Implantacin del embrin humano

Desarrollo de laMrulaprevio a la implantacin. La divisin de la primera clula fruto de lafecundacin-elcigoto- da paso a lamrulaa partir de las primeras mitosis celulares. La mrula se transformar en un cojunto de clulas demoninadoblastocistooblstulaque se adherir a la pared delterodurante la segunda semana despus de la fecundacin -comienza la adhesin el 7 u 8 da y finaliza el da 14- la implantacin habr finalizado.

Laimplantacin del blastocisto en el tero femeninooimplantacin del embrin humanoes la adhesin a la pared delterodel denominadoblastocisto-una de las fases de laembriognesis humana-. La implantacin comienza al final de la primera semana -sptimo u octavo da- despus de lafecundacindelvulopor elespermatozoidey se extiende hasta el final de la segunda semana -14 das despus de la fecundacin.Calendario desde la fecundacin hasta la implantacin definitivaEl proceso desde la fecundacin hasta la finalizacin de la implantacin es el siguiente Etapa 1- Da 1 -Fecundaciny formacin delcigoto(una clula) Etapa 2- Das 2 y 3 - Segmentacin de 2 a 32 clulas (mrula) Etapa 3- Das 4 y 5 -Blastocistolibre (formacin de una cavidad en lamrula) Etapa 4- Das 5 y 6 - Blastocisto unido a la pared posterior deltero Etapa 5- Das 7 y 8 - Blastocisto implantado superficialmente en elendometrio Etapa 6- Das 9 a 13 - Cambios morfolgicos en el blastocisto. Etapa 7- Da 14 - Finalizacin de la implantacin - invasin delendometriopor el blastocisto.ImplantacinEl vulo fecundado por el espermatozoide forma elcigotoque se dividir convirtindose en lamrulay despus en elblastocistooblstulaque se adherir a la pared deltero.El conjunto de clulas que ha formado elcigoto, pasa por la fasemorulay deblastocistooblstula. El blastocisto se encuentra dividido en dos grupos de clulas; uno, ms externo, y otro ms interno. El grupo interno, se convertir en elembrin, y el exterior, en la membrana que lo proteger y nutrir durante el embarazo.La implantacin o adherencia al tero permite que elfetorecibaoxgenoy nutrientes de la madre -a travs de la sangre- para su desarrollo y crecimiento. El embrin adherido a la pared del tero comienza a desarrollarse, para lo cual emite unas prolongaciones arborescentes hacia la mucosa uterina que le permite adherirse al tero y as extraer los nutrientes necesarios de la madre.1Ventana de implantacinEs el perodo de mxima receptividad uterina, caracterizado por cambios en las clulas del endometrio que contribuyen a la absorcin del fluido uterino, acercando al blastocito a la superficie celular endometrial y favoreciendo su inmovilizacin, aunque durante esta fase el embrin an puede ser eliminado por arrastre. Dura aproximadamente 5 das y ocurre, en condiciones normales, desde el sexto al dcimo da postovulacin. Sin embargo, en los ciclos estimulados con gonadotropinas exgenas este periodo se adelanta, existiendo una desincronizacin entre el desarrollo embrionario y la ventana de implantacin, por lo que se recomienda extraer los ovocitos en un primer ciclo estimulado con anlogos de la GnRH, y transferirlos en un segundo ciclo.Proceso de implantacinEl proceso de implantacin se divide en dos periodos: un perodo preimplantatorio, durante el cual ocurre la preparacin del endometrio, la preparacin del ovocito y la aposicin; y un perodo implantatorio que a su vez se divide en adhesin, ruptura de la barrera epitelial e invasin.Perodo preimplantatorioPreparacin del endometrio:La produccin deestrgeno y progesteronaes esencial para el proceso de implantacin. Ambas hormonas estn implicadas en numerosas cascadas de sealizacin autocrinas y paracrinas que van a desencadenar la fijacin y posterior invasin del embrin en el tero materno. Durantela fase folicular, el endometrio experimenta una fase mitognica y se desarrolla hasta alcanzar un espesor de entre 8-12 mm. Esta fase est mediada por el estradiol (estrgeno) que media la expresin de numerosas citocinas y factores de crecimiento y tambin, de los receptores de progesterona.Tras la ovulacin, el cuerpo lteo acta como una glndula endocrina secretando progesterona que va a inducir la expresin de otra serie de citocinas y factores responsables de los cambios que sufre el endometrio para la implantacin, adems de inhibir la produccin de receptores de estrgenos y favorecer la sntesis de 17--hidroxilasadeshidrogenasa, que transforma el estradiol en una forma menos activa. Los principales cambios que hacen receptivo al endometrio son: Disminucin de la fase mitognica Formacin de pinpodos Decidualizacin del endometrio Disminucin de las uniones estrechas o tight juntionentre las clulas epiteliales que van a facilitar la invasin del embrin al epitelio Apoptosis regulada localmenteque tambin facilitar la invasin (es objeto de estudios actualmente)Predecidulacin y decidulacin del endometrio:La predecidulacinocurre aproximadamente 7 das despus de la ovulacin y consiste en el aumento de grosor del tejido endometrial, aumento de la vascularizacin y crecimiento de las glndulas para potenciar las secreciones. Hacia el noveno o dcimo da tras la ovulacin, las clulas de la superficie del endometrio se constituyen en una capa de clulas redondeadas denominadas deciduales que desaparece si no ocurre el embarazo, al igual que las glndulas que se atrofiarn y degenerarn a menos que ocurra la implantacin.La decidulacines una etapa de expansin de la explicada anteriormente que tiene lugar unas 24 horas antes de la aposicin del blastocito en el endometrio. Se favorece el desarrollo de las glndulas, las clulas deciduales almacenan lpidos y glucgeno en grandes cantidades y toman una forma polidrica, hay una reorganizacin vascular aumentando la permeabilidad en el sitio donde ocurrir la implantacin. La capa de clulas deciduales o decidua permanecer durante el primer trimestre del embarazo al menos aunque su funcin como tejido circundante es sustituida por la placenta. Es probable que esta etapa sea promovida y mantenida por el propio blastocisto ya que existe un mayor grado de decidulacin en los ciclos con concepcin o cuando se simula la invasin natural del embrin que en aquellos en los que no ocurre.Formacin de pinpodos:La formacin de pinpodos, pequeas protuberancias con forma digital que solo estn presentes en el periodo de ventana de implantacin promovida por la progesterona. Los pinpodos absorben parte del fluido (pinocitosis) y macromolculas (endocitosis) presentes en la cavidad uterina, lo que acerca al blastocito al endometrio y favorece el contacto entre ambos. El endometrio tambin debe secretar ciertos nutrientes para abastecer al embrin las 72 horas que pasa en la cavidad uterina sin implantarse. Y tambin secreta varias protenas dependientes de esteroides y sustancias de la matriz (molculas de adhesin, receptores de las molculas de la matriz) que facilitan la implantacin.Preparacin del embrin:La eclosin del blastocito es imprescindible para que ocurra la implantacin. Este proceso ocurre 6 das tras la fecundacin y consiste en la roture de la zona pelcida (ZP) que se encuentra limitando el embrin. Intervienen factores lticos uterinos y factores del propio blastocito. Un buen candidato es la plasmina, molcula con actividad ltica cuyo precursor (plasmingeno) se localiza en el tero. Algunos factores expresados por el embrin al llegar a la cavidad uterina promueven su conversin en la forma activa.Perodo implantatorioAdhesinConsiste en una unin mucho ms fuerte entre el trofoectodermo del blastocito y las clulas deciduales. En esta fase se ven implicadas numerosas molculas de diferente naturaleza de las que cabe destacar: L-selectinas:protenas de unin a oligosacridos expresadas por todo la superficie del blastocito, interacciona con los azcares expresados en las clulas endometriales y permite que el blastocito se vaya desplazando por la superficie uterina. Mucina asociada a membrana (MUC-1):es una glicoprotena de gran peso molecular que forma parte de la matriz epitelial. Existe controversia respecto a su papel en la implantacin ya que una corriente mantiene que dificultan la adhesin debido a su gran volumen, otra corriente piensa que puede ser un posible sustrato de las L-selectinas expresadas en el trofoectodermo facilitando as la adhesin. Integrinas:son una amplia familia de glicoprotenas transmembrana que se unen a aquellos ligandos que presenten la secuencia (arginina-glicina-asprtico) presente en componentes de la matriz extracelular como la fibronectina, vitronectina, colgeno Durante la ventana de implantacin se han identificado las subunidades 1, v, 4 y 3, apareciendo 3 el da 5 tras la ovulacin (inicio ventana implantacin) y desapareciendo 4 el da 10 postovulatorio (final ventana implantacin). Adems el dmero v 3 debe ser importante para la implantacin, ya que su escasez dificulta este proceso. Tambin hay una expresin de diferentes tipos de integrinas como la 3 en el trofoblasto del embrin. Son las encargadas de llevar a cabo una unin fuerte. Fibronectina y laminina:protenas de la matriz extracelular que se expresan en el endometrio promovidas por la progesterona. La laminina facilita la invasin del trofoblasto. la fibronectina media la migracin y adhesin a las clulas de la decidua e inhibe la invasividad del trofoblasto. Factor de crecimiento epidrmico de unin a heparina (HB-EGF):en el endometrio humano se expresa ampliamente en la ventana de implantacin mediado por la accin tanto de los estrgenos como de la progesterona y parece favorecer la implantacin jugando un papel importante en la iniciacin de la implantacin (an es estudio).Intrusin: rotura de la barrera epitelialProceso adicional entre la adhesin y la invasin durante el cual las clulas del trofoectodermo se abren camino entre las clulas del epitelio endometrial hasta atravesar la membrana basal epitelial antes de invadir el estroma endometrial. Para conseguirlo los trofoblastos deben inducir la apoptosis de algunas clulas epiteliales. Esto se consigue mediante el factor de crecimiento TGF-, enzimas lticas y el sistema fas. Los receptores del ligando fas (CD95) se localizan en las clulas epiteliales del endometrio, mientras que el ligando es expresado en el blastocito. Las clulas trofoblsticas fagocitan las clulas apoptticas de la decidua reabsorbindose azcares y lpidos.InvasinTras superar la membrana basal, las clulas del trofoectodermo invaden el estroma endometrial y se conectan a los vasos sanguneos maternos mediante un proceso conocido como invasin. Durante esta etapa eltrofoblasto se diferenciaen dos masas celulares distintas: Sincitiotrofoblasto exterior:que consiste en una sola masa celular con muchos ncleos sin separacin fsica entre ellos (sincitio). Citotrofoblasto interior:capa irregular de clulas ovoides mononucleadas con alta actividad mittica.El sincitotrofoblasto secreta enzimas lticas y factores que promueven la apoptosis lo que le permite penetrar en el estroma y provoca la erosin de las paredes de los capilares tambin. Posteriormente se forman grandes vacuolas extracelulares en el sincitotrofoblasto que se pueden unir formando lagunas,fase lacunar, que inicialmente se llenan de fluido uterino. Como tambin ocurre la erosin capilar, estas lagunas finalmente se llenan de sangre que darn lugar a espacios intervellosos. A partir del citotrofoblasto se produce una proliferacin celular que dar lugar a lasvellosidades corinicas.Por su parte, el hipoblasto se va transformando en una membrana denominadamembrana de Heuser, primer vestigio delsaco vitelino. El mesodermo extraembrionario se divide en dos lminas, una externa (mesodermo somtico) y otra interna (mesodermo esplcnico), que dejan en medio un espacio virtual llamadocavidad corinica. A partir del mesodermo tambin se forma lalmina corinica, parte de la cual atraviesa la cavidad corinica, formando el pedculo de fijacin que posteriormente se convertir en elcordn umbilical. Hacia el da 14, eldisco embrionarioha desarrollado elepiblasto(o suelo de la cavidad amnitica), elhipoblasto(o techo del saco vitelino) y lalmina precordal, situada en la porcin ceflica del embrin.1Principales molculas implicadas en el proceso de implantacinFactoresPapel en la implantacinRegulada por

LIF (factor inhibidor de la leucemia)Interleukina-6 que modula la proliferacin y diferenciacin de muchos tipos celulares. El receptor de LIF (LIFR) es expresado en el blastocito. Puede estar implicado en el correcto desarrollo del blastocito y en la expansin y diferenciacin del trofoectodermo para la implantacin.No se conoce exactamente

CSF-1(Factor estimulante de colonias macrfagos)Factor de crecimiento que promueve la proliferacin y maduracin de los macrfagos que producen citocinas involucradas en el proceso de implantacin. Producido por glndulas endometriales y promovida por la progesterona. Parece tener un efecto trfico sobre el trofoblasto.Progesterona

IL-1 (Interleucina-1)Citocina producida principalmente por macrfagos activados. Promueve la expresin de integrinas (proceso de adhesin) y prostaglandinas.Progesterona

PG (Prostaglandinas)Factor endocrino o paracrino que cumple numerosas funciones. En el endometrio media la decidualacin y aumenta la permeabilidad vascular favoreciendo la implantacin. Se encuentra sobre todo PG-E2 and PG-F2.Progesterona

VEGF (Factor de crecimiento vascular endotelial)Potente factor angiognico. Expresado en el trofoblasto invasor (junto con su receptor). Posible regulacin autocrina de la proliferacin, migracin / invasin, y la actividad metablica del trofoblasto. Tambin parece expresarse en el endometrio potenciando el crecimiento y remodelacin vascular as como el incremento de la permeabilidad de los vasos lo que es crucial para la implantacin y posterior desarrollo de la placenta.Progesterona Estrgenos

IGF-I, IGF-II (Factores de crecimiento insulnico)Potencian la mitosis de las clulas endometriales y su diferenciacin. Posible efecto angiognico al incrementar la produccin de VEGF. IGF-II se expresa en el trofoblasto mientras que IGFBP (protenas solubles de unin a IGF) lo hacen en las clulas deciduales, lo que sugiere que pueden regular el proceso de invasin.Progesterona (IGF-II) Estrgenos (IGF-I)

TGF- (Factor de crecimiento transformador )Factor de crecimiento epidrmico. Proliferacin epitelial y del estroma endometrial. Papel importante en la iniciacin de la implantacin.Progesterona Estrgenos

hB-EGF (Factor de crecimiento epidrmico de unin a heparina)Factor de crecimiento epidrmico. Proliferacin epitelial y del estroma endometrial. Papel importante en la iniciacin de la implantacin.Progesterona Estrgenos

RelaxinaEs una hormona peptdica de la familia de IGF. El posible papel que juega en la implantacin es aumentar la concentracin de glicodelina-A y de VEGF.No se conoce exactamente.

Aceptacin de la implantacin y embarazo por parte del sistema inmuneEl sistema inmunolgico est diseado para reconocer y eliminar aquello que reconoce como extrao al organismo. Por ello el embrin, cuyas clulas presentan antgenos tanto de la madre como del padre, est potencialmente sujeto a un ataque del sistema inmunitario materno. Se sabe, que durante el proceso de implantacin se elevan los niveles de clulas T activadas que pueden llevar al fracaso a este proceso y por tanto el embarazo. La modulacin del sistema inmune no se conoce ampliamente pero se conoce que pueden estar implicados los siguientes sistemas: Sistema Fas-FasL:el ligando Fas es expresado por las clulas de trofoectodermo y posteriormente en la superficie placentaria. Su unin a los receptores Fas expresados en la superficie de algunos leucocitos que llegan hasta la decidua promueve la muerte de stos. Clulas Natural killer (NK):estn presentes en elevada concentracin durante el proceso de infiltracin en ntimo contacto con el trofoblasto invasor. No se conoce exactamente el papel que desempean pero se estn realizando estudios sobre ellos y se ha demostrado que ratones que carecen de estas clulas pueden dar descendencia pero con un 64% de prdida fetal. Interleukina-15:contribuye a la supervivencia y expansin de las clulas NK, pero a diferencia de lo que ocurre con las NK circulantes por la sangre la NK uterinas no se activan mostrando un fuerte carcter citoltico, lo que es importante ya que si se activarn podra acabar rpidamente con el trofoblasto cercano. Glicodelina-A:glicoprotenas que expresa el endometrio secretor tardo mayoritariamente. Es un agente inmunosupresor importante para que se pueda dar el proceso de interaccin entre el embrin y el tero materno.

En este proceso que involucra una activa interaccin entre endometrio y trofoblasto, se reconocen los siguientes eventos:-Lisis de la zona pelcida-Preparacin del endometrio-Implantacin-Reaccin decidual-Desarrollo del cito y sincitiotrofoblasto-Formacin de las lagunas trofoblsticasLisis de la zona pelcida

El proceso de implantacin es simultaneo con el desarrollo del embrin bilaminar y ocurre durante la segunda semana de gestacin.Al arribar el blastocisto a la cavidad uterina, alrededor del quinto da despus de la fecundacin, la zona pelcida que ha mantenido la cohesin de las blastmeras y ha evitado la implantacin ectpica en las trompas uterinas (embarazo tubrico) desaparece y las clulas adhesivas del trofoblasto comienzan a interactuar con elendometrio.

Preparacin del endometrio

El endometrio se encuentra en la fase secretora o lutenica, donde las glndulas estn desarrolladas y las arteriolas de la submucosa se encuentran tortuosas y pletricas. En este perodo de mximo desarrollo de la mucosa es posible reconocer en ella tres capas:-La capa basal, profunda y delgada.

-La capa esponjosa, intermedia con abundantes conductos glandulares.

-La capa compacta, superficial y edematosa en esta fase del ciclo. Las capas esponjosa y compacta constituyen la capa funcional de endometrio, que se renueva durante cada ciclo menstrual.

Implantacin

Hacia finales del sexto da de desarrollo el trofoblasto del polo embrionario prolifera y se fija en la capa compacta del endometrio y, mediante una accin histoltica, comienza a profundizarse en la mucosa. El lugar de implantacin normalmente es en la pared anterior o posterior de la cavidad uterina cercano al fondo del tero.Fig.7A:Implantacin

Reaccin decidual

Durante la implantacin, el endometrio se autodestruye en respuesta a la interaccin con el trofoblasto y experimenta la reaccin decidual, donde se observa una hipertrofia celular endometrial y acumulacin de glucgeno y lpidos en el citoplasma. La reaccin decidual evita el rechazo del embrin, que es antignicamente diferente a los tejidos maternos y, adems, evita que la implantacin progrese hasta elmiometrio

Desarrollo del cito y sincitiotrofoblasto

La interaccin con el endometrio estimula a las clulas trofoblsticas, las cuales se multiplican con gran rapidez, diferencindose dos capas en l:Fig.7B:Implantacin1) El sincitiotrofoblasto, masa protoplasmtica multinucleada que absorbe nutrientes, produce gonadotrofina corinica y va abriendo camino, invadiendo la mucosa uterina.2) El citotrofoblasto, que est formando las paredes del blastocisto.

Este proceso de penetracin va progresando de manera que hacia el da 14 del desarrollo el blastocisto est sumergido en el endometrio y la capa compacta de la mucosa cubre elpolo abembrionariodel blastocisto.Formacin de las lagunas trofoblsticas

A medida que el sincitiotrofoblasto prolifera, se forman amplios espacios intercelulares, las lagunas, trofoblsticas, que luego se conectarn con los capilares del endometrio los que vierten su sangre en estas lagunas, establecindose as la circulacin placentaria, hecho que ocurre alrededor del da 12 del desarrollo. En estas lagunas hacen eminencia las (vellosidades corinicas primarias) formadas por sincitio y citotrofoblasto. Este hecho es capital debido a que el blastocisto ya ha alcanzado un tamao cercano a 1 mm de dimetro, hacindose difcil la nutricin del embrin slo por el proceso de difusin de sustancias. As, las blastmeras iniciales obtienen su nutricin desde el escasovitelopresente en las reservas del vulo. Luego la mrula utiliza los nutrientes presentes en las secreciones tubricas y uterinas (embriotrofoo leche uterina). Ms tarde, en la fase inicial de la implantacin, el blastocisto utiliza los productos derivados de la destruccin del endometrio (histotrofo) y finalmente la nutricin del embrin depender de la circulacin placentaria (hemotrofo) .Si bien la implantacin se realiza en la zona alta de la cavidad uterina, anormalmente ella puede ocurrir cercana al cuello uterino (os interno), dando origen a un embarazo conplacenta previasituacin que complicar elparto. Extremadamente inusuales son las implantaciones ectpicas o extrauterinas, como el embarazo tubrico y el embarazo peritoneal o abdominal.