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A. Barua Departamentos de Farmacologia, Obstetrícia e Ginecologia e Patologia, Rush University Medical Center, Chicago, IL, EUA e-mail: Animesh_Barua@rush.edu 3 Yukinori Yoshimura e Animesh Barua Abstrato Sistema Reprodutor Feminino e Imunologia Escola de Pós-Graduação em Ciências da Biosfera, Universidade de Hiroshima, Higashi-Hiroshima 739-8528, Japão e-mail: yyosimu@hiroshima-u.ac.jp © Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2017 T. Sasanami (ed.), Avian Reproduction, Advances in Experimental Medicine and Biology 1001, DOI 10.1007/978-981-10-3975-1_3 Y. Yoshimura (*) 33 A saúde dos órgãos reprodutivos é essencial para a formação e produção de ovos higiênicos e de alta qualidade. É importante rever as estruturas e funções do sistema reprodutor feminino para melhor compreensão do mecanismo pelo qual os ovos são formados. As funções únicas das células ovarianas para o crescimento folicular e diferenciação, bem como a gênese esteróide e a maturação oocitária são reguladas por gonadotrofinas e esteróides gonadais. O oviduto é responsável pela formação do ovo, enquanto a função única de armazenar os espermatozóides por um período prolongado ocorre no tecido específico desse órgão. Os sistemas únicos de imunodefesa inata e adaptativa que desempenham um papel essencial na prevenção da infecção são desenvolvidos no ovário e no oviduto. Os receptores Toll- like (TLRs) que reconhecem o padrão molecular dos micróbios e iniciam a resposta imunológica são expressos nesses órgãos. As ÿ-defensinas aviárias (AvBDs), um membro dos peptídeos antimicrobianos, são sintetizadas pelas células ovarianas e ovidutais. O desafio dessas células por ligantes de TLR aumenta a expressão de citocinas pró-inflamatórias, que por sua vez estimulam a expressão de AvBDs. O sistema imune adaptativo no ovário e no oviduto também é único, uma vez que a migração de linfócitos é intensificada pelos estrogênios. Em contraste com o desenvolvimento do sistema de imunodefesa, o câncer de ovário espontâneo e os miomas uterinos aparecem com mais frequência em galinhas do que em mamíferos e, portanto, as galinhas podem ser usadas como modelo para estudar essas doenças. Assim, os órgãos reprodutivos das aves têm funções únicas não apenas para a formação de ovos, mas também para o sistema de imunodefesa, que é essencial para a prevenção de infecções e produção de ovos higiênicos. Machine Translated by Google mailto:Animesh_Barua@rush.edu mailto:yyosimu@hiroshima-u.ac.jp O ovo aviário consiste em gema, albúmen, membrana da casca e casca do ovo, e contém todos os nutrientes necessários para o desenvolvimento do embrião. Em galinhas poedeiras, os folículos primordiais estão embutidos no córtex ovariano. Os folículos em crescimento se projetam na superfície ovariana e se diferenciam em numerosos folículos brancos e vários folículos amarelos maiores (Fig. 3.1). Os folículos amarelos sofrem rápido crescimento e apresentam uma ordem hierárquica de tamanho entre cada folículo. Os folículos pós-ovulatórios não formam corpo lúteo, ao contrário dos mamíferos, e regridem gradualmente após a ovulação. Folículos pequenos que não são recrutados para entrar no crescimento rápido cancro do ovário O ovário e o oviduto são desenvolvidos apenas no lado esquerdo da cavidade abdominal nas galinhas. As do lado direito são regredidas durante a fase embrionária pelos efeitos de fatores anti-Müllerianos. fase sofrem atresia, mesmo durante a fase de postura (Johnson 2000). Folículos ovarianos • Oviduto • Oogênese • Maturação do oócito • Armazenamento de esperma • Imunodefesa • Receptores tipo Toll • Peptídeos antimicrobianos • Os pigmentos na superfície da casca aparecem apenas em ovos postos por aves capazes de sintetizá-los. A superfície da casca do ovo é revestida pela cutícula, que pode desempenhar um papel na prevenção da invasão de micróbios. Os ovidutos consistem em cinco segmentos, incluindo o infundíbulo, o magno, o istmo, o útero (glândula da casca) e a vagina (Fig. 3.1). O óvulo permanece nesses segmentos por aproximadamente 15 a 30 minutos, 2 a 3 horas, 1,5 a 2 horas, 20 horas e alguns minutos, respectivamente. O infundíbulo forma o funil e as regiões tubulares. A região do funil envolve o tecidos, incluindo sistemas nervoso e de vasos sanguíneos. disco germinativo até o meio da gema. A gema é anexada com uma estrutura calazal e cercada pelo albúmen. A membrana da casca do ovo consiste nas camadas interna e externa ao redor do albúmen, e o saco de ar é formado entre as camadas interna e externa na extremidade romba dos ovos. A casca do ovo formada na membrana da casca do ovo consiste em três camadas principais de mamilares, paliçadas e camadas de cristal, e é altamente rica em calcita (carbonato de cálcio). A massa da gema é formada como camadas sequenciais de gema amarela e branca, e a latebra se estende do núcleo de Pander na parte inferior do Em embriões femininos, o córtex gonadal sofre diferenciação no tecido ovariano principal, onde os folículos e células esteroidogênicas se desenvolvem, enquanto a medula se diferencia em tecido conjuntivo. F2 magnum F1 F3 infundíbulo POF Vagina WF Útero SIF UVJ Istmo Palavras-chave 3.1 Introdução Y. Yoshimura e A. Barua34 Fig. 3.1 Ovário e oviduto de galinha. F1–F3 do maior ao terceiro maior folículo pré-ovulatório, SYF pequeno folículo amarelo, WF folículo branco, POF folículo pós- ovulatório. O oviduto consiste no infundíbulo, magno, istmo, útero e vagina. O tecido entre o útero e a vagina é a junção útero-vaginal (JUV). (Reproduzido com o consentimento da Associação Japonesa de Anatomistas Veterinários) Machine Translated by Google 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia (Reproduzido com o consentimento da Associação Japonesa de Anatomistas Veterinários) Fig. 3.2 Folículos ovarianos de galinha. a Folículos primordiais embutidos no córtex ovariano. Os oócitos (O) com vesícula germinativa (GV) são circundados pelas camadas granulosa (G) e teca delgada (T), e as células intersticiais (IC) estão localizadas na parte externa da camada da teca. b A parede folicular do folículo pré-ovulatório consiste na granulosa posterior (G), teca interna e externa (TI e TE), camada superficial e epitélio (SL e SE). As células intersticiais (IC) são localizadas e os leitos capilares (C) são desenvolvidos na teca interna. Y gema, PV camada perivitelina, veia V. 35 EM Professor SL Professor 50mm O SE PV Y CI IC G G 50 µmCI SE DE T O G O CI 3.2.1 Estrutura dos Folículos Os folículos primários estão inseridos no córtex ovariano (Fig. 3.2a). O ovócito contém uma grande e proeminente vesícula germinativa (núcleo) e é circundado por uma única camada de epitélio folicular (células pré-granulosas). À medida que os folículos crescem, a camada granulosa torna- se multicamadas e a camada tecal se desenvolve incorporando as células intersticiais localizadas pertodo folículo folicular. superfície. um córtex ovariano Os folículos brancos são formados pelo desenvolvimento e diferenciação das células foliculares e se projetam da superfície ovariana. A vesícula germinativa (núcleo) está localizada no polo animal do camadas, e as células intersticiais estão localizadas na teca interna no início deste estágio de desenvolvimento. óvulo ovulado, enquanto a região tubular secreta as substâncias que formam a camada vitelina externa e a calaza na superfície do óvulo, que é circundada pela camada perivitelina. A fertilização ocorre no infundíbulo antes que a camada perivitelina externa seja formada. Em seguida, o óvulo fecundado desce pelo magno e istmo, onde se forma o albúmen e a membrana da casca. No útero, água e sais minerais são incorporados ao albúmen, seguido de calcificação formando a casca do ovo. A vagina está na extremidade caudal do oviduto que se abre para a cloaca. A parte entre o útero e a vagina é chamada de junção útero- vaginal (JUV), onde os espermatozoides são mantidos vivos por algumas semanas. A saúde dos órgãos reprodutivos é essencial para a formação e produção de ovos higiênicos e de alta qualidade. Neste capítulo, serão descritas primeiro as estruturas e funções gerais do sistema reprodutor feminino, para melhor compreensão do mecanismo pelo qual os óvulos são formados. Nos folículos amarelos, o oócito contendo grande quantidade de vitelo é circundado pela camada perivitelina e pela parede folicular, que consiste na camada granulosa, lâmina basal, teca interna e externa, tecido superficial e epitélio (Fig. 3.2b) . Esses folículos crescem rapidamente com o acúmulo de precursores da gema e outros materiais circulantes no sangue. O disco germinativo contendo vesícula germinativa e organelas citoplasmáticas está localizado no polo animal. A camada perivitelina que circunda a superfície externa do oócito é o oócito. Durante o crescimento dos folículos brancos, a estrutura da camada granulosa muda de multicamadas para uma única célula. A camada tecal se diferencia em teca interna e externa b Folículo pré-ovulatório Em seguida, é descrito o sistema de imunodefesa único no ovário e no oviduto, essencial para prevenir infecções e manter a saúde desses órgãos. Por fim, é descrito o recente tema de pesquisa sobre o câncer espontâneo de ovário e miomas uterinos, uma vez que essas doenças aparecem com mais frequência nas galinhas do que nos mamíferos, e assim as galinhas poderiam ser usadas como modelo para seu estudo. C 3.2 O ovário Machine Translated by Google 36 Fig. 3.3 Micrografias eletrônicas da parede folicular. a Teca externa. Os fibroblastos contêm microfilamentos (cabeças de seta). b Teca interna. As células intersticiais da teca (IC) e os fibroblastos (FB) estão localizados. BL lâmina basal, CP capilar sanguíneo. c Camada granulosa. As células da granulosa (CG) têm formato cúbico e estão acondicionadas entre a camada perivitelina (PV) e a lâmina basal (BL). As setas mostram o processo citoplasmático das células da granulosa. gema Y. (Reproduzido com o consentimento da Associação Japonesa de Anatomistas Veterinários) Y. Yoshimura e A. Barua Na teca interna, existem células intersticiais, fibroblastos fusiformes e quantidade relativamente pequena de fibras colágenas (Fig. 3.3b). Dentre eles, o ZP2 está localizado na região do disco germinativo de óvulos maduros, onde os espermatozoides se ligam a A rede capilar sanguínea é bem desenvolvida neste tecido, sugerindo que materiais de vitelo na circulação sanguínea são liberados do capilar e fornecidos ao oócito. As células intersticiais têm uma estrutura típica de células esteroidogênicas, ou seja, mitocôndrias com cristas tubulares, retículo endoplasmático liso e gotículas lipídicas, e sintetizam progesterona e andrógenos. A teca externa é um tecido conjuntivo denso onde foram identificadas células semelhantes a fibroblastos, células aromatase e fibras colágenas ricas (Fig. 3.3a). As células fibroblásticas podem ser categorizadas como miofibroblastos, pois contêm microfilamentos na região periférica do citoplasma, e a camada da teca apresenta atividade de contração que pode facilitar a ruptura folicular na ovulação. Células de aromatase são identificadas pela presença de moléculas de aromatase imunorreativas, e foi sugerido que contribuem para aromatizar a testosterona para a síntese de estrogênio (Nitta et al. 1991). O tecido superficial que envolve a camada da teca é um tecido conjuntivo frouxo que se estende do córtex ovariano e do pedúnculo folicular, e os sistemas vascular e nervoso entram no folículo a casca do ovo em alta densidade, sugerindo algum papel para ZP2 na ligação preferencial e penetração do esperma na região do disco germinativo (Nishio et al. 2014). c As células da granulosa apresentam formato cuboide e são ricas em organelas citoplasmáticas, incluindo mitocôndrias com cristas lamelares, retículo endoplasmático rugoso e grânulos densos (Fig. 3.3c). As microvilosidades são bem desenvolvidas em suas superfícies laterais e apicais e formam interdigitações com células adjacentes. Os grandes processos citoplasmáticos se estendem de sua superfície apical para penetrar na camada perivitelina e interagir com o oolema. Na região do disco germinativo, as membranas celulares das células da granulosa e oolema formam junções comunicantes (Yoshimura et al. 1993b). A lâmina basal subjacente à camada granulosa é espessa, aproximadamente 1 ÿm no maior dos folículos. b formado a partir da malha de fibras (Fig. 3.3c), que contém moléculas responsáveis pela ligação do espermatozoide ao óvulo durante o processo de fertilização, ou seja, ZP1, ZP2 e ZP4. a Theca externa CI BL Facebook E CP 2 µm 2 µm Facebook CG PV BL teca interna camada granulosa 2 µm Machine Translated by Google 3.2.3 Regulação das Funções Foliculares por Gonadotrofinas e Esteróides Gonadais 3.2.2 Crescimento Folicular, Diferenciação e Esteroidogênese 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia 37 Durante o processo de crescimento folicular, o vitelo acumula-se com o aumento do tamanho dos folículos, havendo notável diferenciação das células da granulosa e da teca. Os folículos brancos incorporam a gema rica em proteínas, enquanto os folículos amarelos pré- hierárquicos e pré-ovulatórios acumulam a gema rica em lipídios (Johnson 2000). A vascularização é bem desenvolvida para o transporte de materiais vitelínicos na camada superficial dos folículos pré-ovulatórios, em comparação com os folículos brancos. As funções das células foliculares são alteradas quando o crescimento folicular é regulado por gonadotrofinas e esteróides gonadais. É relatado que a resposta ao hormônio folículo-estimulante (FSH) para a síntese de cAMP diminui, enquanto a do hormônio luteinizante (LH) aumenta com o crescimento dos folículos (Calvo e Bahr1983) . Tais alterações na resposta às gonadotrofinas provavelmente estão associadas às alterações nas funções esteroidogênicas. A síntese de estrogênio na teca estimulada pelo FSH é maior em folículos menores do que em folículos maiores; enquanto a síntese de progesterona nas células da granulosa estimulada pelo LH é maior no folículo maior (Bahr et al. 1983). Outro grupo de pesquisa sugeriu que o ligante da proteína SLIT e seus receptores (ROBOs) estão implicados no desenvolvimento folicular pré-hierárquico do ovário da galinha e são influenciados pela ativina A e inibina A (Qin et al. 2015) . No entanto, o mecanismo preciso pelo qual um folículo pré-hierárquico é selecionado e iniciado para crescimento rápido ainda precisa ser investigado. Localizamos os receptores de progesterona (PR), androgênio (AR) e estrogênio (ER) nas células foliculares, sugerindo que esses esteróides regulam as funções das células foliculares de maneira autócrina e/ ou parácrina (Yoshimura Nos folículos pré-ovulatórios de galinhas, três tipos de células, incluindo as células da granulosa, as células intersticiais da teca e as células aromatase da teca externa, participam da esteroidogênese (Nitta et al. através deste tecido. Na região do estigma, esse tecido torna-se fino, enquanto a teca externa aumenta de espessura e, portanto, os vasos sanguíneos, exceto os capilares na teca interna, não são desenvolvidos aqui. O epitélio superficial consiste em células epiteliais achatadas. As microvilosidades em sua superfície não são bem desenvolvidas, ao contrário dos folículos de mamíferos. 1991). As células da granulosa expressam a clivagem da cadeia lateral do citocromo P450 (P450scc), enzima responsável pela síntese da pregnenolona a partir dos colesteróis, e a 3ÿ-hidroxiesteróide desidrogenase (3ÿ- HSD) pela síntese da progesterona a partir da pregnenolona. As células intersticiais da teca também expressam o 3ÿ-HSD e o P45017ÿ que é responsável pela síntese de testosterona a partir da progesterona. As células de aromatase na teca externa podem ser identificadas por imunocoloração para aromatase que sintetiza estradiol a partir de testosterona (Nitta et al. 1991). Assim, a progesterona sintetizada na granulosa e no interstício tecal Os folículos primários no córtex ovariano sofrem crescimento em folículos brancos, seguidos por folículos pré-hierárquicos (6-8 mm de diâmetro). células tiais é usado para a síntese de testosterona nas células posteriores, que é convertida em estradiol nas células aromatase. Então, um folículo pré-hierárquico é recrutado em 1 dia para entrar no estágio hierárquico, ou seja, os folículos pré-ovulatórios que sofrem rápido crescimento. É relatado que a seleção de folículos pré-hierárquicos que entram na fase de crescimento rápido representa um processo no qual um único folículo indiferenciado escapa de um mecanismo inibitório a cada dia para iniciar o crescimento rápido e a maturação final antes da ovulação (Johnson 2015) . O relatório descreveu que vários processos iniciados dentro das células da granulosa na seleção são dependentes da sinalização de receptores acoplados à proteína G via adenosina monofosfato cíclica (AMPc). Machine Translated by Google Fig. 3.4 Receptores de progesterona e estrogênio na parede do folículo em crescimento. a Receptores de progesterona imunorreativos estão localizados nos fibroblastos da teca (Yoshimura e Bahr 1991). b Receptores de estrogênio imunorreativos estão localizados nas células da granulosa (G) e células das veias (V) 38 (Yoshimura et al. 1995). As setas indicam as células imunorreativas para progesterona e estrogênio. TI e TE teca interna e exprena, SL e SE camada superficial e epitélio, Y gema, PV camada perivitelina Y. Yoshimura e A. Barua Além disso, os perfis de expressão do receptor sugerem que os efeitos da progesterona podem ser maiores nos folículos maiores do que nos menores, os do estrogênio podem ser reduzidos nos folículos maiores e os efeitos dos androgênios podem não ser alterados significativamente durante o crescimento. processo de folículos pré-ovulatórios. fibroblastos externos e células epiteliais superficiais dentro do folículo pré-ovulatório em crescimento. Além disso, PR também apareceu nas células da granulosa do maior folículo pré-ovulatório (Fig. 3.4a; Yoshimura e Bahr 1991). Na maioria das células da granulosa dos folículos primordiais, o AR foi insignificante, enquanto todas as células da granulosa dos folículos pré-ovulatórios exibiram uma forte imunorreação de AR. Células intersticiais tecais e fibroblastos também apresentaram coloração positiva para AR em folículos pré-ovulatórios (Yoshimura et al. 1993a). Os folículos primordiais não expressam ER imunorreativo, enquanto as células intersticiais na teca externa externa eram ER positivos O disco germinativo do oócito contém a vesícula germinativa e numerosos elementos citoplasmáticos, como vesículas alongadas ligadas à membrana, mitocôndrias e grânulos de glicogênio nos folículos amarelos de codornas. As projeções citoplasmáticas das células da granulosa se interdigitam com microvilosidades na superfície do oócito e formam desmossomos pontuais e junções comunicantes com o oolema. Cerca de 1 hora antes da ovulação, o oócito e as células da granulosa são desconectados, e a maturação do oócito é retomada, incluindo a formação do segundo fuso de maturação logo abaixo da superfície do oócito e a liberação do primeiro corpúsculo polar no espaço perivitelino. Yoshimura e outros 1993b). e Bahr 1991; Yoshimura et ai. 1993a, 1995). b Receptor de estrogênio um receptor de progesterona PR foi localizado nos núcleos da teca Essa retomada da maturação oocitária é provavelmente causada pelo aumento do LH 6 h antes da ovulação, pois uma injeção experimental de LH induz a maturação oocitária. Duas horas após a injeção de LH, as vesículas germinativas no maior folículo, mas não no segundo maior folículo, começam a se decompor, e as vesículas ligadas à membrana aumentam em número e tamanho nas áreas circundantes. nos folículos pré-hierárquicos. As ilhotas de células epiteliais (idênticas às células produtoras de estrogênio) nas células externas da teca externa e da granulosa foram ER-positivas nos folículos pré- ovulatórios em crescimento, mas foram notavelmente reduzidas nos maiores folículos pré-ovulatórios (Fig. 3.4b; Yoshimura et al. 1995). A expressão desses receptores sugere que os tecidos ovarianos são o alvo para progesterona, androgênio e estrogênio, e supõe-se que esses esteróides desempenhem um papel na regulação da proliferação e diferenciação de células foliculares, maturação folicular e ovulação por meio de receptores mediados por caminhos. 3.2.4 Maturação Oocitária EM E SE G DE EM 40 µm Y PV O SL PV 40 µm DE SL SE O G Machine Translated by Google a Antes de LH b 2 h após LH c6h após LH o disco germinativo do oócito na maturação, e presença de proteína imunorreativa de 32 e 34 kDa utilizando anti- p34cdc2 em oócitos imaturos, e aparecimento de uma banda adicional próxima à proteína de 32 kDa durante a maturação. Assim, sugere-se que este fator esteja envolvido na maturação oocitária em aves. Mais recentemente, Elis et al. (2008) relataram que oito genes (btg4, chkmos, wee, zpA, dazL, cvh, zar1 e ktfn) foram preferencialmente expressos no oócito em maturação. Alguns desses genes podem estar potencialmente envolvidos na maturação oocitária. As junções entre a superfície do oócito e as projeções das células da granulosa se dissociam com acúmulo de fluidos no espaço perivitelino. O primeiro fuso de maturação é formado 4 h após a injeção de LH, enquanto o primeiro corpo polar e o segundo fuso de maturação são formados 6 h após a estimulação de LH, ou seja, pouco antes da ovulação. Mori et ai. (1991) investigaram o fator promotor da maturação e um homólogo do produto do gene cdc2+ da levedura de fissão (p34cdc2) durante as 24 horas finais de maturação de oócitos de codorna. Eles encontraram um cdc2 em aumento de 15 vezes na atividade da quinase de p34 A ovulação ocorre através da ruptura do estigma dos folículos, onde os vasos sanguíneos, exceto os capilares, não são supridos. Na teca externa da região do estigma, o retículo endoplasmático rugoso nos fibroblastos se desenvolve visivelmente 30 minutos antes da ovulação, sugerindo que a síntese de alguns fatores protéicos pode ser ativada nesta fase. Então, alguns minutos antes da ovulação, a teca externa torna-se mais fina com uma notável desintegração das fibras colágenas em fibrilas individuais, e a camada granulosa e a teca interna desaparecem completamente na parte central do estigma. Essas alterações estruturais podem contribuir para a fragilidade do tecido do estigma e indução da ruptura do folículo (Yoshimura e Koga 1982). A fragilidade dos tecidos do estigma pode ser decorrente da redução da matriz do tecido conjuntivo causada pela proteólise. A degradação de glicosaminoglicanos que ocorre especificamente na região do estigma antes da ovulação pode ser um dos fatores responsáveis pela fragilidade desses tecidos (Jackson et al. 1991). As proteases neutras e ácidas, bem como as atividades de colagenase, aumentam no folículo pós-ovulatório imediatamente após a ovulação ou em algum momento posterior após a ovulação (Tojo et al. 1982). Os níveis de expressão das metaloproteinases de matriz (MMP3 e MMP9) aumentam durante a maturação folicular, e a MMP3 atinge a expressão máxima no folículo maior, enquanto os níveis de MMP9 continuam a aumentar nos folículos pós- ovulatórios (Zhu et al. 2014) . disco germinativo (Fig. 3.5; Yoshimura et al. 1993c). 3.2.5 Ovulação G DG T G 100 µm DG T Professor 20 µm G DG T Professor 100 µm Fig. 3.5 Disco germinativo de codornas japonesas sofrendo quebra durante a maturação oocitária induzida por injeção de hormônio luteinizante. a Dez horas antes do horário previsto para a ovulação e antes da injeção de LH. Observe a grande vesícula germinativa (GV) localizada no disco germinativo (GD). b Duas horas após a injeção de LH. A vesícula germinativa (GV) está se desfazendo e formando as dobras de sua membrana. c Seis horas após a injeção de LH. Observe o segundo fuso de maturação (ponta de seta) e o primeiro corpo polar (seta). G camada granulosa, T camada teca (Yoshimura et al. 1993c) 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia 39 Machine Translated by Google 20 µm E Istmo E Útero E 20 µm G E G 20 µm G magnum 3.3.1.1 Infundíbulo As pregas mucosas no funil e na região tubular do infundíbulo são relativamente finas, mas altas. A ovulação é regulada por complexas interações hormonais, enquanto é bem aceito que a ovulação é induzida pelo pico pré-ovulatório de LH, que é causado pelo feedback positivo da progesterona. A testosterona também participa da regulação do processo ovulatório. A correlação temporal entre o pico pré-ovulatório de testosterona, progesterona e LH, o efeito supressor do inibidor de testosterona na ovulação, a promoção da secreção de progesterona pela testosterona das células da granulosa com um aumento da expressão de mRNA da proteína StAR (regulador agudo esteroidogênico proteína) e enzimas P450scc, e com expressão de mRNA do receptor LH em células da granulosa, são descritos em uma revisão recente (Rangel e Gutierrez 2014). O estigma frágil pode ser rompido pela resistência à tração da parede folicular. A camada da teca e as bandas musculares lisas na camada superficial têm atividade de contração, que é intensificada pelos neurotransmissores e pelas glândulas prostáticas. O aumento da resistência à tração decorrente da contração pode promover a ruptura do estigma (Yoshimura et al. 1983). Os folículos pós-ovulatórios sofrem regressão sem formar corpo lúteo, ao contrário dos mamíferos, embora o maior folículo pós- ovulatório possa sintetizar prostaglandinas de tamanho (Saito et al. 1987). A regressão dos folículos pós-ovulatórios de galinhas parece ser um evento inflamatório mediado por citocinas e quimiocinas semelhante à luteólise no corpo lúteo de mamíferos (Sundaresan et al. 2008). A camada mucosa ovidutal das galinhas poedeiras consiste na lâmina própria e no epitélio pseudoestratificado ciliado que reveste a superfície da mucosa. No magno, no istmo e no útero, as glândulas tubulares estão bem desenvolvidas na lâmina própria para sintetizar sequencialmente o albúmen, a membrana da casca do ovo e a casca do ovo, respectivamente (Fig. 3.6) . Um estudo recente sugere que um componente da camada perivitelina externa depende de um gene induzido por estrogênio que é regulado pós- transcricionalmente por microRNAs (Lee et al. 2015 ). b c A fecundação ocorre no infundíbulo antes da camada perivitelina externa, e a calaza é formada no óvulo pelas substâncias secretadas pelas células da região tubular. Os espermatozóides são identificados no espaço basal das dobras após a cópula ou inseminação. a 3.3 Ovidutos 3.3.1 Estrutura do Oviduto e Formação do Ovo Fig. 3.6 Tecidos mucosos do magno (a), istmo (b) e útero (c) de galinhas poedeiras. A superfície da mucosa é revestida por epitélio pseudoestratificado ciliado e as glândulas tubulares são bem desenvolvidas na lâmina própria em todos os tecidos. As células glandulares tubulares contêm substâncias amorfas e grânulos no magno e no istmo, respectivamente, enquanto as células glandulares no útero são menos coradas. E epitélio superficial, G glândulas tubulares. 40 (Reproduzido com o consentimento da Associação Japonesa de Anatomistas Veterinários) Y. Yoshimura e A. Barua Machine Translated by Google 2011). As células caliciformes na superfície do epitélio sintetizam não apenas mucinas,mas também avidina sob estimulação da progesterona e outros esteróides (Kunnas et al. 1992). 2012). Uma vez concluída a calcificação, a cutícula é depositada na superfície da casca. Acredita-se que a cutícula participe da prevenção da invasão microbiana nos ovos. Na casca do ovo de cor marrom, a protoporfirina, principal pigmento da casca do ovo, também é depositada na cutícula. Os pigmentos são secretados pelas células epiteliais da superfície ciliada no útero. ainda não estabelecido, foi sugerido que a calbindina D28K (uma proteína de ligação ao cálcio) expressa nas células da glândula tubular pode participar do transporte de Ca2+ (Jonchère et al. No útero (glândula da casca), o ovo absorve fluido para o albúmen e, em seguida, ocorre a calcificação para a formação da casca na membrana da casca do ovo. O fluido uterino acelular secretado pelas células da glândula tubular contém vários íons, como Ca2+, HCO3-, Na+, K+ e precursores de proteínas da matriz orgânica (Marie et al. 2014). Microarrays mostraram uma lista de 57 proteínas potencialmente secretadas no fluido uterino e que participam do processo de mineralização (Brionne et al. 2014). A casca do ovo é formada pela mineralização de cálcio ionizado e bicarbonato no fluido uterino. As células da glândula tubular no istmo contêm numerosos grânulos em seu citoplasma, que provavelmente são o substrato a ser incluído na membrana da casca do ovo. A membrana da casca formada neste segmento é uma malha fibrosa altamente reticulada, que é organizada em membranas interna e externa, contendo colágenos tipos I, V e X e outras substâncias (Hincke et al. A oviposição é o processo de expulsão do ovo, que é controlado por vários fatores neuroendócrinos, incluindo a arginina vasotocina (AVT) e as prostaglandinas. AVT é liberada pela glândula pituitária posterior, e seus níveis plasmáticos estão relacionados à oviposição (Koike et al. 1988). Ele se liga aos seus receptores na glândula da casca (Takahashi et al. 1994). O mecanismo de ação da AVT pode ser mediado pela produção local de prostaglan dins (Rzasa 1984). Relata-se que prostaglandinas e AVT amplificam sua ação, pois a PGF2ÿ liberada no tecido uterino no momento da oviposição pode estimular contrações adicionais que, por sua vez, também aumentam a liberação de AVT (Shimada 2012). O mRNA da calbindina D28K está sob o controle direto da 1,25(OH)2 vitamina D3, e o estradiol e a progesterona podem desempenhar funções co-regulatórias (Corradino 1993). Os efeitos do estradiol na síntese de calbindina na glândula da casca são menores, embora afete o nível plasmático de Ca (Bar et al. 1996). Propõe-se que o HCO3ÿ seja preparado principalmente a partir do CO2 pela anidrase carbônica 2 nas células da glândula tubular (Jonchère et al. Esses precursores iônicos para o carbonato de cálcio (CaCO3 ), ou seja, Ca2+ e HCO3-, são fornecidos pelo sangue via transporte transepitelial. 2000). A expressão gênica de colágeno X, fibrila lin-1 e proteína de membrana de casca de ovo rica em cisteína foi identificada no tecido do istmo (Du et al. 2015). Na parte distal do istmo, os corpos mamilares da casca do ovo são formados pela penetração das fibras da membrana externa da casca em suas pontas (Hincke et al. 2000). Embora o mecanismo exato pelo qual o Ca2+ é transportado do sangue para o fluido uterino tenha sido 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia 41 3.3.1.2 Magnum No magnum, onde se forma a camada de albumina do ovo, as glândulas tubulares sintetizam ovalbu men, conalbumen, lisozima e peptídeos antimicrobianos. O nível de expressão gênica de avidina, ovalbumen, ovomucina e lisozima demonstrou ser regulado positivamente por hormônios esteróides (dietilstilbestrol e progesterona) (Jung et al. 3.3.1.5 Vagina Na vagina, desenvolvem-se numerosas pregas mucosas revestidas por epitélio pseudoestratificado ciliado. A vagina pode não desempenhar nenhum papel distinto na formação do ovo. As células epiteliais ciliadas e o sistema imunológico na vagina são bem desenvolvidos, provavelmente para prevenir a invasão de micróbios da cloaca. 3.3.1.4 Útero (glândula da casca) 3.3.1.3 Istmo 3.3.2 Oviposição Machine Translated by Google T T E eu E T E 5 µm 50 µm T Y. Yoshimura e A. Barua Fig. 3.7 Túbulos de armazenamento de esperma nos tecidos mucosos da junção útero-vaginal de codornas japonesas. a Os túbulos de armazenamento de esperma são formados pela invaginação do epitélio da mucosa. Epitélio mucoso E , túbulos de armazenamento de esperma T. b O epitélio do túbulo de armazenamento de esperma consiste em uma única camada de células com microvilosidades desenvolvidas. As setas mostram o esperma nos túbulos de armazenamento de esperma. 42 (Reproduzido com permissão da Associação Japonesa de Anatomistas Veterinários) 3.3.3 Armazenamento de esperma O esperma aviário é armazenado nos túbulos de armazenamento de esperma (SSTs) na junção útero- vaginal (UVJ) do oviduto (Fujii e Tamura 1963; Bakst et al. 1994). Esta característica única permite que a fêmea ponha ovos férteis por um período prolongado, até 2-3 semanas em galinhas e 10 dias em codornas japonesas, após o acasalamento ou inseminação artificial. Os SSTs são invaginações simples do epitélio superficial na UVJ (Fig. 3.7a). O epitélio da superfície UVJ é do tipo pseudoestratificado ciliado, enquanto o epitélio SST é uma camada única de células não ciliadas com microvilosidades em sua superfície apical (Fig. 3.7b). Embora o mecanismo pelo qual os espermatozóides sobrevivem nas SSTs não tenha sido totalmente estabelecido, possíveis fatores responsáveis, como suprimento de nutrientes para os espermatozóides, regulação dos ambientes luminais das SSTs e supressão da resposta imunológica aos espermatozóides residentes, foram sugeridos, conforme descrito no Cap. 11. O sistema imune inato é a primeira linha de defesa contra a infecção, seguido pela ativação do sistema imune adaptativo para remover os micróbios. A resposta imune inata a agentes patogênicos é iniciada pelo reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) pelos receptores de reconhecimento de padrões (PRRs). Toll like receptores (TLRs) são os principais PRRs que reconhecem PAMPs (Roach et al. 2005). Em galinhas, dez TLRs incluindo TLR1 (tipos 1 e 2), ÿ2 (tipos 1 e 2), ÿ3, ÿ4, ÿ5, ÿ7, ÿ15 e ÿ21 b O ovário e o oviduto da galinha podem ser infectados por vários micróbios patogênicos bacterianos, como Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurium e Mycoplasma melagridis (Takata et al. 2003; De Buck et al. 2004; Wales e Davies 2011). As infecções patogênicas virais incluem vírus da bronquite infecciosa aviária e vírus da influenza aviária (Promkuntod et al. 2006; Chousalkar e Roberts 2007; Nii et al. 2014, 2015). Essas infecções no ovário e nooviduto podem causar malformação dos ovos e declínio na produção de ovos. Além disso, a contaminação dos ovos pode aumentar a mortalidade dos embriões. Micróbios intestinais, como Salmonella a os organismos podem ser transportados para o ovário e oviduto através da corrente sanguínea e, conseqüentemente, colonizar esses órgãos. Além disso, aqueles na cloaca podem ascender ao oviduto através da vagina e do útero. Os sistemas imunológicos inato e adaptativo no ovário e no oviduto desempenham papéis essenciais na defesa contra infecções causadas por esses organismos patogênicos. e outros 1987; Takahashi et ai. 2011). Foi relatado que a temperatura corporal de galinhas poedeiras aumenta no momento da postura, e tal aumento pode ser causado por altos níveis de prosta glandinas (Kadono e Yamade 1985). A idade também pode afetar os intervalos de oviposição com a diminuição da produção de ovos em galinhas idosas (Lillpers e Wilhelmson 1993). 3.4 Sistema de Defesa nos Órgãos Reprodutivos Machine Translated by Google https://doi.org/10.1007/978-981-10-3975-1_11 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia 43 3.4.1 Sistema de Defesa no Ovário 3.4.1.1 Sistemas de Imunodefesa Inata no Ovário peptídeos que matam ativamente bactérias Gram- positivas e Gram-negativas, protozoários, bem como alguns fungos e vírus envelopados (Xiao et al. 2004; Van Dijk et al. 2008; Cuperus et al. 2013). Além disso, eles podem ter uma função quimiotática porque podem atrair células T, monócitos e células dendríticas imaturas enquanto exercem efeitos tóxicos em uma ampla gama de células normais e malignas em mamíferos (Bulet et al. 2004) . Os pecados defensivos em aves contêm seis cisteínas e pertencem ao grupo das ÿ-defensinas (ÿ-defensinas aviárias: AvBDs). O processo de resposta imune adaptativa é iniciado pela apresentação do antígeno pelo complexo principal de histocompatibilidade (MHC) expresso nas células. As células apresentadoras de antígenos (APCs), como células dendríticas e macrófagos, incorporam substâncias no tecido e apresentam antígenos por MHC classe II para células T auxiliares/indutoras ambas as células expressam o antígeno de superfície CD3. 2004; Mageed et ai. 2008; Cuper et ai. 2013). Os macrófagos estão localizados na camada da teca dos folículos pré-ovulatórios e pós-ovulatórios (Barua et al. 1998a, c). Os carbonos injetados por via intravenosa são incorporados pelas células semelhantes a fibroblastos na teca interna (Yoshimura e Okamoto 1998). foram identificados (Temperley et al. 2008; Brownlie e Allan 2011). TLR2, que forma um heterodímero com TLR1, reconhece peptidogly can, ácido lipoteicóico e lipoproteína da parede celular de bactérias Gram- positivas (Keestra et al. Assim, sugere-se que essas células fagocitam as substâncias estranhas como primeira linha de defesa quando migram para os folículos. No ovário da galinha, 11 genes AvBDs entre 14 AvBDs são expressos (Michailidis et al. 2012). Nos folículos pré-ovulatórios, foi identificada a expressão de 6 AvBDs na teca e 4 AvBDs na camada granulosa, e os imunorreativos AvBD8, 10 e 12 foram localizados nas células da granulosa e células da teca interna (Subedi et al. (células T CD4+). As células T CD4+ ativadas, especificamente as células Th2, induzem a maturação das células B e a síntese de anticorpos por elas, ou seja, IgY, IgM e IgA. As células T CD4+ (células Th1) também podem aumentar a atividade fagocítica dos macrófagos e ativar as células T citotóxicas CD8+. As células infectadas intracelularmente por microrganismos apresentam os antígenos por MHC classe I, e estimulam as células T citotóxicas/supressoras (células T CD8+) a eliminar as células infectadas. As células B prematuras de galinha podem ser identificadas por seu antígeno de superfície Bu-1, enquanto as células T CD4+ maduras e as células T CD8+ Vários membros celulares, como macrófagos e células natural killer, e substâncias antimicrobianas estão envolvidos no sistema imunológico inato. Defensinas e catelicidinas são antimicrobianos 2007). O TLR3 reconhece o RNA de fita dupla de vírus infecciosos (Alexopoulou et al. 2001), enquanto o TLR4 reconhece o passeio de lipopolissaccha (LPS) de bactérias Gram-negativas (St. Paul et al. 2013). TLR5 e -7 reconhecem fla gelina bacteriana e RNA de fita simples de vírus, respectivamente (St. Paul et al. 2013). TLR15 e -21 são TLRs únicos identificados em aves. O TLR15 reconhece a bactéria não secretada e estável ao calor Os tecidos foliculares das galinhas expressam TLRs que induzem a resposta imune inata. Os mRNAs de TLR1–2, 2–1, 3–5, 7, 15 e 21 são expressos em ovário de galinha (Woods et al. 2009; Michailidis et al. 2010). Entre eles, a expressão de TLR2, 4, 5 e 7 na camada da teca e TLR4 e 5 na camada granulosa foi identificada nos folículos pré-hierárquicos e pré-ovulatórios (Subedi et al. 2007) . Os TLRs nos folículos desempenham papéis no reconhecimento de PAMPs para induzir o processo imunológico. Além disso, podem contribuir para outras funções foliculares; ou seja, a via de sinalização TLR afeta a esteroidogênese e a maturação celular, iniciando a apoptose em resposta a estímulos patogênicos nas células da granulosa (Woods et al. 2009). A interação de TLRs com PAMPs ativa os fatores de transcrição, como NFÿB e AP-1, para induzir citocinas pró-inflamatórias, quimiocinas e fatores antimicrobianos. Até agora, 14 genes AvBDs e quatro genes catelicidinas foram identificados em frangos (Xiao et al. componentes, as proteases fúngicas e bacterianas associadas à virulência secretadas (Nerren et al. 2010; de Zoete et al. 2011). O TLR21 reconhece o godeoxinucleotídeo CpG de micróbios com motivos CpG não metilados, que é um homólogo funcional do TLR9 de mamíferos (Brownlie e Allan 2011). Machine Translated by Google Fig. 3.8 Folículos ovarianos imunomarcados para ÿ-defensina 10 aviária (AvBD10). a Folículo primordial, b Pequeno folículo amarelo. c Grande folículo amarelo. As células da granulosa contêm produtos de imunorreação de AvBD10, enquanto a densidade é maior no folículo amarelo grande do que nos folículos amarelos primordiais e pequenos. As células intersticiais da teca de folículos amarelos pequenos e grandes também contêm produtos de imunorreação (pontas de seta). G camada granulosa, T camada teca, TI teca interna, TE teca externa, Y gema. (Abdelsalam et al. 2010) 44 Fig. 3.9 Western blot de ÿ-defensina 12 aviária (AvBD12) na camada da teca de folículos ovarianos tratados com ou sem IL-1ÿ. um Immunoblot de AvBD12 em tecido da teca tratado com 0 a 103 ng/ml de IL-1ÿ por 5 h. b A proporção de bandas AvBD12 para a densidade de bandas de ÿ-actina obtida a partir de immunoblot. Os dados são as médias ± EP (n = 5). Barras com letras diferentes (a–c) são significativamente diferentes (P < 0,05). Y. Yoshimura e A. Barua (Abdelsalamet al. 2012) 1 DE 3 b E 32 kDa O Dose de IL-1ÿ (ng/mL) G ÿ-actina 10 µm E T AvBD12 E a c DE 0 2 G 103 10 µm G O Dose de IL-1ÿ (ng/mL) 10 µm 103102 102 a 2011). Assim, é provável que o LPS aumente a expressão de AvBDs no ovário in vivo. Em contraste, a estimulação LPS do tecido teca cultivado de folículos pré-ovulatórios aumentou a expressão de citocinas pró-inflamatórias, nomeadamente IL1ÿ e IL6, mas não afetou a expressão de AvBD10 e 12 (Abdelsalam et al. b Pequeno folículo amarelo 2012). No entanto, a expressão do gene e da proteína AvBD12 foi regulada positivamente por IL1ÿ nos tecidos da teca cultivados (Fig. 3.9; Abdelsalam et al. 2007). A expressão de AvBDs no ovário aumentou com a maturação sexual e idade das aves (Michailidis et al. 2012). As densidades dessas proteínas AvBD foram maiores nos folículos pré-ovulatórios do que nos folículos primordiais (Fig. 3.8; Subedi et al. 2008; Abdelsalam et al. 2010). c Grande folículo amarelo 2012). Assim, sugere-se que o reconhecimento do LPS, um componente bacteriano Gram-negativo, por A inoculação de Salmonella enteritidis aumentou a b um folículo primordial expressão de vários AvBDs in vivo (Michailidis et al. 2012). A injeção de LPS em aves também aumentou a expressão de vários AvBDs e citocinas pró-inflamatórias no tecido da teca, embora nenhuma resposta tenha sido observada na camada granulosa (Subedi et al. 2007; Abdelsalam et al. 2007 ) . 0 0 Razão AvBD12/ ÿactina Machine Translated by Google 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia 45 3.4.1.2 Sistema de Imunodefesa Adaptativa no Oviduto 3.4.2.1 Sistema de Defesa Estrutural no Oviduto 3.4.2.2 Sistema de Imunodefesa Inata no Oviduto 3.4.2 Sistema de Defesa no Oviduto A camada de mucina e as junções estreitas epiteliais desempenham papéis como barreiras mucosas que previnem a infecção microbiana no tecido mucoso (Forster 2008; Linden et al. 2008). A superfície luminal dos tecidos mucosos é coberta por substâncias de mucina que podem prender os micróbios como substâncias chamariz e impedir a fixação de microrganismos às células. A mucina é sintetizada pelas células caliciformes no epitélio da superfície da mucosa ao longo do oviduto. A expressão de mucina pode ser estimulada por infecção microbiana, uma vez que sua expressão na vagina foi regulada positivamente por LPS em que NFÿB e proteína ativada (AP)-1 participam como fatores de transcrição (Ariyadi et al. 2014) . A função potencial para sintetizar mucina nos tecidos uterino e vaginal foi maior em galinhas poedeiras do que em mudas (Ariyadi et al. 2012), o que provavelmente é afetado pelo estrogênio, uma vez que o estradiol regulou positivamente a expressão de mucina em associação com o desenvolvimento epitelial (Ariyadi et al. . 2013a). No entanto, o estrogênio pode suprimir a resposta ao LPS para indução de mucina (Ariyadi et al. 2013a). As junções estreitas das células epiteliais desempenham papéis na regulação da permeabilidade de substâncias luminais, incluindo substâncias tóxicas ou patógenos nos tecidos da mucosa ovidutal. Essas junções são formadas entre as células epiteliais superficiais por claudinas que se agrupam na membrana plasmática como o complexo de junções apertadas. A expressão de claudinas na mucosa do oviduto foi menor em galinhas não poedeiras do que em galinhas poedeiras, sugerindo que a barreira mucosa que afeta a suscetibilidade pode ser enfraquecida no oviduto regredido de galinhas em fase de muda (Ariyadi et al. 2013b) . A expressão de claudin no oviduto também foi regulada positivamente pelo estrogênio (Ariyadi et al. 2013b). As células imunocompetentes foram localizadas na camada da teca da parede folicular. As frequências de macrófagos, células apresentadoras de antígeno MHC classe II+, células T CD4+ e CD8+ e células B na camada da teca ovariana aumentaram com a maturação sexual e diminuíram com o envelhecimento subsequente (Barua e Yoshimura 1999a; Barua et al. 1998a , b , 2001). A migração dessas células imunocompetentes para os folículos pode ser regulada positivamente pelo estrogênio, sugerindo que o estrogênio pode ser um dos fatores responsáveis por causar as mudanças na frequência de células imunocompetentes durante a maturação sexual e o envelhecimento (Barua e Yoshimura 1999b; Barua et al . 1998a, b). A infecção por Salmonella enteritidis também causa o aumento da população de macrófagos e subconjuntos de células T, ou seja, células T CD3+, CD4+ e CD8+, no estroma ovariano e nos tecidos foliculares, sugerindo que a resposta imune dessas células contra antígenos de Salmonella poderia ser induzida no ovário da galinha (Withanage et al. 2003; Barua e Yoshimura 2004). O influxo de subconjuntos de células T e células B também é aumentado no ovário de galinha contendo tumorigênese, sugerindo que esses linfócitos desempenham papéis na resposta do tumor no ovário (Bradaric et al. 2013 ). A infecção por micróbios no oviduto é prevenida pelo sistema de defesa da mucosa. A barreira da mucosa é formada por mucinas que cobrem a superfície da mucosa, junções de células epiteliais, fatores antimicrobianos e leucócitos. O movimento dos cílios na superfície da mucosa também pode desempenhar um papel na excreção de micróbios no lúmen ovidutal. TLR4 leva à síntese de IL1ÿ, que por sua vez estimula a expressão de AvBD12. Uma via tão complexa para os efeitos de LPS para induzir AvBDs pode ocorrer também in vivo. Proteínas e peptídeos antimicrobianos são sintetizados na mucosa ovidutal e provavelmente desempenham papéis na barreira da mucosa. A lisozima, uma enzima que mata bactérias Gram- positivas, é sintetizada nas glândulas tubulares do magno e incorporada ao albúmen e possivelmente na membrana e na matriz da casca do ovo (Short et al. 1996; Hincke et al. 2000 ) . Machine Translated by Google pb ®100 3 ® 13 1410 11 ® B1 2-1 15 ® AvBDs M 1 TLRs 5 pb 2 3 4 5 CATHs 500 2-2 100 12 ® 500 9 100 1-2 3 6 M 1-1 21 8 ® 2 4 M 1 pb 7 500 Y. Yoshimura e A. Barua46 Fig. 3.10 Expressão de receptores Toll-like, ÿ-defensinas aviárias e catlicidinas na vagina de galinhas poedeiras. a Receptores do tipo Toll. b ÿ-defensinas aviárias (Sonoda et al. 2013). c Catlicidinas (Abdel-Mageed et al. 2016) 7 2014). Os sinais de mRNA de AvBD e AvBDs imunorreativos foram localizados no epitélio de superfície do oviduto, sugerindo que os AvBDs são sintetizados pelas células epiteliais da mucosa (Fig. 3.11; Ohashi et al. 2005; Mageed et al. Gallin é um membro de um novo grupo relacionado à defensina que tem atividade antimicrobiana e é sintetizado nas glândulas tubulares do magnum (Gong et al. 2010). 2011; Sonoda et al. 2013; Abdel-Mageed et al. galinhas em fase de muda (Yoshimura et al. 2006b). Além dos AvBDs, a galina (ovodefensina) e a catelicidina são expressas na mucosaovidutal (Gong et al. 2010; Abdel-Mageed et al. 2016). b No oviduto de aves sexualmente maduras, todos os tipos de TLRs exceto TLR1-1 e pelo menos sete AvBDs são expressos (Fig. 3.10; Mageed et al. 2008; Ozoe et al. 2009; Michailidis et al. 2009). A expressão de AvBD no oviduto pode estar aumentada em associação com o envelhecimento das galinhas, enquanto diminuída nos ovidutos regredidos de 2011, 2014). Também é relatado que o desafio do tecido vaginal cultivado com os ligantes TLR2, 3 5, 7 e 21 mostrou uma tendência para regular positivamente a expressão de IL-1ÿ e IL-6, embora seus efeitos na A atividade da lactoperoxidase que catalisa a oxidação do tiocianato (SCN-) para produzir hipotiocianato (OSCN-), que possui atividade antimicrobiana de amplo espectro (Shin et al. 2002), foi localizada na região basal das dobras secundárias do vagina em galinhas poedeiras (Yoshimura et al. 2006a). a c A infecção por Salmonella , bem como a estimulação por LPS, aumentou a expressão de vários AvBDs nos tecidos ovidutais (Fig. 3.12; Yoshimura et al. 2006b; Mageed et al. 2008, 2011). As expressões de citocinas e quimiocinas pró-inflamatórias no oviduto, incluindo IL-1ÿ e IL-6, também foram reguladas positivamente em resposta ao LPS ou ao vírus da bronquite infecciosa aviária in vivo (Nii et al. Machine Translated by Google Avÿ D3/ ÿ -actina mRNA 1,5 24 E 12 (b) 0 LP 20 µm LP 1 a 20 2 TG Útero AvBD3 eu 0 3 6 10 a 37 b kDa TG 0,5 E a 25 Tempo após a injeção de LPS (h) eu 15 20 µm ÿ-defensina 3. aeb Istmo e útero. O Fig. 3.12 Alterações na expressão do mRNA da ÿ-defensina 3 aviária (AvBD3) na vagina após tratamento iv com lipopolissacarídeo (LPS). As aves foram injetadas iv com 1 mg de LPS/kg de peso corporal, e a expressão de AvBD3 foi examinada por transcrição reversa semiquantitativa-PCR em diferentes períodos após o tratamento com LPS. Os valores são média ± SEM (n = 4). a–c Valores com letras diferentes são significativamente diferentes (P < 0,05). (Mageed et al. 2008) 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia regiões superiores do citoplasma da superfície epitelial contêm imunorreação Lúmen , E superfície epitelial, LP lâmina própria, TG glândulas tubulares. (Mageed et al. 2009) produtos (setas longas). Fig. 3.11 Tecidos ovidutais de galinhas poedeiras imunocorados para As células da glândula tubular do istmo são fracamente coradas (cabeça de seta). c Western blot no tecido do útero. 47 a AvBD3 do istmo pelos efeitos diretos de ligantes de TLRs e/ou por citocinas pró-inflamatórias, incluindo IL1ÿ induzida pela interação de TLRs e seus ligantes (Fig. 3.14; Yoshimura 2015). Há também um relatório sugerindo que a regulação pós-transcricional da expressão de AvBD11 também pode ocorrer, porque o microRNA-1615 foi descoberto para b útero influenciam a expressão de AvBD11 em oviduto de galinha (Lim et al. 2013). c A expressão de AvBD foi limitada (Sonoda et al. Muitas das células imunocompetentes estão localizadas no estroma subepitelial e no epitélio de superfície no oviduto (Fig. 3.15; Yoshimura et al. 1997; Zheng et al. 1998; Zheng e Yoshimura 1999; Nii et al. 2013). As densidades de células T CD3+ e células B Bu1+ foram maiores no infundíbulo e na vagina do que nos demais segmentos do oviduto, provavelmente devido à maior propensão a encontrar antígenos nesses segmentos. Essas células aumentaram em densidade com a maturação sexual e diminuíram durante o envelhecimento (Yoshimura et al. 1997; Zheng et al. 2013; Abdel-Mageed et al. 2014). Além disso, observamos que a expressão de AvBD foi regulada positivamente por IL1ÿ na mucosa vaginal (Fig. 3.13; Sonoda et al. 2013). Assim, é provável que a expressão de AvBD no oviduto seja induzida 3.4.2.3 Sistema de Imunodefesa Adaptativa no Oviduto Machine Translated by Google Mudança de dobra Mudança de dobra Fig. 3.13 Efeitos do oligo-DNA CpG na expressão de IL1ÿ e de IL1ÿ na expressão de ÿ-defensinas 3 aviárias nas células vaginais cultivadas de galinhas. As células vaginais cultivadas foram estimuladas por 0–10 ÿg/ml CpG-ODN 48 (a), ou por 0–103 ng/ml IL1ÿ (b). Os valores são média ± SEM (n = 6). a, b Os valores com letras diferentes são significativamente diferentes (P < 0,05). (Sonoda et al. 2013) AvBDs (lado direito). Outros padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs), como poli(I:C), fla gelina e CpG-ODN, que são ligantes de TLR3, 5 e 21, também podem induzir IL1ÿ e IL6 (lado esquerdo) . O IL1ÿ sintetizado regula positivamente a expressão de AvBDs. (Yoshimura 2015) Fig. 3.14 Possível processo desde a infecção até a indução de ÿ-defensinas aviárias (AvBDs) nas células ovidutais. Lipopolissacarídeos de bactérias Gram- negativas interagem com TLR4, que podem então ativar fatores de transcrição (NFÿB) para induzir citocinas como interleucina (IL)-1ÿ e IL6 (lado esquerdo), bem como Y. Yoshimura e A. Barua TLR4 AvBDsIL-1ÿ 4 0 7 TLRs PAMPs IL-1ÿ, b 0 0 NF B Sr. 8 5 a 10 LPS célula AvBD b b 103 IL6 receptor de IL1 1 Concentração de CpG-ODN (µg/mL) LPS, IL1b Transcrição NF B Sr. patógenos AvBD3 patógenos 2 1 Transcrição 6 ab Concentração de IL1ÿ (ng/mL) 3 a a 700 200 600 100 500 800 0 400 300 b 102 Machine Translated by Google Fig. 3.15 Localização de células imunocompetentes na mucosa ovidutal de galinhas poedeiras. um MHC classe II na vagina, imuno-histoquímica. b Células T CD3+ na vagina, imuno-histoquímica. c Células expressando mRNA de IgY na junção útero-vaginal, hibridização in situ. 49 (Zheng et al. 2000) 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia L L e E 20 µm 20 µm L L e E S S S S S S e E e E e E IgY mRNA L L S S 20 µm 3.4.3 Transferência de Substâncias Antimicrobianas e Anticorpos para Ovos um MHC de classe II um MHC de classe II c c (Polônia e Sheldon 2001; Mine et al. 2003). 2007; Wellman-Labadie et al. 2008). A presença de atividades antimicrobianas na casca do ovo e sua membrana também foi demonstrada sistema de defesa dos ovos. 1998), e as densidades nos tecidos epiteliais e subepiteliais foram reduzidas em galinhas na muda em comparação com as de galinhas poedeiras (Yoshimura et al. 1997). A sua migração para A gema do ovo contém as imunoglobulinas maternas que desempenham papéis na proteção de pintinhos recém-nascidos contra infecções antes do nascimento. Assim, os fatores antimicrobianos sintetizados no oviduto podem participar não só da barreira mucosa do oviduto, mas também da A membrana da casca contém AvBD3 e a matriz da casca contém AvBD3, 10 e 12 (Fig. 3.16; Mageed et al. 2009). A galina sintetizada nas glândulas tubulares do magno é incorporada ao albúmen (Gong et al. o sistema imunológico adaptativo se desenvolve. Em ovos de aves, apenas a IgY é seletivamente incorporada à gema durante seu crescimento nos folículos. Os possíveis resíduos de aminoácidos chave de IgYresponsáveis por sua captação específica por endocitose mediada por receptor do oócito foram relatados (Bae et al. 2010; Murai et al. 2013). 2010). Outras proteínas antimicrobianas, incluindo lisozima e ovotransferrina, também foram identificadas no albúmen, na membrana da casca e na casca do ovo (Ahlborn et al. 2006; Gautron et al. o oviduto pode ser afetado pelo estrogênio, pois a injeção com dietilestilbestrol (composto estrogênico) aumentou as densidades de células imunocompetentes no oviduto. Além disso, a infecção da mucosa pode causar a síntese de citocinas e quimiocinas que levam ao influxo de células imunocompetentes. O desafio de galinhas com LPS e vírus da bronquite infecciosa aviária aumentou as expressões de citocinas e quimiocinas pró-inflamatórias em associação com o recrutamento de células T no oviduto (Nii et al. 2011, 2015 ) . b célula T CD3+ b célula T CD3+ Machine Translated by Google 3.5 Frango como modelo de câncer de ovário espontâneo e miomas uterinos Fig. 3.16 ÿ-defensina 3 aviária (AvBD3) na membrana da casca do ovo e na casca do ovo. a Imunomas de membrana de casca de ovo corados para AvBD3. b Western blotting para AvBD-3 em proteínas do extrato da casca do ovo. As pistas 1 e 2 foram incubadas com IgG de coelho normal e anticorpos pré-absorvidos (coloração de controle), a pista 3 foi imunomarcada por anticorpo anti-AvBD3. Bandas específicas são identificadas em 23 e 25 kDa. (Mageed et al. 2009) Y. Yoshimura e A. Barua50 Camada interna 37 20 µm 25 10 Camada externa 20 Casca de ovo 15 50 kDa anticorpo Anti- AvBD3 Absorvido IgG Normal uma Membrana de casca de ovo As galinhas têm sido usadas há muito tempo para elucidar a etiologia e o mecanismo molecular da ese do patógeno e para determinar a eficácia das intervenções preventivas de muitas doenças humanas, incluindo (Fig. 3.17a, b). Além disso, a histopatologia e o modo de disseminação do carcinoma ovariano em galinhas são notavelmente semelhantes ao OVCA em humanos (Barua et al. 2009a). Além disso, os tumores ovarianos em galinhas também expressam vários marcadores tumorais, incluindo o supressor tumoral p53, sarcoma do rato Kirsten (K-ras), oncogenes do receptor 2 do fator de crescimento epidérmico humano (HER-2/ neu) (Hakim et al. 2009), selênio- proteína de ligação 1 (SELENBP1) (Stammer et al. 2008), CA-125 (Jackson et al. 2007) que são expressos de forma semelhante em tumores ovarianos humanos. Ovulações incessantes levam à ruptura frequente da superfície ovariana. O desgaste recorrente do epitélio da superfície ovariana devido a insultos ovulatórios aumenta as chances de mutações, resultando em crescimento celular descontrolado, levando à malignidade ovariana (Murdoch 2008). Além disso, a ovulação frequente também expõe o epitélio da superfície ovariana no local da ruptura e o epitélio fimbrial no local de recebimento do óvulo ovulado às citocinas inflamatórias. A inflamação crônica não resolvida de longa data foi sugerida como um fator de risco para malignidade. Assim, a ovulação frequente em galinhas comerciais tem um risco b leucemia (Taizi et al. 2006), fibrose cística (Craig- Schmidt et al. 1986), endometriose (Nap et al. 2004), esclerose múltipla (Barnes 1986), esclerose sistêmica (Beyer et al. 2010), distúrbios imunológicos (Davison 2003) que são difíceis de estudar em humanos. O câncer de ovário (OVCA), uma malignidade ginecológica letal, é responsável por uma alta taxa de casos para óbito em mulheres. A detecção precoce de OVCA melhora a taxa de sobrevivência dos pacientes. Devido à inespecificidade dos sintomas em um estágio inicial e à falta de um teste de detecção precoce eficaz, OVCA na maioria dos casos é detectado em um estágio tardio, geralmente acompanhado de altas taxas de recorrência e morte (Siegel et al. 2014) . Devido a esses obstáculos, o acesso ao tecido e soro de OVCA em estágio inicial é uma barreira significativa para o estabelecimento de um teste de detecção precoce. Assim, um modelo animal de OVCA que recapitula muitos aspectos da doença é urgentemente necessário. As galinhas poedeiras são os únicos animais amplamente disponíveis e facilmente acessíveis que desenvolvem OVCA natural e espontaneamente com uma alta taxa de incidência (Fredrickson 1987; Barua et al. 2009a). Machine Translated by Google * d detecção de OVCA. A imunoterapia representa um método mais seguro e preciso de tratamento direcionado em comparação com as tradicionais quimioterapias citotóxicas ou radioterapias perigosas. Historicamente, a galinha teve grandes contribuições para o campo da imunologia, pois a delineação das células T e B foi descoberta usando galinhas. b fator para alta incidência de OVCA espontânea, tornando- os um modelo adequado para OVCA humano. Além disso, também existem semelhanças entre as funções imunológicas humanas e aviárias, incluindo respostas imunes antitumorais (Barua et al. 2007b, 2009b) , bem como imunossupressão induzida por tumor (Khan et al. 2012; Barua et al. 2012). 2013; Bradaric et al. 2013) e galinhas poedeiras estão sendo exploradas para o desenvolvimento de imunoterapia anti OVCA (Barua et al. 2013). As galinhas poedeiras também estão sendo usadas para testar agentes de imagem ultrassônica com contraste e alvo molecular para a detecção de OVCA em estágio inicial (Barua et al. 2014, 2015). Os biomarcadores séricos representam métodos não invasivos para triagem de OVCA em estágio inicial identificados por ultrassonografia. Os tumores ovarianos em galinhas compartilham muitas semelhanças com o OVCA humano, incluindo incidência espontânea, histologia do tumor, modo de disseminação do OVCA (Barua et al. 2009a) e expressão dos marcadores moleculares mencionados acima. Assim, as galinhas poedeiras possuem enormes vantagens sobre outros modelos animais para o estabelecimento de biomarcadores séricos para Além disso, a galinha poedeira representa potencial para a OV EU Útero a * c * Fig. 3.17 A galinha como modelo de doenças humanas. a Apresentação macroscópica de câncer de ovário espontâneo em galinhas. O tumor aparece como uma massa de couve-flor, como observado em mulheres. b Seção de uma serosa ovariana miomas uterinos em mulheres. d Seção de um mioma. 3 Sistema Reprodutivo Feminino e Imunologia tumor em uma galinha mostrando células tumorais contendo grandes núcleos pleomórficos. c Apresentação macroscópica de miomas salientes da superfície do magno, conforme observado em As células tumorais contêm núcleos alongados e fusiformes dispostos em um padrão de feixe com diferentes direções (verticilados). I Intestino; OV Oviduto, massa tumoral com círculo pontilhado amarelo no ovário, * grandes folículos hierárquicos atrésicos; as setas indicam os exemplos de miomas 51 Machine Translated by Google Referências Assim, as galinhas poedeiras também oferecem um modelo adequado paraa elaboração de intervenções preventivas contra a formação de miomas uterinos. Miomas uterinos (UF) são tumores benignos do útero com taxas de incidência de 25 a 30% em mulheres de Estudos sobre as vacinas têm contribuído para aumentar as funções de imunodefesa contra a infecção por muitos micróbios patogênicos. idade reprodutiva. As UFs são a principal causa de histerectomia, responsáveis por uma quantidade significativa de custos de saúde pública. Além disso, as UFs também afetam a saúde reprodutiva e a taxa de fertilidade das mulheres. Galinhas poedeiras desenvolvem miomas no magnum e/ou glândulas da casca (útero) espontaneamente, com semelhanças significativas com miomas em mulheres, incluindo a expressão de TGF, BCL2, SMA e desmina (Fig. 3.17c, d; Machado et al . 2012 ). Assim, esses antígenos podem ser utilizados para o desenvolvimento de vacinas utilizando o modelo de galinha poedeira. No entanto, a estratégia para aumentar as funções imunes inatas não está bem desenvolvida. Os elementos do sistema imunológico inato, como os receptores de reconhecimento de padrões (TLRs), citocinas pró- inflamatórias e peptídeos antimicrobianos, são expressos e respondem aos agentes patogênicos tanto no ovário quanto no oviduto. Seria uma importante estratégia para potencializar as funções do sistema imune inato desempenho reprodutivo. Especificamente, a produção de ovos seguros e pintinhos saudáveis requer a saúde e o funcionamento normal dos órgãos reprodutivos. Conforme descrito neste capítulo, o sistema de defesa, incluindo sistemas imunológicos inatos e adquiridos, é desenvolvido no ovário e no oviduto. Estudos recentes sugerem que o sistema imune inato pode formar memória imune como sistema imune adaptativo, e a imunidade treinada para o sistema imune inato pode incluir o controle da função celular, como reprogramação epigenética (Netea et al. 2016) . Novas abordagens para melhorar o sistema imunológico inato são esperadas para a manutenção da saúde dos órgãos reprodutivos em galinhas. desenvolvimento de vacinas anti-OVCA, pois expressa vários antígenos ovarianos associados a tumores, incluindo mesotelina (Yu et al. 2011), receptor de morte 6 (DR6) (Barua et al. 2016) e proteína de ligação ao selênio 1 (Stammer et al. 2008 ), similarmente expresso por tumores ovarianos em mulheres. Descrevemos os processos de formação do ovo que são regulados pelo complexo sistema endócrino. Não apenas os órgãos reprodutivos, mas também outros órgãos, como o fígado e os ossos, participam de seu processo bem- sucedido. A manutenção da saúde das galinhas é essencial para obter o máximo sistema, além de desenvolvimento de vacinas mais eficientes, nos órgãos reprodutivos. Conclusão Abdelsalam M, Isobe N, Yoshimura Y. Effects of lipopoly sacaride na expressão de citocinas pró-inflamatórias e quimiocinas e influxo de leucócitos no ovário de galinha. 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