Fecundação: Processo de União de Gametas

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Processo pelo qual o gameta masculino, 
espermatozoide, se une ao gameta feminino, 
ovócito secundário, para formar uma célula 
somática, zigoto ou célula-ovo. 
 Estimula o oócito a completar a segunda 
divisão meiótica. 
 Restaura o número diploide normal de 
cromossomos (46) no zigoto. 
 Resulta na variação da espécie humana 
por meio da mistura de cromossomos 
paternos e maternos. 
 Determina o sexo cromossômico do 
embrião. 
 Causa a ativação metabólica da oótide 
(oócito quase maduro) e inicia a 
clivagem do zigoto. 
 
 
 Ovócito secundário em metáfase 11 da 
meiose. 
 Zona pelúcida: é uma estrutura 
macromolecular basicamente 
glicoproteica de mais ou menos 12 
micrômetros de espessura; é resistente, 
permeável e secretada pelo ovócito. É 
formada por glicopriteínas denominadas 
ZP1 (200kDa), ZP2 (120kDa) e ZP3 
(83kDa). A glicoproteína ZP3 tem 
complementariedade com um receptor 
presente na membrana do 
espermatozoide e promove ligação com 
eles (espécie-específica). 
 Grânulos corticais: ficam abaixo da 
membrana plasmática do ovócito e 
contém enzimas que alteram as ZP3 e 
ZP2 de modo que os espermatozoides 
não podem mais se ligar a zona pelúcida. 
Filamentos de actina G mantém e 
sustentam os grânulos corticais. 
 Espaço perivitelino: espaço entre a zona 
pelúcida e a membrana plasmática do 
ovócito secundário. 
1. Espermatozoides com boa motilidade e 
bem nutrido pelo sêmen. 
2. Ovócito advindo de ovocitação correta. 
1. Os espermatozoides são depositados no 
fundo da vagina. O pH neutro do sêmen 
(entre 7-8,5) protege os 
espermatozoides contra a acidez 
bactericida do fluido vaginal. 
2. Movimentação dos espermatozoides os 
permitem penetrar no muco cervical. 
3. Os espermatozoides podem ir para a 
direita e para a esquerda. Os ovários se 
revezam nos ciclos menstruais. Há 
fatores que fazem com que os 
espermatozoides entrem na tuba 
uterina correta. Um dos processos se 
chama quimiotaxia, por meio de sinais 
químicos presentes no fluido antral 
folicular liberado na ovocitação. Outro é 
a termotaxia – atração pela temperatura 
do lado onde ocorreu a ovocitação. 
4. A maioria dos espermatozoides são 
perdidos durante a passagem em 
direção às tubas. Fatores como: caminho 
longo, malformações espermáticas, falta 
de nutrição para os espermatozoides, 
qualidade genética dos espermatozoides 
– aneuploidias, deixando-os mais 
pesados ou mais leves. 
Somente os espermatozoides capacitados 
por substancias como bicarbonato e sais de 
cálcio no processo de capacitação espermática 
estarão aptos a atravessar as camadas que 
circundam o ovócito 11 e fecunda-lo. 
As alterações ocorridas durante a 
capacitação tornam os espermatozoides 
hiperativos e aptos a realizarem a reação 
acrossomal e atravessarem a zona pelúcida. 
Na ejaculação, várias proteínas 
epididimárias se aderem à superfície do 
espermatozoide. Quando essas proteínas se 
juntam ao plasma seminal, que agregam outras 
proteínas nas superfícies do acrossomo. 
Após ser ejaculado, o espermatozoide deve 
perder as proteínas que estão aderidas ao seu 
acrossomo, para que ele possa interagir com 
moléculas específicas de reconhecimento no 
ovócito. 
As glândulas uterinas do muco endometrial 
secretam um líquido que possui substâncias 
capazes de retirar as glicoproteínas da 
superfície do espermatozoide, e mais ainda – 
hiperativar o processo de batimento flagelar 
por dois fatores: a entrada por difusão de 
bicarbonato e pela entrada de cálcio através 
de canais de cálcio. 
Tanto o bicarbonato quanto o cálcio irão 
estimular a produção de adenilciclase, que é 
responsável por converter ATP em AMP cíclico, 
que tem funções de mensageiros intracelulares 
– ou seja, ativa proteínas kinases PKA que 
levarão ao aumento da motilidade progressiva 
em cascata. 
No caso do cálcio, a cálcio calmodulina é 
ativada pelo cálcio; a calmodulina ativa uma 
kinase que depende de calmodulina e esta 
ativa a hipermotilidade. 
 
Na capacitação do espermatozoide, ocorre 
a remoção de proteínas aderentes do plasma 
seminal; alterações metabólicas (aumento do 
AMPc, alteração da disponibilidade de ATP, 
aumento do consumo de O2, diminuição do pH 
intracelular); hiperativação da motilidade com 
o aumento do batimento flagelar com a 
interação com os microtúbulos. 
No processo com o cálcio, quem modula 
negativamente é a calcineurina. No processo 
com o bicarbonato, quem modula 
negativamente são as serinas-treoninas 
fosfatases. A modulação de canais iônicos 
promove o aumento intracelular de prótons, 
fazendo com que o pH dentro do 
espermatozoide fique um pouco menor. 
 
 
 
 Penetração na corona radiata. 
 Movimentação das caudas do 
espermatozoide pelo batimento flagelar. 
 Ação da hialuronidase liberada nesse 
processo em algumas espécies, que 
degrada o ácido hialurônico que 
facilitaria a passagem do 
espermatozoide por entre as células da 
corona radiata. 
 Penetração na zona pelúcida. 
 Fase importante da fecundação pois 
forma-se um caminho na zona pelúcida. 
 Ligação da membrana plasmática do 
espermatozoide com a zona pelúcida 
mediada pela ZP3. A ZP3 é reconhecida 
pelo espermatozoide pelos seus 
receptores de ZP3 expostos (capacitado, 
sem as proteínas ao seu redor), 
estimulando uma série de fatores 
dependentes de cálcio que irão 
desencadear a reação acrossômica. 
 Estimula a reação acrossômica. 
A reação acrossômica é um processo 
dependente da ligação do espermatozoide com 
uma célula da zona pelúcida que é a ZP3 em 
um esquema chave-fechadura. 
As substâncias liberadas pelo acrossomo 
auxiliam o espermatozoide a atravessar a zona 
pelúcida, formando um caminho. Somente após 
o término da reação acrossômica é que o 
espermatozoide consegue começar a 
atravessar a zona pelúcida. 
 
 
 
 ZP3 é um receptor associado à proteína 
G. 
 Ativação direta do canal T, que abre 
canais transitórios de cálcio. O que 
desencadeia o fechamento do canal de 
Ca+ é o aumento da concentração desse 
íon no espermatozoide. 
 A proteína G desencadeia reações de 
produção de trifosfato de dinositol, que 
junto com cálcio que entra pelo canal 
transitório abrirão canais de cálcio 
TRPC2, que são responsáveis pela 
entrada sustentada de cálcio – entrada 
que independe da concentração interna 
de cálcio. 
 Aumento considerável do cálcio 
intracitoplasmático, que é importante 
para a fusão da membrana plasmática 
do espermatozoide com a membrana 
externa do acrossomo. Quando essas 
membranas se fundem, o conteúdo do 
acrossomo, principalmente enzimas – 
acrosina – começa a ser liberado por 
perfurações na superfície anterior do 
espermatozoide. 
 As perfurações se tornam maiores até 
que as membranas fundidas se 
desfaçam. A membrana interna do 
acrossomo e a membrana plasmática do 
espermatozoide na região do colo 
continuam intactas (se fusionam 
lateralmente). 
 A principal enzima que degrada a zona 
pelúcida é a acrosina. 
 Passagem pela zona pelúcida = digestão 
da zona pelúcida e batimento flagelar. 
 Quando o espermatozoide atravessa a 
zona pelúcida, ele não mais interage de 
forma perpendicular com o ovócito 11, 
mas lateralmente. 
 
 
 
 Fusão das membranas plasmáticas 
do ovócito com a do espermatozoide. 
 As membranas do espermatozoide e do 
ovócito fundem-se através do 
reconhecimento entre proteínas de 
superfície do espermatozoide – 
fertilinas – e do ovócito – integrinas e 
CD9. 
 Ligação entre as duas membranas, 
interagindo entre si – sinaliza que ocorra 
a liberação de cálcio citoplasmático 
armazenados no retículo 
endoplasmático liso no ovócito por meio 
de canais de Ca+, se dando por dois 
mecanismos: despolarização na 
membrana do ovócito e processos de 
fusão que determinam o aumento do 
trifosfato dinositol. 
 Os canais de cálcio do retículo liso do 
ovócito podem se abrir ou fechar por 
meio de sinais moleculares – 
dependentes de ligantes - ou mudança 
de voltagem de repouso da membrana 
plasmática – dependente de voltagem. 
 A cabeça e a cauda do espermatozoide 
penetram noovócito. 
 Membrana plasmática fica para trás. 
 
 O espermatozoide se funde de lado, 
porque durante o processo de reação 
acrossômica o espermatozoide perde a 
membrana plasmática frontal, e seus 
receptores se encontram lateralmente. 
 Após a entrada de um espermatozoide 
dentro do ovócito, a entrada de outros 
deve ser impedida (poliespermia), pois 
isso levaria a um desenvolvimento 
anormal. 
 Existem dois bloqueios de poliespermia: 
bloqueio rápido (despolarização de 
membrana do ovócito; ) e bloqueio lento 
(reação cortical, que só ocorre porque o 
bloqueio rápido aconteceu). 
Em organismos onde não há bloqueio 
rápido, o bloqueio lento da poliespermia se dá 
pelo mecanismo de liberação de cálcio 
dependente do aumento do inositol trifosfato 
que é decorrente da fusão da membrana do 
espermatozoide com o ovócito, por meio das 
fertilinas do espermatozoide com as integrinas 
e CD9 (receptores) do ovócito. 
Em animais em que há o bloqueio rápido, 
após a fusão do espermatozoide com o ovócito, 
o potencial de membrana do ovócito 11 fica 
positivo, por despolarização da membrana com 
a abertura de canais iônicos. Possui curta 
duração. 
Atuação das bombas de sódio-potássio 
(despolarização da membrana até +20mV). 
Abertura dos canais de cálcio dependentes de 
voltagem do retículo endoplasmático liso do 
ovócito com esse aumento no potencial (mV). 
 
 Com a alteração no potencial de 
membrana, há uma repulsão entre as 
membranas do ovócito e os demais 
espermatozóides, fazendo com que mais 
nenhum consiga se fundir com o ovócito, 
bloqueando a poliespermia. O bloqueio rápido 
desencadeia o bloqueio lento. 
 A saída de cálcio do retículo está 
envolvida tanto com a despolarização da 
membrana, quanto com o aumento da 
produção de inositol trifosfato. 
Nos animais onde há os dois 
mecanismos, o cálcio sairá mais rápido. Nos 
animais em que há apenas o bloqueio lento, o 
cálcio aumentará de concentração com o 
aumento da concentração do inositol 3 fosfato. 
 É a liberação do conteúdo dos grânulos 
corticais através do cálcio. Com a liberação das 
enzimas do grânulo cortical, qualquer 
espermatozoide extra que estiver na região 
perivitelina será degradado. Além disso, essas 
enzimas alteram a conformação da proteína 
ZP2 e ZP3 da zona pelúcida. Assim, quando se 
modifica a estrutura da ZP3, qualquer 
espermatozoide que chegue até a zona 
pelúcida e tente realizar a reação acrossômica 
não a reconhecerá, por sua rigidez e por sua 
mudança de conformação química, e, portanto, 
não conseguirá. 
Resumo das etapas da fase 3: 
1. Despolarização da membrana (bloqueio 
rápido). 
2. Abertura dos canais de cálcio 
dependentes de voltagem e de ligantes 
(Insp3R) do REL. 
3. Exocitose dos grânulos corticais 
mediada pelo cálcio para o espaço 
perivitelino. 
4. Liberação das enzimas dos grânulos 
corticais. 
5. Degeneração de espermatozoides que 
estejam no espaço perivitelino. 
6. Modificação da ZP2 e ZP3 da zona 
pelúcida. 
7. Endurecimento e alteração da estrutura 
de reconhecimento ZP3 da zona 
pelúcida. 
8. O cálcio reativa o ovócito, para que ele 
termine a segunda divisão da meiose 
(pois estava até agora parado em 
metáfase 11), formando o núcleo do 
óvulo. 
 Formação e fusão dos pró-núcleos 
masculino e feminino. 
 O ovócito termina a segunda divisão 
meiótica. 
 Descondensação da cromatina do 
espermatozoide e aumento do volume 
nuclear – formação do pró-núcleo 
masculino. No ovócito, as mitocôndrias 
paternas e o flagelo são degenerados 
seletivamente. No zigoto, só haverá DNA 
mitocondrial materno. 
 Após o término da meiose do ovócito 
secundário, que agora é o óvulo, o 
material cromossômico (cromatina) do 
óvulo descondensa – formação do pró-
núcleo feminino. 
 Durante o crescimento dos pró-núcleos, 
o DNA é replicado (1 cromossomo com 
duas cromátides irmãs). 
 Aproximação dos pró-núcleos com a 
ajuda do citoesqueleto. 
 Quando os pró-núcleos se aproximam, os 
envoltórios nucleares se desagregam. 
 Os cromossomos se condensam e 
dispõe-se para uma divisão mitótica 
comum. 
 A cromatina se mistura, se 
descondensando, e a seguir o envoltório 
se reconstitui formando o núcleo 
zigótico diploide (2n) 
 A combinação dos cromossomos de 
cada pró-núcleo resulta em um zigoto e 
neste momento a fertilização está 
concluída e o desenvolvimento 
embrionário se inicia.. 
 Término da segunda divisão meiótica, 
com a formação do óvulo. 
 Restaura o número diploide de 
cromossomos 2n = 46 do zigoto. 
 Promove a variação da espécie pela 
combinação de lotes cromossômicos de 
diferentes indivíduos. 
 Determina o sexo do embrião. 
 Causa ativação metabólica do ovócito. 
 Dá início à clivagem.