordiales. 

Imagen modificada de la original de la Universidad de Oklahoma.

Durante el desarrollo y crecimiento de los folículos primordiales las células de la granulosa que contienen se agrandan y toman forma cuboidal disponiéndose en una monocapa alrededor del ovocito. A continuación aparece la zona pelúcida y se forma la capa externa de células de la teca. La señal que provoca estos cambios en los folículos primordiales aún no se conoce con detalle. Sin embargo, sí se sabe que no depende de las hormonas que regulan el ciclo menstrual, las gonadotropinas LH (hormona luteninizante) y FSH (hormona liberadora del folículo). En su lugar, son factores producidos por el propio ovocito y las células de la granulosa que lo rodean quienes regulan este proceso de desarrollo.

 

Figura 6.- Esquema del desarrollo folicular o foliculogénesis. Autora: Ana Belén Ropero

La progresión a folículos secundarios continúa con el crecimiento de las células de la granulosa formando múltiples capas alrededor del ovocito. En este estadio el desarrollo folicular aún es mayoritariamente independiente de las hormonas LH y FSH endógenas, aunque responden a dosis externas de las mismas. La formación de un antrum, o hueco, ocupado por fluido determina la evolución a folículos antrales. Este espacio que se crea separa las células de la granulosa y las de la teca, lo que hace que estén menos expuestas a los factores que secretan las unas y las otras. Probablemente por esta razón el crecimiento de estos folículos cada vez es más dependiente de las gonadotropinas LH y FSH (especialmente esta última) que llegan a través de la sangre desde la pituitaria anterior. Es en este estadio y durante los primeros días del ciclo menstrual, cuando se selecciona el folículo que madurará y finalmente liberará el óvulo listo para su fecundación. También tiene lugar la diferenciación de las células de la granulosa en cumulus oophorus (forma la corona radiada alrededor del ovocito) o las que forman la membrana de la granulosa (mural, el resto que rodean el antrum). Las primeras acompañarán al ovocito tras la ovulación, mientras que las otras formarán el cuerpo lúteo que finalmente se perderá. La última etapa del desarrollo folicular es el estadio pre-ovulatorio o folículo de Graaf, que ya está listo para liberar el ovocito en respuesta al pico de LH que se produce aproximadamente a la mitad del ciclo menstrual. 

Figura 7.- Diferentes etapas en el desarrollo folicular o foliculogénesis. [Ir a la sección de 'Imágenes' para los créditos]

El desarrollo de los folículos y de los ovocitos que contienen transcurre en paralelo, tanto durante la etapa fetal como adulta. De esta forma, a la vez que se forma el antrum, los ovocitos adquieren la capacidad de completar la meiosis que dejaron a mitad tantos años atrás, momento en el que ya han alcanzado el 80% de su tamaño final. El pico de LH que tiene lugar a mitad del ciclo inicia los eventos que provocan esta madurez meiótica que permite completar la meiosis I, con el resultado de dos células hijas con 46 cromosomas cada una (diploide). Estas dos células son muy diferentes en tamaño, puesto que se trata de una división celular asimétrica. La más grande es el ovocito secundario (óvulo), que será liberado en las próximas horas, durante la ovulación y podrá ser fecundado. La más pequeña es el primer cuerpo polar, que permanece junto al óvulo y que se perderá en los primeros estadios de la fecundación. Para poder ser fecundado, el ovocito debe además sufrir un proceso de madurez citoplásmica.  

Figura 8.- La meiosis I se completa en el óvulo justo antes de la ovulación. 

El óvulo prosigue con la meiosis II tras la fecundación. Autora: Ana Belén Ropero

Si el óvulo no es fecundado, éste se pierde sin haber finalizado la segunda fase de la meiosis. Si por el contrario se produce la fecundación, la reacción cortical que tiene lugar dispara la meiosis II en el ovocito. Como consecuencia, se obtienen de nuevo 2 células, pero en este caso con 23 cromosomas cada una (haploides). También aquí hay una más grande, que da lugar al embrión junto con el material genético del espermatozoide, y un segundo cuerpo polar que se pierde, como el primero.

Figura 9.- El ovocito reanuda la meiosis justo antes de la ovulación y el resultado es el óvulo y el primer cuerpo polar. Tras la fecundación tiene lugar la meiosis II en la que aparece el segundo cuerpo polar. [Ir a la sección de 'Imágenes' para los créditos]

Referencias

- "Williams Textbook of Endocrinology". Kronenberg. Saunders Elsevier. 2008

- “The Mammalian Ovary from Genesis to Revelation”. 2009. MA Edson, AK Nagaraja, MM Matzuk. Endocrine Reviews 30: 624–712

- “Molecular control of oogenesis”. 2012. F Sánchez, J Smitz. Biochimica et Biophysica Acta 1822: 1896–1912

- “Ontogeny of the ovary in polycystic ovary syndrome”. 2013. DA Dumesic, JS Richards. Fértil Steril_ 2013;100:23–38

Imágenes

- Figura 1.- Ovocito: F. Chanut (2006) "The Ins and Outs of Sperm Entry", PLoS Biol. 4(5): e160. (enlace)
          Espermatozoide: Suffolk County Community College
- Figura 2.- Modificada de la original tomada del National Center for Biotechnology Information, NCBI

- Figuras 4 y 5.- Todas las imágenes de la composición han sido tomadas de la University of Oklahoma.
- Figura 7.- Todas las imágenes de la composición han sido tomadas de la University of Oklahoma, excepto la del Folículo de Graaf, que proviene del Suffolk County Community College.
- Figura 9.- Imagen de la izquierda: Suffolk County Community College.

            Imagen central tomada de F. Chanut (2006) "The Ins and Outs of Sperm Entry", PLoS Biol. 4(5): e160. DOI: 10.1371/journal.pbio.0040160 (enlace)

            Imagen de la derecha: El original tomado de la figura 3 de “Space asymmetry directs preferential sperm entry in the absence of polarity in the mouse oocyte.” N Motosugi, JE Dietrich, Z Polanski, D Solter, T Hiiragi PloS Biol. 2006 4(5): e135. (enlace)