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Fisiopatologia da Reprodução · História da reprodução das espécies Aristotoles foi o pai da embriologia As vertentes animaculistas e ovistas · Animaculistas: acreditvam que avia um “mini homem” no ventre da mulher · Ovistas: acreditavam que na ponta do espermatozoide havia um “ovo”. A teoria da pigênese tenta explicar o desenvolvimento individual de um organismo e foi criado por Aristóteles, onde em um embrião de galinha ele viu o desenvolvimento gradualmente e adquiriu forma. A teoria da teratologia, nome que do grego deriva montro, onde acreditavam que festos com má formação eram monstros e que isso era culpa da genética da mulher. O vírus da rubéola dizia que ela era responsável por defeitos nos olhos, orelhas e no coração em crianças nascidas de mães com essas doenças no começa da gestação. A tragédia da talidomida nos anos 60, a qual quando ingerida pela mãe causa formação de superóxidos em algumas células do embrião, a qual é uma substancia muito toxica. Todos esses estudos permitiram a descoberta de: · Endocrinologia; Puberdade; Ciclo estral; Copulação; Fecundação; Gestação; Parto; · Congelamento de sêmen; Sexagem de sêmen; IA; IATF e a sincronização; PIVE; TE; Clonagem; Sexagem fetal; Doppler. · Organelas – Partes das células · Centríolo · Ribossomo: responsável pela produção de proteínas · Reticulo endoplasmático liso: responsável pela síntese de lipídeos · Reticulo endoplasmático rugoso: responsável pela síntese de proteica externa · Membrana celular · Mitocôndria: responsável pela respiração celular, produção de energia (ATP), tem o seu próprio DNA e seus próprios ribossomos. · Citoplasma · Núcleo · Expressão gênica Uma molécula de DNA é dividida em unidades funcionais chamadas genes. Cada gene fornece instruções para um produto funcional, que irá realizar um trabalho na célula. Em muitos casos, o produto funcional de um gene é uma proteína · O processo da expressão genica: A informação gênica é usada para construir um produto funcional em um processo chamado expressão gênica. O DNA direciona a construção de um polipeptídio funcional através da: · Transcrição: Uma fita do DNA do gene é copiada para RNA. Nos eucariontes, o transcrito de RNA deve passar por etapas adicionais de processamento para se tornar um RNA mensageiro (RNAm) maduro. · Tradução: A sequência de nucleotídeos do RNAm é decodificada para especificar a sequência de aminoácidos de um polipeptídeo. Este processo ocorre dentro de um ribossomo e requer moléculas adaptadoras chamadas de RNAt. · Òvulo: ovócito II ou oócito Material materno que a contem metade do número de cromossomos · Espermatozoide Material genético do macho que contem a metade do material genético, que se encontra na cabeça do espermatozoide. ( os espermatozoides velhos são eliminados no liquido seminal que lubrifica o pênis) Os espermatozoides são a única célula do macho que não tem nenhuma função no organismo, somente fora dela, sua função é entrar no canal uterino e fecundar o ovulo. Quem vai determinar o sexo do embrião é o conteúdo genético paterno, pois ele carrega o gene XY enquanto a fêmea XX. Quem vai dar o último cromossomo é o pai, e ele é quem vai definir o sexo. Se macho tem o gene SRY (pode ser que ele só tenha XX) ele vai ter filhos do sexo masculino, pois ele inibe a liberação o hormônio mileriano, que é responsável por formar fêmeas, e com isso vai aumentar a testosterona que vai formar as gônadas masculinas e o sistema reprodutivo. · Fases da fecundação 1. O espermatozoide vai fecundar o ovócito II 2. Vai ocorrer a fertilização 3. Fusão dos pró núcleos do ovário e do espermatozoide (junção do material genético masculino com o feminino formando o zigoto ou ovo) 4. Formação do zigoto 5. Clivagem: processo de desenvolvimento embrionário onde será realizado a mitose e depois a especialização de cada célula. As células se dividem em 2-4-8 e 16 ( até as 8 celulas se alguma morrer elas vão mesmo assim se especializar, porem se passar de 8, esse processo não vai mais ocorrer) Oviduto: podem ser chamados de trompas de falópio ou trompas uterinas onde ocorrem os processos acima nos primeiros 7 dias. · MCI (massa celular interna): forma o feto e seus anexos · Trofectoderma: forma a placenta O Ovário e os Testículos também são glândulas e são chamados de gônadas · Eixo hipotálamo-hipófise – Centro de controle neuroendócrino. É responsável por controlar todos os processos reprodutivos em macho e fêmea. Hipotalamo: é responsavel pela parte sensorial e controla a hipófise e por cerca de 80% de nossas ações Hipófise: é responsável por produzir hormônios que vão controlar as mais diversas glândulas do organismos Neuroohipófise: hipófise posterior ou menor, armazena e libera vasopressina e oxitocina (chamado hormônio do amor) o qual o hipotálamo vai produzir. · Oxitocina: chamado hormônio do amor, é secretado na hora do parto, da amamentação, e em outras situações que causam prazer. Nos machos é liberada no coito. Adenoohipoise: hipófise anterior ou maior, responsável produz e libera o LH e FSH, e também é responsavel por secretar o GnRH que é produzido na hipotálamo · LH e FSH atuam tanto no ovário quando nos testículos Hipófise anterior glândula mestre secreta substâncias que vão controlar outras glândulas. · Feedback positivo: faz com que as glândulas liberem seus hormônios · Feedback negativo: faz com que as glândulas cessem a liberação dos hormônios · Kisspeptina Os neurônios GnRH são os componentes principais do eixo reprodutivo. O neuropeptídio está envolvido na transmissão dos feedbacks para o neurônio GnRH e na liberação pulsátil do GnRH pelo hipotálamo. Altercações no gene codificador de Kisspeptina alteram o início da puberdade e levam ao hipogonadismo e hipogonadotrófico. Eles sabem quando a fêmea está na sua fase de puberdade/maturação sexual e aptas para a reprodução e se os componentes do ovário estão prontos para secretar os hormônios e para realizar o processo de foliculogênese e no macho a espermatogênese, ela irá enviar essas informações em formato de neurônio. A ciência ainda não sabe quem controla a kisspeptia. Do ponto de vista reprodutivo a kisspeptina controla o eixo hipotálamo-hipófise gônadal e ela é um neuropeptídio. · Hormônios da reprodução · Kisspeptina: responsável por controlar o eixo hipotálamo hipófise e liberar GnRH. · GnRH (hormônio liberador das gonodotrofinas): respnsavel por secretar os hormônios que vão liberar e controlar a liberação das gonadotrofinas que são o FSH e LH que vão estimular as gônadas. · FSH (hormônio folículo estimulante): estimula a liberação dos folículos · LH (hormônio luteinizante): responsável pela formação e manutenção do corpo lúteo. · Inibina; realiza o feedback negativo durante o ciclo estral · Relaxina: causa o relaxamento do cervix · Prolactina: responsável pela descida do leite na fase da lactação e manutenção do corpo lúteo em ovelhas. · E2 (Estrógeno): é responsável pela expressão estral e pelas características femininas. · P4 (Progesterona): responsável pela manutenção da gestação. · PGF2a (prostaglandina F2 alfa): luteolítica, indutora de para melhorar o ambiente uterino para o desenvolvimento da concepção inicial. · IFN-t (Interferon-tau): reconhecimento materno em ruminantes · Testosterona: características sexuais masculinas e espermatogênese. · Eixo hipotálamo-hipófise-gonadal · Eixo Hipotálamo-Hipófise-Ovário e a Gametogênese Feminina (Ovogênese) A regulação começa com a kisspeptina seguida do GnRH que induzir a adenohipófise (hipófise anterior) que vai liberar o FSH e LH nos ovários. Os gametas femininos são originados na vida intrauterina ou embrionária O ovário é responsável pela produção de hormônios e pelo desenvolvimentos dos gametas femininos, pelo controle do ciclo estral e todas as suas funções. Ocorre o estabelecimento da orogênese e ovogênese onde há a formação dos gametas femininos. Na femea ele é regulado por KP GnRH, FSH, LH, P4, E2, Inibina e PGF2a. · Formação do ovócito secundário O ovócito é umacélula 2n e expulsa o corpúsculo polar e se torna uma célula n pronta para ser fecundada pelo espermatozoide já que só apresenta metade do material genético e juntam ambos que são celulas 2n que liberam corpúsculo formando célula n. (ovócito II, célula n) ambos liberam metade do material genético. Folículo pré antral tem início na vida embrionária · Mitose: Uma divisão celular que acontece na vida toda, ocorre com qualquer célula haploide, produz 2 células finais e gera células iguais a célula mãe · Meiose: Duas divisões celulares, forma organismos diploides e não ocorre na vida toda. Produz 4 células finais e gera células sexuais com metade do DNA da célula mãe com uma variabilidade genética. · Células da fase embrionária e adulta · Gene: é um segmento de uma molécula de DNA, responsável pelas características herdadas geneticamente, ou seja, são a “informação genética”. · Cromossomo: são estruturas que carregam os genes de um ser vivo, responsáveis por definir as características físicas particulares de cada indivíduo. Estão localizados no núcleo das células. · Gameta: origina-se de células germinativas e são responsáveis por transmitir os genes de uma geração para a seguinte, durante o processo de reprodução sexuada. Possuem metade do número de cromossomos exatos da espécie a qual pertencem. EXEMPLO: uma célula do tecido nervoso de um touro possui 60 cromossomos, mas seu espermatozoide possui apenas 30 cromossomos. · Gametogênese: processo de formação de gametas, denominado de espermatogênese nos machos e oogênese nas fêmeas. · Gônadas: órgão presente no aparelho reprodutor feminino e masculino, sendo o ovário nas fêmeas e o testículo nos machos. Possui função reprodutiva e endócrina, produzindo os gametas e secretando hormônios (Testosterona nos machos e Estrogênio nas fêmeas). · Espermatozoide: gameta masculino, produzido e armazenado na gônada masculina, no caso, nos testículos · Ovários: gônada feminina responsável pela gametogênese feminina, que culmina na produção dos oócitos ou ovócitos, presente internamente ao folículo. Além disso, é o local de desenvolvimento do corpo lúteo. · Oócito ou Ovócito II: gameta feminino, produzido e armazenado na gônada feminina, no caso, nos ovários. · Corpúsculo polar: célula que se forma durante a fase maturação da oogênese, a fim de permitir a redução cromossômica característica da meiose. · Folículos: Pequenas vesículas no ovário que contém os oócitos ou ovócitos. São responsivos a hormôniosassim como o endométrio e se rompem na fase de ovulação. · Corpo lúteo: estrutura que se forma no ovário logo após a liberação de ovócitos durante a ovulação. Tem como função a secreção da progesterona (P4), responsável pela manutenção da prenhez · Ovo ou Zigoto: célula fertilizada resultante da união (fecundação) do gameta masculino ao feminino, antes da primeira divisão das células. · Embrião: estágio inicial de desenvolvimento de um novo ser vivo. · Concepto: novo ser vivo ainda sem caracterização de espécie ou designação sexual. · Feto: novo ser vivo com características morfológicas da espécie na qual pertence. · Neonato: o ser vivo, a partir do momento do seu nascimento até um determinado tempo de acordo com a espécie. · Órgãos e Morfologia do Sistema Reprodutor Feminino O útero é formado por: 1. Endometrio 2. Piometrio 3. Miometrio 4. Vagina 5. Cervix 6. Ovario 7. Ligamento útero-ovárico 8. Tuba uterina 9. Istimo 10. Ampola 11. Infundibulo 12. Intramural 13. Fibrinas · Ciclo estral Desenvolvimento dos ovócitos dentro do corpo luteo · Proestro: secreta FSH e faz o recrutamento dos folículos (estro: ase marcada pela liberação do estrógeno). Nessa fase a fêmea começa a apresentar alterações comportamentais que são identificados pelo touro ou rufião. Sua duração é de aproximadamente de 3 dias e é a fase caracterizada pelo crescimento folicular. Com isso, na vagina e vulva, inicia a hiperemia e edema, mas de maneira muito discreta. A cérvix começa a relaxar e o muco aparece de forma menos viscosa. O útero fica túrgido e aumenta o volume, podendo ser identificado na palpação. Uma característica fundamental desse período é que a fêmea costuma montar em outras, atrai o macho, mas ainda não permite ser montada · Estro: marcado por todas as características do cio graças ao estrógeno e apresenta dominância do folículo. É o período em que ela aceita a monta. No cio a fêmea fica muito agitada e procura outras fêmeas ou até rufiões para montar. Ela se alimenta pouco e há pouca atividade leiteira. O útero fica ainda maior, mais túrgido e erétil. A vulva fica muito inchada, brilhante e libera muco cristalino e transparente, sendo facilmente visível. Os sinais são basicamente os mesmos do proestro, no entanto, mais intensos, podendo ser facilmente observados. A grande diferença é que nesse período elas aceitam a monta A partir do momento em que os folículos são recrutados começam a responder ao estrógeno. A ovulação ocorre no período de transição do pro estro para o estro, onde tem a presença do LH. · Metaestro: secreção de LH, formando o corpo lúteo responsável pela mudança na anatomia conformacional do folículo para o corpo lúteo. · Diestro: fase onde ocorre a secreção de maior quantidade de progesterona pelo corpo lúteo · Anaestro: não tem estro, não tem cio, podendo ocorrer de maneira patológica ou fisiológica ( poliestricas estacionas ou sazonais) · . Sazonalidade e variação ciclicidade nas fêmeas domesticas. · Sazonalidade: quando o cio no animal é determinado pela melatonina. Em espécies consideradas de dias curtos como ovinos, caprinos e búfalos o aumento da melatonina estimula a secreção de GnRH pelo hipotálamo. No caso de animais de dias longos, como os éguas e gatas, o aumento da exposição à melatonina tem efeito oposto, inibindo a secreção de GnRH pelo hipotálamo. Assim, as diferenças na extensão do dia são reconhecidas transformadas em sinais capazes de ligar ou desligar a atividade sexual de forma espécie específica Dias curtos: búfalas, ovelhas e cabras Dias longos: gatos e éguas. · Sazonalidade/Estacionalidade O fotoperíodo é o principal modulador da estacionalidade reprodutiva, o qual delimita a estação de concepções e partos em épocas de dias curtos ou longos. Principais espécies estacionais: éguas, gatas, ovelhas e cabras e búfalas. · Influência Transição Climática: Fêmeas de Produção · Eixo Hipotálamo-Hipófise-Testículo e a Gametogênese Masculina (Espermatogênese) A gametogênese masculina e feminina é exatamente igual A kp atua sobre o hipotálamo, liberando GnRH sobre a adeno hipofis (hipófise anterios), liberando FSH e LH, estimulando os testículos sobre as celulas de Leydig e Sertoli. · O testículo é responsável pela produção hormonal e pelo desenvolvimento dos gametas; · Controle da libido e da dominância; · Estabelecimento da espermatogênese (gametogênese masculina). · Regulado no macho por: KP, GnRH, FSH, LH, Testosterona e Inibina. · Machos: A diferenciação da gônada sexual masculina, inicia no momento da fecundação, dependendo do espermatozoide fecundante, nesse caso se ele apresentar o cromossomo sexual Y, responsável por conter a informação genética para o desenvolvimento das características sexuais primárias do macho, então ocorre primeiro o estabelecimento do sexo genético. Em seguida na vida fetal ocorre o estabelecimento do sexo gonadotrófico, em estimulo a informação genética contida no par de cromossomos sexuais para a produção de hormônios, que nesse caso é o Fator de Determinação Testicular (TDF) ou gene SRY na qual é o responsável pela diferenciação das gônadas em testículos. · Sistema reprodutivo é composto por: 1. 2 testículos 2. 1 epidídimo 3. 2 ductos deferentes 4. 3 glândulas acessórias 5. 1 pênis 6. 1 prepúcio 7. 1 bolsa escrotal · Testículos: gônada masculina · Os testículos são glândulas pares e apresentam duas funções, uma na produção de esteroides como a testosterona, essa produzida pelas células de Leydig, e outra na produção de espermatozoides, sendo produzidos pelas espermatogônias ecélulas de sertoli · A primeira função é a produção de testosterona, sendo esse o hormônio sexual masculino mais importante. Os hormônios sexuais masculinos são chamados de androgênios, ou andrógenos. · A segunda função dos testículos é a produção de espermatozoides. No entanto, essa produção, que ocorre nos túbulos seminíferos dos testículos, só será possível se houver testosterona suficiente na circulação sanguínea e, de maneira especial, no local onde os espermatozoides são gerados. A fertilidade masculina, portanto, depende diretamente da função dos testículos e da testosterona. As células de leydig são responsáveis por produzir testosterona sob influência do LH, ela é responsável pelo desenvolvimento dos testículos e sem ele não há a as células de sertoli. Estão localizadas no interstícios dos testículos · Células de Sertoli · Presentes no epitélio seminífero, são alongadas, piramidais, com núcleo grande e claro e nucléolo proeminente, com heterocromatina associada; · São responsáveis pela sustentação e translocação das células germinativas da base para o ápice do epitélio germinativo; · Nutrem as células germinativas e regulam a espermatogênese; · Formam a barreira hematotesticular, protegendo a espermatogênese de macromoléculas provenientes do sangue e evitando uma resposta autoimune contra as células germinativas diferenciadas; · Secretam o fluido testicular para a luz do túbulo seminífero, que leva os espermatozoides para fora dos testículos; · Produzem fatores que regulam a espermatogênese, como a proteína de ligação ao andrógeno (ABP), e a ativina e a inibina, que regulam a secreção do hormônio folículo estimulante (FSH); · Realizam fagocitose dos restos citoplasmáticos que se desprendem das espermátides. · Penis O pênis é o órgão copulador e apresenta diferentes tamanhos e estruturas nas diferentes espécies de animais, ele é dividido em corpo cavernoso e esponjoso (responsável pela ereção), e tem a função de eliminação da urina e sêmen. · Glândulas Anexas · As glândulas acessórias dependem dos androgênios testiculares para a manutenção da sua atividade funcional, e por esse motivo, em machos castrados podem apresentar-se em dimensões muito reduzidas. Elas são as responsáveis pela formação do plasma seminal que representa a maior parte do volume ejaculado. · O plasma seminal formado pelas glândulas sexuais acessórias atua como transportador de espermatozoides, fornecedor de substâncias nutritivas e agem como um agente tampão capaz de minimizar o efeito do excesso de acidez do trato genital feminino, prejudicial para a vida dos espermatozoides. · No momento da ejaculação, por estímulo do sistema nervoso simpático, as fibras de músculo liso nas glândulas acessórias contraem-se e promovem o seu esvaziamento na uretra pélvica. Ao mesmo tempo ocorre a contração do epidídimo onde se alojam os espermatozoides e estes são lançados na uretra pélvica. A mistura desses elementos forma o sêmen que é então expulso por influência do sistema nervoso autônomo, principalmente o parassimpático. · Ampolas e Próstata · Ampolas: são dilatações glandulares pares nas extremidades distais dos ductos deferentes. São bastante desenvolvidas no garanhão, no touro e no carneiro, pequenas no cão e ausentes no porco. As glândulas da ampola desembocam no ducto deferente e contribuem para a formação do sêmen. · Próstata é uma glândula ímpar, que circunda, de modo quase completo a uretra pélvica. Está presente de alguma forma em todos os mamíferos do sexo masculino. No cão e no cavalo é uma estrutura discreta em forma de noz. Em outros animais, é mais difusa (disseminada), cobrindo uma distância maior, ao longo da uretra pélvica, sob uma camada do músculo uretral. Os varrões e touros possuem uma combinação de formas disseminada e distinta, já os ovinos e caprinos possuem a próstata totalmente disseminada. Produz uma secreção alcalina que ajuda a propiciar o odor característico do sêmen. A próstata canina, em animais mais idosos, como ocorre no homem, pode se tornar aumentada e prejudicar a micção, denominando-se hipertrofia prostática benigna. Além disso, a próstata é predisposta à neoplasia nos animais domésticos · Glândulas Vesiculares e Glândulas Bulbouretrais · Glândulas vesiculares (ou vesícula seminal), são glândulas pares que desembocam, juntamente com o ducto deferente, através de vários ductos ejaculatórios no interior da uretra pélvica, imediatamente caudal ao colo da bexiga. São glândulas alongadas e com projeções vilosas internas, sendo sacos piriformes côncavos no garanhão e lobuladas de tamanho considerável no touro, carneiro e varrão. As glândulas vesiculares estão ausentes no cão · Glândulas bulbouretrais são glândulas tubuloalveolares pares, localizadas a cada lado da uretra pélvica, sendo, ainda, caudais às outras glândulas acessórias. Estão presentes em todos os animais domésticos, exceto no cão e, apresentam-se extremamente grandes e cilíndricas no varrão e, são vestigiais no gato. Possui importante função na preparação da uretra para ejaculação. Suas secreções são forçadas a fluir através de um ducto curto para a uretra peniana por pressão do pênis ereto, o qual comprime as glândulas. Tais secreções removem resíduos da urina da uretra, elevando o pH antes da passagem do sêmen. · Espermatôgeness O local de desenvolvimento espermático é no túbulo seminífero A cauda do espermatozoide se forma no epidídimo e o resto no túbulo seminífero dando mobilidade a eles. · Os espermatozoides são produzidos através da espermatogênese nos túbulos seminíferos e depois são encaminhados para os ductos eferentes, de onde seguirão para os epidídimos. · Nos epidídimos, os espermatozoides ganharão mobilidade e serão encaminhados para os canais deferentes, também chamados de ductos deferentes. · Os canais deferentes são dois tubos que saem um de cada testículo e passam pelo abdome, contornando a bexiga até fundirem-se ao ducto das glândulas seminais (exceto cães e gatos), compondo o ducto ejaculatório, que desemboca na uretra. Dessa forma, podemos dizer que o caminho dos espermatozoides é: túbulos seminíferos, epidídimo, canal deferente e uretra · Fertilidade Revisão da gametogênese · Na formação de um novo gameta, sempre ocorrerá a meiose; · A gametogênese exige a “quebra ao meio” do número de cromossomos; · Células diplóides (2N) carregam o número total de cromossomos da espécie; · Células haplóides (N) carregam metade do número de cromossomos da espécie (gametas); · A mitose no início do processo de gametogênese serve como meio multiplicativo das células; · Machos: nascem com as espermatogônias e desenvolvem o espermatócito I na puberdade; · Fêmeas: nascem com o ovócito I e desenvolvem o ovócito II na puberdade. Ela começa na fase embrionária e acaba na puberdade · Fecundação: a união dos gametas Processo de encontro do gameta feminino (haplóide) com o masculino (haplóide) no oviduto, geralmente na região do infundíbulo/ampola, para formar uma célula diplóide (zigoto ou célula ovo). · Acidez vaginal e as células de defesa; ◦ Contração uterina, vaginal e de colo de útero: auxílio na locomoção espermática inicial; · Capacitação espermática: dependente dos fluídos do trato feminino, que desintegram proteínas do plasma seminal e lipídeos da região do acrossomo e da cauda, permitindo uma maior movimentação e preparando a célula para a reação acrossomal; · Morte da grande maioria, chegada da minoria da região ovidutária; · Termotaxia: comunicação ovócito/espermática a longa distância, em decorrência da redução de temperatura após a ovulação; · Quimiotaxia: comunicação ovócito/espermática a curta distância, pela liberação ovocitária de prostaglandinas; · Reação do acrossomo. · Fases da fertilização 1. Penetração da corona radiata • Flagelo e hialuronidase; • Desnudamento. 2. Penetração da zona pelúcida • Mediada em sua maioria pela acrosina. 3. Fusão de membranas • Fusão mediada pela glicoproteína fertilina, presente na membrana do espermatozoide; • A cabeça e a causa do espermatozoide penetramno citoplasma do ovócito II, mas sua membrana fica para trás. 4. Reação cortical ou reação de zona • O conteúdo dos grânulos contém enzimas que alteram a zona pelúcida, causando seu endurecimento e modificações químicas, impedindo a ligação de outros espermatozoides e evitando a polispermia (proteína hialina e peroxidase, etc); • Término da segunda divisão meiótica do ovócito II. 5. Fusão dos pró-núcleos • Formação do Zigoto; • Ativação metabólica da estrutura diplóide; • Clivagens O acrossomo do espermatozoide contém as enzimas proteolíticas que digerem a zona pelúcida do ovócito II, permitindo que o gameta masculino fertilize o gameta feminino. A liberação dessas enzimas é fundamental para a fertilização, e tal processo denomina-se reação acrossômica, do acrossoma ou acrossomal. · Resultados da fertilização · Término da 2ª divisão meiótica do ovócito; · Restaura o número diplóide normal da espécie; · Promove variação da espécie; · Determina o sexo cromossômico do embrião; · Causa ativação metabólica do óvulo; · Dá início à clivagem