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FISIOLOGIA REPRODUTIVA Luís Carlos Reis Professor Associado III, DVM, MSc, DSc ÁREA DE FISIOLOGIA Fisiologia Reprodutiva Masculina FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO MASCULINA 3 de dezembro de 2011 2 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 3 Fisiologia Reprodutiva Masculina DIMORFISMO SEXUAL DO SISTEMA NERVOSO Micção canina masculina (Thales Martins & Ribeiro do Valle, 1946) 3 de dezembro de 2011 4 Fisiologia Reprodutiva Masculina Micção canina masculina 3 de dezembro de 2011 6 Fisiologia Reprodutiva Masculina Principais loci prosencefálicos em que residem os “centros” reguladores da função reprodutiva Male Puberty accelerated + 3 de dezembro de 2011 7 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 8 Fisiologia Reprodutiva Masculina Receptores de testosterona no encéfalo relacionados com comportamento masculino Testis Testosterone Complete male sexual behaviour aromatase Oestradiol Central effect 5-dihydrotestosterone Peripheral effects (e.g. penis) 5 reductase Male sexual behaviour (male rat) 3 de dezembro de 2011 9 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 10 Fisiologia Reprodutiva Masculina A função reprodutiva masculina é eminentemente dependente do padrão gerador de liberação tônica de gonadotrofinas (FSH & LH) 1) O padrão gerador de liberação tônica de gonadotrofinas (FSH & LH) origina-se no hipotálamo, particularmente no núcleo arqueado, através da produção de LH-RH. 2) Os neurônios LH-RH recebem múltiplas influências endógenas (testosterona, melatonina) e exógenas (estimulação feromonial, olfatória, luminosa, social, etc). 3) Além dos neurônios LH-RH, os gonadotrofos também são sujeitos ao efeito de feedback negativo exercido por andrógenos. Ações gerais reprodutivas das gonadotrofinas O LH é o maior responsável pela esteroidogênese nas células de Leydig com resultante produção aumentada de testosterona. O FSH em ação concomitante com a testosterona e fatores intracelulares, induzem a gametogênese especialmente por ativação da espermatocitogênese e espermiogênese em inclusões de membrana das células de Sertoli. A testosterona produzida pelas células intersticiais e a inibina produzida pelas células de Sertoli, retroagem ao encéfalo para inibir a liberação de LH e FSH, respectivamente. A ABP (proteína ligadora de andrógeno) produzida pelas células deSertoli medeia a importante função de aumentar os níveis intra-seminíferos de testosterona para demais etapas de diferenciação dos espermatozóides, notadamente a sua maturação na cauda do epidídimo. O seu déficit pode gerar esterilidade. 3 de dezembro de 2011 11 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 12 Fisiologia Reprodutiva Masculina Influência da temperatura testicular no controle da espermatogênese Papel da túnica dartos Papel do músculo cremaster Papel do plexo pampiniforme – sistema de troca térmica por contra-corrente Déficit de testosterona e descida testicular – testículos criptorquídicos 3 de dezembro de 2011 13 Fisiologia Reprodutiva Masculina Eixo hipotálamo-hipófise-testículos (células de Leydig e de Sertoli 3 de dezembro de 2011 14 Fisiologia Reprodutiva Masculina Estrutura anatômica peniana implicada na resposta de ereção 3 de dezembro de 2011 15 Fisiologia Reprodutiva Masculina Mecanismos autonômicos de indução fisiológica da ereção peniana após estimulação psico-erótica e tátil-erógena. 1 - Ativação de neurônios eretores parassimpáticos. Estimulação da NOS em células endoteliais de arteríolas do corpo cavernoso e subsequente produção de NO a partir da arginina. Difusão do NO produzido para as fibras musculares lisas das arteríolas. Ativação da guanilato-ciclase e resultante aumento da produção de GMPc e ativação da PK-GMPc. 2 – Ativação de neurônios eretores nitrérgicos. Difusão do NO produzido para as fibras musculares lisas das arteríolas. Ativação da guanilato-ciclase e resultante aumento da produção de GMPc e ativação da PK-GMPc. 3 – Ambas as respostas redundam em vasorrelaxamento (vasodilatação) com aprisionamento sanguíneos nos corpos, cavernoso e esponjoso (tecidos eréteis) com aumento de tamanho do pênis. 3 de dezembro de 2011 16 Fisiologia Reprodutiva Masculina Mecanismo fisiológico que interrompe a ereção ou dificulta a iniciação do Processo (aspectos translacionais) Ativação simpática alfa-1 adrenérgica suscitada pela ansiedade e estresse com resultante vasoconstricção. Alvos fisiológicos e ações esperadas para a obtenção da ereção induzida pela administração de fármacos na disfunção erétil humana e animal. a) Inibição da GMPc-fosfodiesterase-5. b) Bloqueio de receptores alfa1-adrenérgicos. 3 de dezembro de 2011 17 Fisiologia Reprodutiva Masculina Controle da ereção peniana IP3 + DAG generation and Increased Ca+2 M2? -1 Acetylcholine Norepinephrine Stress and anxiety Increase sympathetic activity 3 de dezembro de 2011 18 Fisiologia Reprodutiva Masculina Controle da ereção peniana (resumo) Bases moleculares da ereção Óxido nítrico Guanilato-ciclase cGMP Miosina Ca+2 K+VD PKG cGMP-Fosfodiesterase-5 3 de dezembro de 2011 19 Fisiologia Reprodutiva Masculina Base anatômica da resposta ejaculatória 3 de dezembro de 2011 20 Fisiologia Reprodutiva Masculina Base anatômica da resposta ejaculatória 3 de dezembro de 2011 21 Fisiologia Reprodutiva Masculina Base anatômica da resposta ejaculatória Aspectos moleculares da capacitação e da fertilização 3 de dezembro de 2011 22 Fisiologia Reprodutiva Masculina Capacitação do espermatozóide Reação acrossômica Penetração da zona pellucida 3 de dezembro de 2011 23 Fisiologia Reprodutiva Masculina A ligação espécie-específica induz o espermatozóide a reação acrossômica (aspectos translacionais) - 1 De 300.000.000 espermatozóides (sptz) apenas cerca de 200 alcançam o sítio para fertilização no terço superior das tubas uterinas. Sinais químicos são liberados pelas células foliculares que circundam o ovócito (recém-ovulado) entretanto não se conhece a sua natureza. 3 de dezembro de 2011 24 Fisiologia Reprodutiva Masculina A ligação espécie-específica induz o espermatozóide a reação acrossômica (aspectos translacionais) - 2 Uma vez atinja o ovócito, o sptz primeiro deve migrar por entre os estratos das células foliculares para em seguida se ligar a zona pellucida em receptores estereo-específicos denominados ZP3 e, finalmente, atravessá-la até o espaço perivitelino e se fundir a membrana plasmática (vitelina). Para “cumprir” todas estas etapas, o sptz deve sofrer a capacitação que requer várias horas de deslocamento ao longo da genitália interna. 3 de dezembro de 2011 25 Fisiologia Reprodutiva Masculina A ligação espécie-específica induz o espermatozóide a reação acrossômica (aspectos translacionais) - 3 Um dos mecanismos de capacitação é dependente de íons HCO3- (presente nas secreções na vagina, útero e tubas uterinas) que permeia a membrana do sptz e ativa a adenilato-ciclase solúvel no citoplasma. Disto resulta a síntese de AMPc e subsequente ativação da PKA e o início do processo de capacitação, com aumento do metabolismo, motilidade e diminui o potencial de membrana (hiperpolarização). 3 de dezembrode 2011 26 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 27 Fisiologia Reprodutiva Masculina 3 de dezembro de 2011 28 Fisiologia Reprodutiva Masculina Bases moleculares da capacitação A ligação da anandamida (AEA) ao sítio extracelular dos receptores CB1 leva a inibição da motilidade do espermatozóide (sptz), da capacitação e da reação acrossômica (AR) dependente da zona pellucida (ZP) sem afetar a AR espontânea. Ao contrário, a ligação da AEA ao sítio intracelular do receptor vanilóide tipo 1 inibe a AR espontânea. O sptz também possui a fosfolipase D implicada na síntese de AEA (NAPE-PLD), e a enzima que hidrolisa a AEA (FAAH). Esta enzima cliva a AEA em etanolamina (EtNH2) e ácido araquidônico. 3 de dezembro de 2011 29 Fisiologia Reprodutiva Masculina Endocanabinóide inibe a reação acrossômica 3 de dezembro de 2011 30 Fisiologia Reprodutiva Masculina Palácio do Duque de Saxe Primeira Sede da ESAMV-1911 (aonde funciona hoje o CEFET-UFRJ, Rua General Canabarro, Maracanã) 3 de dezembro de 2011 31 Fisiologia Reprodutiva Masculina Ruínas abandonadas da Escola formada da fusão ESAMV + Escola Agrícola da Bahia + Escola Média Teórico-Prática de Pinheiro (atual Pinheiral)-1916 3 de dezembro de 2011 32 Fisiologia Reprodutiva Masculina Horto Botânico (Alameda São Boaventura, Niterói)-1918 3 de dezembro de 2011 33 Fisiologia Reprodutiva Masculina Sede da ENA & ENV (depois Departamento Nacional da Produção Mineral, atual Museu de Ciências da Terra) Avenida Pasteur, Praia Vermelha-1927-1948 3 de dezembro de 2011 34 Fisiologia Reprodutiva Masculina Sede principal da UFRRJ, Seropédica (1948-2010) 3 de dezembro de 2011 35 Fisiologia Reprodutiva Masculina Noventa e quatro anos da primeira aula de Fisiologia proferida por Miguel Ozorio de Almeida na Escola Superior de Agricultura e Medicina Veterinária (seu ex-diretor) posteriormente ENA & ENV na Praia Vermelha 3 de dezembro de 2011 36 Fisiologia Reprodutiva Masculina
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