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4º Secundaria CyT
Espermatogénesis
Creado por Vishal Punwani.
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Transcripción del video
Vamos a hablar de
un par de estructuras muy importantes del sistema reproductor masculino: Los testículos.
Se encuentran dentro del escroto, y tienen dos funciones primordiales.
En primer lugar, producen el aporte masculino en la concepción de un bebé, que es el esperma.
En segundo lugar, generan la mayor parte de la principal hormona
masculina, la testosterona. Pero, de momento, solo hablaremos de la
primera función, la producción de esperma. Observemos el interior de los
testículos y veamos qué encontramos. Aquí vemos un montón de tubos en azul,
que se denominan túbulos seminíferos. Los espermatozoides se producen dentro
de estos túbulos, y la testosterona es producida por células llamadas células de Leydig
que se encuentran en el exterior de estos túbulos. Como decía, los espermatozoides se
producen en los túbulos seminíferos. Luego pasan de los túbulos
al epidídimo para madurar y prepararse para salir, vía eyaculación,
en busca de un óvulo que fecundar. Así que para apreciar el proceso de
producción de esperma y cómo sucede todo, tenemos que echar un vistazo
dentro de los túbulos seminíferos. Veamos el interior de estas estructuras.
Esta imagen representa una sección transversal del túbulo, ampliado para
que podamos ver mejor sus componentes. Esta capa azul claro que vemos a lo largo de
la parte superior aquí es una capa semejante al músculo que ayuda a impulsar el esperma
por los túbulos y al interior del epidídimo mediante una especie de contracciones
musculares coordinadas que se mueven en forma ondulatoria por los tubos.
Capa semejante al músculo liso El patrón de movimiento
coordinado se llama peristalsis. Imagínate que aprietas un tubo de pasta
de dientes de abajo hacia arriba para obtener un poco de pasta de dientes:
la peristalsis se parece bastante a eso. Como decíamos, los espermatozoides,
después de salir de los túbulos seminíferos, van hacia esta red
de tubos denominada rete testis, y de ahí van al epidídimo, donde
maduran y son almacenados por un tiempo. Bien, es solo una breve explicación
sobre la peristalsis y el movimiento de los espermatozoides a través de los tubos,
pero volvamos a la sección transversal de aquí. Estas células dispuestas radialmente
en un azul un poco más oscuro, se llaman células de Sertoli. Fíjate que las células de
Sertoli están dispuestas dentro de estos túbulos de una manera más compacta.
Esto es solo una forma simple y esquemática de describirlas y ver cómo hacen lo que hacen.
Ya lo verás. La idea general es que el esperma se desarrolla
entre dos células de Sertoli, se desarrolla mientras transita
entre las dos células y se dirige hacia el lumen aquí.
Por cierto, el lumen es un orificio en el centro de un tubo hueco,
así que, por ejemplo, el lumen de una manguera de jardín
es la parte por donde pasa el agua. Veamos en detalle cómo sucede todo esto.
Vamos a ampliar esta parte, (aunque podríamos elegir cualquier lugar a lo largo de estos tubos porque
todo forma parte del mismo proceso), y digamos que esto es una célula de Sertoli,
y que hay una célula de Sertoli en el otro lado, pero solo escribiré S para
identificar a la célula de Sertoli, y esa parte azul claro de arriba
es la capa de músculo liso que se encarga de la peristalsis.
Entonces, esta célula morada de aquí, ¿qué es? Se llama espermatogonia,
Las espermatogonias se encuentran entre cada conjunto de
células de Sertoli adyacentes. Son una especie de precursores de la
forma madura de los espermatozoides. En otras palabras, son la célula germinal de
donde provienen todos los espermatozoides, por lo que pasan por
diferentes etapas de desarrollo en un proceso llamado diferenciación,
hasta formar lo que conocemos como esperma. Así que bien podrías preguntarte:
"Bueno, si estas espermatogonias se están diferenciando, es decir,
están en el proceso para convertirse en espermatozoides maduros,
¿qué pasa cuando todos terminan el proceso? ¿No nos quedaremos sin espermatogonias?"
Y esa es una gran reflexión, pero ese problema tiene una solución
y es que, cuando la espermatogonia por un proceso de mitosis se
divide en dos espermatogonias, una se diferenciará en la siguiente
célula precursora de esperma descendiendo por el camino de
la producción de esperma maduro, y la otra seguirá siendo una espermatogonia, que dará lugar a otras dos células,
y solo una de ellas se diferenciará, y la restante seguirá siendo una
espermatogonia, y así sucesivamente. Así que comenzaremos oficialmente aquí. Nuestra espermatogonia se
dividirá mediante mitosis, y una de las células hijas
se diferenciará y formará un espermatocito primario.
Vamos a dibujarlo. Recuerda, la otra célula hija volverá a ser
una célula germinal, una espermatogonia, de manera que este espermatocito primario de aquí
tiene que cruzar esta unión entre las dos células de Sertoli,
que se llama unión estrecha, y la unión estrecha crea
efectivamente dos compartimentos. Uno aquí arriba, que se llama compartimento basal.
Basal porque está más cerca de la base o la región basal de las células de Sertoli,
y un compartimiento aquí abajo denominado compartimento adluminal
porque incluye el lumen que mencionamos antes. Así que debido a que están bien separados
por la unión estrecha aquí, estos dos distintos compartimentos
tienen ambientes químicos realmente diferentes. Tienen diferentes moléculas de señalización
y proteínas flotando en ellos, y eso permite que cada compartimiento
se ocupe de una etapa diferente del desarrollo
del esperma. Volviendo a la unión estrecha,
se puede decir que detecta al espermatocito primario
que se acerca y se abre, por lo que el espermatocito primario se
mueve a través de la unión y comienza a agrandarse aumentando su citoplasma
porque se está preparando para dividirse y diferenciarse en dos espermatocitos secundarios.
Después esta unión estrecha se reforma muy, muy rápidamente tras esto, incluso antes de que el espermatocito
primario haya terminado de pasar. Y la idea detrás de la reforma rápida
de la unión estrecha es que ocurre para que no haya muchas fugas
de un compartimento al otro, y que cada uno mantenga la diferencia
que hay entre ambos ambientes. Volvamos al espermatocito primario.
Ahora ha pasado a través de la unión estrecha, y no ha cambiado mucho, excepto que se ha
agrandado un poco al ganar más citoplasma, entonces se divide y se diferencia
en dos espermatocitos secundarios; pero hay una gran diferencia
entre la división que hizo la espermatogonia para producir el espermatocito primario
y la nueva espermatogonia, porque esa división fue por mitosis,
y esta división, donde el espermatocito primario se divide para crear dos
espermatocitos secundarios. se realiza mediante un proceso llamado meiosis.
Así que, aunque suenan similares, mitosis, meiosis,
en la mitosis las células se agrandan y se dividen en
dos células hijas iguales que son genéticamente idénticas a
la célula que las origina, y en la meiosis las células les dan a cada una
de las células hijas la mitad de sus cromosomas. De esta forma, cada espermatocito
primario tiene 23 pares de cromosomas, y cada cromosoma es un par de cromátidas hermanas. Y probablemente hayas notado que
todos estos cromosomas han pasado por un proceso de entrecruzamiento.
Son una mezcla de rosado y azul de cromosomas homólogos de mamá y papá,
así que sólo a modo de recordatorio: los espermatocitos primarios
fueron creados a partir de las espermatogonias por mitosis,
pero en un momento dado, los espermatocitos primarios
deciden someterse a la meiosis. De esta forma la profase uno comienza
en estos espermatocitos primarios, y el entrecruzamiento ocurre en
estos espermatocitos primarios; luego la metafase uno, la
anafase uno, la telofase uno, y la citocinesis ocurren para dividir el espermatocito primario en dos
espermatocitos secundarios. Así que cuando los espermatocitos primarios
se diferencian en espermatocitos secundarios, dan a cada una de sus células hijas
la mitad de sus cromosomas, por lo que cada espermatocito
secundario tiene 23 cromosomas, todavía con una cromátida hermana cada uno. ¿Y entonces qué pasa?
Bueno, tenemos a los espermatocitos secundarios.
Cada uno tiene 23 cromosomas en configuración de cromátidas hermanas,
que ahora necesitan diferenciarse. Así que lo hacen, se diferencian
en espermátidas, que comienzan a parecerse a los espermatozoides,
y se generan dos espermátidas por cada espermatocito secundario.
Así que habría cuatro aquí, pero solo he dibujado las espermátidas
de uno de los espermatocitos secundarios. Fíjate que estas dos espermátidas están un poco más incorporadas
en las células de Sertoli. Así obtienen muchos nutrientes.
Es importante mencionar, sin embargo, que cuando se diferencian de
espermatocitos secundarios a espermátidas, ocurre la segunda mitad de la meiosis,
lo que se conoce como meiosis dos. De esta forma la meiosis uno se completó antes
cuando pasamos de espermatocitos primarios a espermatocitos secundarios,
y al someterse al segundo paso de la meiosis aquí, se reduce aún más el número de copias
de cromosomas, se reduce a la mitad. Así que en lugar de 23 cromosomas
cada uno con una cromátida hermana, estas espermátidas recién
originadas tienen cada una 23 copias individuales de cada cromosoma.
Y se necesita que los espermatozoides tengan solo una copia de cada cromosoma
porque después de que un espermatozoide fecunda un óvulo femenino,
(ya que los óvulos terminan también con una sola copia de cada cromosoma),
cuando sus núcleos se fusionan, crean un conjunto de
veintitrés pares de cromosomas. Un conjunto procedente del esperma del padre
y un conjunto del óvulo de la madre. Ahora lo que ocurre en la
última etapa que tiene lugar entre las células de Sertoli, es que las espermátidas se
diferencian en espermatozoides. Un espermatozoide por espermátida
en un proceso llamado espermiogénesis, y cada espermatozoide tiene una
sola copia de cada cromosoma. Observa cómo un espermatocito primario
termina dando lugar a cuatro espermatozoides. Recuerda que lo que ves aquí debería ser el doble,
por lo que deberíamos ver dos espermatozoides más. Sin embargo solo he mostrado los productos
de uno de los espermatocitos secundarios. Ahora bien, aquí abajo en la etapa
de espermatozoides recién generados, el proceso completo no ha terminado todavía.
El esperma inmaduro todavía tiene que viajar al epidídimo
para madurar y convertirse en espermatozoides que sean totalmente
capaces de llevar a cabo la fertilización, de manera que en el epidídimo obtienen
más mitocondrias y flagelos más largos, y en ese punto están listos para comenzar su viaje
con la esperanza de fecundar un óvulo.