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FERTILIZAÇÃO E SEGMENTAÇÃO Ovulação ► ocorre por volta da metade do ciclo menstrual (cerca de 14 dias, em um ciclo de 28 dias); ► o folículo ovariano - sob influência do FSH e do LH - sofre um repentino surto de crescimento – chega a 15 mm ou mais - produzindo um intumescimento cístico ou saliência na superfície do ovário; ► um pequeno ponto avascular, o estigma, logo aparece nesta saliência; a. Esquema de folículo de Graaf; b. Imagem de ultra-sonografia de um folículo de Graaf: 1. tecido ovariano; 2. antro folicular; 3. cumulus oophorus; 4. medida do antro folicular – 22 mm/5 ml; c. Imagem da folículo maduro na superfície do ovário: 1. tuba uterina; 2. fímbrias; 3. ovário; 4. folículo; 5. estigma. ► o ovócito e algumas células do cumulus oophorus destacam-se do interior do folículo; ► o estigma logo se rompe, expelindo o ovócito secundário com o fluido folicular. Esta expulsão se dá como resultado da estimulação por produção de prostaglandinas (no pico de LH), levando à: 1. digestão enzimática da parede folicular – ação de colagenase. 2. aumento da pressão intrafolicular; 3. contração do músculo liso do ovário e da teca externa; ► o ovócito secundário expelido está envolvido pela zona pelúcida e uma ou mais camadas de células foliculares (originárias do cumulus oophorus), as quais se arranjam radialmente, passando a constituir a coroa radiada (corona radiata); 1 ► durante a ovulação, as extremidades da tuba uterina aproximam-se intimamente do ovário; ► as expansões digitiformes da tuba - as fímbrias - movem-se para frente e para trás sobre o ovário; ► a ação de varredura das fímbrias e a corrente de fluido produzida pelos cílios das células da mucosa das fímbrias "varrem" o ovócito secundário para o infundíbulo afunilado da tuba; Mecanismo de aproximação da tuba uterina em relação ao ovário no momento da fecundação: 1. ovário; 2. folículo próximo da ruptura; 3. ampola da tuba uterina; 4. fímbrias; 5. tubas uterinas; 6. ligamento superior do ovário; 7. ligamento superior do ovário. ► a onda de LH também parece induzir o término da primeira divisão meiótica do ovócito primário ou I, de modo que folículos ovarianos maduros contêm ovócitos secundários ou II – a meiose concluída antes ou durante a ovulação; ► o ovócito II passa para a ampola da tuba, principalmente como resultado da peristalze - os movimentos alternados de contração e relaxamento da parede da tuba, das fímbrias e por movimentos dos cílios do epitélio interno da tuba. Transporte dos Espermatozóides: ► Do seu local de armazenamento no epidídimo, os espermatozóides são transportados para a uretra por contrações peristálticas da musculatura do ducto deferente; ► as glândulas sexuais acessórias: glândulas (ou vesículas) seminais, próstata e glândulas bulbo uretrais, produzem secreções que constituirão a parte líquida do sêmen; ► de 200 a 600 milhões de espermatozóides são depositados em torno do orifício externo do útero e no fórnice da vagina durante o intercurso sexual; ► o ejaculado (espermatozóides em meio às secreções) tem em média 3,5 ml (de 2 a 6 ml); ► os espermatozóides passam lentamente pelo canal cervical através de movimentos de suas caudas; ► quando a ovulação ocorre, o muco cervical aumenta em quantidade, fica menos viscoso, tornando mais fácil o transporte dos espermatozóides; ► os espermatozóides passam rapidamente pela vagina, para o útero e daí para o ístimo de ambas as tubas uterinas – por natação e auxiliados por contrações do útero e tubas; ► prostaglandinas presentes no sêmen estimulam a mobilidade uterina; 2 ► a enzima vesiculase, produzida pelas glândulas seminais, coagula uma pequena quantidade do sêmen e forma um tampão vaginal que impede o retorno do sêmen para o interior da vagina; ► a frutose presente no sêmen, secretada pelas glândulas seminais, é utilizada como fonte de energia para os espermatozóides; ► os espermatozóides movem-se de 2 a 3 mm por minuto, mas a velocidade varia em função do pH do ambiente; ► se movem lentamente no ambiente ácido da vagina, mas muito rapidamente no ambiente alcalino do útero; ► nadam o equivalente a um humano nadar 600 km; ► o tempo de deslocamento é variável - 5 a 45 minutos após sua deposição próximo ao orifício uterino externo. ► Os espermatozóides recentemente ejaculados são incapazes de fertilizar ovócitos - precisam passar por um período de condicionamento - a capacitação. CAPACITAÇÃO DOS ESPERMATOZÓIDES: ► o processo ocorre no útero ou nas tubas uterinas, por ação de substâncias aí secretadas, e dura cerca de 7 horas; ► uma cobertura glicoprotéica e proteínas seminais são removidas da membrana plasmática próxima à superfície do acrossoma do espermatozóide; ► durante a fertilização in vitro a capacitação é induzida artificialmente; VIABILIDADE DOS GAMETAS ► os ovócitos humanos são geralmente fertilizados até 12 horas após a ovulação - in vitro podem ser fertilizados após 24 horas; ► a maioria dos espermatozóides humanos não sobrevive por mais de 48 horas no trato genital feminino; ► alguns espermatozóides são armazenados nas pregas da mucosa do colo e gradualmente liberados - aumentam assim as chances de fertilização; ► depois de congelado a baixas temperaturas, o sêmen pode ser guardado por muitos anos. FERTILIZAÇÃO ► a fertilização é uma complexa seqüência de eventos moleculares coordenados que se inicia com o contato entre um espermatozóide e um ovócito e termina com a mistura dos cromossomos maternos e paternos na metáfase da primeira divisão mitótica do zigoto; ► o processo completo leva em torno de 24 horas e ocorre normalmente na ampola da tuba uterina; ► se o ovócito não for fertilizado passa lentamente em direção ao útero, onde se degenera e é reabsorvido; ► sinais químicos (atrativos), secretados pelo ovócito e pelas células foliculares circundantes, guiam os espermatozóides capacitados (quimiotaxia dos espermatozóides) para o ovócito; ► dos 200 a 600 milhões de espermatozóides de um ejaculado (200-300), cerca de 200 espermatozóides alcançam o local da fertilização (300-500); ► a maioria dos espermatozóides se degeneram e são reabsorvidos pelo trato genital feminino. ► somente um espermatozóide fertiliza o ovócito, mas acredita-se que outros auxiliem no processo; 3 Fases da Fertilização Fase 1: Passagem do espermatozóide através da corona radiata; Fase 2: Penetração da zona pelúcida; Fase 3: Fusão das membranas plasmáticas do ovócito e espermatozóide; Fase 1: Passagem do espermatozóide através da corona radiata: ► ocorre dispersão das células foliculares da corona radiata que circunda o ovócito II, “provavelmente” por ação da enzima hialuronidase, liberada pelo acrossoma do espermatozóide; ► auxiliam também na dispersão das células da coroa radiada as enzimas da mucosa tubária e os movimentos da cauda do espermatozóide; Fase 2: Penetração da zona pelúcida: ► a zona pelúcida é uma capa glicoprotéica que envolve o óvulo e facilita e mantém a ligação do espermatozóide e induz a reação acrossômica; ► a reação acrossômica é abertura do acrossoma com liberação das enzimas aí armazenadas: esterases, acrosina e neuraminidase - a mais importante destas é a acrosina (proteolítica); ► a ligação do espermatozóide com o ovócito é mediada pelo ligante ZP3, da zona pelúcida, e sítios receptores presentes na membrana plasmática do espermatozóide; ► logo que o espermatozóide penetra a zona pelúcida, ocorre uma reação zonal - uma mudança nas suas propriedades que a torna impermeável a outros espermatozóides; ► acredita-se que a reação zonal seja o resultado da ação de substâncias liberadas pelosgrânulos corticais situados logo abaixo da membrana plasmática do ovócito - o conteúdo destes grânulos vão se depositar entre a membrana plasmática e a zona pelúcida (espaço perivitelino); Fase 3: Fusão das membranas plasmáticas do ovócito e espermatozóide: ► As membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozóide se fusionam e se rompem na área de fusão; ► a cabeça e a cauda do espermatozóide entram no citoplasma do ovócito, mas a membrana plasmática do espermatozóide fica para trás. ► Mecanismos extremamente bem organizados agem no sentido de evitar a poliespermia – fecundação de um ovócito II por mais de um espermatozóide. ► vários espermatozóides se ligam ao ovócito – processo acrossomal com sítio receptor na membrana vitelínica (=Zona pelúcida); ► ocorrem dois bloqueios à poliespermia: um rápido, mas temporário, e um lento, mas definitivo. 4 Bloqueio primário: ► um primeiro espermatozóide perfura a zona pelúcida (=membrana vitelina) e encosta na membrana plasmática do ovócito II; ► imediatamente ocorre um rápido e intenso influxo de sódio ao longo de toda a membrana plasmática do ovócito II – isso provoca uma despolarização da membrana, semelhante ao impulso nervoso ao longo de neurônios – de alguma forma ainda não bem esclarecida, a despolarização impede qualquer outro espermatozóide, até mesmo os que já estão aderidos aos sítios receptores, de perfurar a membrana vitelínica. ► o espermatozóide que tocou a membrana plasmática funde sua membrana com a do ovócito II; ► ao redor do ponto de fusão a membrana do ovócito II forma microvilos que crescem e se deslocam em direção ao espermatozóide, se enrolando ao seu redor e de seu corpo – proteínas contrácteis no interior destes microvilos puxam o núcleo para dentro, promovendo a sua entrada definitiva no citoplasma. ► porém, o ovo não mantém a despolarização da membrana por muito tempo. Experimentalmente, observou-se que, no momento em que ocorre essa despolarização sem ter ocorrido o segundo bloqueio, outros espermatozóides perfuram a membrana vitelínica. Bloqueio definitivo: ► os grânulos corticais ocorrem no citoplasma periférico do ovócito II, bem próximo à membrana; ► quando o núcleo masculino é empurrado para dentro do citoplasma, promove um distúrbio no córtex do ovo que induz os grânulos corticais a se aproximarem da membrana celular; ► acontece então um processo de exocitose em que o conteúdo dos grânulos é liberado para fora do ovo, mais exatamente entre a membrana celular e a membrana vitelínica; ► esta ocorrência, chamada reação cortical, dá-se em toda a superfície do ovócito, a partir do ponto de penetração do espermatozóide até o ponto exatamente oposto. 5 ► o interior dos grânulos corticais contém mucopolissacarídeos, enzimas e proteínas estruturais; ► algumas enzimas têm como função deslocar a zona pelúcida da membrana plasmática; ► os mucopolissacarídeos provocam osmose, fazendo que água penetre em grande quantidade, aumentando drasticamente o espaço entre a membrana vitelínica e a membrana plasmática, separando- as definitivamente; ► mesmo que o espermatozóide perfurasse a membrana vitelínica, não encontraria a membrana plasmática; ► outras enzimas têm como função alterar os sítios receptores da zona pelúcida, provocando o desligamento dos espermatozóides que ainda neles se encontrem presos; ► as proteínas estruturais criam uma barreira física e espessa, denominada então membrana de fertilização; ► Todos estes eventos, da despolarização até o fim do bloqueio definitivo, acontecem em menos de trinta segundos em condições normais. Término da segunda divisão meiótica e formação do pronúcleo feminino: ► A penetração do ovócito II pelo espermatozóide, estimula o ovócito a completar a segunda divisão meiótica, formando um ovócito maduro (óvulo) e segundo corpo polar; ► os cromossomos maternos em seguida se descondensam e o núcleo do ovócito maduro torna-se o pronúcleo feminino, com 23 cromossomos; ► Dentro do citoplasma do ovócito, o núcleo do espermatozóide aumenta para formar o pronúcleo masculino, e a cauda do espermatozóide degenera; 6 ► morfologicamente, os pronúcleos masculino e feminino são indistinguíveis; ► o ovócito contendo dois pronúcleos haplóides pode ser chamado de oótide (ou ovótide) - durante o crescimento dos pronúcleos, eles replicam seu DNA passando a ser constituído por 23 cromossomos duplos (duas cromátides), já prontos para a realização da primeira mitose do zigoto; ► logo que os pronúcleos se fundem em uma agregação de cromossomos única e diplóide, a oótide torna-se um zigoto – os cromossomos arranjam-se iniciam a primeira divisão do zigoto; ► o zigoto é geneticamente único: metade dos seus cromossomos origina- se da mãe e a outra metade do pai; além disso, ocorre um "embara-lhamento" dos genes, produzindo uma re-combinação do mate-rial genético durante a permutação. ► o sexo cromos- sômico do embrião é determinado na fe- cundação, pelo tipo de espermatozóide (X ou Y) que fertiliza o ovócito – sendo assim, é o gameta do pai que determina o sexo do embrião; ► um fator inicial de gravidez, uma proteína imunossupressora, é secretada pelas células iniciais e surge no soro materno dentro de 24 a 48 horas após a fertilização – constitui- se na base do teste de gravidez durante os primeiros 10 dias de desenvolvimento. 7 CLIVAGEM DO ZIGOTO ► A clivagem consiste em divisões mitóticas repetidas do zigoto, resultando em rápido aumento do número de células; ► a divisão do zigoto inicia-se cerca de 24-30 horas após a fertilização, no interior da tuba uterina e continua à medida que o embrião inicial é levado para o útero; ► estas células embrionárias, os blastômeros, tomam-se menores a cada divisão por clivagem; ► inicialmente, o zigoto se divide em dois blastômeros, os quais se dividem em quatro blastômeros, oito blastômeros e assim sucessivamente; ► durante a clivagem, o zigoto situa-se dentro da espessa zona pelúcida, que é translúcida quando vista ao microscópio óptico; A. Estágio de duas células de um zigoto se desenvolvendo in vitro, rodeado por vários espermatozóides; B. Estágio de duas células de embrião humano in vitro – a zona pelúcida foi removida e mostra, em rosa, um dos corpúsculos polares; C. Estágio de quatro células de embrião humano in vitro; D. Estágio de quatro células de embrião humano in vitro. ► após o estágio de nove células, os blastômeros mudam sua forma e se agrupam firmemente uns com os outros para formar uma bola compacta de células - a compactação é um fenômeno provavelmente mediado por glicoproteínas de adesão de superfície celular; ► a compactação permite uma maior interação célula com célula e é um pré-requisito para a segregação de células internas que formarão a massa celular interna ou embrioblasto do blastocisto; 8 ► três dias após a fertilização o embrião é constituído por 12 a 32 blastômeros, é chamado de mórula (L. morus, amora); 9 FORMAÇÃO DO BLASTOCISTO ► Logo após a mórula ter alcançado o útero (cerca de 4 dias após a fertilização), surge no seu interior um espaço preenchido por fluido, conhecido como cavidade blastocística; ► o fluido da cavidade uterina passa através da zona pelúcida para formar este espaço – aumenta a cavidade blastocística e leva a separação dos blastômeros em duas partes: o trofoblasto e o embrioblasto; Fotomicrografias de cortes de blastocistos humanos recolhidos na cavidade uterina (aumento 600X). A. Quatro dias: a cavidade blastocística está começando a se formar e a zona pelúcida está ausente em parte do blastocisto; B. Quatro dias e meio: a cavidade blastocística aumentou, evidenciando claramente oembrioblasto e o trofoblasto – a zona pelúcida desapareceu. ► o trofoblasto (Gr. trophe, nutrição) é uma delgada camada celular externa - formará a parte embrionária da placenta; ► o embrioblasto é um grupo de blastômeros centrais - constitui o primórdio do embrião; ► durante este estágio o concepto é chamado de blastocisto e permanece suspenso nas secreções uterinas por cerca de dois dias; ► a zona pelúcida se degenera e desaparece permitindo o crescimento do blastocisto e absorção de alguns nutrientes secretados pela parede uterina; 10
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