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NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 1 Histologia do Testículo O sistema genital masculino é composto por testículos, ductos genitais, glândulas acessórias e pênis. A função dupla do testículo é produzir hormônios sexuais masculinos e espermatozoides. A testosterona – o principal hormônio produzido nos testículos – e seu metabólito, a di-hidrotestosterona, são muito importantes para a fisiologia do homem. A testosterona tem um papel essencial para a espermatogênese, para a diferenciação sexual durante o desenvolvimento embrionário e fetal e para o controle da secreção de gonadotropinas. A di-hidrotestosterona age em muitos órgãos e tecidos do corpo (p. ex., músculos, padrão da distribuição dos pelos e crescimento de cabelo) durante a puberdade e a vida adulta. Os ductos genitais e as glândulas acessórias produzem secreções que, impulsionadas por contração de músculo liso, transportam os espermatozoides para o exterior. Essas secreções também fornecem nutrientes para os espermatozoides enquanto eles permanecem no sistema genital masculino. Os espermatozoides e as secreções dos ductos genitais e glândulas acessórias compõem o sêmen, que é introduzido no sistema genital feminino pelo pênis. Os testículos são órgãos pares, de forma ovalada nos mamíferos, localizados nestes animais dentro da bolsa escrotal. A gônada masculina é envolvida por uma camada espessa de tecido conjuntivo denso, denominada túnica albugínea. Ela é espessada na superfície dorsal dos testículos para formar o mediastino do testículo, do qual partem septos fibrosos. Esses septos, penetram o testículo, dividindo-o em aproximadamente 250 compartimentos piramidais chamados lóbulos testiculares. Cada lóbulo é preenchido por estruturas tubulosas enoveladas, em fundo cego, denominadas túbulos seminíferos, os quais ficam separados por tecido conjuntivo rico em vasos sanguíneos e linfáticos, nervos e células intersticiais (células de Leydig), o qual constitui uma região chamada coletivamente de espaço intertubular. Os túbulos seminíferos produzem as células reprodutoras masculinas, os espermatozoides, enquanto as células intersticiais secretam andrógeno testicular. Introdução Testículos NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 2 Os testículos se desenvolvem em posição retroperitoneal, na parede dorsal da cavidade abdominal. Durante o desenvolvimento fetal, eles migram e se alojam na bolsa escrotal e ficam suspensos na extremidade do cordão espermático. Por causa da migração, cada testículo arrasta consigo um folheto do peritônio, a túnica vaginal. Esta túnica consiste em uma camada parietal exterior e uma camada visceral interna, que recobrem a túnica albugínea nas porções laterais e anterior do testículo. A bolsa escrotal tem um papel importante na manutenção dos testículos a uma temperatura abaixo da intra-abdominal. Túbulos seminíferos Os espermatozoides são produzidos nos túbulos seminíferos, que são túbulos enovelados. Cada testículo tem 250 a 1.000 túbulos seminíferos. Os túbulos estão dispostos em alças, e suas extremidades se continuam com curtos tubos conhecidos por túbulos retos. Os túbulos retos conectam os túbulos seminíferos a um labirinto de canais anastomosados em forma de rede, revestidos por um epitélio simples pavimentoso ou cúbico, constituindo a rede testicular no mediastino do testículo. Em continuação, aproximadamente 10 a 20 ductos eferentes conectam a rede testicular ao início da porção seguinte do sistema de ductos – o ducto epididimário ou ducto do epidídimo. NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 3 A parede dos túbulos seminíferos é formada por várias camadas de células denominadas epitélio germinativo ou epitélio seminífero, o qual é envolvido por uma lâmina basal e por uma bainha de tecido conjuntivo. O tecido conjuntivo, por sua vez, é formado por fibroblastos, e sua camada mais interna, aderida à lâmina basal, é formada por células mioides achatadas e contráteis e que têm características de células musculares lisas. As células intersticiais ou de Leydig se situam nesse tecido conjuntivo e ocupam a maior parte do espaço entre os túbulos seminíferos. O epitélio seminífero é formado por duas populações distintas de células: as células de Sertoli e as células que constituem a linhagem espermatogênica. Essas duas populações têm morfologia, origem embriológica e funções bastante distintas. As células da linhagem espermatogênica se dispõem em 4 a 8 camadas, e sua função é produzir espermatozoides. A produção de espermatozoides é chamada espermatogênese, um processo que inclui divisão celular por mitose e meiose e é seguida pela diferenciação final das células em espermatozoides, chamada espermiogênese. O processo começa com as espermatogônias, células relativamente pequenas, que medem aproximadamente 12 mm de diâmetro, situadas próximo à lâmina basal do epitélio germinativo. Espermatogênese NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 4 Na puberdade, as espermatogônias iniciam um processo contínuo de divisões mitóticas e produzem sucessivas gerações de células. As células-filhas podem seguir dois caminhos: continuar se dividindo, mantendo-se como células-tronco de outras espermatogônias (chamadas espermatogônias de tipo A), ou diferenciarem-se durante sucessivos ciclos de divisão mitótica para se tornar espermatogônias de tipo B. Nas preparações histológicas comuns, não é possível distinguir os dois tipos de espermatogônias. As espermatogônias de tipo B passam por alguns ciclos mitóticos em que as células-filhas não se separam completamente e, ao final dessas divisões, originam espermatócitos primários. Estes e seus descendentes continuam unidos por pontes citoplasmáticas até o final da espermatogênese. Os espermatócitos primários são as maiores células da linhagem espermatogênica e podem ser distinguidos por: (1) achados de cromossomos nos seus núcleos, pois a prófase I da meiose é muito longa; (2) sua localização próxima à lâmina basal. Os espermatócitos primários duplicam seu DNA e, portanto, têm 46 cromossomos e o dobro da quantidade de DNA de uma célula diploide (a célula somática habitual do organismo). Durante a anáfase da primeira divisão da meiose, os cromossomos homólogos se separam. Resultam dessa divisão duas células menores chamadas espermatócitos secundários, que têm 23 cromossomos, porém a quantidade habitual (diploide) de DNA, uma vez que cada um de seus cromossomos é constituído por duas cromátides. Os dois espermatócitos secundários entram na segunda divisão da meiose, originando duas células, as espermátides, cada uma com 23 cromossomos e metade da quantidade regular de DNA (são células haploides). Dessa maneira, pela meiose, formam-se células com metade do número e da quantidade de DNA das células somáticas do organismo. Como a prófase dos espermatócitos primários dura cerca de 22 dias, a maioria dos espermatócitos encontrada nos cortes de testículo é vista nessa fase. É difícil observar espermatócitos secundários porque essas células permanecem por um período muito curto em interfase e, logo após serem formadas, entram na segunda divisão da meiose, originando as espermátides. NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 5 Espermiogênese é o nome da fase final de produção de espermatozoides. Durante esse processo, as espermátides se transformam em espermatozoides, células altamente especializadas para transferir o DNA masculino ao ovócito. Nenhuma divisão celular ocorre durante essa transformação As espermátidespodem ser distinguidas por: (1) seu pequeno tamanho (7 a 8 mm de diâmetro); (2) núcleos com quantidades crescentes de cromatina condensada e formas variadas, inicialmente redondas e depois cada vez mais alongadas; (3) posição perto do lúmen dos túbulos seminíferos. A espermiogênese é um processo complexo, que inclui: (1) formação de uma estrutura chamada acrossomo; (2) condensação e alongamento do núcleo; (3) desenvolvimento do flagelo; (4) perda da maior parte do citoplasma. O resultado final é o espermatozoide maduro, que é liberado no lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese pode ser dividida em três etapas – do complexo de Golgi, do acrossomo e de maturação. Etapa do complexo de Golgi O citoplasma das espermátides contém um complexo de Golgi bastante desenvolvido. Pequenos grânulos PAS-positivos, chamados grânulos proacrossômicos, acumulam-se no complexo de Golgi. Depois, fundem-se para formar um único grânulo acrossômico no interior de uma vesícula limitada por membrana, chamada vesícula acrossômica. Os centríolos migram para perto da superfície da célula, em posição oposta à vesícula acrossômica, e iniciam a formação do axonema (o conjunto de microtúbulos que formam o eixo central de um flagelo). Etapa do acrossomo A vesícula e o grânulo acrossômico se estendem sobre a metade anterior do núcleo como um capuz e passam a ser chamados inicialmente de capuz acrossômico e finalmente de acrossomo. Espermiogênese NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 6 Quando os espermatozoides encontram um ovócito, vários pontos da membrana externa do acrossomo se fundem com a membrana citoplasmática do espermatozoide, liberando as enzimas acrossômicas no espaço extracelular. Esse processo, chamado reação acrossômica, é um dos primeiros passos da fertilização. O flagelo cresce a partir de um dos centríolos, enquanto mitocôndrias se acumulam ao redor da porção proximal do flagelo, chamada de peça intermediária. A disposição das mitocôndrias é outro exemplo da concentração dessas organelas em locais relacionados com movimento celular e alto consumo de energia. O movimento flagelar é resultado da interação de microtúbulos, trifosfato de adenosina (ATP) e dineína, uma proteína com atividade de ATPase. Durante essa etapa final da espermiogênese, o núcleo das espermátides se torna mais alongado e condensado. O núcleo volta-se para a base do túbulo seminífero e o flagelo se projeta em seu lúmen. Como os grupos de espermátides ficam alojados em reentrâncias da célula de Sertoli, frequentemente se observam tufos de espermátides com seus flagelos voltados para o lúmen do túbulo. Etapa de maturação Uma grande parte do citoplasma das espermátides é desprendida, formando os chamados corpos residuais, que são fagocitados pelas células de Sertoli, e os espermatozoides são liberados no lúmen do túbulo. Os espermatozoides liberados no lúmen dos túbulos são transportados ao epidídimo em um meio apropriado, o fluido testicular, produzido pelas células de Sertoli e pelas células da rede testicular. Esse fluido contém esteroides, proteínas, íons e uma proteína ligante de andrógeno que transporta testosterona. As células de Sertoli são elementos essenciais para a produção de espermatozoides. Elas são piramidais, sendo que a sua superfície basal adere à lâmina basal dos túbulos, e suas extremidades apicais estão no lúmen dos túbulos. Ao microscópio de luz, as células de Sertoli são reconhecidas principalmente pelos seus núcleos, que se situam na base dos túbulos seminíferos. Esses núcleos são vesiculares, claros, frequentemente angulosos ou triangulares e comumente contêm um nucléolo evidente. O citoplasma das células de Sertoli não é visto com facilidade, e, por isso, os limites dessas células são mal definidos. Uma das causas dessa dificuldade são os numerosos recessos formados na superfície das células. Esses recessos têm grande importância, pois as células da linhagem espermatogênica se alojam neles e passam pelo processo de meiose e pela maturação final que termina com a formação dos espermatozoides. Células de Sertoli adjacentes são unidas por junções ocludentes encontradas nas suas paredes basolaterais, formando uma barreira chamada barreira hematotesticular. As espermatogônias permanecem no compartimento basal situado abaixo da barreira. Esse compartimento é contínuo com o tecido conjuntivo e, portanto, comunica-se com o resto do organismo. Algumas das células que resultam da divisão de espermatogônias atravessam essas junções e ocupam o compartimento adluminal, situado sobre a barreira, e iniciam a espermatogênese. Espermatócitos e espermátides, portanto, ocupam o compartimento adluminal. Células de Sertoli NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 7 Essas células se localizam em recessos das paredes laterais e do ápice das células de Sertoli, enquanto os flagelos das espermátides formam tufos que se estendem para o lúmen dos túbulos. Os espermatozoides são provavelmente libertados dos recessos por movimentos do ápice das células de Sertoli, com a participação de microtúbulos e microfilamentos. Elas são extremamente resistentes a condições adversas como infecções, desnutrição e radiações e têm uma taxa muito melhor de sobrevivência depois dessas agressões do que as células da linhagem espermatogênica. Funções das células de Sertoli Suporte, proteção e suprimento nutricional dos espermatozoides em desenvolvimento Como os espermatócitos, as espermátides e os espermatozoides são isolados do contato direto do plasma pela barreira hematotesticular, essas células dependem das células de Sertoli para a troca de nutrientes e metabólitos. A barreira formada pelas células de Sertoli também protege os espermatozoides de ataque imunológico. Fagocitose Durante a espermiogênese, o excesso de citoplasma das espermátides é liberado sob a forma de corpos residuais. Esses fragmentos de citoplasma são fagocitados e digeridos por células de Sertoli. Secreção As células de Sertoli secretam continuamente nos túbulos seminíferos um fluido que é transportado na direção dos ductos genitais e é usado para transporte de espermatozoides. Células de Sertoli podem converter testosterona em estradiol e também secretam um peptídio chamado inibina, que suprime a síntese e a liberação de FSH na hipófise. Produção do hormônio antimülleriano O hormônio antimülleriano é uma glicoproteína que age durante o desenvolvimento embrionário para promover a regressão dos ductos de Müller (ductos paramesonéfricos) em fetos do sexo masculino e induzir o desenvolvimento de estruturas derivadas dos ductos de Wolff (ductos mesonéfricos). Barreira hematotesticular A existência de uma barreira entre o sangue e o interior dos túbulos seminíferos explica por que são achadas poucas substâncias do sangue no fluido testicular. As espermatogônias têm livre acesso a substâncias encontradas no sangue. As junções ocludentes entre as células de Sertoli, entretanto, formam uma barreira à passagem de moléculas grandes pelo espaço entre elas. Assim, as células de etapas mais avançadas da espermatogênese são protegidas de substâncias do sangue, de agentes nocivos e provavelmente de reconhecimento imunológico por linfócitos. NUTRIÇÃO, UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA @larirodrigues.b 8 Hormônios Hormônios são os fatores mais importantes no controle da espermatogênese, a qual depende da ação do FSH e do hormônio luteinizante (LH) da hipófise sobre as células do testículo. FSH age nas células de Sertoli, promovendo a síntese e a secreção de proteína ligante de andrógeno-ABP.LH age nas células intersticiais (de Leyding), estimulando a produção de testosterona. Testosterona se difunde das células intersticiais para o interior do túbulo seminífero e se combina com a ABP. Dessa maneira se mantém uma alta concentração de testosterona no túbulo seminífero, condição muito importante para estimular a espermatogênese. Temperatura A temperatura é muito importante para o controle da espermatogênese, que só acontece a temperaturas abaixo da corporal, de 37°C. A temperatura dos testículos é de aproximadamente 35°C e é controlada por meio de vários mecanismos. Um rico plexo venoso (o plexo pampiniforme) envolve as artérias dos testículos e forma um sistema contracorrente de troca de calor, que é importante para manter a temperatura testicular. Outros fatores são a evaporação de suor da pele da bolsa escrotal, que contribui para a perda de calor, e a contração de músculos cremastéricos do cordão espermático, que tracionam os testículos em direção aos canais inguinais, nos quais a sua temperatura pode ser aumentada. Outros fatores Desnutrição, alcoolismo e várias substâncias levam a alterações nas espermatogônias, causando diminuição na produção de espermatozoides. Irradiações (p. ex., raios X) e sais de cádmio são bastante tóxicos para as células da linhagem espermatogênica, causando a morte dessas células e esterilidade nos indivíduos acometidos. O fármaco bussulfano age nas células germinais; quando é administrado a ratas prenhes, promove a morte das células germinais de seus fetos, os quais são estéreis, e seus túbulos seminíferos contêm apenas células de Sertoli. Fatores que influenciam a espermatogênese
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