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Gametogênese FIGURA 2.5 Eventos que ocorrem durante a primeira e a segunda divisões de maturação. A. A célula germinativa primitiva feminina (oócito primário) produz apenas um gameta maduro, o oócito maduro. B. A célula germinativa primitiva masculina (espermatócito primário) produz quatro espermátides, e todas se tornam espermatozoides. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Gametogênse SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Oogênese A oogênese é o processo pelo qual a oogônia se diferencia em oócitos maduros Uma vez que as Células Germinativas Primordiais (CGPs) cheguam à gônada de um embrião geneticamente feminino, elas se diferenciam em oogônias . Essas células sofrem inúmeras divisões mitóticas e, ao final do terceiro mês, estão dispostas em grupos cercados por uma camada de células epiteliais achatadas - células foliculares - que recobre o ovário. FIGURA 2.16 A diferenciação das CGP em oogônia começa logo após sua chegada ao ovário. Por volta do terceiro mês de desenvolvimento, parte das oogônias origina oócitos primários que entram na prófase da primeira divisão meiótica. Essa prófase pode durar 40 anos ou mais e termina apenas quando a célula começa sua maturação final. Durante esse período, carrega 46 cromossomos com estrutura duplicada. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Oogênese A maioria das oogônias continua a se dividir por mitose, mas algumas param suas divisões na prófase da meiose I e formam oócitos primários. Nos meses seguintes, as oogônias aumentam rapidamente em número e, ao final do quinto mês de desenvolvimento pré-natal, o número total de células germinativas no ovário alcança seu máximo, estimado em 7 milhões. A morte celular começa e muitas oogônias, assim como oócitos primários, degeneram e tornam-se atrésicos. Até o sétimo todos os oócitos primários sobreviventes já entraram na prófase da meiose I. O oócito primário, junto com suas células epiteliais achatadas circunjacentes, é conhecido como folículo primordial . FIGURA 2.17 Segmento do ovário em diferentes estágios do desenvolvimento. A. As oogônias são agrupadas em conjuntos na região cortical do ovário. Algumas estão se dividindo por mitose; outras se diferenciaram em oócitos primários e entraram na prófase da primeira divisão meiótica. B. Quase todas as oogônias se tornaram oócitos primários na prófase da primeira divisão meiótica. C. Não há oogônias. Cada oócito primário é cercado por uma camada única de células foliculares, formando o folículo primordial. Os oócitos entram na fase de diplóteno da prófase, na qual permanecem até pouco antes da ovulação. Apenas aí entram na metáfase da primeira divisão meiótica. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Formação dos oócitos Próximo ao nascimento, todos os oócitos primários iniciaram a prófase da meiose I (diplóteno). Os oócitos primários permanecem parados na prófase e não terminam sua primeira divisão meiótica antes de a puberdade ser alcançada. Estima-se que a quantidade total de oócitos primários no nascimento varie entre 600 e 800 mil. Durante a infância, a maioria dos oócitos se torna atrésica; apenas cerca de 40 mil estão presentes no início da puberdade e menos de 500 serão ovulados. Os oócitos que alcançam a maturidade mais tarde estiveram dormentes por 40 anos ou mais antes da ovulação. O risco de ter crianças com anomalias cromossômicas aumenta de acordo com a idade materna sugere que os oócitos primários são vulneráveis à lesão conforme envelhecem. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. A maturação dos oócitos na puberdade Na puberdade, a cada mês, de 15 a 20 folículos dessa reserva começam a maturar. Alguns morrem, enquanto outros começam a acumular líquido antes da ovulação em um espaço chamado de antro. À medida que os folículos primordiais começam a crescer, as células foliculares circunjacentes passam de achatadas a cuboides e proliferam- se para produzir um epitélio estratificado (células granulosas) - folículo primário. As células granulosas se separa e forma a teca folicular. As células granulosas e o oócito secretam uma camada de glicoproteínas na superfície do oócito, formando a zona pelúcida. FIGURA 2.18A. O folículo primordial consiste em um oócito primário cercado por uma camada de células epiteliais achatadas. B. O folículo no estágio pré-antral ou primário inicial é recrutado de um conjunto de folículos primordiais. À medida que o folículo cresce, as células foliculares se tornam cuboides e começam a secretar a zona pelúcida, visível como manchas irregulares na superfície do oócito. C. Folículo primário maduro (pré-antral) com as células foliculares formando uma camada estratificada de células granulosas ao redor do oócito e presença de uma zona pelúcida bem definida. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. FIGURA 2.19A. Estágio folicular vesicular (antral). O oócito, circundado pela zona pelúcida, está descentralizado; o antro se desenvolve pelo acúmulo de líquido entre os espaços intercelulares. Repare o arranjo das células da teca interna e da teca externa. B. Folículo vesicular maduro (de De Graaf). O antro aumentou consideravelmente, está repleto de líquido folicular e cercado por uma camada estratificada de células granulosas. O oócito está incrustado em um agrupamento de células granulosas, o cúmulo oóforo. Quando o folículo secundário está maduro, um pulso de hormônio luteinizante (LH) induz a fase de crescimento pré-ovulatória SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. FIGURA 2.20 Maturação do oócito. A. Oócito primário apresentando o fuso da primeira divisão meiótica. B. Oócito secundário e primeiro corpo polar. A membrana nuclear está ausente. C. Oócito secundário mostrando o fuso da segunda divisão meiótica. O primeiro corpo polar também está em divisão. A cada ciclo ovariano, vários folículos começam a se desenvolver, mas, em geral, apenas um alcança a maturidade completa. Os demais degeneram-se. A meiose I se completa, resultando na formação de duas células-filhas de tamanho desigual, cada uma com 23 cromossomos. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. A célula entra na meiose II, mas fica parada na metáfase aproximadamente 3 horas antes da ovulação. A meiose II se completa apenas se o oócito for fertilizado. Final da Oogênese SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Espermatogênese Começa na puberdade os cordões seminíferos se tornam túbulos seminíferos e CGPs originam as células-tronco espermatogoniais. Em intervalos regulares, células emergem dessa população de células-tronco para formarem espermatogônias do tipo A que sofrem um número limitado de divisões mitóticas. A última divisão celular produz espermatogônias do tipo B, que, em seguida, dividem-se para formar espermatócitosprimários. FIGURA 2.21A. Corte transversal de cordões seminíferos de um recém-nascido mostrando as CGP e as células de suporte. B. Corte transversal de um túbulo seminífero na puberdade. Repare os diferentes estágios da espermatogênese e que as células espermáticas em desenvolvimento são mantidas nos processos citoplasmáticos de uma célula de Sertoli, ou de sustentação. As células de Sertoli sustentam e protegem as células germinativas, participam de sua nutrição e ajudam na liberação de espermatozoides maduros. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. FIGURA 2.23 Produtos da meiose durante a espermatogênese em humanos Os espermatócitos primários entram, então, em uma prófase prolongada (22 dias), seguida pelo término rápido da meiose I e pela formação de espermatócitos secundários. Durante a segunda divisão meiótica formam espermátides haploides . SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Espermatogênese A espermatogênese é regulada pela produção de LH pela glândula hipófise. O LH estimula a produção de testosterona, que, por sua vez, se liga às células de Sertoli para promover a espermatogênese. O hormônio foliculoestimulante (FSH, do inglês follicle-stimulating hormone) também é essencial, porque sua ligação às células de Sertoli estimula a produção de líquido testicular e a síntese de proteínas receptoras de andrógenos. FIGURA 2.21A. Corte transversal de cordões seminíferos de um recém-nascido mostrando as CGP e as células de suporte. B. Corte transversal de um túbulo seminífero na puberdade. Repare os diferentes estágios da espermatogênese e que as células espermáticas em desenvolvimento são mantidas nos processos citoplasmáticos de uma célula de Sertoli, ou de sustentação. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. FIGURA 2.22 Espermatogônias do tipo A derivadas da população de células-tronco espermatogoniais, que representam as primeiras células no processo de espermatogênese. Os clones de células se estabelecem, e pontes citoplasmáticas unem as células em cada divisão subsequente, até que espermatozoides individuais sejam separados por corpúsculos residuais. Na realidade, o número de células individuais interconectadas é consideravelmente maior que o mostrado nesta figura. SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. FIGURA 2.24 Estágios importantes na transformação da espermátide humana em espermatozoides Alterações que transformam espermátides em espermatozoides: 1. formação do acrossomo, que contém as enzimas que auxiliam na penetração do ovócito 2. a condensação do núcleo; 3. a formação do colo, da porção média e da cauda; e 4. a perda da maior parte do citoplasma e dos corpúsculos residuais que são fagocitados pelas células de Sertoli. Espermiogênese SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. http://www.ufrgs.br/biologiacelularatlas/memb2.htm Espermiogênese Em seres humanos, o tempo necessário para a espermatogônia se desenvolver em um espermatozoide maduro é de aproximadamente 74 dias, e cerca de 300 milhões de espermatozoides são produzidos diariamente SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Correlações clínicas: Gametas anômalos Em seres humanos e na maioria dos mamíferos são raros os casos de um oócito primário conter dois ou três núcleos. Esses oócitos binucleados ou trinucleados morrem antes de alcançarem a maturidade. Os espermatozoides anômalos são vistos em até 10% de todos os espermatozoides têm defeitos observáveis. A cabeça ou a cauda pode ser anômala, o espermatozoide pode ser gigante ou anão, e, algumas vezes, eles estão unidos. Os espermatozoides com anomalias morfológicas não têm motilidade normal e provavelmente não fertilizam oócito. FIGURA 2.25 Células germinativas anômalas. A. Folículo primordial com dois oócitos. B. Oócito trinucleado. C. Vários tipos de espermatozoides anômalos. Fases da Mitose e Meiose Interfase Fase que precede a divisão celular. Duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplicados. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Fases da Mitose - Prófase Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos. Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Fases da Mitose- Metáfase Grau máximo de espiralização dos cromossomos (visíveis ao M.O.). Cromossomos homólogos alinhados lado a lado no equador da célula. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Fases da Mitose - Anáfase Encurtamento das fibras do fuso. Cromátides irmãs são puxadas para os pólos da célula. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Fases da Mitose - Telófase Citocinese. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Fases da Meiose I A anáfase I é marcada pela separação dos cromossomos homólogos. Os dois cromossomos de um par homólogo são puxados para os polos opostos Divisão Celular Fases da Meiose II Na anáfase II as cromátides irmãs se separam. Divisão Celular A meiose inclui duas divisões celulares. Nesta ilustração, a célula original é 2n = 4. Após duas divisões meióticas, cada célula resultante é 1n = 2 BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. O crossing over (permutação) ocorre na prófase I. BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Divisão Celular Permutação na Prófase I SADLER, Thomas W. Langman embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. Cap. 2. Bibliografia Básica Complementar BENJAMIN, A. Genética - Um Enfoque Conceitual . 5ª ed. Pierce: Guanabara Koogan. 2016. Cap.2 https://www.youtube.com/watch?v=tlqA2wP4mCM Nos slides. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31