Ejercicios: Gametos, fecundación y desarrollo

Describe la estructura del espermatozoide (cabeza, pieza intermedia y flagelo) y la del óvulo (gran tamaño y reservas de vitelo) de un mamífero, y relaciona cada rasgo con su función: movilidad frente a alimento para el embrión.

Nombra las gónadas y las vías de salida de los gametos en el aparato reproductor de un mamífero, e indica en qué punto del aparato femenino ocurre la fecundación.

Ordena las fases de la fecundación —unión de los núcleos de los gametos, encuentro entre gametos, activación del óvulo y penetración del espermatozoide— y explica en una frase qué ocurre en cada una.

Explica qué es la meiosis y por qué es imprescindible para producir gametos: qué ocurriría con el número de cromosomas de la especie en cada generación si los gametos fueran diploides.

Diferencia cigoto, embrión y feto en el desarrollo de un mamífero, indicando los límites aproximados de cada etapa y qué procesos dominan en ellas (división, organogénesis, crecimiento).

¿Qué es la placenta y qué tres funciones vitales realiza para el feto (nutrición, respiración, excreción)? Explica por qué es importante que las sangres de la madre y del feto no se mezclen directamente.

Explica qué son el saco amniótico y el líquido amniótico, y qué funciones cumplen durante el embarazo (protección mecánica, temperatura estable, libertad de movimiento).

Diferencia los gemelos monocigóticos (idénticos) de los dicigóticos (mellizos): cómo se origina cada tipo, qué parecido genético tienen y por qué los primeros son siempre del mismo sexo y los segundos no necesariamente.

Observa la imagen de los gametos de un mamífero. a) Identifica las estructuras numeradas y explica el papel de cada una durante la fecundación. b) Razona por qué el óvulo es miles de veces mayor que el espermatozoide y qué aporta cada gameto al cigoto. c) Indica qué barreras debe atravesar el espermatozoide antes de unirse al núcleo del óvulo.

Tras la fecundación, el cigoto inicia la segmentación y, después, la gastrulación. Explica en qué consiste cada proceso, qué son las capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo) y menciona un órgano adulto derivado de cada una.

Describe las fases del ciclo menstrual (folicular, ovulación, lútea y menstruación) y el papel de las hormonas principales (FSH, LH, estrógenos y progesterona) en cada una, de forma simplificada.

Explica qué ocurre en el útero cuando no hay fecundación: cómo cae la progesterona, qué es la menstruación y por qué el ciclo se detiene en cambio si el embrión se implanta (¿qué hormona lo mantiene al principio?).

Describe el proceso de la fecundación humana: dónde ocurre (trompa de Falopio), qué es la reacción acrosómica y qué mecanismos impiden la polispermia (que entre más de un espermatozoide).

Las primeras semanas del embarazo son las más sensibles. Explica qué es la organogénesis, por qué los teratógenos (alcohol, algunos medicamentos, infecciones como la rubéola) dañan sobre todo en el primer trimestre y qué es el síndrome alcohólico fetal.

Describe las fases del parto (dilatación, expulsivo y alumbramiento) y el papel de la oxitocina y de las contracciones uterinas, explicando por qué es un ejemplo de retroalimentación positiva.

Un equipo de conservación busca salvar de la extinción al rinoceronte blanco del norte, especie de la que solo sobreviven dos hembras infértiles para gestar, pero de la que se conservan muestras de semen congelado de varios machos y cultivos de fibroblastos de piel de doce ejemplares fallecidos.

Se evalúan dos estrategias biotecnológicas:

• Estrategia A: Fecundación in vitro (FIV) mediante microinyección intracitoplasmática (ICSI) con ovocitos extraídos de las hembras vivas y semen congelado, transfiriendo los embriones a hembras de rinoceronte blanco del sur como gestantes subrogadas.

• Estrategia B: Transferencia nuclear celular somática (clonación) utilizando los fibroblastos congelados y ovocitos enucleados de rinoceronte blanco del sur.

1. a) Compara ambas estrategias respecto a la variabilidad genética futura: ¿cuál de ellas permite una mayor diversidad alélica en la descendencia obtenida y por qué la clonación resultaría perjudicial como estrategia única a largo plazo?
2. b) Desde el punto de vista de la biología celular y el desarrollo embrionario, ¿qué barreras moleculares específicas asociadas a la reprogramación epigenética del núcleo donante explican la elevadísima tasa de abortos y malformaciones congénitas habituales en la Estrategia B frente a la Estrategia A?
3. c) Evalúa los límites bioéticos de aplicar estas tecnologías: si una empresa ofreciera comercializar la clonación de animales de compañía fallecidos, ¿qué objeciones biológicas y de bienestar animal fundamentarías para desaconsejar esta práctica?

En una consulta ginecológica se evalúan los perfiles de tres mujeres en edad fértil que emplean distintos métodos de control de la natalidad:

• Caso A: Utiliza un anticonceptivo hormonal combinado oral (etinilestradiol y levonorgestrel). En los análisis del día teórico 14 de su ciclo, sus niveles séricos de LH y FSH son mínimos y planos, sin pico detectable.

• Caso B: Ha mantenido una relación sexual no planificada sin protección en el día 13 del ciclo (momento en que un test de ovulación da positivo por pico de LH). Doce horas después toma una píldora del día después de acetato de ulipristal.

• Caso C: Es portadora de un dispositivo intrauterino (DIU) de cobre desde hace dos años y mantiene ciclos ovulatorios y perfiles hormonales completamente normales.

1. a) Justifica el mecanismo neuroendocrino por el cual el tratamiento del Caso A impide la ovulación: explica qué efectos ejercen los esteroides sintéticos sobre el hipotálamo y la hipófisis, y predice qué riesgo de fallo existe si se produce un olvido continuado de la toma durante 3 días al inicio de la pauta.
2. b) Predice de forma razonada la eficacia esperable de la anticoncepción de urgencia en el Caso B, teniendo en cuenta el mecanismo de acción del fármaco frente al momento biológico del ciclo ovulatorio en el que se produjo la relación.
3. c) Compara los mecanismos anticonceptivos de los Casos A y C frente a dos factores: la modificación del moco cervical/endometrio y la protección frente a infecciones de transmisión sexual (ITS). ¿Por qué ninguno de estos dos métodos exime del uso del preservativo en relaciones esporádicas?

Una pareja con infertilidad prolongada consulta a un equipo de reproducción asistida. Las pruebas diagnósticas revelan en el varón una concentración espermática extremadamente baja (0,4 millones de espermatozoides/ml) con hipomotilidad severa, mientras que la mujer presenta una obstrucción tubárica bilateral con reserva ovárica preservada.

1. a) Justifica de forma razonada por qué en este cuadro clínico la inseminación artificial intrauterina está contraindicada y es obligada una FIV con microinyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI). Describe en qué estado de la meiosis se encuentra el ovocito en el momento exacto de la inyección.
2. b) Tras la punción ovárica se fertilizan 8 ovocitos, logrando desarrollar 4 blastocistos morfológicamente viables en el día 5 de cultivo. Sabiendo que la tasa media de anidación por blastocisto euploide ronda el 50-60 %, argumenta biológicamente por qué la transferencia de un único embrión (SET) es preferible a la transferencia de tres embriones a la vez, detallando los riesgos perinatales y obstétricos asociados a la gestación múltiple.
3. c) La pareja decide transferir un solo embrión y se consiguen congelar tres blastocistos de alta calidad. Si consiguen el embarazo y no desean tener más descendencia, analiza las tres opciones legales de destino que ofrece la legislación española para esos embriones sobrantes y los dilemas éticos que suscita cada una.

Una mujer de 29 años con antecedentes de salpingitis por clamidia acude a emergencias con dolor pélvico lancinante en la fosa ilíaca derecha y una amenorrea de 7 semanas. Los exámenes de laboratorio cuantifican una concentración de beta-hCG de 4.200 mUI/ml, pero la ecografía transvaginal muestra la cavidad uterina vacía con un endometrio decidualizado y una masa de 3,2 cm localizada en la ampolla tubárica derecha.

1. a) Explica la relación causa-efecto entre la infección previa y la implantación ectópica: ¿qué funciones celulares del epitelio ciliado tubárico y de la musculatura lisa de la trompa se han deteriorado para impedir el avance normal de la mórula hacia el útero?
2. b) Justifica por qué en el útero se observa un endometrio proliferado y engrosado a pesar de no albergar ningún embrión. ¿Qué estructura embrionaria produce la beta-hCG y qué vía hormonal mantiene el soporte endometrial?
3. c) Predice las consecuencias fisiopatológicas inmediatas si no se actúa clínicamente antes de la semana 9-10 de gestación, comparando la capacidad plástica y vascular del miometrio uterino con las limitaciones histológicas de la pared tubárica frente a la invasión del sincitiotrofoblasto.