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SDE0028 – Histologia e Embriologia Aula 3: Gametogênese Masculina e Feminina Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Gametogênese É o processo de formação e desenvolvimento das células germinativas especializadas – os gametas . O desenvolvimento embrionário se inicia quando um ovócito é fertilizado por um espermatozoide, formando uma célula – ZIGOTO. O Zigoto possui 46 cromossomos (2n) dispostos em 23 pares. Formação de gametas masculinos (espermatozoides) e femininos (ovócitos ou oócitos). Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Gametogênese Formação de gametas masculinos (espermatozoides) e femininos (ovócitos ou oócitos) • Ocorre nas gônadas: ovários e testículos. • Existem dois tipos de divisão celular: Mitose e meiose. • A mitose é o tipo de divisão celular em que o número de cromossomos é mantido – células somáticas (equacional). • A meiose é o tipo de divisão celular em que o número de cromossomos é reduzido – células germinativas ou gametas (reducional). Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Divisão celular: Mitose x meiose A meiose envolve dois processos de divisão celular: • A primeira divisão meiótica é classificada como reducional, pois envolve a redução pela metade, do número de cromossomos. (2n → n) Diploide para haploide. • A segunda é equacional, isto é, mantém o número de cromossomos. MEIOSE MITOSE Célula em que ocorre Células da linha germinativa para formar gametas ou esporos Células somáticas Nº de divisões 2 1 Nº de células-filhas 4 (haploides) 2 (haploides ou diploides) Relação do DNA Uma vez (na interfase que antecede o início do processo) Uma vez (na interfase que antecede o início do processo) Quantidade de cromossomas das células- filhas em relação à célula- mãe Metade Igual Quantidade de DNA das células-filhas em relação à célula-mãe (após replicação) ¼ da célula-mãe Metade Qualidade dos cromossomos das células- filhas Diferente informação genética relativamente à célula-mãe, devido ao fenômeno crossing-over e à separação ao caso dos cromossomas homólogos na anáfase I. A informação genética é idêntica à da célula-mãe. Emparelhamento de homólogos Ocorre (prófase I) Não ocorre Divisão do centrômetro Ocorre (anáfase II) Ocorre (anáfase) Diferenças na metáfase Ocorrem duas metáfases. Metáfase I: os cromossomas colocam-se aos pares na placa equatorial com os pontos de quiasma no centro e os centrômeros voltados para os polos. Metáfase II: Igual à metáfase Metáfase: os centrômeros estão na placa equatorial e os braços dos cromatídios estão voltados para os polos Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Divisão celular: Mitose x meiose Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Importância da meiose Possibilita a constância do número de cromossomos de geração a geração pela redução do número de diploide para haploide – gametas haploides (n). Possibilita o arranjo ao acaso dos cromossomos materno e paterno. Reposiciona os segmentos dos cromossomos através de cruzamentos dos segmentos cromossômicos – crossing- over. Crossing-over: Processo onde ocorre a troca de material genético entre cromossomos homólogos (são os pares de cromossomos herdados do pai e da mãe que possuem informações genéticas semelhantes, assim como comprimento, estrutura, quantidade, localização de genes e centrômeros também similares.. Acontece durante a etapa reducional (prófase I) da divisão celular meiose. Aumenta a variabilidade genética. A meiose é fundamental para a manutenção da vida dos seres pluricelulares, pois é através dela que se formam as células de reprodução (gametas: espermatozóide e óvulo) que se juntam para formar o ovo, ou também conhecido como zigoto. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Gametogênese masculina: espermatogênese Sequência de eventos onde as células germinativas primitivas (ou espermatogônias) se transformam em espermatozoides. Tem início na puberdade quando o organismo começa a secretar altos níveis de testosterona – intensa produção até a velhice. Ocorre no interior dos túbulos seminíferos. As células-tronco chamadas de espermatogônias são transformadas em espermatozoides. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA • Espermatogônias • Espermatócito primário • Espermatócito secundário • Espermátides • Espermatozoides Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Espermatogênese. As espermatogônias ficam quiescentes (qdo as células não estão em processo de divisão celular) até a puberdade quando são estimuladas a se proliferarem e crescerem. Dão origem aos espermatócitos primários (2n). Os espermatócitos primários entram na primeira divisão meiótica dando origem aos espermatócitos secundários (n). Os espermatócitos secundários entram na segunda divisão meiótica e dão origem às espermátides (n). Ao final, cada espermatogônia (2n) dará origem a 4 espermátides (n). Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Controle hormonal da espermatogênese. Ainda no embrião, já se inicia a produção de testosterona pelas células de Leydig e que é importante para o desenvolvimento dos caracteres sexuais masculinos. Por volta da puberdade, ocorre a maturação das células hipofisárias e se inicia a produção dos hormônios do eixo hipotálamo e da hipófise. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Controle hormonal da espermatogênese. Assim, o hipotálamo inicia a produção do hormônio estimulante das gonodotrofinas (GnRH), que vai estimular a hipófise a produzir os hormônios LH e FSH que são os hormônios gonadotrópicos. LH – hormônio luteinizante Estimula as células de Leydig a produzir mais testosterona. FSH – hormônio folículo estimulante O FSH e a testosterona ativam as células de Sertoli que, por sua vez, estimulam as espermatogônias a iniciarem a espermatogênese. LH Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Espermatogênese Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Espermiogênese: são as transformações que as espermátides sofrem até adquirirem formato de espermatozoides: A. Formação do acrossomo; B. Condensação do núcleo; C. Formação do colo, parte média e cauda; D. Eliminação da maior parte do citoplasma. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA • Aumento das células germinativas por mitose; • Crescimento das espermatogônias; • Redução do material germinativo por meiose; • Maturação estruturas e funcional. Fases da gametogênese masculina Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Espermatozoides Células móveis que nadam livremente. • Cabeça: contém núcleo haploide e é revestida pelo acrossomo (forma de capuz) que possui enzimas cuja a função é a penetração na corona radiata e zona pelúcida do ovócito. • Peça intermediária (da cauda): possui mitocôndrias – energia para o movimento da cauda. • Cauda: motilidade. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Epidídimo Após sua produção no testículo são transportados passivamente até o epidídimo. Funções: • Armazenamento dos espermatozoides; • Reabsorção do fluido testicular e de espermatozoides “velhos”; • Maturação dos espermatozoides: motilidade progressiva e aptidão para fertilizar o ovócito. • Inserção de glicoproteínas na superfície celular e perda da gota citoplasmática. Gota citoplasmática distal – defeito do epidídimo Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Capacitação dos espermatozoides Ocorre durante a passagem dos espermatozoides pelas secreções do trato reprodutor feminino (muco cervical e fluido folicular). Desprendimento da cobertura superficial de glicoproteínas secretadas no epidídimo e deproteínas oriundas do líquido seminal; Aumenta a motilidade e ativa as proteínas que o ligam à zona pelúcida do ovócito. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Gametogênese feminina: ovocitogênese É o processo que abrange a formação dos gametas femininos. Inicia-se ainda no período pré-natal e termina depois do fim da maturação sexual (puberdade). As células-tronco são as ovogônias que migraram do saco vitelino ainda no período embrionário e interrompem sua divisão celular na fase de prófase da meiose I. Dentro de cada folículo primordial existe um ovócito primário. No sétimo mês de desenvolvimento fetal, as ovogônias degeneram. A partir dessa fase não há mais formação de folículos. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Gametogênese feminina (ovogênese ou ovulogênese) Tem início no embrião quando células indiferenciadas migram do saco vitelino para as gônadas em desenvolvimento e se diferenciam em ovogônias. As ovogônias se proliferam (mitose) durante a fase fetal. Antes do nascimento, algumas se diferenciam em ovócitos primários enquanto que as demais degeneram. Os ovócitos primários ficam parados na prófase I (meiose I). As células do estroma (que é o tecido conjuntivo vascularizado que forma o tecido nutritivo e de sustentação de um órgão) do ovário envolvem o ovócito primário formando o folículo primordial. A cada ciclo, vários folículos primordiais são recrutados pelos hormônios LH e FSH e iniciam a maturação. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Ovogênese Células germinativas (2n) Meiose II (só se completa se ocorre fecundação) Período germinativo Período de crescimento Período de maturação Ovogônias (2n) 2n Mitose Ovogônias (2n)2n 2n Crescimento sem divisão celular Ovócito I (2n) Meiose I 2n Ovócito II (n cromossomos duplicados) n Primeiro glóbulo polar (n cromossomos duplicados)n n n glóbulos polares (n)n nÓvulo (n) Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Meiose Ao contrário do aparelho reprodutor masculino em que uma espermatogônia dará origem a 4 espermatozoides, uma ovogônia dará origem a um ovócito. O ovócito é uma célula grande – recebe uma grande quantidade de citoplasma. Durante a formação do ovócito serão formados 4 corpúsculos polares (são células que se formam durante a fase maturação da ovogénese nos mamíferos, a fim de permitir a redução cromossómica característica da meiose). Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Meiose Assim, chamamos de ovogênese o processo de formação dos óvulos, liberados a cada ciclo menstrual feminino. Com origem ainda no embrião, mas completado somente na puberdade, a formação se dá a partir das ovogônias. Quando uma menina nasce possui em seus ovários, aproximadamente, 400.000 folículos de Graff. Ao contrário dos homens, as mulheres possuem uma quantidade limitada, enquanto eles produzem espermatogônias durante quase toda a sua vida. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA O processo de formação do gameta feminino passa por três períodos: Período germinativo (ou multiplicação): O primeiro, é o período germinativo, também conhecido como multiplicação ou proliferação. As ovogônias (2n), são células diplóides que sofrem mitoses consecutivas e ficam maiores, formando várias células. Esse período se dá durante o período embrionário, terminando logo depois do nascimento da fêmea. Período de crescimento : Nesse período, as ovogônias aumentam de tamanho. Com isso, acabam sofrendo a primeira divisão da meiose, dando origem às células que, a partir dessa fase, passam a ser chamadas de ovócitos I – Primários ou de primeira ordem. Esse período, quando comparado ao das espermatogônias, é maior, pois precisam fazer a síntese do vitelo responsável, posteriormente, pela nutrição do embrião. Período de maturação: O último período, chamado de maturação, tem início na puberdade da mulher, quando a menina alcança a maturidade sexual, em uma idade entre 11 e 15 anos. Nessa fase, há a meiose I dos ovócitos primários. Esses dão origem a duas células, sendo que uma maior (n) – ovócito II ou secundário, ou ainda de segunda ordem – e outra menor (n) (1° glóbulo polar). A partir daí, começa a meiose II, quando o ovócito II dará origem a duas células (n), uma maior, chamada óvulo, e outra menor, conhecida como 2° glóbulo polar. O 1°, citado anteriormente, dará origem a outros dois glóbulos polares. . Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA De todos os 400.000 ovócitos primários formados no processo, apenas 350 e 400 completarão a transformação em gametas maduros. Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Controle hormonal Hipotálamo Fatores liberadores de gonadotrofinas Adenohipófise Liberação de gonadotrofinas FSH Estimula os desenvolvimento dos folículos ovarianos LH Estimula a ovulação Puberdade Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Ciclo hormonal feminino Adaptada de: http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%207/ 7%20-%20Capitulo%2050.htm No início, ocorrem pequenos pulsos de FSH e LH que recrutam um grupo de folículos primordiais – maturação. À medida que esses folículos maturam iniciam a produção de estrogênio. Um dos folículos matura primeiro provocando a atresia dos outros folículos. O estrogênio provoca um surto de LH e FSH o que causa a ovocitação. O LH, então, provoca a luteinização das células foliculares. http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%207/7%20-%20Capitulo%2050.htm Histologia e Embriologia AULA 3: GAMETOGÊNESE MASCULINA E FEMININA Ciclo hormonal Retirado de: http://www.ufrgs.br/espmat/disciplinas/midias_digitais_II/modulo_II/fisiologia2.htm
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