La fecundación es la unión del óvulo y el espermatozoide, un proceso biológico extraordinario que marca el inicio de una nueva vida. En la especie humana, la fecundación es interna, es decir, tiene lugar en el interior del cuerpo de la mujer, en concreto en las trompas de Falopio. Ésta es la denominada fecundación natural o 'in vivo'. También es posible realizar la fecundación en un laboratorio de reproducción asistida, proceso conocido como fecundación artificial o fecundación in vitro.
La definición de fecundación es la fusión de los gametos masculino y femenino, es decir, el espermatozoide y el óvulo, de manera que se restablece la dotación cromosómica normal del ser humano (46 cromosomas).
Para que pueda ocurrir el fenómeno de la fecundación, el hombre debe eyacular en el interior de la vagina de la mujer. En este momento, los espermatozoides podrán ascender por el tracto genital femenino y llegar hasta las trompas de Falopio, lugar donde se encontrarán con el óvulo.
De los millones de espermatozoides liberados en la eyaculación, tan solo unos doscientos conseguirán llegar a su destino en la trompa. Una vez los espermatozoides llegan a las trompas de Falopio después del coito, solamente podrán encontrarse con el óvulo si la mujer se encuentra en sus días fértiles y ha habido ovulación. En ese caso, los espermatozoides se colocarán alrededor del óvulo e intentarán fecundarlo.
Etapas de la Fecundación Natural
Aunque el proceso de unión entre óvulo y espermatozoides pueda parecer muy sencillo, lo cierto es que deben darse varios mecanismos y cambios en ambos gametos para que pueda ocurrir la fecundación.
A continuación, se detalla paso a paso las distintas etapas de la fecundación en el ser humano:
- Penetración de la corona radiada: El proceso de fecundación se inicia con la penetración de los espermatozoides a través de la capa de células que rodea el óvulo: la corona radiada. Los espermatozoides consiguen atravesar esta capa gracias a la liberación de la enzima hialuronidasa y el movimiento de su flagelo (la cola). Una vez atraviesan esta capa, los espermatozoides se encuentran con una segunda barrera: la zona pelúcida, la capa externa que rodea al óvulo.
- Penetración de la zona pelúcida: Se necesita más de un espermatozoide para lograr degradar la zona pelúcida, aunque finalmente solo uno de ellos podrá entrar en el óvulo. Para poder atravesar esta segunda barrera, la cabeza del espermatozoide establece contacto con el receptor ZP3 de la zona pelúcida del óvulo. Esto desencadena la reacción acrosómica, que consiste en la liberación de enzimas hidrolíticas denominadas espermiolisinas. Dichas enzimas disuelven la zona pelúcida para permitir el paso del espermatozoide. Asimismo, la reacción acrosómica provoca una serie de cambios en el espermatozoide que permiten su capacitación final para poder penetrar en el interior del óvulo fundiendo sus membranas.
- Fusión de membranas: Cuando el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo, se desencadenan 3 procesos distintos en el gameto femenino:
- La formación del cono de fecundación.
- La despolarización instantánea de su membrana.
- La liberación de gránulos corticales al espacio perivitelino.
La formación del cono de fecundación permite la fusión de la membrana del óvulo con la del espermatozoide para que la cabeza del espermatozoide pueda entrar. A su vez, gracias a la despolarización de la membrana del óvulo y a la liberación de gránulos corticales, se evita la entrada de otro espermatozoide.
- Fusión de núcleos y formación del cigoto: Con la entrada del espermatozoide, el óvulo se activa para terminar la meiosis, proceso que permite la reducción del número de cromosomas. Así, se libera el segundo corpúsculo polar y los cromosomas se colocan formando una estructura denominada pronúcleo femenino. Los pronúcleos son los núcleos de los gametos, los cuales tienen la particularidad de disponer de la mitad de cromosomas con respecto al resto de células del cuerpo, esto es, 23 cromosomas. Por su parte, el espermatozoide avanza hasta que su cabeza, que contiene el núcleo del espermatozoide, queda junto al pronúcleo femenino. La cola se desprende para terminar degenerando y el núcleo se hincha para formar el pronúcleo masculino. Una vez ambos pronúcleos se encuentran uno junto al otro, ocurre la fusión de ambos. Esto supone que las membranas de ambos pronúcleos desaparezcan para que sus cromosomas puedan juntarse y que la célula restablezca su dotación cromosómica, es decir, 46 cromosomas en total. Todo este proceso de la fecundación culmina con la formación del cigoto humano: primera célula del organismo fruto de la unión del óvulo y el espermatozoide.
Además de todo esto, en la fecundación queda establecido si el futuro bebé será un niño o una niña en función de sus cromosomas sexuales:
- Cigoto masculino: sus cromosomas sexuales son XY y el futuro bebé será un niño.
- Cigoto femenino: sus cromosomas sexuales son XX y el futuro bebé será una niña.
El óvulo siempre es portador del cromosoma X. Por tanto, el sexo del embrión se definirá según si el espermatozoide es portador de un cromosoma X o un cromosoma Y.
Al contrario de lo que indica la creencia popular, los gemelos no surgen de la fecundación de un óvulo por dos espermatozoides. Como ya hemos indicado, el óvulo tiene un mecanismo para evitar la fecundación doble y múltiple, ya que los embriones resultantes no serían viables.
Para que puedan originarse gemelos, la fecundación es idéntica a la que da lugar a un único bebé: un espermatozoide penetra en el interior del óvulo. La diferencia reside en las divisiones celulares que ocurren a continuación. En este caso, por causas aún desconocidas, el embrión se divide en dos y se originarán dos bebés idénticos genéticamente, lo que implica que serán del mismo sexo.
El origen de los mellizos es distinto. En este caso, se produce la fecundación de dos óvulos distintos, cada uno de ellos por un espermatozoide. Por tanto, los procesos de fecundación y desarrollo embrionario serían los habituales, con la particularidad de que los dos bebés se desarrollarían a la vez en el vientre materno. Los bebés no serían genéticamente idénticos ni tampoco tienen por qué ser del mismo sexo.
El óvulo fecundado constituye una nueva célula denominada cigoto, que empieza a descender por la trompa de Falopio hacia el útero. Durante ese trayecto, el cigoto se divide para dar lugar al embrión de dos células. El término cigoto solamente se utiliza para definir el primer estadio embrionario de una única célula.
A medida que avanza por la trompa, el embrión seguirá dividiéndose para permitir la formación del blastocisto, estructura con muchas células que empiezan a diferenciarse y que tiene la capacidad para implantarse en el útero y dar lugar al embarazo.
Fertilización (concepción)
El Viaje del Espermatozoide: Un Recorrido Lleno de Obstáculos
Muchos se preguntan cómo es este viaje del espermatozoide desde la eyaculación hasta la fecundación. El objetivo final de un espermatozoide es fecundar al ovocito. Sin embargo, el viaje del espermatozoide hasta el óvulo no es fácil. Para llegar hasta él, el espermatozoide ha de atravesar un largo y costoso recorrido que puede durar desde treinta minutos hasta varias horas.
Por este motivo, es necesario una gran cantidad de espermatozoides móviles para que al menos uno de ellos sea capaz de superar todas las barreras y poder fecundar el óvulo.
El recorrido del espermatozoide hasta el óvulo se puede dividir en dos grandes etapas:
- Aparato reproductor masculino: el recorrido de los espermatozoides en el hombre va desde los testículos hasta el exterior.
- Aparato reproductor femenino: desde la vagina, donde de deposita el semen, hasta las trompas de Falopio, donde se encuentra el óvulo.
No hay que olvidar que a lo largo de estas fases del camino, el espermatozoide se encuentra con ciertos obstáculos. A continuación, os contamos cuáles son.
Trayecto desde el testículo hasta la uretra
Los espermatozoides tardan unos 90 días en desarrollarse y adquirir la maduración necesaria para poder ser expulsados en la eyaculación. El nacimiento de los espermatozoides tiene lugar en los túbulos seminíferos de los testículos y posteriormente pasan al epidídimo.
En el momento del coito, una gran cantidad de espermatozoides (alrededor de 250 millones) sale del epidídimo y atraviesa los conductos deferentes y la uretra. En este camino, los espermatozoides se recubren de los fluidos liberados por las vesículas seminales y la próstata. De esta forma, se forma el semen, también conocido como esperma.
La función principal de estos fluidos es facilitar la entrada de los espermatozoides a la vagina. Los espermatozoides saldrán disparados de la uretra a través del pene hasta que entran al aparato reproductor femenino, en concreto en la vagina.
Cambios en los espermatozoides
Durante este recorrido, es decir, desde el testículo hasta el exterior, el espermatozoide adquiere la forma exacta que le permite fecundar el óvulo. Los cambios que se producen en esta etapa final de la maduración del espermatozoide son:
- Compactación del ADN para permitir que la cabeza (donde se almacena el ADN) sea lo más pequeña posible y pueda moverse mejor. Además, esto ayudará a atravesar la zona pelúcida (cubierta del óvulo).
- La cola adquiere el diseño perfecto para que el espermatozoide tenga una gran resistencia y velocidad.
- La pieza media posee una elevada cantidad de mitocondrias para mantener la energía en alto nivel. Esto ofrece al espermatozoide una gran eficiencia en el consumo de energía.
Recorrido en el aparato reproductor femenino
En el proceso de eyaculación, los espermatozoides salen del hombre y entran en la vagina. Aquí es donde los espermatozoides inician la segunda parte de su recorrido hasta la fecundación.
Durante este camino, los espermatozoides se encuentran con una gran cantidad de obstáculos o barreras que dificultarán su llegada a las trompas de Falopio, donde se encuentra el óvulo.
Algunas barreras con las que se topan los espermatozoides son las siguientes:
- pH de la vagina: la vagina tiene un pH ácido, en el cual no todos los espermatozoides son capaces de sobrevivir.
- Acción inmunológica: los glóbulos blancos de la mujer detectan los espermatozoides como células poco amigas e intentan destruirlos.
- Moco cervical: las secreciones del cérvix y el flujo vaginal varían su consistencia y textura a lo largo del ciclo femenino. En el momento de la ovulación, este fluido es más líquido y menos denso para permitir el paso de los espermatozoides. Sin embargo, fuera del periodo de ovulación, es un fluido denso y viscoso que complica el avance de los espermatozoides.
- Barreras físicas: la anatomía interna del órgano reproductor femenino (vagina, cérvix, útero, trompas de Falopio) resulta en sí misma un obstáculo para los espermatozoides. Hay numerosas cavidades conocidas como criptas en las que muchos espermatozoides quedan varados.
Pese a ello, no todo son dificultades en el viaje de los espermatozoides. El óvulo intenta allanar el camino a los espermatozoides liberando moléculas y mandando señales. Las trompas de Falopio y el útero ejercen una fuerza de succión por medio de contracciones rítmicas y el moco cervical se vuelve menos denso permitiendo que los espermatozoides naden mejor.
Por su parte, el líquido seminal que acompaña a los espermatozoides neutraliza el pH y ofrece azúcares al espermatozoide. Este fluido le sirve de escudo protector ante los glóbulos blancos.
Llegada a las trompas de Falopio
Una vez superadas la barrera vaginal, cervical y uterina, nos encontramos con la parte más estrecha del recorrido: la unión uterotubárica. Hasta aquí solo llegan unos pocos miles de los 250 millones de espermatozoides que había de media en el esperma recién eyaculado.
A lo largo de todo el recorrido, los espermatozoides más fuertes, es decir, los que han sido capaces de superar los obstáculos femeninos, adquieren una habilidad extraordinaria: la capacidad de fecundación. Esto es lo que se conoce como hiperactivación del espermatozoide. Desde este momento, su cola se mueve con mucha más fuerza y energía, permitiendo un movimiento vigoroso que facilita la llegada al óvulo.
Una vez llegan a las trompas de Falopio, muchos espermatozoides se quedan adheridos a las paredes, agotados y sin capacidad de seguir el recorrido.
Etapa final del espermatozoide: reacción acrosómica
Como hemos comentado anteriormente, cuando el espermatozoide más hábil ha llegado al óvulo se produce la reacción acrosómica. Se trata de la liberación del contenido del acrosoma compuesto por una serie de enzimas. El objetivo de esta liberación enzimática es debilitar la zona pelúcida del óvulo y facilitan la penetración.
El acrosoma es una estructura situada en la cabeza del espermatozoide que sirve de depósito a las enzimas y demás sustancias que el espermatozoide necesita para atravesar la zona pelúcida.
Esta reacción "despierta" al óvulo, que libera los gránulos corticales, unos orgánulos que impiden que ningún otro espermatozoide pueda penetrar. Es como si el óvulo plantara una bandera indicando al resto de espermatozoides de su alrededor que ya ha sido conquistado por el espermatozoide ganador y, por tanto, que las puertas de su reino están cerradas.
Una vez el espermatozoide penetra el ovocito, los núcleos de ambos se fusionan. Esto es lo que conocemos como fecundación.
Mitos y Realidades sobre la Fecundación
La fecundación ha sido descrita de forma algo errónea a lo largo de los años. Es posible que explicándolo de forma sencilla se haya generado este falso mito de “la carrera de los valientes espermatozoides” hacia el tesoro, que además se corresponde a una lectura con mirada masculina del proceso, con varones valientes y activos compitiendo para conquistar a la mujer, que espera pasivamente como premio.
Además, siempre se ha considerado el espermatozoide como un proveedor de ADN y nada más. Hoy sabemos que tanto el óvulo como el espermatozoide tienen roles fundamentales e interconectados. No hay roles pasivos o activos, en cada proceso los dos jugadores tienen que actuar de forma perfectamente coordenada para llegar al resultado.
El espermatozoide que consigue fecundar el ovocito no es simplemente el más rápido. Está claro que tiene que tener una buena motilidad (la capacidad de nadar), pero la sola motilidad no es suficiente para asegurar un correcto desarrollo embrionario. La integridad del genoma, la morfología y otras características contribuyen a su capacidad de fecundar correctamente un óvulo.
Realmente, la idea de que es el espermatozoide más veloz aquel que consigue fecundar al óvulo y generar descendencia es únicamente un mito de la biología. Ahora se conoce, gracias al trabajo de diversos científicos, que no solo esta “carrera” es falsa, si no que el papel que juega el óvulo en todo el proceso de fecundación es mucho más activo y determinante de lo que se creía antiguamente.
En verdad, el óvulo está rodeado de una capa exterior translúcida conocida como membrana pelúcida. Esta actúa como una barrera defensora de la célula que la protege de elementos extraños y evita que, una vez un espermatozoide la atraviesa, otros entren a posteriori. Además, cuenta con una serie de sustancias químicas en su composición que reconocen a los propios espermatozoides y los atrae. De hecho, sin esta acción atractiva, los gametos masculinos pasarían de largo sin detectar a los femeninos.
Así, cuando los espermatozoides alcanzan el óvulo deben ir rompiendo y debilitando esa membrana, con el objetivo de entrar y fecundarlo. Sin embargo, los primeros en llegar no lo conseguirán: quedarán débiles y cederán el trabajo a los siguientes. Es decir, si tenemos en cuenta que en una eyaculación se encuentran de 20 a 150 millones de espermatozoides por mililitro, podemos afirmar que los primeros millones de ellos, “los más rápidos”, serán realmente los que se sacrificarán para ir debilitando la membrana.
El Óvulo Seleccionador
No obstante, un estudio publicado por el genetista Joseph H. Nadeau podría darle aún un giro más al proceso. Y es que, este científico de la Universidad de Washington afirmó que, ya no solo no es el primer espermatozoide el que da lugar a la fecundación, si no que el óvulo ejerce un importante papel seleccionador. Es decir, el óvulo escoge o rechaza los espermatozoides que pueden entrar, una vez la membrana se ha debilitado, según la calidad del ADN que porten.
De hecho, ya en el año 2013 Matthew Gage, investigador en la Universidad East Anglia, en Inglaterra, observó este comportamiento en un experimento realizado con peces. En él, tomaba huevos de peces hembra, como salmón y trucha, y los ponía a disposición de un grupo mezcla de peces macho de ambas especies. El resultado fue que el 70% de los huevos de cada clase se fecundaron con esperma proveniente de peces de la misma especie. Esto, propuso Gage, se debe a la combinación de dos fenómenos: la atracción que sienten los espermatozoides por el óvulo de la misma especie (por la composición química de la membrana pelúcida), así como la selección que hacen los propios óvulos, permitiendo únicamente la fecundación por parte del ADN complementario.
Por lo tanto y, en contra de la imagen popular, se confirmó que el óvulo presenta un papel tan importante durante la fecundación como el del espermatozoide.
Síntomas de la Fecundación
Desde el momento en que la fecundación ocurre, se producen cambios bioquímicos en el cuerpo de la mujer. Sin embargo, los primeros síntomas no son inmediatos. Aunque algunas mujeres pueden notar ciertas sensaciones que les hacen sospechar que se han quedado embarazadas, lo cierto es que los primeros síntomas suelen aparecer sobre la segunda semana, cuando ya han pasado unos días tras la implantación del embrión. Son los siguientes.
- Leve cólico abdominal: las molestias digestivas son uno de los primeros síntomas más frecuentes. El aumento de las hormonas maternas, como la progesterona puede hacer que los músculos intestinales vayan más lentos, ocasionando que los alimentos tarden en metabolizarse y provocando ciertas molestias.
- Ligero flujo vaginal rosado: algunas mujeres experimentan sangrado parecido al de la menstruación, el sangrado de implantación, que es más leve y de color rosado. Este es un signo característico que ocurre cuando el óvulo ha sido fecundado y el embrión se anida en el endometrio.
- Cansancio y somnolencia: la falta de fuerza física también es un signo característico de cuando un óvulo es fecundado. Esto se debe a que los procesos hormonales y bioquímicos que ocurren en el cuerpo consumen energía.
- Dolores de cabeza leves, pero persistentes: el aumento de las hormonas y los procesos bioquímicos, como liberación de sustancias en exceso, provocan dolor de cabeza y tensión generalizada.
- Mamas hinchadas y doloridas: muy pronto las mujeres comienzan a presentar cambios en las mamas, que se preparan para alimentar al futuro bebé. Generalmente, aumentan de tamaño, se hacen más sensibles de lo normal, al tacto pueden doler y la piel alrededor de la areola se oscurece.
Es importante recalcar que no siempre se presentan estos síntomas, variando de una mujer a otra.
Otros síntomas de la fecundación que aparecen alrededor de la semana 4:
- Falta de menstruación: se considera uno de los principales síntomas de que ha ocurrido la fecundación, siendo aún más determinante en mujeres que tienen períodos regulares.
- Náuseas y vómitos: la razón de su aparición es que a partir de la semana número cuatro, los niveles de la hormona Gonadotropina Coriónica humana (hCG) aumentan y esto puede producir desórdenes estomacales.
- Orinar con frecuencia: a pesar que el embrión es muy pequeño, el útero se va preparando para acogerlo y brindarle el espacio que necesita para crecer y desarrollarse, lo que hace que la vejiga se vaya oprimiendo y, por tanto, se orina con más frecuencia.
- Mareos: se deben principalmente al aumento del metabolismo en el cuerpo, con mayor consumo de energía y a la presencia de las hormonas circulantes.
- Sensibilidad a los olores: las mujeres experimentan un aumento en la intensidad de los olores, sobre todo el aroma de ciertos alimentos.