Fertilização_Farmácia N

Prévia do material em texto

12‐09‐2014
1
FertilizaçãoFertilização
Profo. Arnon Dias Jurberg, PhD
Farmácia N
2014-2
Gametogênese
Por quê?Por quê?Por quê?Por quê?
Larsen (1997) Human embryology 2 ed.
Por quê?Por quê?Por quê?Por quê?
trocas 
genéticas
ESPERMATOZÓIDE OÓCITO
células haplóides (N=23)
12‐09‐2014
2
Fecundação
união do material genético
e outros componentes
1N+1N = 2N
ativação do oócito II
Tipos de fecundação
EXTERNA INTERNA
na água no trato genital feminino
http://youtu.be/BFrVmDgh4v4
Etapas da fecundação
1) atração e capacitação dos espermatozóides
2) reconhecimento e ligação ao ovo
3) penetração do espermatozóide e ativação do ovo
4) fusão do material genético
3) penetração do espermatozóide e ativação do ovo
12‐09‐2014
3
A capacitação dos espermatozóides 
ocorre no trato genital feminino
~3 x 108 espermatozóides/ejaculação
vagina
ovário
A capacitação dos espermatozóides 
ocorre no trato genital feminino
útero
A capacitação dos espermatozóides 
ocorre no trato genital feminino
oviducto
A capacitação dos espermatozóides 
ocorre no trato genital feminino
~200 espermatozóides alcançam o oviducto
12‐09‐2014
4
1. Capacitação
- os espermatozóides ejaculados não são competentes
para a fecundação;
- duração de 5–6 horas em humanos;
- mudanças bioquímicas e funcionais:
• glicoproteínas, lipídeos e canais iônicos
• alteração do potencial de repouso (hiperpolarização)
• aumento do pH citoplasmático
• modificações pós-translacionais: fosforilação
• revelação de receptores de superfície
1. Capacitação
altera o comportamento dos espermatozóides
- aumento da motilidade do flagelo
- desestabilização da membrana acrossomal
a capacitação pode ocorrer in vitroa capacitação pode ocorrer in vitro
albumina Ca2+ HCO3-
adenilato
ciclase cAMP
ATP
Efluxo de colesterol
albumina
Martinez & Morros (1996) In: Front Biosci
2. Reconhecimento e ligação 
a) LIGAÇÃO À 
ZONA PELÚCIDA
células granulosas
acrossomo
hialuronidase
membrana
plasmática
zona pelúcida
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
12‐09‐2014
5
Zona pelúcida (ZP)
- barreira contra fertilização entre espécies
- bloqueia a polispermia
- impede a implantação prematura
- inicia a reação acrossômica
humano
hamster
c a a eação ac ossô ca
Zona pelúcida (ZP)
atua como
receptor
Han et al. (2010) In: Cell
receptor
A ZP induz a reação acrossômica
b) REAÇÃO ACROSSÔMICA
enzimas hidrolíticas
hialuronidase
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
acrosina
neuraminidase
colagenase
c) PENETRAÇÃO PELA 
ZONA PELÚCIDA
fosfolipase Cζ
Um modelo para as modificações 
membranosas
Martinez & Morros (1996) In: Front Biosci
12‐09‐2014
6
3. Fusão das membranas
Bianchi et al (2014) In: Nature
Izumo1
Juno
oócito esperm.
CD9
d) FUSÃO DAS MEMBRANAS 
PLASMÁTICAS
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
Bianchi et al. (2014) In: Nature
A fusão ativa o oócito
- reação cortical inibe a polispermia
- recomeço da meiose (parada em metáfase II) –
segundo corpúsculo polar e zigoto
- aumento dos níveis de Ca2+
Stephen A. Stricker (University of New Mexico)
O espermatozóide ativa o oócito
fosfolipase Cζ
*fora de escala
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
Mecanismos de prevenção de 
polispermia
- rápida despolarização da membrana (ouriços-do-mar)
- reação cortical
12‐09‐2014
7
A reação cortical impede a 
polispermia
Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
Mecanismos de prevenção de 
polispermia
- rápida despolarização da membrana (ouriços-do-mar)
- reação cortical
- rápida liberação de Juno
Bianchi et al. (2014) In: Nature
Juno
oócito
CD9
oócito
não fecundado fecundado
exossomo
4. fusão do material genético
uma vez fertilizado, o oócito II passa
a ser chamado de zigoto
e) CONTEÚDOS DO 
ESPERMATOZÓIDE ENTRAM 
NO CITOPLASMA DO OVO
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
O espermatozóide também fornece 
os centríolos
Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
fusos mitóticos multipolares são formados na polispermia
12‐09‐2014
8
após a fusão, o centrossomo duplica-se para formar o 
fuso mitótico bipolar
tubulina
DNA
Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
Aplicações
Inseminação artificial
~ 10% dos casais têm problemas de infertilidade
Louise Brown (1978)
> 5 milhões de crianças
Prêmio Nobel em Fisiologia ou
Medicina 2010 “pelo desenvolvimento
da fertilização in vitro”
Robert G. Edwards
Fertilização in vitro (IVF)
hormônio FSH
complicação: gravidez múltipla (~30% dos casos)
12‐09‐2014
9
Injeção intracitoplasmática (ICSI)
Zhang & Xu (2004) In: Ginecology and Obstetrics
promotor gene de interesse pA
microinjeção 
pronuclear
Microinjeção pró-nuclear e 
transgênese
ninhada
transferência
pró-núcleo masculino
Sumário
Os gametas são células sexuais especializadas, haplóides;
A fecundação compreende os eventos envolvidos na união
dos gametas masculino e feminino:
b) LIGAÇÃO À 
ZONA PELÚCIDA
células granulosas
c) REAÇÃO ACROSSÔMICA
d) PENETRAÇÃO PELA 
ZONA PELÚCIDA
acrossomo
a) ATRAÇÃO E CAPACITAÇÃO DOS 
ESPERMATOZÓIDES
membrana
plasmática
zona pelúcida
e) FUSÃO DAS MEMBRANAS 
PLASMÁTICAS
f) CONTEÚDOS DO 
ESPERMATOZÓIDE ENTRAM 
NO CITOPLASMA DO OVO
modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5ª ed.
12‐09‐2014
10
Sumário
A zona pelúcida protege contra a polispermia e induz a reação
acrossômica
A reação cortical também inibe a polispermia
A fusão das membranas depende da interação Juno-Izumo1
O aumento dos níveis de Ca2+ citoplasmáticos após a
fecundação ativam o ovo e reiniciam a meiose
A fusão do espermatozóide fornece material genético e
centríolos para o ovo
O estudo da fecundação permitiu o desenvolvimento de
abordagens biomédicas – medicina translacional – e técnicas
de manipulação do genoma para estudo da função gênica
Literatura recomendada
Larsen’s Human 
Embryology, 4 ed.
Moore Embriologia
Básica, 8 ed.
Langman’s Medical 
Embryology, 12 ed.
Human Embryology 
& Developmental 
Biology, 5 ed.