Human Physiology - Fertilization and Implantation
Summary
TLDREl guion del video se enfoca en la fertilización, implantación y embarazo. Se discuten los eventos de la fertilización, desarrollo embrionario temprano e implantación, así como el desarrollo embrionario y fetal y los cambios hormonales del embarazo. Se explica que la fertilización suele ocurrir en la trompa de Falopio, donde el esperma se capacita para fusionarse con el oócito secundario. Se describe el proceso de penetración del esperma, la reacción acrosomal y la formación del zigoto. El zigoto se desarrolla en etapas como el morula y el blastocisto antes de la implantación en el endometrio, donde el tropoblasto juega un papel crucial. Además, se exploran los orígenes de los gemelos idénticos y fraternales, y el desarrollo del feto hasta las ocho semanas, momento en el cual se desarrolla la placenta para el intercambio de gases y nutrientes entre la madre y el feto.
Takeaways
- 📅 La fertilización típicamente ocurre en la trompa de Falopio.
- 🕒 La sincronización es crucial: los espermatozoides son viables por 5 días y el óvulo secundario por 12 a 24 horas.
- 🏃 La capacidad de fertilización de los espermatozoides mejora a través de un proceso llamado capacitación, lo que aumenta su motilidad.
- 🧬 La reacción acrosómica es esencial para que los espermatozoides penetren en el óvulo, liberando enzimas que degradan la zona pellucida.
- 🛡️ La zona pellucida endurece después de la penetración del primer espermatozoide para prevenir la polispermia.
- 🌱 Después de la fertilización, se estimula la meiosis II y se forma un zigoto que comienza a desarrollarse en la trompa de Falopio.
- 🔄 El zigoto se divide mediante mitosis y progresivamente se convierte en un morula y luego en un blastocisto.
- 🌿 El tropoblastólito del blastocisto eventualmente se convertirá en parte del placenta y juega un papel importante en la implantación.
- 👶 La diferenciación celular comienza en el blastocisto, donde las células se comprometen a convertirse en diferentes tipos de tejidos.
- 🌱 La implantación ocurre aproximadamente al día 6 post-fertilización y es un proceso en el que el tropoblastólito se infiltra en el endometrio.
- 👬 Los gemelos idénticos se derivan de la división del morula, mientras que los gemelos fraternales son el resultado de la fertilización de dos huevos por dos espermatozoides diferentes.
Q & A
¿Dónde normalmente ocurre la fertilización en el cuerpo humano?
-La fertilización normalmente ocurre en el trompo uterino.
¿Cuánto tiempo tienen los espermatozoides para alcanzar el óvulo antes de la ovulación?
-Los espermatozoides tienen que entrar en el tracto reproductor femenino dentro de los cinco días antes de la ovulación.
¿Qué proceso permite que los espermatozoides sean capaces de fertilizar?
-El proceso de capacitación es el que permite a los espermatozoides ser capaces de fertilizar, mejorando su motilidad y alterando su membrana plasmática para fusionarse con el óvulo.
¿Cuánto tiempo tarda el óvulo secundario en llegar al útero desde el ovario?
-El óvulo secundario tarda cuatro días en llegar al útero desde el ovario.
¿Qué sucede cuando el esperma alcanza el óvulo secundario?
-Cuando el esperma alcanza el óvulo secundario, comienza la reacción acromiana, donde se liberan enzimas que rompen la zona pellucida y permiten la penetración del esperma en el óvulo.
¿Cómo evita el cuerpo la polispermia o la fertilización de múltiples espermatozoides?
-Tras la penetración del primer esperma, la zona pellucida se endurece, evitando así que más de un esperma fertilice el óvulo.
¿Qué sucede después de la fertilización para que el óvulo se convierta en un zigoto?
-Después de la fertilización, el plasma del esperma se disuelve, los cromosomas del esperma y del óvulo se mueven al centro y se forma un zigoto.
¿Cómo se describe el proceso de desarrollo del zigoto hasta convertirse en un blastocisto?
-El zigoto primero se somete a mitosis, formando una etapa de cuatro células, luego se convierte en una morula, un sólido bola de células, y finalmente se desarrolla en un blastocisto, una bola hueca de células.
¿Qué es un tropoblasmo y qué papel juega en la formación del placenta?
-El tropoblasmo es una capa de células que eventualmente se convertirá en parte del placenta, ayudándolo a formarse y proporcionando soporte para el desarrollo del embarazo.
¿Cómo se forman los gemelos idénticos y fraternales?
-Los gemelos idénticos se forman cuando la morula se divide, creando dos embriones distintos. Los gemelos fraternales ocurren cuando dos huevos diferentes son fertilizados por dos espermatozoides diferentes.
¿Qué sucede durante la implantación del blastocisto en el útero?
-Durante la implantación, el tropoblasmo secreta enzimas que disuelven la pared del endometrio, proporcionando nutrientes al embrión y aumentando los capillaros para mejorar el suministro de oxígeno y nutrientes, así como la eliminación de dióxido de carbono y desperdicios.
¿Cuál es la diferencia entre un embrión y un feto en términos de desarrollo?
-Un embrión es la etapa inicial de desarrollo después de la implantación, donde las células comienzan a diferenciarse. A los ocho semanas de embarazo, el organismo asemeja a un humano y se le llama feto, es cuando el placenta se ha desarrollado y permite el intercambio de gases y nutrientes entre el feto y la madre.
Outlines
📚 Fertilización e Implantación
El primer párrafo se centra en la fertilización, implantación y embarazo. Se discuten los eventos de la fertilización, el desarrollo embrionario temprano y la implantación, así como el desarrollo embrionario y fetal y los cambios hormonales del embarazo. Se menciona que la fertilización normalmente ocurre en la trompa de Falopio y que los espermatozoides deben introducirse en el tracto reproductor femenino dentro de los cinco días previos a la ovulación para que sean viables. El proceso de capacitación es clave para la fertilización, mejorando la motilidad y la capacidad de fusión del espermatozoide con el oócito secundario. La fertilización conduce a la meiosis II y la formación de un cigoto, que luego se desarrolla en etapas como el estádio de cuatro células, la morula y finalmente el blastocisto antes de la implantación en el útero.
👶 Desarrollo del Embrio y Proceso de Implantación
El segundo párrafo examina el desarrollo del morula hasta el blastocisto, que es una esfera hueca de células donde el tropoblastos se convertirá en parte de la placenta. La diferenciación celular ocurre en el blastocisto, lo que significa que las células se comprometen a convertirse en tejidos específicos. La implantación ocurre aproximadamente al sexto día post-fertilización, con el trophoblast secretando enzimas que disuelven la pared del endometrio para proporcionar nutrición al embrión y estimular la formación de capilares para el intercambio de oxígeno y nutrientes. Se describe el desarrollo del embrión a las tres semanas y cómo, a las cinco semanas, el trophoblast se convierte en el corion que encapsula al embrión. A las ocho semanas, el ser se asemeja a un humano y se le llama feto, con la placenta desarrollada para permitir el intercambio de gases y nutrientes entre el feto y la madre.
Mindmap
Keywords
💡Fertilización
💡Capacitación
💡Óvulo secundario
💡Reacción acrosomal
💡Zona pellucida
💡Zigoto
💡Mitosis
💡Morula
💡Blastocisto
💡Implantación
💡Trophoblasto
💡Placenta
Highlights
Fertilization typically occurs in the uterine tube.
Sperm must be introduced within five days before ovulation for fertilization.
Sperm viability lasts for five days, while the secondary oocyte is viable for 12 to 24 hours.
Capacitation is the process where sperm gain the ability to fertilize.
The acrosomal reaction involves enzymes that help sperm penetrate the zona pellucida.
The first sperm to bind to the oocyte's receptor is the one that fertilizes the egg.
Fertilization leads to the transformation from a secondary oocyte to an ovum.
The zygote undergoes mitosis to become a four-cell stage and eventually a morula.
A morula is a solid ball of cells that develops into a blastocyst, a hollow ball of cells.
The trophoblast in a blastocyst will become part of the placenta.
Differentiation of cells within the blastocyst marks the beginning of embryonic development.
Implantation occurs at day six post-fertilization with the help of the trophoblast.
Identical twins result from the splitting of a morula, while fraternal twins come from two fertilized eggs.
The endometrium swells and increases glycogen stores in preparation for implantation.
Trophoblast enzymes dissolve the endometrial wall to provide nourishment for the embryo.
Paracrines increase capillaries to improve oxygen and nutrient delivery and waste removal.
At three to five weeks, the trophoblast thickens to become the chorion, encapsulating the embryo.
By eight weeks, the developing being is referred to as a fetus, with a fully developed placenta.
Transcripts
>>Dr. Ketchum: Okay, so this segment now is going to focus on fertilization, implantation, and
pregnancy. What we’re going to cover in this series of notes is looking at the
events of fertilization and then we’ll talk about early embryonic development and implantation,
as well as embryonic and fetal development and then hormonal changes of pregnancy. So
we’re going to be covering all four topics.
So in fertilization, fertilization usually—I put usually because that’s what the normal
is—it’s normal for it to take place in the uterine tube, okay? As I’ve mentioned
in, in previous video lectures. Sperm would have to be introduced into the female reproductive
tract within five days before ovulation. Timing is everything, all right? The sperm are viable
for five days, and the secondary oocyte is viable for 12 to 24 hours. So the sperm actually—they’re
initially incapable of fertilization, and they become capable of fertilization through
a process called capacitation.
So what capacitation is, it’s where actually the tail or the flagellum of the sperm moves
faster. So that actually increases motility, and the plasma membrane of the sperm is altered,
and it’s altered in such a manner that it can fuse with the secondary oocyte. Let’s
just look at sort of a, a pictorial view of what we were just talking about. So we’ve already
talked about how the secondary oocyte gets produced in the ovary, and we’ve mentioned
that it takes it four days to get to the uterus. So while it’s traveling through that uterine
tube, it may encounter sperm. So the sperm have to enter through the female reproductive
tract (so I’m using a blue color for sperm) and the sperm have to encounter the secondary
oocyte, and that’s where fertilization takes place. Okay so like I said earlier, timing
is everything, right? Okay, so fertilization takes place in the uterine tube. Remember
that implantation takes place in the uterus.
All right, so here’s how this process happens. So we’re going to look at sperm penetration
of the secondary oocyte. So how does the sperm penetrate?
So there’s a whole bunch of sperm that actually
reach the ovum. Remember that for every ejaculation there’s anywhere from 50 to 500 million
sperm that get released. So that means a whole bunch of sperm can actually reach the ovum.
So once they do reach the ovum, and this actually— write secondary oocyte here, because that’s
actually a more correct term. So when the secondary—or when the sperm reach the secondary
oocyte, this is when the acrosomal reaction begins. So the acrosomal reaction begins where
a whole bunch of enzymes get released, and the enzymes start breaking through the zona pellucida.
And so here you can see in step two, all right, the enzymes that are being
released. So you can see how that red area is indicating that. And then we have step
three breaking through the zona pellucida. Okay, because remember these have to penetrate
into the egg. So now sperm have gained entry into your secondary oocyte. And once they’ve
gained entry into the secondary oocyte, the first sperm to bind to the receptor on the
oocyte wins. That’s the one that fertilizes the egg, okay? It’s got to bind to the receptor,
however. Once that happens, the sperm can get transported to the cytoplasm of the oocyte,
and then the zonal pellucida will harden. And that prevents what’s called polyspermy.
So you don’t want multiple sperm fertilizing eggs.
This picture will look familiar to you once again. So now where we are in this diagram—remember,
this was the diagram of oogenesis—we are at this level here, after fertilization now.
So that has stimulated meiosis II. Fertilization stimulates meiosis II, that’s where then
we go from a secondary oocyte to an ovum. So the sperm plasma membrane then disintegrates.
The chromosomes from the sperm and from the ovum migrate to the center, and now we have
a zygote. So from that fertilized egg then the zygote is going to start developing. So
remember where we are; we’re in the uterine tube. Here’s the zygote, which is the fertilized
ovum. Now that zygote is going to undergo mitosis. And when it undergoes mitosis, the
result is a four-cell stage. Then it’s going to undergo mitosis again, all right? And then
it will become a morula.
So a morula is literally solid ball of cells. If you look at this image, it’s nothing
more than a solid ball of cells. That morual then will undergo more development, and it
will develop into a blastocyst. A blastocyst is essentially a hollow ball of cells.
Here's the little area that’s got some cells, and the rest of this—the blastocyst is actually
hollow. The trophoblast will actually—it will eventually become the placenta, or help
form part of the placenta at least. It’s at this time that that blastocyst
becomes an actual embryo. So with the blastocyst, the reason we’re saying that this becomes
an embryo is that the cells begin to differentiate. And what I mean by the cells beginning to
differentiate is that they’re now committed to becoming certain types of tissues. Maybe
they’re committed to becoming neural tissue or maybe they’re committed to becoming muscle
tissue, and so on.
Then, finally here we have implantation at day six post fertilization. And the trophoblast
is also very important or plays a role in implantation. Okay, so a lot of times we get
the question, “Well how are twins derived?” Okay, so if you get identical twins, what’s
happened with identical twins is that the morula that we talked about on the previous slide,
the morula splits. And when the morula splits, you wind up with two different embryos.
So you have identical twins. Fraternal twins, on the other hand, is where you actually have
two different eggs that are fertilized by two different sperm. So those are fraternal
twins. So now we have the blastocyst. So the blastocyst will begin the process of implantation,
okay? So we’re in the uterus, and the blastocyst is going to start to implant. So first off,
the endometrium—it swells and that increases, and it increases glycogen stores. Why do you
think we’re going to need glycogen? Why is that important? Continuing on with this
process of implantation, the trophoblast starts secreting enzymes, and that’s going to start
dissolving away the wall of the endometrium. This is showing how the enzymes are eating
away at that part of the wall. We’re digesting the cells and we’re providing nourishment
for the embryo. At the same time, there’s also paracrines that are secreted. And so
what that’s going to do is it’s going to increase the capillaries in the area so
that way you can bring more oxygen and nutrients delivered to the area. You can also then remove
more carbon dioxide and remove waste from the area as well.
In late embryonic development—so at three weeks you can see what the embryo looks like
at three weeks. You can see what the embryo looks like a t five weeks; you can make a
comparison there. At five weeks, the trophoblast actually thickens. And when the trophoblast
thickens, it becomes a chor—the chorion, and the chorion encapsulates the embryo.
All right, and then by eight weeks, now we have what we call a little human, right? And now
this thing resembles a human, and now it’s appropriate to call it a fetus. So at this
time, by eight weeks, the placenta has developed. We’re not going to go into details on the
exact physiology of the placenta, but the placenta is allowing for exchange of gases
and nutrients between the fetus and the mother. Okay, so it’s between the circulation of
the fetus and the circulation of the mother. Or you could say maternal, all right, maternal
and fetal circulation.
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