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Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 1 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA ............................................................................................................................. .......................................................................................... FERTILIZAÇÃO......................................................... Nas aulas anteriores foi revisado sobre pontos importantes sobre a gametogênese: - A função dos gametas é de produzir células haploides; - As células foliculares são somáticas derivadas de um tecido em desenvolvimento; - Células germinativas são cobertas por células foliculares, passam a ser chamadas de ovogônias que fazem mitose e se diferenciam em ovócito primário que sofre meiose na fase de diplóteno e a partir daí se forma os folículos primordiais; - Irá se tornar ovócito secundário na puberdade e termina a meiose reducional e também o corpúsculo polar afuncional por ter pouco citoplasma; - O ovócito secundário se forma após a ovulação em algumas espécies; - O ovócito secundário começa a formar a segunda divisão meiótica e para na metáfase, caso ocorra a fecundação, completa-se a divisão e inicia a maturação desse ovócito, forma a ovótide e o segundo corpúsculo polar afuncional; - A ovótide da origem ao óvulo e fornece material nutritivo para a formação do embrião para se desenvolver; - No macho a célula germinativa se localiza nos cordoes do testículo e quando o animal entra na puberdade começa a formação dos túbulos seminíferos e essa célula germinativa se transforma em espermatogônias; - Inicia o processo de espermatocitogênese, quando a espermatogônia se transforma em espermatogônias A1 que sofre mitose; - Geração A1, A2, A3 varia de acordo com cada espécie; - As espermatogônias da ultima geração tipo B sofre mitose para formar os espermatócitos primários e inicia ima divisão meiótica, ele não bloqueia, possui uma fase longa de meiose e forma dois espermatócitos secundários, se dividem em duas espermátides por meiose; FERTILIZAÇÃO: - O desenvolvimento embrionário se inicia com a fecundação ou fertilização, é o processo pelo qual os gametas masculino e feminino (espermatozoide e ovócitos), haplóides, se fundem e dão origem a um organismo unicelular diploide = ZIGOTO; - A fertilização consiste na penetração do espermatozoide no ovócito e da anfimixia que é o processo que une os núcleos dos gametas; - Duas atividades principais da fecundação: combinação dos genes paternos e maternos e a formação do novo individuo; - A formação do novo individuo consiste na inicialização no citoplasma do ovo de reações que permitam o zigoto dividir- Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 2 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre se varias vezes mitoticamente, transformando-se em um organismo pluricelular através de divisões, movimentações, crescimentos e modificações celulares; - 4 principais eventos que ocorrem durante a fecundação: 1. Contato e reconhecimento entre espermatozoide e óvulo da mesma espécie; 2. Regulação da entrada do espermatozoide para o interior do óvulo (monospermia), havendo a inibição da entrada de qualquer outro (polispermia); 3. Fusão do material genético do espermatozoide e do óvulo (anfimixia); 4. Ativação do metabolismo do ovo para começar o desenvolvimento; ESTRUTURA DOS GAMETAS............ - São células sexuais maduras especializadas para fecundação; - Tanto o espermatozoide quanto o ovócito contêm metade do conteúdo cromossômico da sua espécie (N, haploide); - NOS VERTEBRADOS os ovócitos possuem características peculiares em relação ao núcleo, conteúdo citoplasmático e envoltórios: - NÚCLEO: grande e vesiculoso, exceção em mamíferos que apresenta vários nucléolos. Em todos os vertebrados a primeira divisão meiótica no ovócito se finaliza perto do momento da ovocitação, logo após a mesma, por ocasião da fecundação, se completa a segunda divisão meiótica; - CITOPLASMA: possui vitelo que é uma substância nutritiva, rica em fosfolipídios, glicídios, gorduras neutras e proteínas; - MEMBRANA: possui envoltório vitelínico, ele é essencial para a ligação espécie-especifica do espermatozoide. Nos mamíferos térios a membrana vitelínica é mais espessa chamada de ZONA PELUCIDA e uma camada mais externa de células aderentes originadas do folículo ovariano, a corona radiata; - Os espermatozoides em vertebrados possuem 3 estruturas básicas: cabeça que contém o núcleo, uma porção intermediária rica em mitocôndrias para o fornecimento de energia e a cauda ou flagelo que serve para locomoção. Em animais de fecundação interna a cabeça do espermatozoide é coberta per um acrossoma; - A penetração dos espermatozoides através da membrana do ovócito envolve interações enzimáticas e físicas entre o acrossoma e o córtex do ovócito. A entrada do gameta masculino no feminino estabelece a diploidia cromossômica, ativa o óvulo, garante a monospermia e inicia o desenvolvimento do embrião; RESUMINDO..... - Fertilização é o processo onde dois gametas se unem e formam um indivíduo; - Ovócito + espermatozoide = zigoto. Para ocorrer a união do ovócito e espermatozoide deve ocorrer a cópula; - O transporte do espermatozoide no trato genital feminino ocorre por meio da cópula, em mamíferos o sêmem é depositado da porção cranial da vagina e em suínos e equino é depositado no cérvix; - Sem a cópula os gametas não podem se unir. Deve-se evitar a perda de Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 3 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre sêmem para o meio externo para assim possibilitar a maior viabilidade da fertilização; - Depois da cópula, quando o espermatozoide já está no meio interno ele precisa passar por uma capacitação pois não está completamente apto para fertilizar o ovócito, a capacitação é as mudanças que ocorrem no espermatozoide; - A capacitação espermática requer modificações ou remoções de componentes da superfície dos espermatozoides, mediadas pelas interações epiteliais entre esta célula e a mucosa da tuba uterina e pelas secreções do trato genital feminino; - Alguns processos da capacitação: 1. Remoção da cobertura glicoproteica e das proteínas do plasma seminal da superfície do espermatozoide; 2. Acoplamento funcional das cascatas transdutoras de sinal; 3. Alteração na motilidade dos flagelos; 4. Capacidade de fundir-se com a membrana plasmática do ovócito; - Todo o processo de capacitação mexe no metabolismo; - As células foliculares que circundam o ovócito em desenvolvimento e o ovócito reinicia a meiose; - Células da granulosa começam a se multiplicar ao redor do ovócito e ele passa a se chamar de ovócito secundário; - Glicoproteínas começam a se depositar; - A zona pelúcida vai circundar o ovócito e o embrião inicial. Possui três glicoproteínas: ZPA (ZP2), ZPB (ZP1) e ZPC (ZP3); - A zona pelúcida promove a adesão e ligação do espermatozoide capacitado a zona pelúcida, induz a reação acrossomal e penetração na zona pelúcida e a próprias modificações na zona pelúcida; - É a barreira que permite a passagem de só um espermatozoide. Após a fertilização, é modificada impedindo a entrada de outros espermatozoides e impede a implantação prematura do zigoto; - Se a zona pelúcida não sofrer alterações ela fica penetrável por vários espermatozoides; ADESÃO, LIGAÇÃO E ENTRADA DO ESPERMATOZÓIDENO ÓVULO.................................................. - Quando o espermatozoide se adere ao ovócito ocorre uma ligação fraca e não especifica; - É uma ligação espécie-especifica por que o espermatozoide do cão só se liga com o ovócito da cadela, assim uma das glicoproteínas da zona pelúcida se liga a receptores no espermatozoide; - As substancias que tem o poder de atrair o espermatozoide é a chamada quimiotaxia classificada como espécie- especifica; Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 4 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre - A fecundação nos mamíferos depende de 3 eventos: 1. Migração espermática entre as células da corona radiata, se presentes; 2. Fixação espermática através da zona pelúcida; 3. Fusão do espermatozoide e da membrana plasmática do ovócito; - A passagem do espermatozoide pelas células da corona radiata que envolve a zona pelúcida do ovócito se da pela ação da enzima hialuronidase liberada pelo acrossoma, promove dispersão dessas células foliculares; REGULAÇÃO DA ENTRADA DO ESPERMATOZOIDE PARA O INTERIOR DO ÓVULO: - A reação acrossomal é a liberação de enzimas hidroliticas para poder penetrar na zona pelúcia, esse processo é chamado de ingestão enzimática; - Quando está penetrando na zona pelúcida o espermatozoide também sofre alterações: a membrana acrossomal externa se fusiona e começa a formar vesículas, o conteúdo acrossomal desaparece e sofre uma exocitose. O núcleo fica protegido apenas por uma membrana interna; - Durante a exocitose é liberado acrosina e hialuronidase, ocorre o bloqueio da fertilização polispérmica e o enceramento do bloqueio meiótico; - Quando ocorre a exocitose, a proteína de membrana reconhece a ZP3; - Na cabeça do espermatozoide está presente: glicosil transferase, proteinases e glicosidases que vão promover a fixação do espermatozoide a zona pelúcida (ZP) através da sua ligação com uma proteína de 83Kda, ou seja a ZP3; - Outra função da ZP3 é iniciar a reação acrossômica. São liberadas enzimas esterases, neuraminidases e acrosina que vão causar modificação local da zona pelúcida, essas modificações permitem a penetração do espermatozoide pela zona até chegar ao ovócito; - A união das membranas citoplasmáticas do espermatozoide e do ovócito se dá pela ação de integrinas do ovócito e das desintegrinas do espermatozoide. Após a adesão as membranas se fundem e o núcleo, mitocôndrias, centríolo e flagelo podem penetrar no ovócito. - Depois da entrada do espermatozoide, o ovócito que se encontrava parado em metáfase da segunda divisão meiótica, completa a divisão e forma uma célula inativa, o segundo corpúsculo polar e um ovócito maduro, o qual possui um núcleo com seu conteúdo cromossômico descondensado denominado de pronucleo feminino; - O núcleo do espermatozoide quando depositado no citoplasma do ovócito se denomina pronucleo masculino e avança em direção ao pronucleo feminino; Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 5 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre - Durante o crescimento dos pronucleo masculino e feminino, ocorre a síntese do seu DNA, cada pronucleo continua haploide e cada cromossomo possui duas cromátides. Os pronucleo se fundem e dão origem ao ovo ou zigoto (2n) diploide. Ao se fundirem, os seus cromossomos se condensam e se preparam para a divisão celular mitótica a partir daí inicia o processo de clivagem; - Nos humanos se não houver a fecundação, o ovócito se degenera após 24h da ovocitação; A) A anáfase da primeira divisão meiótica no folículo; B) Penetração do espermatozoide no espaço perivetilinico. Metáfase da segunda divisão meiótica e a ativação do ovócito resulta na liberação dos grânulos corticais; C) Primeiro o espermatozoide é capturado pelo ovócito por um processo de fagocitose. Anáfase da segunda divisão meiótica; D) Formação dos pronucleo masculino e feminino, a causa do espermatozoide se degenerar; E) Cariogamia; F) Primeira divisão mitótica do zigoto; CLIVAGEM......................................... - É a formação de uma célula ativa (ovo ou zigoto) diploide; - Preparação para a divisão mitótica, formação de um número celular suficiente para a formação de um novo organismo; - Clivagem é o nome dado a uma série de divisões mitóticas nas quais o enorme volume do citoplasma do ovo (zigoto) é dividido em numerosas pequenas células nucleadas; - É o início da primeira divisão mitótica do zigoto e estende-se até a formação da blástula; - O zigoto vai possuir características próprias e diferente dos genitores; - A clivagem começa com o início da primeira divisão mitótica do zigoto e se estende até a formação da blástula; -A clivagem inicia durante o transporte embrionário pelo oviduto, origina a mórula seguida da compactação; Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 6 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre - Mórula inicia quando os blastômeros deixam seu arranjo afrouxado e passam a se amontoar, é a diferenciação das células exteriores (trofectoderma ou trofoblasto); - A blastulação vai ocorrer após a compactação da mórula; FORMAÇÃO DA BLÁSTULA............................................ - Na mórula de 16 células, ocorre a produção de fluidos que irão deslocar os blastômeros para a periferia formando um espaço interno denominado blastocele. Algumas células vão permanecer no interior em um dos lados do anel de células superficiais (trofoblasto), nessa fase já existem duas populações de células, as externa e as internas. As células externas dão origem a placenta (TROFECTODERMA), células internas originam a massa celular interna e ao embrião. - A maioria das células externas dão origem ao trofectoderma e as internas darão origem ao embrião acompanhando o saco vitelínico, alantoide e âmnio; - As células trofoblásticas não produzem células do próprio embrião. Elas formam o tecido do córion, parte embrionária da placenta. A placenta possui dois componentes, um fetal = córion e um materno = endométrio. O córion retira oxigênio e nutrientes da mãe para o embrião, libera hormônios e fatores que levam ao reconhecimento materno da gestação e a não rejeição do embrião que possuiu estrutura genética diferente da dela, o que poderia ser reconhecido como um corpo estranho; - Assim, o embrião é derivado das células da massa celular interna (MCI). O trofoblasto mais a MCI dará nome de blastocisto, característico próprio da clivagem em mamíferos; - O aparecimento dessa cavidade no interior da mórula marca a fase de blástula, já quando ocorre a formação do blastocele marca o fim da fase de clivagem e da origem as células trofoblásticas e a MCI; - Nos humanos é na fase de mórula que o embrião chega ao útero, ainda envolto pela zona pelúcida; - Próximo ao período de eclosão a MCI se diferencia em hipoblasto e epiblasto TROFECTODERMA → CÓRION (porção embrionária da placenta) ➔ CITOTROFOBLASTO ➔ SINCICIOTROFOBLASTO Eduardo Hreneczen Fertilização, clivagem e blastulação 7 Histologia e Embriologia – Medicina Veterinária / 1° semestre
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