43.3: Anatomía reproductiva humana y gametogénesis
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- Describir las anatomías reproductivas humanas masculinas y femeninas
- Discutir la respuesta sexual humana
- Describir la espermatogénesis y la oogénesis y discutir sus diferencias y similitudes
A medida que los animales se volvieron más complejos, se desarrollaron órganos y sistemas de órganos específicos para apoyar funciones específicas del organismo. Las estructuras reproductivas que evolucionaron en los animales terrestres permiten que machos y hembras se apareen, fertilizen internamente y apoyen el crecimiento y desarrollo de la descendencia.
Anatomía Reproductiva Humana
Los tejidos reproductivos de los humanos masculinos y femeninos se desarrollan de manera similar en el útero hasta que se libera un nivel bajo de la hormona testosterona de las gónadas masculinas. La testosterona hace que los tejidos no desarrollados se diferencien en órganos sexuales masculinos. Cuando la testosterona está ausente, los tejidos se convierten en tejidos sexuales femeninos. Las gónadas primitivas se convierten en testículos u ovarios. Los tejidos que producen un pene en los machos producen un clítoris en las hembras. El tejido que se convertirá en el escroto en un macho se convierte en los labios en una hembra; es decir, son estructuras homólogas.
Anatomía Reproductiva Masculina
En el sistema reproductivo masculino, el escroto alberga los testículos o testículos (singular: testículos), incluyendo proporcionar paso para vasos sanguíneos, nervios y músculos relacionados con la función testicular. Los testículos son un par de órganos reproductores masculinos que producen esperma y algunas hormonas reproductivas. Cada testículo tiene aproximadamente 2.5 por 3.8 cm (1.5 por 1 in) de tamaño y dividido en lóbulos en forma de cuña por tejido conectivo llamado septos. Enrollados en cada cuña hay túbulos seminíferos que producen esperma.
Los espermatozoides son inmóviles a temperatura corporal; por lo tanto, el escroto y el pene son externos al cuerpo, como se ilustra en la Figura para\(\PageIndex{1}\) que se mantenga una temperatura adecuada para la motilidad. En los mamíferos terrestres, el par de testículos debe suspenderse fuera del cuerpo a aproximadamente 2 ° C más baja que la temperatura corporal para producir espermatozoides viables. La infertilidad puede ocurrir en mamíferos terrestres cuando los testículos no descienden por la cavidad abdominal durante el desarrollo fetal.
Conexión de arte
¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema reproductivo masculino es falsa?
- El conducto deferente transporta esperma desde los testículos hasta el pene.
- Esperma madura en túbulos seminíferos en los testículos.
- Tanto la próstata como las glándulas bulbouretrales producen componentes del semen.
- La glándula prostática se localiza en los testículos.
Los espermatozoides maduran en túbulos seminíferos que se enrollan dentro de los testículos, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{1}\). Las paredes de los túbulos seminíferos están formadas por los espermatozoides en desarrollo, con los espermatozoides menos desarrollados en la periferia del túbulo y los espermatozoides completamente desarrollados en la luz. Los espermatozoides se mezclan con células “criadas” llamadas células de Sertoli que protegen las células germinales y promueven su desarrollo. Otras células mezcladas en la pared de los túbulos son las células intersticiales de Leydig. Estas células producen altos niveles de testosterona una vez que el macho llega a la adolescencia.
Cuando los espermatozoides han desarrollado flagelos y están casi maduros, salen de los testículos y entran en el epidídimo, que se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\). Esta estructura se asemeja a una coma y se encuentra a lo largo de la parte superior y posterior de los testículos; es el sitio de maduración de los espermatozoides. Los espermatozoides salen del epidídimo y entran en el conducto deferente (o conducto deferente), que transporta el esperma, detrás de la vejiga, y forma el conducto eyaculatorio con el conducto de las vesículas seminales. Durante una vasectomía, se extrae una sección de los conductos deferentes, evitando que los espermatozoides salgan del cuerpo durante la eyaculación y evitando la fertilización.
El semen es una mezcla de secreciones espermáticas y de conductos espermáticos (alrededor del 10 por ciento del total) y fluidos de glándulas accesorias que aportan la mayor parte del volumen del semen. Los espermatozoides son células haploides, que consisten en un flagelo como cola, un cuello que contiene las mitocondrias productoras de energía de la célula y una cabeza que contiene el material genético. La figura\(\PageIndex{2}\) muestra una micrografía de esperma humano así como un diagrama de las partes de los espermatozoides. Se encuentra un acrosoma en la parte superior de la cabeza del esperma. Esta estructura contiene enzimas lisosómicas que pueden digerir las cubiertas protectoras que rodean al óvulo para ayudar a que los espermatozoides penetren y fertilizen el óvulo. Un eyaculado contendrá de dos a cinco mililitros de líquido con entre 50 y 120 millones de espermatozoides por mililitro.
El grueso del semen proviene de las glándulas accesorias asociadas al sistema reproductivo masculino. Estas son las vesículas seminales, la glándula prostática y la glándula bulbouretral, todas las cuales se ilustran en la Figura\(\PageIndex{1}\). Las vesículas seminales son un par de glándulas que se encuentran a lo largo del borde posterior de la vejiga urinaria. Las glándulas hacen una solución espesa, amarillenta y alcalina. Como los espermatozoides solo son móviles en un ambiente alcalino, un pH básico es importante para revertir la acidez del ambiente vaginal. La solución también contiene moco, fructosa (un nutriente mitocondrial espermático), una enzima coagulante, ácido ascórbico y hormonas de acción local llamadas prostaglandinas. Las glándulas vesiculares seminales representan el 60 por ciento del grueso del semen.
El pene, ilustrado en la Figura\(\PageIndex{1}\), es un órgano que drena orina de la vejiga renal y funciona como órgano copulatorio durante las relaciones sexuales. El pene contiene tres tubos de tejido eréctil que recorren la longitud del órgano. Estos consisten en un par de tubos en el lado dorsal, llamados cuerpo cavernoso, y un solo tubo de tejido en el lado ventral, llamado cuerpo espongioso. Este tejido se llenará de sangre, volviéndose erecto y duro, en preparación para el coito. El órgano se inserta en la vagina culminando con una eyaculación. Durante el coito, los esfínteres del músculo liso en la abertura a la vejiga renal se cierran y evitan que la orina entre en el pene. Un orgasmo es un proceso de dos etapas: primero, las glándulas y los órganos accesorios conectados a los testículos se contraen, luego el semen (que contiene esperma) es expulsado a través de la uretra durante la eyaculación. Después del coito, la sangre drena del tejido eréctil y el pene se vuelve flácido.
La glándula prostática en forma de nuez rodea la uretra, la conexión a la vejiga urinaria. Cuenta con una serie de conductos cortos que conectan directamente a la uretra. La glándula es una mezcla de músculo liso y tejido glandular. El músculo proporciona gran parte de la fuerza necesaria para que ocurra la eyaculación. El tejido glandular produce un líquido delgado y lechoso que contiene citrato (un nutriente), enzimas y antígeno prostático específico (PSA). El PSA es una enzima proteolítica que ayuda a licuar la eyaculación varios minutos después de la liberación del macho. Las secreciones de la glándula prostática representan alrededor del 30 por ciento de la mayor parte del semen.
La glándula bulbouretral, o glándula de Cowper, libera su secreción antes de la liberación del grueso del semen. Neutraliza cualquier residuo ácido en la uretra sobrante de la orina. Esto suele dar cuenta de un par de gotas de líquido en la eyaculación total y puede contener algunos espermatozoides. La extracción del pene de la vagina antes de la eyaculación para prevenir el embarazo puede no funcionar si hay espermatozoides presentes en las secreciones de la glándula bulbouretral. La ubicación y funciones de los órganos reproductores masculinos se resumen en la Tabla\(\PageIndex{1}\).
| Órgano | Ubicación | Función |
|---|---|---|
| Escroto | Externo | Llevar y apoyar testículos |
| Pene | Externo | Entregar orina, órgano copulante |
| Testículos | Interno | Producir esperma y hormonas masculinas |
| Vesículas seminales | Interno | Contribuir a la producción de semen |
| Glándula prostática | Interno | Contribuir a la producción de semen |
| Glándulas bulburetrales | Interno | Uretra limpia en la eyaculación |
Anatomía Reproductiva Femenina
Varias estructuras reproductivas son exteriores al cuerpo de la hembra. Estos incluyen los senos y la vulva, que consiste en los mons pubis, clítoris, labios mayores, labios menores y glándulas vestibulares, todos ilustrados en la Figura\(\PageIndex{3}\). La ubicación y funciones de los órganos reproductores femeninos se resumen en la Tabla\(\PageIndex{2}\). La vulva es un área asociada al vestíbulo que incluye las estructuras que se encuentran en el área inguinal (ingle) de las mujeres. El mons pubis es una zona redonda y grasa que recubre la sínfisis púbica. El clítoris es una estructura con tejido eréctil que contiene una gran cantidad de nervios sensoriales y sirve como fuente de estimulación durante el coito. Los labios mayores son un par de pliegues alargados de tejido que se extienden hacia atrás desde el mons pubis y encierran los otros componentes de la vulva. Los labios mayores derivan del mismo tejido que produce el escroto en un macho. Los labios menores son pliegues delgados de tejido ubicados centralmente dentro de los labios mayores. Estos labios protegen las aberturas a la vagina y la uretra. El mons pubis y la porción anterior de los labios mayores se cubren de pelo durante la adolescencia; los labios menores no tienen pelo. Las glándulas vestibulares mayores se encuentran a los lados de la abertura vaginal y proporcionan lubricación durante el coito.
| Órgano | Ubicación | Función |
|---|---|---|
| Clítoris | Externo | Órgano sensorial |
| Mons pubis | Externo | Área grasa suprayacente al hueso púbico |
| Labios mayores | Externo | Cubre labios menores |
| Labios menores | Externo | Cubre vestíbulo |
| Glándulas vestibulares mayores | Externo | Secretar moco; lubricar la vagina |
| Mama | Externo | Producir y entregar leche |
| Ovarios | Interno | Llevar y desarrollar huevos |
| Oviductos (trompas de Falopio) | Interno | Transporte del óvulo al útero |
| Útero | Interno | Apoyar el desarrollo de embriones |
| Vagina | Interno | Tubo común para el coito, canal de parto, flujo menstrual que pasa |
Los senos consisten en glándulas mamarias y grasa. El tamaño de la mama está determinado por la cantidad de grasa depositada detrás de la glándula. Cada glándula consta de 15 a 25 lóbulos que tienen conductos que vacían en el pezón y que suministran al lactante leche rica en nutrientes y anticuerpos para ayudar al desarrollo y proteger al niño.
Las estructuras reproductivas internas femeninas incluyen ovarios, oviductos, útero y vagina, mostrados en la Figura\(\PageIndex{3}\). El par de ovarios se mantiene en su lugar en la cavidad abdominal mediante un sistema de ligamentos. Los ovarios consisten en una médula y una corteza: la médula contiene nervios y vasos sanguíneos para suministrar nutrientes a la corteza y eliminar los desechos. Las capas externas de las células de la corteza son las partes funcionales de los ovarios. La corteza se compone de células foliculares que rodean los óvulos que se desarrollan durante el desarrollo fetal en el útero. Durante el periodo menstrual, se desarrolla un lote de células foliculares y prepara los óvulos para su liberación. En la ovulación, se rompe un folículo y se libera un óvulo, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\).
Los oviductos, o trompas de Falopio, se extienden desde el útero en la cavidad abdominal inferior hasta los ovarios, pero no están en contacto con los ovarios. Los extremos laterales de los oviductos se ensanchan en una estructura similar a una trompeta y tienen una franja de proyecciones parecidas a dedos llamadas fimbrias, ilustradas en la Figura\(\PageIndex{4}\). Cuando se libera un óvulo en la ovulación, las fimbras ayudan al óvulo no móvil a entrar en el tubo y a pasar al útero. Las paredes de los oviductos están ciliadas y están compuestas principalmente por músculo liso. Los cilios laten hacia la mitad, y el músculo liso se contrae en la misma dirección, moviendo el óvulo hacia el útero. La fertilización suele realizarse dentro de los oviductos y el embrión en desarrollo se mueve hacia el útero para su desarrollo. Por lo general, el óvulo o embrión tarda una semana en viajar por el oviducto. La esterilización en mujeres se llama ligadura de trompas; es análoga a una vasectomía en machos en que los oviductos se cortan y sellan.
El útero es una estructura aproximadamente del tamaño del puño de una mujer. Este está forrado con un endometrio rico en vasos sanguíneos y glándulas mucosas. El útero apoya al embrión y al feto en desarrollo durante la gestación. La porción más gruesa de la pared del útero está hecha de músculo liso. Las contracciones del músculo liso en el útero ayudan a pasar al bebé a través de la vagina durante el parto. Una porción del revestimiento del útero se desprende durante cada período menstrual y luego se acumula nuevamente en preparación para una implantación. Parte del útero, llamada cuello uterino, sobresale hacia la parte superior de la vagina. El cérvix funciona como canal de parto.
La vagina es un tubo muscular que sirve para varios propósitos. Permite que el flujo menstrual salga del cuerpo. Es el receptáculo para el pene durante el coito y el vaso para el parto de la descendencia. Está revestido por células epiteliales escamosas estratificadas para proteger el tejido subyacente.
Respuesta Sexual durante las Relaciones
La respuesta sexual en humanos es tanto psicológica como fisiológica. Ambos sexos experimentan excitación sexual a través de la estimulación psicológica y física. Hay cuatro fases de la respuesta sexual. Durante la fase uno, llamada excitación, la vasodilatación conduce a la vasocongestión en los tejidos eréctiles tanto en hombres como en mujeres. Los pezones, el clítoris, los labios y el pene engordan con sangre y se agrandan. Se liberan secreciones vaginales para lubricar la vagina y facilitar el coito. Durante la segunda fase, llamada meseta, la estimulación continúa, el tercio externo de la pared vaginal se agranda con la sangre, y la respiración y la frecuencia cardíaca aumentan.
Durante la fase tres, o orgasmo, se producen contracciones rítmicas e involuntarias de los músculos en ambos sexos. En el macho, las glándulas y túbulos accesorios reproductivos se contraen colocando semen en la uretra, luego la uretra se contrae expulsando el semen a través del pene. En las mujeres, el útero y los músculos vaginales se contraen en ondas que pueden durar un poco menos de un segundo cada una. Durante la fase cuatro, o resolución, los procesos descritos en las tres primeras fases se revierten y vuelven a su estado normal. Los hombres experimentan un periodo refractario en el que no pueden mantener una erección o eyacular por un periodo de tiempo que va de minutos a horas.
Gametogénesis (Espermatogénesis y Oogénesis)
La gametogénesis, la producción de espermatozoides y óvulos, se lleva a cabo a través del proceso de meiosis. Durante la meiosis, dos divisiones celulares separan los cromosomas emparejados en el núcleo y luego separan las cromátidas que se hicieron durante una etapa anterior del ciclo de vida de la célula. La meiosis produce células haploides con la mitad de cada par de cromosomas que normalmente se encuentran en las células diploides. La producción de espermatozoides se llama espermatogénesis y la producción de óvulos se llama ogenia.
Espermatogénesis
La espermatogénesis, ilustrada en la Figura\(\PageIndex{5}\), ocurre en la pared de los túbulos seminíferos, con células madre en la periferia del tubo y los espermatozoides en el lumen del tubo. Inmediatamente debajo de la cápsula del túbulo se encuentran células diploides, indiferenciadas. Estas células madre, llamadas espermatogonia (singular: espermatagonium), pasan por mitosis con una descendencia pasando a diferenciarse en una célula espermática y la otra dando lugar a la siguiente generación de espermatozoides.
La meiosis comienza con una célula llamada espermatocito primario. Al final de la primera división meiótica, se produce una célula haploide llamada espermatocito secundario. Esta célula es haploide y debe pasar por otra división celular meiótica. La célula producida al final de la meiosis se llama espermátida y cuando alcanza la luz del túbulo y crece un flagelo, se le llama espermatozoide. Cuatro espermatozoides resultan de cada espermatocito primario que pasa por meiosis.
Las células madre se depositan durante la gestación y están presentes al nacer hasta el inicio de la adolescencia, pero en estado inactivo. Durante la adolescencia, las hormonas gonadotrópicas de la hipófisis anterior provocan la activación de estas células y la producción de espermatozoides viables. Esto continúa en la vejez.
Enlace al aprendizaje
Visite este sitio para conocer el proceso de espermatogénesis.
Oogénesis
La ogenia, ilustrada en la Figura\(\PageIndex{6}\), ocurre en las capas más externas de los ovarios. Al igual que con la producción de esperma, la ovogénesis comienza con una célula germinal, llamada oogonio (plural: oogonia), pero esta célula sufre mitosis para aumentar en número, resultando eventualmente en hasta aproximadamente uno a dos millones de células en el embrión.
La meiosis de inicio celular se denomina ovocito primario, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\). Esta célula iniciará la primera división meiótica y será detenida en su avance en la primera etapa de profase. Al momento del nacimiento, todos los óvulos futuros se encuentran en la etapa de profase. En la adolescencia, las hormonas hipofisarias anteriores provocan el desarrollo de una serie de folículos en un ovario. Esto da como resultado que el ovocito primario termine la primera división meiótica. La célula se divide de manera desigual, con la mayor parte del material celular y orgánulos yendo a una célula, llamada ovocito secundario, y sólo un conjunto de cromosomas y una pequeña cantidad de citoplasma yendo a la otra célula. Esta segunda célula se llama cuerpo polar y generalmente muere. Se produce una detención meiótica secundaria, esta vez en la etapa metafase II. En la ovulación, este ovocito secundario será liberado y viajará hacia el útero a través del oviducto. Si se fertiliza el ovocito secundario, la célula continúa a través de la meiosis II, produciendo un segundo cuerpo polar y un óvulo fertilizado que contiene los 46 cromosomas de un ser humano, la mitad de ellos provenientes del esperma.
La producción de óvulos comienza antes del nacimiento, se detiene durante la meiosis hasta la pubertad, y luego las células individuales continúan a través de cada ciclo menstrual. Un óvulo se produce a partir de cada proceso meiótico, con los cromosomas adicionales y cromátidas entrando en cuerpos polares que degeneran y son reabsorbidos por el cuerpo.
Resumen
A medida que los animales se volvieron más complejos, se desarrollaron órganos y sistemas de órganos específicos para apoyar funciones específicas del organismo. Las estructuras reproductivas que evolucionaron en los animales terrestres permiten que machos y hembras se apareen, fertilizen internamente y apoyen el crecimiento y desarrollo de la descendencia. Se desarrollaron procesos para producir células reproductivas que tenían exactamente la mitad del número de cromosomas de cada progenitor para que nuevas combinaciones tuvieran la cantidad apropiada de material genético. La gametogénesis, la producción de espermatozoides (espermatogénesis) y óvulos (oogénesis), se lleva a cabo a través del proceso de meiosis.
Figura\(\PageIndex{1}\): ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema reproductivo masculino es falsa?
- El conducto deferente transporta esperma desde los testículos hasta el pene.
- Esperma madura en túbulos seminíferos en los testículos.
- Tanto la próstata como las glándulas bulbouretrales producen componentes del semen.
- La glándula prostática se localiza en los testículos.
- Contestar
-
D
Glosario
- glándula bulburetral
- secreción que limpia la uretra antes de la eyaculación
- clítoris
- estructura sensorial en hembras; estimulada durante la excitación sexual
- labios mayores
- grandes pliegues de tejido que cubren la zona inguinal
- labios menores
- pliegues más pequeños de tejido dentro de los labios mayores
- Oogénesis
- proceso de producción de huevos haploides
- oviducto
- (también, trompa de Falopio) tubo muscular que conecta el útero con el área del ovario
- pene
- estructura reproductiva masculina para la eliminación de orina y cópula
- glándula prostática
- estructura que es una mezcla de músculo liso y material glandular y que contribuye al semen
- escroto
- saco que contiene testículos; exterior al cuerpo
- semen
- mezcla fluida de esperma y materiales de soporte
- vesícula seminal
- glándula accesoria secretora en machos; contribuye al semen
- túbulo seminífero
- sitio de producción de esperma en testículos
- espermatogénesis
- proceso de producción de esperma haploide
- testículos
- par de órganos reproductivos en machos
- útero
- ambiente para desarrollar el embrión y el feto
- vagina
- tubo muscular para el paso del flujo menstrual, cópula y nacimiento de la descendencia