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Desarrollo Humano Michael S. Arocho Cabán BIOL 3792 - M06 Profesor - José A. Cardé Serrano Objetivos Discutir la relación entre diferenciación y desarrollo. Especificar las diversas etapas del desarrollo humano. Discutir el proceso de espermatogénesis, ovogénesis, ovulación y fecundación. Explicar cómo están regulados los procesos del desarrollo humano. Discutir el proceso de gestación y describir los acontecimientos mas importantes. Explicar la formación de las capas germinales y las membranas extraembrionarias. Discutir la importancia de la placenta como órgano endocrino. i Desarrollo Humano Se observa la modificación gradual de las estructuras anatómicas y fisiológicas concepción hasta la madurez Nueve meses se completa el desarrollo prenatal todos los tejidos, órganos y sistemas de órganos se forma y empiezan a funcionar 1 Etapas del Desarrollo Humano Desarrollo prenatal Desarrollo embrionario (primeros dos meses después de la fecundación) Desarrollo fetal (desde la novena semana hasta el nacimiento) Desarrollo postnatal nacimiento hasta el envejecimiento Diferencias están en la composición genética determinadas por la herencia 2 Gametogénesis Formación de gametos por medio de meiosis número de cromosomas de reduce a la mitad (23) Espermatogénesis Ovogénesis 3 Espermatogénesis Formación de espermatozoides testículos capa más externa de los túbulos seminíferos Se almacenan en el epidídimo Tarda ~64 días Comienza en la pubertad y continúa hasta ~70 años 4 Espermatogénesis espermatogonia 2 células hijas (espermatogonia y espermatocito primario) espermatocito secundario espermátida espermatozoide (4) 5 Ovogénesis Formación de óvulos ovarios Comienza antes del nacimiento ovocito primario se detiene en profase de meiosis I hasta la pubertad Producción termina en la menopausia 6 Ovogénesis Ovogonia 2 células hijas (ovogonia y ovocito primario) ovocito primario cuerpo polar y ovocito secundario 7 Proceso de ovulación Ovocito + capa de pequeñas células = folículo Células del folículo proveen alimento al ovocito Folículo madura, se agranda y se llena de fluido Ovulación folículo erupciona liberando al ovocito secundario 8 Proceso de ovulación 9 Proceso de ovulación Ovocito secundario óvulo Células del folículo acompañan al óvulo cuando se agranda el folículo forma una glándula temporera llamada cuerpo lúteo (secreta estrógeno y progesterona) • estas hormonas estimulan el desarrollo del revestimiento uterino y controlan el ciclo menstrual NO fecundación cuerpo lúteo se desintegra 10 Fecundación del óvulo humano Ovocito secundario + espermatozoide cigoto 11 Eventos principales en la fecundación 1) Contacto y reconocimiento entre el espermatozoide y gameto femenino 2) Regulación de entrada del espermatozoide 3) Fusión de núcleos 4) Activación del metabolismo del cigoto 12 ¿Como ocurre la fecundación? Fusión de membranas de ambos gametos Espermatozoide liberan enzimas desde su acrosoma hialuronidasa y acrosina Debilitan las capas que cubren el óvulo corona radiada y zona pelúcida Penetración del espermatozoide (núcleo) un solo espermatozoide debe fecundar al gameto femenino 13 ¿Como ocurre la fecundación? Ocurren dos cambios (activación de óvulo) Primero - vesículas del óvulo liberan unas sustancias químicas Segundo - ocurre la fusión de los núcleos óvulo pasa por meiosis II núcleo diploide 14 Activación del ovulo Despolarización de la membrana liberación de iones de calcio estimula reacción cortical Reacción cortical gránulos corticales (vesículas) liberan por exocitosis enzimas “zonal inhibiting proteins” (ZIP’s) inactivan los receptores de espermatozoides y endurecen la zona pelúcida del óvulo impide la polispermia 15 Activación del ovulo Fusión de núcleos Activa metabolismo del cigoto y meiosis síntesis de ADN división celular Una vez da por terminada y completada la fecundación se le conoce como el “momento de la concepción” 16 Gestación Es el período de tiempo comprendido desde la concepción hasta el nacimiento también conocido como periodo de embarazo Se divide en tres etapas del desarrollo prenatal primer trimestre segundo trimestre tercer trimestre 17 Etapas del desarrollo prenatal Primer trimestre desarrollo embrionario y fetal aparecen los principales órganos de los sistemas Segundo trimestre desarrollo de los órganos y sistemas de órganos finaliza al sexto mes feto se ve distintivamente humano Tercer trimestre crecimiento rápido del feto sistemas de órganos se vuelven funcionales 18 Eventos del desarrollo prenatal Primer trimestre Se divide en cuatro procesos generales: 1. Segmentación (formación del blastocisto) 2. Implantación (integración del blastocisto al endometrio) 3. Placentación (formación de la placenta) 4. Embriogénesis (formación del embrión) 19 Segmentación (día 1 al 6) celular del cigoto blastómero mórula blastocisto (blástula) División blastómero (día 1-2) mórula (día 3) blastocisto (día 6) Capa más externa del blastocisto se conoce como trofoblasto Masa celular interna (extremo del blastocisto) expuestas sólo al blastocelo (cavidad del blastocisto) masa celular interna formará el embrión durante la implantación 20 Implantación (día 7 al 10) Trofoblasto libera enzimas que degradan la zona pelucida liberando al blastocisto en la cavidad uterina Llega a la zona funcional del endometrio (día 7) Ocurre proceso de implantación (día 8) blastocisto se adhiere y se integra al endometrio 21 Micrografía de un blastocisto zona pelúcida blastocelo trofoblasto masa celular interna 22 Proceso de Implantación Trofoblasto se diferencia en dos capas: Citotrofoblasto - capa interna Sincitiotrofoblasto - capa externa • secreción de hialurodinasa degrada epitelio uterino creando “vacío” en el revestimiento uterino que creará un camino al blastocisto perdiendo contacto con la cavidad uterina 23 24 Proceso de Implantación Formación de la cavidad amniótica (contiene liquido amniótico) a partir de la masa celular interna (día 8) capa amnios Formación del saco vitelino (día 10) (día 12) etapa del desarrollo embrionario formación de capas germinales o embrionarias Gastrulación 25 Capas germinales o embrionarias Ectodermo (capa externa) epidermis y estructuras asociadas como el cabello y uñas, sistema nervioso y órganos sensoriales, glándula pituitaria Mesodermo (capa intermedia) dermis e hipodermis, sistema esqueletal, muscular, cardiovascular, riñones, gónadas Endodermo (capa interna) glándula tiroides, sistema respiratorio y reproductivo, hígado, páncreas, vejiga urinaria 26 Capas germinales o embrionarias 27 Formación de membranas extraembrionarias A partir de las capas germinales se formaran las membranas extraembrionarias (4): 1. Saco vitelino (ectodermo y mesodermo) fuente primaria de nutrientes formación de células sanguíneas 2. Amnios (ectodermo y mesodermo) rodea el saco amniótico que contiene el líquido amniótico (sirve como amortiguador) y posteriormente rodeara al feto 28 Formación de membranas extraembrionarias 3. Alantoides (endodermo y mesodermo) cordón umbilical y vejiga urinaria 4. Corión (mesodermo y trofoblasto) contribuye a la formación de la placenta 29 Placentación La placenta se desarrolla a partir del corión y el tejido uterino de la madre corion desarrolla vellosidades que se volverán vascularizadas tejido uterino contiene capilares Conforme el embrión humano crece y se aleja de la placenta, se desarrolla el cordón umbilical se forma por la fusión del tallo del cuerpo placentario y tallo del saco vitelino conecta al feto y la placenta contiene dos arterias umbilicales y una vena umbilical que nutrirán al embrión 30 Placentación 31 Placentación Las dos circulaciones (madre y feto) están separadas siempre por una membrana no se mezclan en la placenta ni en ningún otro sitio en condiciones normales Funciones de la placenta proporciona nutrientes y oxigeno al embrión elimina desechos excretados por la madre (CO2) órgano endocrino 32 Placenta como órgano endocrino Gonadotropina coriónica humana (hCG) mantener el cuerpo lúteo prueba de sangre u orina indicación de embarazo promueve la liberación de progesterona y estrógeno Progesterona mantiene y estimula la secreción de nutrientes en el endometrio mantiene el embarazo Estrógeno estimula el desarrollo de la placenta mantiene el embarazo 33 Placenta como órgano endocrino Lactógeno placentario humano (hPL) estimula el desarrollo funcional de las glándulas mamarias Relaxina expansión de la pelvis durante el parto dilatación del cuello uterino facilita la entrada del feto al canal vaginal suprime la liberación de oxitocina 34 Embriogénesis Formación del embrión (hasta los dos meses) órganos internos comienzan a formarse Después de los dos meses órganos principales comienzan a desarrollarse brazos y piernas tienen forma humana se desarrollan testículos u ovarios se le conoce como feto 35 Embriogénesis Feto a los tres meses cerebro sigue desarrollándose cabeza sigue desproporcionadamente grande genera comportamiento puede moverse y responder a estímulos se agrandan y son funcionales los pulmones, estómago, intestinos y riñones 36 Embriogénesis 37 Referencias Baby Center. Inside Pregnancy. (Accessed May 18, 2015) Retrieved from http://www.babycenter.com/video/inside-pregnancy Martini, F.H., Nath, J.L. and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy and Physiology, 10th ed.; Pearson Education, Inc., 2015; pp 10501134. Solomon, E. P., Berg, L.R., and Martin, D.W. Biology, 9th ed.; Brooks/Cole, Cengage Learning, 2011; pp 1077-1126. 38