Cuestiones jurídicas y bioéticas entorno a la Muerte
Curso dictado por Dra. Teodora ZAMUDIO

Material editado para l@s alumn@s de la U.M.S.A.

 

Particularidades de la reproducción del Homo sapiens sapiens

Inicio | Equipo de edición | Mapa de carpetas

 

 

Programa
Laboratorio
Normativa
Jurisprudencia
Notas doctrinarias
Tesinas y Ensayos
Dictámenes

“Conócete a ti mismo,
no esperes que
los dioses lo hagan; el estudio apropiado de la humanidad es el hombre
… broma y enigma glorioso.”

Templo de Delfos. (Fócida, Grecia; siglo VII a.C.)

 

- Introducción

- «Ex ovo omnia»

- Gemelación (clonación) en seres humanos.

 

Introducción

Lo descrito para los animales superiores mamíferos vale igualmente para el hombre.

Los “protagonistas” del proceso de la fecundación son dos: el gameto maduro de tipo femenino (célula huevo u ovocito) y el de tipo masculino (espermatozoide). Cada uno de ellos es producido por las líneas celulares germinales de las gónadas (ovario y testículo) a través de un complejo proceso, la gametogénesis. Bajo el aspecto del genoma, 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”, sobre el núcleo haploide, una vejiga, llamada acrosoma, que abriéndose en varios puntos (reacción acrosomial) es capaz de liberar su contenido de enzimas en condiciones de crear un paso entre las barreras protectivas (corona radiata, cúmulo ooforo, y sobre todo la zona pelúcida) de la célula huevo. Se trata de una auténtica «explosión bioquímica»: el detonador de la “bomba” se hará funcional en condiciones de provocar la reacción acrosomial al contacto con la corona radiata sólo por medio del proceso de capacitación, que ocurre después del coito, a lo largo del trayecto de los espermatozoides en las vías genitales femeninas.

Gráfico 1 Espermatozoide humano.

Fuente: Centro de Bioética de la Facultad de Medicina de la Universidad Católica (Chile) Ü La estructura del espermatozoide humano: 1 cabeza; 2 cuello; 3, trecho intermedio (con vaina mitocondrial); 4, parte principal; 5, parte terminal; A, acrosoma; B, región postacrosomial de la cabeza. (De Fawce, rediseñado).

 

Espermatozoides humanos observados con el microscopio electrónico.(de G. Orlandini) Þ

 

Gráfico 2 Oovocito humano.
Ü Ovocito maduro, rodeado por las células del cúmulo ooforo y de la corona radiata. La segunda división meiótica de los cromosomas está detenida en metafase II (dibujo), 
Fuente: Centro de Bioética de la Facultad de Medicina de la Universidad Católica (Chile) Ü y se nota la presencia del glóbulo polar (foto), originado por la primera división meiótica.

El ovocito es la célula más grande del organismo humano (diámetro: app. 0,16 mm), que ha acumulado en su propio citoplasma durante el largo proceso de oogénesis grandes cantidades de ribosomas, ARNm, ARNt, proteínas, glicógeno y lípidos, que utilizará en la eventual reanudación de una intensa actividad metabólica, con la activación debida a la fertilización. Al exterior de la membrana plasmática (oolema) el ovocito está revestido de un espeso estrato de glicoproteínas, la zona pelúcida, y rodeado por las células foliculares. A diferencia del espermatozoide, en la ovulación 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.

El apareamiento dos a dos de los cromosomas homólogos[1] de un varón de la especie humana sólo será posible para veintidós pares (de la célula germinal). En este punto quedarán dos cromosomas de longitud diferente, que se definen como heterocromosomas o cromosomas sexuales (en oposición a los autosomas de las restantes veintidós parejas, iguales). En la mujer uno de los dos falta y el otro está representado dos veces  (el cromosoma que falta en la mujer se denomina Y, y el doble, X). Cuando durante la meiosis, los cromosomas X e Y del varón se separan, se forman espermatozoides de dos categorías: los portadores del cromosoma X y los de Y. Cuando el óvulo  sea fecundado, dependerá de por cual tipo de espermatozoide lo sea, dará origen a un individuo de uno u otro sexo.

«Ex ovo omnia»[2]

"Una gallina es el medio que usa un huevo para hacer otro huevo"

Samuel Butler

Gráfico 3 Embrión temprano.
a) La rotación de los planos de las sucesivas segmentaciones del cigoto, que generan las primeras células del embrión.
b) Embrión de dos células.
c) Embrión de cuatro células, que se siguen dividiendo.

Del huevo o cigoto, la nueva célula que se constituye con la fecundación, se originarán, por sucesivas divisiones celulares (mitosis), las 100 millones de millones de células que forman el cuerpo adulto de un ser humano. En los mamíferos, a diferencia de otros animales, la fusión del material de los dos pronúcleos, masculino y femenino, no da lugar a la formación de un solo núcleo diploide (la llamada singamia). El último estadio de la fertilización, la disolución de los dos pronúcleos, en los mamíferos coincide en efecto con la primera fase del comienzo del desarrollo del nuevo organismo: condensación del material nuclear (aparecimiento de los cromosomas) y formación del huso mitótico de la primera división celular.

Los cromosomas maternos y paternos ya mezclados, que habían duplicado su ADN en el estadio pronuclear, se disponen ahora en la región ecuatorial del huso, listos para ser distribuidos con equidad entre las dos nuevas células, que repartirán entre ellas también el citoplasma del cigoto (unas 30 horas después del comienzo de la fecundación). Después de unas 12 horas ocurre una segunda división celular: los husos mitóticos que dan origen a ella se disponen, en cada una de las dos células, en ángulo recto respecto a los husos de la primera división. Puede también suceder que una de las dos células se divida un poco antes que la otra: se puede observar así en algún caso un embrión con tres células.

El embrión cuyo diámetro es de unos 0,15 mm comienza ya desde el estadio unicelular (cigoto) su viaje hacia el útero a través de la trompa (o salpinge), que se estrecha progresivamente hasta tener una luz no mayor que 0,5 - 1 mm. El transporte del embrión está asegurado por el movimiento del fluido presente en las trompas, que escurre por la acción combinada del parpadeo de las células epiteliales («efecto remata») y de la contracción de la musculatura de las paredes de las trompas («efecto peristáltico»). Durante la «navegación» a lo largo de la corriente (velocidad de desplazamiento: unos 1,5 mm/h), el embrión sobrevive gracias a sus propias reservas energéticas y a las sustancias presentes en el fluido que recorre las trompas.

Durante el viaje desde la ampolla de la trompa al útero el embrión realiza sólo en 4 - 5 días transformaciones espectaculares, pasando del estado unicelular al multicelular (duplicando, como término medio, el propio número de células cada 12 - 15 horas) y luego al de blastocisto. En estadio de desarrollo el embrión humano constituido por unas 180 células se encuentra ya en la entrada de la cavidad uterina y, después de haber abandonado su revestimiento protectivo (zona pelúcida), iniciará el contacto con la pared interna del útero (endometrio), donde comienzan a implantarse a partir del 6º -7º día.

Gráfico 4 Trayecto del embrión a través de la trompa de Falopio.

El implante es un proceso fisiológico que tiene como protagonista al embrión mismo. Con la adhesión al endometrio de algunas de sus células, las del sinciciotrofoblasto, penetra gradualmente al interior de la pared uterina, poniéndose así en contacto directo con las células maternas subyacentes.

De este modo el embrión se enquista progresivamente en la mucosa uterina, rodeándose de los capilares de los vasos sanguíneos maternos. En el mismo sitio donde se realizó el implante se formará progresivamente la placenta, un disformado por una parte fetal (placa corial) y por una parte materna (decidua basal). La placenta es un órgano que a través de los vasos del cordón umbilical permitirá la nutrición y la respiración del feto.        

En el desarrollo embrionario humano el proceso de formación de los órganos (organogénesis) comienza con la cuarta semana. En ese período el organismo del embrión tiene a su disposición una preciada terna de tipos celulares: las láminas embrionarias (germinativas). Será justamente a partir de estos simples estratos de células que, en el plazo de algunas semanas, a través de un proceso de diferenciación, tomarán forma los tejidos, los órganos y los aparatos de nuestro cuerpo.

Al final de la 4ª semana el embrión tendrá unos 5 mm de largo, y habrá aumentado su masa 7.000 veces respecto de la que tenía en el estadio de cigoto. Cada órgano está destinado a una determinada función, para desarrollar la cual necesita grupos de células organizadas en tejidos y coordinadas para cumplir con el mismo trabajo.

Las células del cuerpo, aún conteniendo todas el mismo patrimonio genético, no son iguales entre sí, sino que presentan precisas especializaciones; es decir, pertenecen a líneas diferentes (poseemos más de 200 de ellas), cada una de las cuales expresa sólo una parte de las informaciones contenidas en nuestro genoma.

En cierto estadio de la vida del embrión algunas células comienzan a tomar rumbos de desarrollo diferentes las unas de las otras, resultando así orientadas hacia un recorrido de diferenciación bien preciso.  El cigoto y los primeros blastómeros (hasta el estadio de mórula precoz) son células totipotentes: tienen en sí todas las potencialidades de desarrollo, y cada una al ser separada de las otras y puesta en adecuadas condiciones sería capaz de dar origen hasta a un organismo completo (ello se ha comprobado en los experimentos de clonación por escisión embrionaria precoz)[3].

En el curso de la segunda semana el proceso de anidación iniciado entre el 6º y el 7º día prosigue, y se considera concluido en torno al 13º - 14º día. Al comienzo de la semana, en el cuerpo del embrión aparecen unas células claramente distinguibles de las otras. Se pueden reconocer dos tipos diferentes entre sí, que se disponen cada uno sobre un único estrato formando a las primeras dos láminas embrionarias, llamadas ectodermo y endodermo. Durante la misma semana se crean también tres cavidades. Son los «espacios» que servirán para el sucesivo desarrollo del embrión:

bullet 
bullet 
bullet 

el saco vitelino, que participará en la constitución del intestino primitivo y sobre cuya pared interna, durante la cuarta semana, se formarán las células germinales primordiales, los precursores de los oogones (en la hembra) y de los espermatogones (en el macho);

el celoma, cuyas paredes formarán un envoltorio membranoso (peritoneo) que envolverá los órganos abdominales de nuestro cuerpo; y

la cavidad amniótica, que seguirá creciendo en el curso de la gravidez acogiendo al embrión y sucesivamente al feto, sumergidos en el líquido amniótico.

Línea Primitiva

En la tercera semana de desarrollo aparece una tercera lámina embrionaria que, interponiéndose entre las dos primeras, da lugar a la transformación del disco germinativo bilaminar en el trilaminar. 

Gráfico 5 Formación de la Línea primitiva.

Al comienzo de la 3a semana (15º día) se puede observar un engrosamiento y una introflexión linear del ectodermo: es la llamada línea primitiva. Desde esta estructura en continua transformación, migran unas células que se diferencian de las del ectodermo y se posicionan entre este último y el endodermo, dando origen a una nueva lámina, el mesodermo.

Fuente: Cátedra de Microbiología. Universidad Católica de Chile
La parte central del mesodermo se desprende de las posiciones laterales y forma un cordón, llamado cuerda dorsal. En torno a ésta, por migración de células del mesodermo lateral, se formarán los cuerpos vertebrales que irán a recibir el canal neural que se originó del ectodermo. Fuente: Cátedra de Microbiología. Universidad Católica de Chile
La cuerda dorsal, después de haber desempeñado esta valiosa función de llamado de las células del mesodermo, regresiona y no dará origen a ninguna estructura del cuerpo adulto.  Del mesodermo lateral, en cambio, se formarán el esqueleto, la musculatura, el tejido conectivo, el aparato cardiocirculatorio y los riñones. Fuente: Cátedra de Microbiología. Universidad Católica de Chile

Aparato cardio circulatorio

Gráfico 6. Formación del corazón y el sistema circulatorio.

Al final de la 8ª semana el corazón del embrión está formado. En su origen hay dos estructuras, los tubos endocárdicos, que al 22º día se funden formando el tubo cardíaco primitivo. Creciendo en un espacio restringido -la cavidad pericárdica- el tubo cardíaco está obligado a replegarse en forma de S. Tal replegamiento es seguido por sucesivas divisiones que llevan a la constitución de las cuatro cavidades.

Al 49º día, cuando el embrión mide sólo 20 mm, su corazón ya

Fuente: Cátedra de Microbiología. Universidad Católica de Chile

Embrión de 5 semanas (el área roja es la circulatoria)

 es anatómicamente similar al de un adulto, aunque de dimensiones mucho más reducidas.

El tubo cardíaco comienza a «latir» hacia el 23º día, gracias a la presencia de células especializadas, los miocardiocitos, que tienen la capacidad de contraerse.

Desde ese momento el corazón no dejará más de latir (inicialmente lo hace unas 100.000 veces al día).

Estas primerísimas contracciones, sin embargo, no son aún capaces de imponer una dirección de flujo a la sangre.

La circulación embrionaria comienza a establecerse entre el 27º y el 29º día, y puede ser visualizado con técnicas ultrasonográficas.  Inicialmente la presión arterial del embrión es sólo de 2-3 mm Hg.

Sistema nervioso

Por su parte, el bosquejo nervioso deriva de la lámina ectodérmica y aparece en torno al 17º día, con la forma de un engrosamiento: la placa neural. Progresivamente, la placa se hunde hasta formar un valle: la ducha neural. Por último la ducha se cierra, dando origen al canal neural (21º - 28º día).

Después del cierre del canal neural (26º-27º día), las células del estrato interior se multiplican al ritmo de unas 4.000 neuronas por segundo. A la 16ª semana algunas de ellas, cesando de multiplicarse, migran hacia los estratos más externos; otras, que siguen dividiéndose, dan origen a las células auxiliares de apoyo del sistema nervioso, llamadas gliales

Durante la migración las células nerviosas se diferencian, adquiriendo la propiedad de producir sustancias químicas específicas para sus funciones (neurotransmisores: acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina y otras moléculas).

En el curso de la diferenciación las neuronas emiten unas prolongaciones de su cuerpo celular -axones y dendritas- esenciales para el establecimiento de los contactos (sinapsis) entre las células que permiten la propagación de los impulsos nerviosos.

Por último, los axones se revisten de miclina, una sustancia que asegura la conducción muy veloz de los impulsos eléctricos: este proceso (miolinización) comienza con la 24ª semana, pero se completa sólo después del nacimiento, en la pubertad.

Gráfico 7 Neurogénesis.

Cerca de las 12 semanas ya es posible registrar la presencia de una incipiente actividad eléctrica cerebral en el feto. El incremento de la actividad del sistema nervioso, el aumento de volumen de los hemisferios y la activación de numerosos procesos neuroquímicos son un índice de la maduración del cerebro del feto. A estas transformaciones se agregan signos aún más evidentes de actividad neurofuncional, tal como los dados por la reactividad del feto a los estímulos.

Uno de los métodos más usados para estudiar la actividad del sistema nervioso central es el Electroencefalograma (EEG) que mide la actividad eléctrica de la «red» de neuronas: entre ellas, en efecto, se constituyen unos auténticos circuitos eléctricos en miniatura.

Las corrientes que los atraviesan (cuya tensión varía desde fracciones de mV hasta algunas decenas de mV) son originadas por las variaciones (inversiones de polaridad) de las diferencias de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la membrana de los axones que se propagan a lo largo de las fibras nerviosas de una neurona a otra por medio de junturas especiales, llamadas sinapsis. A través de esta «red» las neuronas están en comunicación entre ellas, advierten los estímulos y los transmiten a los centros interesados, y permiten al organismo responder de manera adecuada.

Gráfico 8 Actividad neurológica en distintos estadios biológicos.

Las primeras reacciones que se evidencian son:

Ä musculares a excitaciones externas (a partir de la 8ª semana).

Ä movimientos espontáneos, índices de maduración medular (desde la 9ª semana).

Ä reflejos osteotendíneos (6º mes).

Ä reflejos de succión (5º mes) y de prensión (6º mes).

El desarrollo puede definirse como "un proceso regulado de crecimiento y diferenciación resultante de la interacción núcleo-citoplásmica, del ambiente celular interno y del medio externo, de tal manera que en su conjunto el desarrollo constituye una secuencia programada de cambios fenotípícos (de apariencia externa), controlados espacial y temporalmente, que constituyen el ciclo vital del organismo"[4].

La unicidad del nuevo ser no está dada durante las etapas de desarrollo embrionario anteriores a la terminación de la anidación, momento a partir ya no será posible la división en más embriones que los formados. La gemelación homocigótica será tratada seguidamente, en el próximo acápite.

En cuanto a la unidad del nuevo ser tampoco puede darse por fijada antes de la anidación[5]. La anidación será un hito embriológico importante en relación con la individualización del nuevo ser.

Gemelación (clonación) en seres humanos.

Los gemelos pueden tener origen de dos diferentes embriones unicelulares (2 cigotos) los gemelos biovulares o dicigóticos - o bien de un solo embrión unicelular (1 cigoto), y es el caso de los gemelos monoovulares o monocigóticos.

Gráfico 9 Gemelación dicigótica y monocigótica.
Ilustración: Centro de Bioética de la Facultad de Medicina de la Universidad Católica  (Chile)

Proceso de formación de los gemelos dicigotos (a la izquierda) y monocigotos (a la derecha). Los gemelos dicigotos presentan siempre dos amnios y dos coriones, y se implantan en el útero separadamente (A). Los gemelos monocigotos representados en la figura (B) son de tipo monocorial diamnótico.

Los gemelos dicigóticos (frecuencia: más o menos 1 en 88 partos) derivan de dos diferentes procesos de fecundación de dos diferentes células huevo de parte de dos espermatozoides, procesos que pueden ocurrir contemporáneamente o a pocas horas de distancia uno del otro en el caso que la mujer haya tenido una ovulación múltiple. Los embriones se implantan en el útero separadamente uno de otro, y presentan siempre dos amnios y dos coriones, aún si los coriones y la placenta pueden resultar fundidos entre sí.. Los gemelos monocigóticos (frecuencia: más o menos 1 en 270 partos) derivan de un único proceso de fertilización, que involucra a un solo óvulo y a un solo espermatozoide. Reciben el mismo patrimonio genético, aunque éste no se conserva idéntico en sus dos organismos.  Los gemelos monoovulares son por lo tanto del mismo sexo cromosómico y muy semejantes en el aspecto físico, pues portan idénticas copias (clones) del mensaje genético. Las diferencias son debidas a factores ambientales intra o extrauterinos.

En el curso de la formación de la célula huevo, los gametos de la madre y el espermatozoide del padre y/o durante la fertilización (por ejemplo, antes o durante el estadio pronuclear) pueden sufrir o no una modificación química (metilación) por obra de una enzima llamada ADN metilasis.

Î La adquisición del imprinting ocurre cuando el genoma es haploide (en los gametos o en el ovocito en el estadio pronuclear) pero pueden ocurrir modificaciones sucesivas en la fase de propagación, durante el desarrollo embrionario.

Î La ADN metilasis les imprime una «marca»imprinting») reconocible por los factores celulares que controlarán la expresión de los genes. Para un mismo gen, uno solo de los dos (el heredado de cualquiera de los progenitores, pero sólo ése) es marcado.

Î Esta «marca» generalmente hace -al que la lleve- silencioso («dormido») durante todo el desarrollo embrionario y aún más allá (propagación del «imprinting») o bien su expresión puede ser suprimida en un determinado período del desarrollo.

Ambos genomas, el materno y el paterno, son necesarios para un normal crecimiento del embrión, y cada uno desempeña un rol diferente e insustituible en el programa de desarrollo del cuerpo embrionario y de los órganos anexos[6].

El imprinting genómico es un proceso de varios estadios, cuyas fases principales muestra el Gráfico 10.

Gráfico 10 Imprinting genómico.

La expresión del genoma de origen paterno está indicada con una línea azul, mientras que la de origen materna con una línea roja.

El rol específico y no invertible de los dos grupos explicaría la incapacidad de desarrollarse completamente de los embriones a través de partenogénesis (obtenidos por activación del ovocito sin intervención del espermatozoide).

Cuando los dos cromosomas de un par de homólogos son heredados de uno solo de los padres (disomía uniparental) se pueden presentar defectos en el desarrollo, como en el caso del cromosoma 15: el síndrome de Prader-Willi si ambos cromosomas 15 son de origen materno o bien el síndrome de Angelman si son de origen paterno.

 

 

 


NOTAS:

horizontal rule

[1] Cada cromosoma del par es heredado de un progenitor distinto y se dice que son homólogos porque a lo largo de cada uno de ellos hay genes (alelos) que rigen la misma característica y ocupan igual locus en cada cromosoma (al producirse el crossing over cada homólogo intercambiará sus alelos y al separarse los cromosomas ya no serán ni netamente paternos, ni maternos, ni su orden será el mismo). La expresión de uno u otro alelo estará dada por las reglas de la dominancia vistas en el parágrafo anterior.

[2] Todo [deriva] del huevo, William Harvey, 1650

[3] Las células de cada una de las láminas embrionarias son totipotentes: de ellas se formará sólo un número restringido y bien determinado de tipos celulares. Prosiguiendo en el proceso de diferenciación, las células se hacen unipotentes, pudiendo generar un solo tipo celular (es el caso de la mayor parte de las células del organismo adulto).

[4] Lacadena Calero, Ramón, Reproducción humana. I. Comienzo de la vida. cerezo.pntic.mec.es/~jlacaden/ reprohumanaI2.htm

[5] Por mosaico se entiende la existencia de más de una estirpe celular en un mismo individuo originadas después de la fecundación por algún fenómeno genético anormal (mutaciones génicas o cromosómicas, recombinación somática, etc.), mientras que por quimera se entiende la aparición de líneas celulares distintas originadas a partir de diferentes fuentes de fecundación. En este caso se puede distinguir entre quimeras cigóticas -producidas por la fecundación simultánea del óvulo por un espermatozoide y de un cuerpo polar derivado del mismo ovocito primario por otro espermatozoide, originando un solo individuo- y quimeras postcigóticas producidas por fusión de dos embriones distintos.

[6] Por ejemplo, la formación del corion y de la placenta dependería de la expresión de un grupo de genes paternos activados (las correspondientes copias maternas están silenciosas), mientras el desarrollo de las láminas embrionarias y la organogénesis estaría bajo el control de numerosos genes maternos activados (las correspondientes copias paternas están silenciosas).