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É o processo pelo qual os gametas – células germinativas – são produzidos nos organismos dotados de reprodução sexuada. Esse processo, que envolve os cromossomos e o citoplasma dos gametas, prepara essas células para a fecundação. Nos animais, a gametogênese acontece nas gônadas – ovários e testículos –, órgãos que também são glândulas endócrinas que tem a capacidade de produzir os hormônios sexuais, que diferenciam os machos das fêmeas. A gametogênese é diferenciada entre homem e mulher – espermatogênese e ovogênese. Na formação dos gametas, temos a meiose, que transforma células precursoras (espermatogônias e ovogônias) ou progenitoras em gametas. As espermatogônias e ovogônias sofrem inúmeras mitoses antes de que cada um deles sofra meiose. As espermátides resultantes desse processo sofrem diferenciação celular para que sejam formados os espermatozoides. O núcleo do espermatozoide, juntamente do núcleo do óvulo darão origem ao zigoto – duas células haploides formando uma célula diploide. O espermatozoide e o oócito (gametas masculino e feminino) são células sexuais altamente especializadas. Cada uma dessas células contém a metade do número de cromossomos (número haploide) presentes nas células somáticas (as células do corpo). O número de cromossomos é reduzido durante a meiose, um tipo especial de divisão celular que ocorre somente durante a gametogênese. A maturação dos gametas é chamada de espermatogênese no sexo masculino e de oogênese no sexo feminino. O ritmo dos eventos durante a meiose difere nos dois sexos No homem, a espermatogênese se inicia na puberdade. O menino nasce com o testículo, ele ematura e dentro dele só há três tipos celulares principais – espermatogônias, células de Leydig produtoras de testosterona e as células de Sertoli que revestem os túbulos seminíferos. Quando o menino chega na puberdade, por ação hormonal, as espermatogonias iniciam a formação de espermatócitos primários e secundários, espermátides e espermatozóides. A partir da puberdade, nos homens, a espermatogênese é contínua e não cíclica. Na mulher, a ovogênese se inicia no período intrauterino. Ou seja, durante o desenvolvimento dos ovários, as ovogônias já iniciam o processo meiótico de ovogênese. Os ovócitos primários param na prófase 1 da meiose até a adolescência. Na adolescência, as meninas produzem gametas ciclicamente. A gametogênese ocorre nas gônadas. A espermatogênese ocorre no testículo. Os testículos são formados por pequenos túbulos separados por septos conjuntivos que confluem para uma região chamada de rede testicular. A rede testicular possui ligação com ductos eferentes, que levam os espermatozoides para o epidídimo – possui cabeça, corpo e cauda. O epidídimo termina em um tubo mais calibroso chamado ducto deferente. Os espermatozoides ficam armazenados na região da cauda do epidídimo; quando o indivíduo recebe um estímulo para ejacular, há uma contratura da musculatura que faz com que os espermatozoides se desloquem para o canal deferente e posteriormente, o ducto ejaculatório – aonde esses gametas receberão a secreção da próstata e da vesícula seminal, principalmente. Lâmina histológica de túbulos seminíferos Entre os túbulos seminíferos há uma região intersticial. Células de Sertoli dão sustentação e nutrem o epitélio seminífero ou germinativo. Células mióides espaçadas promovem a contração dos túbulos. Células de Leydig produzem testosterona. O fluido de dentro do túbulo leva os espermatozoides até a rede testicular, depois túbulos eferentes, epidídimo e ducto deferente. Já a ovogênese, a produção de gametas femininos, ocorre nos ovários. O ovário, assim como o testículo produz a testosterona (responsável por fazer feedback com o LH na hipófise) a inibina (responsável por fazer feedback com FSH através das células de Sertoli). Lâmina histológica de ovário A espermatogênese é a sequência de eventos pelos quais as espermatogônias (células germinativas primordiais) são transformadas em espermatozoides maduros; esse processo começa na puberdade. No testículo, antes do nascimento, são encontradas apenas células germinativas no início do processo espermatogênico, as espermatogônias, e células somáticas de sustentação, as células de Sertoli. As espermatogônias permanecem quiescentes até a puberdade, quando por estímulos hormonais, elas começam a se dividir. Formam-se também todos os outros tipos celulares, até os espermatozoides. Cordões seminíferos na vida pré-natal Lâmina histológica de túbulos seminíferos Região mais próxima à membrana basal: região basal do epitélio germinativo. Região mais apical: região adluminal. Para permitir que o processo espermatogênico aconteça de maneira contínua, é necessário que as espermatogônias sempre se renovem através de mitoses antes de iniciarem um novo ciclo espermatogênico (meiose). Além disso, existem espermatogônias-tronco (A0), que funcionam como uma reserva de espermatogônias. Elas só entram em mitose em situações especiais. Tem-se espermatogônias que estão sempre sofrendo o processo de diferenciação para entrar em meiose e temos espermatogônias que fazem a reserva (esp. Tronco). Após várias divisões mitóticas, as espermatogônias crescem e sofrem modificações, se transformando em espermatócitos 1 – as maiores células germinativas nos túbulos seminíferos. Cada espermatócito 1 sofre uma divisão reducional (primeira divisão meiótica), formando dois espermatócitos 11, haploides, com cerca de metade do tamanho original. O espermatócito 11 sofrerá uma segunda divisão meiótica, originando duas espermátides, com cerca de metade de seu tamanho original. Essas espermátides são muito diferentes dos espermatozoides. As espermátides sofrerão um processo de cito diferenciação chamado de espermiogênese. As espermátides (células em estágio avançado de desenvolvimento) são transformadas gradualmente em quatro espermatozoides maduros pelo processo conhecido como espermiogênese. O processo completo, incluindo a espermiogênese, demora cerca de dois meses para acontecer. 1. Formação de uma vesícula, chamada de acrossomo, que cobrirá a parte anterior do núcleo, por meio de uma fusão de vesículas cheias de enzimas hidrolíticas do complexo de Golgi. 2. Condensação e alongamento do núcleo para facilita a locomoção ao diminuir o volume nuclear. A cromatina não se condensa como na divisão celular – as histonas são trocadas por protaminas, fazendo com que o DNA fique mais compactado ainda. 3. Desenvolvimento do flagelo ou cauda: os centríolos migram para a região posterior do núcleo. O centríolo (centrossomo) distal forma o flagelo (estrutura axonêmica, que dará origem a estrutura central da cauda do espermatozóide. 4. Migração das mitocôndrias para a região posterior chamada de peça intermediária. Nessa peça, há uma concentração de mitocôndrias circulares – se agregam e envolvem a parte inicial do flagelo. Isso ocorre porque a estrutura dos microtúbulos precisa de energia para os flagelos baterem. 5. Perda da maior parte do citoplasma, que quando perdidos formam corpos residuais que serão fagocitados pelas células de Sertoli. A espermatogênese é um processo centrípeto: ocorre da periferia tubular para a luz do túbulo. As células de Sertoli servem de sustentação para a formação dos gametas. O núcleo da célula de Sertoli fica na região basal da célula junto com as espermatogônias, e seu citoplasma abraça as células germinativas em desenvolvimento. O núcleo das espermátides é orientado para a base do epitélio germinativo e o axonema (flagelo) se projeta para o lúmen. Acrossomo = capuz. Peça principal/intermediária: concentração de mitocôndrias que fornecem ATP para a mobilidade do flagelo. Cabeça contém núcleo hapoide e acrossomo rico em enzimas. Inicialmente, os espermatozoidesmaduros são imóveis. A mobilidade é adquirida apenas depois que os espermatozoides passam pelo epidídimo (ainda não é funcionalmente maduro, apesar de ser morfologicamente maduro). Isso porque no epidídimo há uma secreção epididimária que tem fatores que determinam a ativação do metabolismo mitocondrial dos espermatozoides, o que determina a maturação do batimento flagelar. O epitélio seminífero dos túbulos seminíferos é dividido em duas partes: compartimento basal e o compartimento adluminal. O que separa esses dois compartimentos são junções de oclusão que existem entre as células de Sertoli e separam tudo que chega no interstício e vão para a região basal de todo o restante do túbulo (que seria o compartimento adluminal). Na região basal, se tem basicamente apenas espermatogônias. Na região adluminal, existem desde espermatócito 1 a espermatozoide. Núcleos piramidais ou ovalados na base do túbulo seminífero. Nucléolo evidente. Núcleo maior que das espermatogônias. Possui numerosas reentrâncias citoplasmáticas onde se localizam as células germinativas apoiadas. As junções de oclusão se abrem para as espermatogônias que sofrerão meiose passar e depois se fecham. Sustentação das células germinativas; Nutrição de células germinativas; Responsável pela formação da barreira hematotesticular; Produção de fluido testicular: importante para o transporte dos espermatozoides; Produção do fator inibidor dos ductos de Müller: ductos embrionários que formam estruturas do trato reprodutor feminino; Produção de inibina: hormônio que participa da regulação hormonal da espermatogênese; Espermiação: desprendimento do espermatozoide do epitélio germinativo. Fagocitose dos restos citoplasmáticos produzidos durante a espermiogênese. Uma barreira formada pelas junções oclusivas das células de Sertoli adjacentes. Todas as substancias advindas do interstício devem passar pelas células de Sertoli e pelas espermatogônias se quiserem adentrar no epitélio germinativo. Isso acontece porque as células do compartimento adluminal estão em divisão meiótica e, portanto, não possuem a mesma característica genotípica das células somáticas do corpo – expressam receptores diferentes das células somáticas diploides. Se não houvesse essa barreira, nosso corpo lançaria mão de células do sistema imunológico para fagocitar aqueles “corpos estranhos”. Assim, a barreira cria um ambiente imuno- privilegiado para a formação dos espermatozoides. Separa os vasos sanguíneos do interstício, que possuem comunicação com a lâmina basal, do compartimento adluminal, evitando que os gametas em formação sejam fagocitados e destruídos. Dessa forma, os elementos hematopoiéticos figurativos entram em contato apenas com as células de Sertoli e com as espermatogônias – que possuem a mesma constituição das células somáticas. Sintetizam e secretam os hormônios sexuais masculinos. Núcleo claro e nucléolos evidentes (alta taxa de síntese – de hormônio esteroide, visíveis como gotículas brancas na histologia). São o principal tipo celular encontrado no tecido de sustentação intersticial entre os túbulos seminíferos. O núcleo é redondo, com cromatina dispersa e um ou dois nucléolos na periferia, em meio a um extenso citoplasma. Transporte passivo dos túbulos seminíferos para o epidídimo, já que os espermatozoides são imóveis. Seu transporte se dá através do fluido testicular e da contração lenta das células mióides que estão na periferia dos túbulos. No epidídimo ocorre a maturação dos espermatozoides, que confere motilidade a eles. Por contrações peristálticas da parede do ducto deferente são rapidamente transportadas rapidamente à uretra. Os espermatozoides se unem às secreções das vesículas seminais, próstata e glândulas bulbouretrais. Os espermatozoides podem ser classificados em quatro tipos: A) Nada rápido e para frente. B) Nada para frente, mas em zigue-zague. C) Nada em círculos. D) Não tem movimento Geralmente, A + B > 50%. A espermatogênese dura aproximadamente dois meses em humanos. – 56 dias, variando entre espécies. Nos machos, os espermatozoides são produzidos continuamente, diferentemente do que ocorre na fêmea, onde a produção de gametas é cíclica. Para manter o processo contínuo, a liberação de espermatozoides não acontece simultaneamente ao longo de toda a extensão do túbulo seminífero. Existe um processo que não é síncrono, mas cada parte do túbulo está adiantado ou atrasado no processo. Diferentes regiões em diferentes fases de espermatogênese: garantia da produção contínua. Oligospermia – produção de espermatozoides menor que 20 milhões/mL. No ejaculado de homens com produção normal há mais de 100 milhões/mL. De 100 milhões, cerca de 200 chegam até o local da fertilização. Azoospermia – ausência de espermatozóide no ejaculado. Oclusão anatômica do ducto deferente ou ausência de espermatogônias. Um homem com menos de 10 milhões/mL já é considerado estéril. Infertilidade – não funcionamento da barreira hematotesticular. Teratospermia – número de espermatozoides defeituosos superior a 40% (normal = 10% defeituosos). A produção de hormônio anti-mulleriano pelas células de Sertoli durante o desenvolvimento inibe o desenvolvimento dos ductos genitais femininos. Uma possível consequência da ausência desse hormônio durante o desenvolvimento de um indivíduo do sexo masculino seria a presença de órgãos genitais masculinos e femininos no indivíduo. A ovogênese é a sequência de eventos pelos quais as ovogônias (células germinativas primordiais) são transformadas em ovócitos maduros. Todas as ovogônias se desenvolvem em ovócitos primários antes do nascimento; nenhuma ovogônia de desenvolve após o nascimento. A ovogênese continua até a menopausa, que é a interrupção permanente do ciclo menstrual. Durante a vida fetal inicial, as ovogônias proliferam por mitose (duplicação das células), um tipo especial de divisão celular. As ovogônias (células sexuais primordiais) crescem e se tornam os ovócitos primários antes do nascimento. As ovogônias derivam de células mesenquimais primitivas denominadas gonócitos, que vem do saco vitelino, que são células germinativas indiferenciadas. Ou seja, se o indivíduo for XX, se diferencia em ovogônias, se for XY, em espermatogônias. Podemos dividir a ovogênese em dois grandes períodos – o período antes do nascimento e o período da puberdade à menopausa. Antes do nascimento, as ovogônias se dividem por mitose até povoar todo o tecido ovariano, principalmente o córtex. Depois, cessam o processo de mitose e se diferenciam em ovócitos 1 para iniciar a mitose. O ovócito primário inicia a meiose e para na prófase 1, onde ocorre a recombinação gênica; apenas a retomando após a puberdade. O que acontece é que a cada ciclo sexual feminino, um grupo dos ovócitos são recrutados para continuar a meiose 1 e formar o ovócito 11 e um corpúsculo polar, afuncional – divisão assimétrica. O ovócito secundário inicia a meiose 11 e para na metáfase. No período de ovulação, um ovócito 11 é ovulado ou ovocitado. Se esse ovócito 11 for fecundado, encontrando-se com o espermatozoide, o processo de meiose 11 se finaliza, e o ovócito 11 se transforma em óvulo, que será transformada assimetricamente em zigoto e um segundo corpúsculo polar. A fase de óvulo é muito curta, porque o ovócito 11 apenas se torna óvulo quando e se o ovócito 11 for fecundado por um espermatozoide. Os ovócitos primários iniciam a meiose 1 antes do nascimento e a meiose se interrompe na prófase 1. A divisão meiótica só é retomada na puberdade. A cada ciclo sexual um ou vários ovócitos 1 retomam a divisão meiótica e dão origem ao ovócito 11 e ao 1º corpúsculo polar. O ovócito 11 inicia a meiose 11 e interrompe o processo meiótico na metáfase. A meiose 11 só se completa se ocorrer fecundação.Assim, se forma o óvulo e o 2º corpúsculo polar. Há a fusão dos pró-nucleos dos gametas modificados (que estavam se preparando para fundir). É o desenvolvimento, crescimento, amadurecimento, dos folículos ovarianos, que são estruturas que contém os ovócitos e se desenvolvem junto com o gameta. Todo o processo de foliculogênese depende basicamente do hormônio FSH, que comanda o desenvolvimento dos folículos ovarianos. O LH será importante para a finalização ou formação do folículo maduro. Os folículos se formam nos ovários. A célula germinativa primária (gonócito) chega as gônadas e, a partir da expressão do sexo cromossômico, os gonócitos se diferenciam em ovogõnias. As ovogônias, então, se dividem por mitose até o momento em que povoa a região cortical do ovário. No quarto mês de gestação, na menina, algumas células do córtex ovariano chamado de células foliculares circundam um grupo de espermatogônias, formando nichos de espermatogônias. Nesse nicho, há várias células iniciando o processo de meiose. No sétimo mês de desenvolvimento fetal, há ovócitos 1 na prófase, e cada um deles está circundado de maneira individual pelas células foliculares que formarão o folículo. Essa estrutura (ovócito 1 somado da sua “capa” de células foliculares) é chamado de folículo primordial. Quando a criança nasce, ela apresentará no seu ovário apenas folículos primordiais com ovócito parado em prófase 1. Até a puberdade da menina, encontraremos em seu ovário apenas folículos primordiais. Após a puberdade, os folículos se diferenciam em outro tipo de folículo, porque a cada ciclo sexual, um grupo de folículos primordiais entrará em maturação. Os outros, ficarão parados em folículo primordial – por isso que mulheres mais velhas estão mais suscetíveis a ocorrência de gravidez com síndromes ocasionadas por não disjunção de cromossomos e erros estruturais cromossômicos na divisão celular. Quanto mais um folículo fica parado na fase primordial, maior a probabilidade desse folículo receber interferência de fatores ambientais que podem interferir no processo de divisão celular. Folículos primordiais – ovócito 1 (período intrauterino). Folículos primários – ovócito 1* Folículos em crescimento – ovócito 1* Folículos de Graaf ou maduro – ovócito 11* *Após a puberdade. O que se tem é que alguns folículos primordiais expressam maior ou menor quantidade de receptores para o hormônio folículo estimulante (FSH). Se esses folículos primordiais expressam mais receptores para FSH, esses folículos primordiais são recrutados para o desenvolvimento folicular; aquele folículo que tem mais receptores que os outros, crescem mais rápido – e pelo mesmo motivo, ele produzirá mais estrógeno que os outros mais lentos. Esse folículo dominante, por algum motivo de expressão gênica, inibe a produção de estrógeno dos outros folículos selecionados, fazendo com que apenas ele chegue no processo final de maturação, e apenas ele seja ovocitado (ovulado). A cada ciclo sexual feminino, de 15 a 20 folículos primordiais entram em desenvolvimento. Poucos continuam o processo subsequente, e apenas um formará o folículo maduro ou de Graaf. Os outros entram em processo de atrésia ou morte folicular por apoptose. Essa atrésia acontece em diversos níveis, tanto na fase de primários, quanto de crescimento; alguns até chegam a formar folículos pré-maduros, mas apenas um será o folículo de Graaf para sofrer ovocitação. Folículo primordial possui células achatadas. Ovócito menor. Folículo primário possui células cúbicas. Ovócito maior. As células foliculares produzem o estrógeno. Quando um folículo primário se transforma em um folículo em crescimento, o número de camadas de células foliculares cúbicas aumenta, formando mais de duas camadas. Conforme o folículo vai crescendo, mais células foliculares cúbicas vão se proliferando e a produção de estrógeno aumenta. O aumento da produção de estrógeno inibe os outros folículos que estão tentando amadurecer. Quando o folículo está na fase de crescimento e começando a amadurecer, as células foliculares começam a produzir um líquido. Esse líquido começa a formar uma cavidade dentro do folículo – a cavidade antral ou antro folicular. Essa cavidade aumenta, o ovócito 11 fica preso à parede por um grupo de células foliculares, é circundado por outro grupo de células foliculares de mesma origem e diretamente presas à parede, formando o folículo maduro. Na ovulação, o ovócito 11 parado em metáfase 2, células foliculares e a zona pelúcida são liberados na ovocitação. O restante das células foliculares e as células da TECA formarão o corpo lúteo. No folículo em crescimento, começa a se formar uma camada externa decorrente da organização de células ovarianas estomais, formando a teca externa (função estrutural) e a teca interna (produção de um precursor de estrógeno chamado de androstenediona que será transformado em estrógeno ou andrógeno pelas células foliculares pela enzima aromatase) – células da TECA. A produção do estrógeno depende diretamente da presença das células da TECA. Todo o resto do folículo, após a ovocitação, permanece no ovário. Essas estruturas se contraem; há sangramento e formação de coágulos de sangue, formando o corpo lúteo. Esse corpo lúteo produz progesterona e estrógeno, porque para que o endométrio uterino esteja pronto para receber o embrião, deve haver grande concentração de progesterona e estógeno circulante. Assim, o corpo lúeto provem o ambiente receptivo ao embrião no núcleo. Se o ovócito 11 não for fecundado, o corpo lúteo não recebe nenhuma mensagem de que houve fecundação ou formação de embrião, então funciona por 12 dias e depois entra em degeneração, parando de produzir progesterona e estrógeno e formando o corpo albicans. Aquele tecido endometrial e os vasos sanguíneos que se rompem formam a menstruação. Se o ovócito 11 for fecundado, o corpo lúteo recebe essa mensagem (gonadotrofina coriônica humana) e não se degenera e o endométrio não descama. Corte histológico do ovário Folículo em crescimento Se houve fecundação, o corpo lúteo continua funcionando até a décima semana. Depois, a função de produção de estrógeno e progesterona será transferida para a placenta. Assim, o corpo lúteo vai regredindo. É o ciclo ovariano que controla o ciclo uterino. O ciclo ovariano é controlado pelos hormônios da hipófise – FSH, que controla o desenvolvimento do folículo; LH que controla a ovulação e a formação dor corpo lúteo. No folículo em desenvolvimento, começa a surgir, entre o ovócito 1 e as células foliculares, uma camada glicoproteica chamada de zona pelúcia, que será muito importante no processo de fecundação, uma vez que é expelida junto com o ovócito 11 durante a ovulação. Ela é formada por glicoproteínas ZP1, ZP2 e ZP3. Mais externamente desenvolvem-se, a partir da organização das células do estroma, as tecas internas – vascularizada e produtora de hormônio – e a teca externa – fibrosa. Quando o folículo começa a crescer, as células foliculares começam a secretar líquido folicular formando bolhas. Assim, se forma o antro folicular – que empurra o ovócito 11 para a periferia. Algumas células foliculares, então, se tornam as células foliculares granulosas, que ficam aderidas à periferia do folículo e as células da corona radiada, que ficarão aderidas à zona pelúcida do ovócito e serão ovocitadas junto com o ovócito 11. O ovócito 1 completa a meiose 1 – ovócito 11 + corpúsculo polar. O ovócito 11 entra na meiose 11, mas estaciona na metáfase11, a qual ó será completada se o ovócito 11 for fertilizado por um espermatozoide. No folículo de Graaf, as células que prendem o ovócito 11 na parede do folículo são as células cúmulos oophulus. É a liberação do ovócito 11 do folículo maduro, que é captado pelas fímbriasda tuba uterina. Se houver espermatozoide na tuba uterina, pode haver fecundação, senão, o ovócito 11 é degenerado na tuba uterina. Em um ciclo de 28 dias, que se inicia com o início da maturação dos folículos primordiais, a ovulação ocorre no 14º dia, devido a um aumento grande na concentração do hormônio LH em pico – desencadeada pela máxima produção de estrógeno pelo folículo maduro. O aumento do LH provoca o aumento da produção de proteases que degradarão o colágeno da parede ovariana. Esse rompimento causa uma pressão que faz com que o ovócito 11 seja empurrado para fora. Há um aumento da vascularização do folículo e há sangramento. O restante das células foliculares e as células da teca formarão o corpo lúteo. Com isso, há o aumento da produção de mediadores inflamatórios, causando o aumento da temperatura corpórea, devido a esse mecanismo inflamatório. Na recém-nascida, há cerca de 2 milhões de ovócitos primários. Na mulher, apenas 40 mil ovócitos estão presentes no ovário. Destes, somente 400 a 500 ovócitos são liberados. 99% dos folículos sofrem atrésia. A mulher já nasce com todos os gametas que vai produzir durante a sua vida reprodutiva.
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