La Enciclopedia del Proyecto Embrión

La implantación es un proceso en el que un embrión en desarrollo, que se desplaza como blastocisto a través del útero, entra en contacto con la pared uterina y permanece unido a ella hasta el nacimiento. El revestimiento del útero (endometrio) se prepara para que el blastocisto en desarrollo se adhiera a él mediante muchos cambios internos. Sin estos cambios no se produce la implantación, y el embrión se desprende durante la menstruación. Esta implantación es exclusiva de los mamíferos, pero no todos ellos la presentan. Además, entre los mamíferos que presentan implantación, el proceso difiere en muchos aspectos entre los mamíferos en los que las hembras tienen ciclos estrales y los mamíferos en los que las hembras tienen ciclos menstruales. Las hembras de las distintas especies de primates, incluidos los humanos, tienen ciclos menstruales y, por tanto, procesos de implantación similares.

Antes de que comience la embriogénesis, el ovario libera un óvulo no fecundado, llamado ovocito, que se desplaza por la trompa de Falopio. El óvulo está envuelto en una matriz extracelular llamada zona pelúcida. Los espermatozoides pueden fecundar el óvulo en la zona pelúcida (ZP), lo que impide que el óvulo fecundado, llamado cigoto, se adhiera a la pared de la trompa de Falopio. Si el cigoto se implanta en cualquier otra zona además del útero, el resultado es un embarazo ectópico. Esta situación impide el desarrollo completo del embrión y puede provocar una hemorragia mortal en la mujer embarazada.

A medida que el cigoto se desplaza por la trompa de Falopio, se somete a varias rondas de división celular, un proceso denominado escisión. Estas divisiones celulares producen la masa celular interna (MCI), que se convertirá en el embrión, y el trofoblasto, que rodea la MCI e interactúa con los tejidos maternos. Juntos, la MCI y el trofoblasto se denominan blastocisto. Un blastocisto se implanta con éxito en el útero cuando, al salir la ZP de la trompa de Falopio, el blastocisto sale de la ZP y se une al endometrio.

El endometrio es una de las pocas superficies uterinas en las que no siempre puede implantarse un blastocisto. Las propiedades del endometrio cambian, y sólo en una breve ventana puede el blastocisto implantarse en el tejido. En los humanos, esa ventana incluye los días seis a diez después de la ovulación. Justo antes de la ovulación, el endometrio comienza a engrosarse y a expandirse en respuesta a la liberación de estrógenos de los ovarios. A medida que el embrión se desplaza por las trompas de Falopio, el endometrio prolifera, cambia de forma, se vuelve receptivo a la implantación y produce un entorno hospitalario para el embrión. Cuando los ovarios liberan progesterona, se producen una serie de cambios denominados decidualización. La decidualización incluye la acumulación de glóbulos blancos alrededor de las arteriolas endometriales, o vasos sanguíneos que van de las arterias a los lechos capilares. A medida que se forma esa vasculatura, una molécula que almacena energía, llamada glucógeno, se acumula en los tejidos conectivos en expansión del útero. Además, el endometrio se hincha al acumularse en él líquido intersticial. El endometrio, hinchado con líquido intersticial, vasculatura y nutrientes, proporciona un entorno hospitalario para la embriogénesis.

A medida que el blastocisto se desplaza por el útero, se realinea de manera que la masa celular interna queda adyacente a la pared uterina, y el trofoblasto entra en contacto con el endometrio. La posición de la MCI en relación con el endometrio establece el eje cabeza-cola, o dorsal-ventral, del embrión, con el lado dorsal del embrión orientado hacia la pared uterina. Este es el primer acontecimiento embrionario que dicta la organización del futuro cuerpo.

El éxito de la implantación depende de la unión del blastocisto al endometrio. Hay muchas moléculas que se cree que dictan esta interacción, pero las integrinas, un tipo de molécula de adhesión celular, han sido identificadas como un componente primario. Las integrinas se extienden desde el revestimiento del útero y desde la superficie de la blástula. Las integrinas tienen muchas funciones en casi todos los tipos de tejidos, y desempeñan un papel en la adhesión celular, la transmisión de información sobre el entorno extracelular al núcleo y la modulación de la respuesta inmunitaria local. Inmediatamente después de la implantación, las integrinas ayudan a regular la expresión genética del embrión. Los médicos también buscan concentraciones elevadas de integrinas cuando buscan zonas de los úteros receptivas a la implantación en la terapia de reproducción asistida (TRA), y utilizan la falta de dichas concentraciones para identificar a las mujeres que pueden ser infértiles.

A pesar del contacto entre el blastocisto y el endometrio, la implantación puede fallar. Hay muchas causas potenciales de errores. Si no se produce la implantación, el endometrio se rompe y se desprende, junto con el blastocisto, como parte del ciclo menstrual. Sin embargo, si el blastocisto se implanta, el endometrio permanece en el útero y, junto con el tejido uterino, se convierte en la parte materna de la placenta, denominada decidua.

Una vez que el blastocisto se adhiere a la pared uterina, el trofoblasto secreta enzimas que digieren la matriz extracelular del tejido endometrial. Las células del trofoblasto comienzan entonces a introducirse entre las células endometriales, fijando el blastocisto a la superficie uterina. Otras secreciones de enzimas permiten que el blastocisto se entierre profundamente entre las células del estroma uterino que forman los componentes estructurales del útero. Posteriormente, las células del trofoblasto continúan dividiéndose y forman dos membranas extraembrionarias. Estas membranas forman la parte fetal de la placenta denominada corion. Otras enzimas y factores de señalización segregados por estas membranas remodelan la vasculatura uterina para bañar los vasos sanguíneos fetales o embrionarios en sangre materna. Las vellosidades coriónicas son los pliegues de tejido y vasos sanguíneos que conectan los depósitos de sangre materna y fetal. La sangre materna se difunde en las vellosidades y viaja a través de ellas hasta la vasculatura del feto. Del mismo modo, la sangre fetal se difunde desde las vellosidades hacia la vasculatura materna. Normalmente la sangre fetal y la materna no se mezclan, pero la relación entre los dos sistemas circulatorios permite la transferencia de nutrientes y oxígeno al feto o embrión, y de dióxido de carbono y urea del feto a la madre.

Aunque es exclusivo de los mamíferos como proceso reproductivo, la implantación no es exclusiva del útero y el trofoblasto. En la década de 1980, los investigadores encontraron similitudes entre las capacidades invasivas de los blastocitos y las de las células cancerosas. Las mismas enzimas del trofoblasto que digieren el endometrio también son utilizadas por las células tumorales para penetrar en los tejidos de todo el cuerpo. Las células tumorales utilizan los mismos factores de crecimiento que el trofoblasto para atraer los vasos sanguíneos maternos, que luego interactúan con el corion, y para proporcionar nutrientes a la masa en expansión. Además, los cambios en el endometrio durante la decidualización, como la hinchazón, la acumulación de glóbulos blancos y la activación general del sistema inmunitario materno, son consistentes con una respuesta a la presencia de patógenos o tumores.