Espermatogênese e Espermiogênese

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OBSTETRÍCIA Kamila Maragno Peruch UNESC – Turma 192 
Espermatogênese 
• A espermatogênese é o processo no qual as espermatogônias (células germinativas primordiais, precursoras de todas as outras 
células germinativas) são transformadas em espermatozóides maduros 
• Durante a formação do embrião, as CGP migram para os testículos e se tornam espermatogônias, ainda imaturas → ficam ali em 
repouso, ate a puberdade, quando passam por divisões mitóticas, se proliferando e diferenciando para formar o esperma 
• A transformação ocorre nos túbulos seminíferos, durante a vida sexual ativa → resultado da estimulação pelos hormônios 
gonadotróficos da hipófise anterior 
o Começa em media aos 13 anos e continua pela maior parte do restante da vida, 
reduzindo na velhice 
• Todo o período de espermatogênese, da espermatogônia ao espermatozoide, dura, 
aproximadamente, 64 dias 
• A cada 16 dias um novo grupo de espermatogônias entra no processo de espermatogênese, 
dividido em 3 fases: 
o Fase proliferativa ou mitótica → as espermatogônias passam por divisões mitóticas, 
formando novas células-tronco ou formando células que originarão os 
espermatócitos 
o Fase meiótica → espermatócitos passam por 2 divisões consecutivas produzindo as 
espermátides (células haploides) 
o Espermiogênese → espermátides diferenciam-se em espermatozoides 
• Para manter o suprimento de espermatozoides maduros durante toda a vida do homem, as 
espermatogônias devem realizar: 
o Diferenciação em espermatozoide, autorrenovação por mitose e formação de novas 
células-tronco, e controle da relação entre as células germinativas e as células de 
Sertoli, por apoptose. 
• Elas podem ser divididas em (com base nos seus conteúdos de heterocromatina): 
o Espermatogônia do tipo A escura Ad → capazes de realizar divisões mitóticas, 
gerando espermatogônias “de reserva” 
o Espermatogônia tipo A pálida Ap → precursoras das espermatogônias tipo B com 
capacidade de formar o espermatócito. 
 
❖ No primeiro estágio, as espermatogônias, presentes na membrana basal dos túbulos 
seminíferos, migram entre as células de Sertoli em direção ao lúmen central 
o As células de Sertoli são grandes, com envoltório citoplasmático exuberante que envolve a espermatogônia 
• Inicialmente as espermatogônias (2n) migradas sofrem divisões mitóticas para aumentar a quantidade → em seguida, algumas 
param a divisão e sofrem uma maturação, aumentando o tamanho e se transformando em grandes espermatócitos primários 
o Cada espermatócito primário sofre uma divisão reducional (primeira divisão da meiose), formando 2 espermatócitos 
secundários haplóides (n) 
▪ Dias depois, eles sofrem a segunda divisão meiótica, formando 4 espermátides haplóides, que gradualmente 
são transformadas em espermatozóides maduros através do processo de espermiogênese 
 
❖ Durante as transformações de espermatócitos a espermátides, os 46 cromossomos (23 pares) do espermatócito se dividem → 23 
cromossomos vão para uma espermátide e os outros 23 para a outra 
o Os genes cromossômicos também se dividem → somente metade das características genéticas do possível feto é 
fornecida pelo pai, e a outra metade provém do oócito fornecido pela mãe 
• Em cada espermatogônia, um dos 23 pares carrega a informação genética que determina o sexo do possível concepto → o par é 
composto por um cromossomo X (cromossomo feminino) e um cromossomo Y (masculino) 
o Na divisão meiótica, o cromossomo Y vai para uma espermátide que se torna esperma masculino, e o cromossomo X 
feminino vai para a outra, que passa a ser esperma feminino 
▪ O sexo do concepto eventual é determinado pelo tipo de esperma, entre os dois descritos, que fertiliza o ovo 
 
❖ Os andrógenos apresentam papel fundamental na iniciação e manutenção da espermatogênese → sua ligação aos receptores de 
andrógenos (RA) regulam o término da meiose e a transição dos espermatócitos para as espermátides 
• A localização dos RA no tecido epididimário é importante para a produção de um ambiente que permita a maturação espermática 
o A ação androgênica é mediada pela aromatase, que catalisa a conversão dos andrógenos em estrógenos. 
 
Espermiogênese 
• Período no qual a célula germinativa passa por uma metamorfose, adquirindo diversas organelas e estruturas acessórias, como o 
acrossomo e o flagelo → extensas mudanças ocorrem no citoplasma e núcleo das espermátides 
❖ Fase Golgi → fase inicial onde as espermátides começam a desenvolver uma polaridade e perdem o formato celular esférico 
 
OBSTETRÍCIA Kamila Maragno Peruch UNESC – Turma 192 
• A vesícula acrossômica começa a ser formada pela fusão de grânulos produzidos pelo complexo de Golgi → enquanto isso, os 
centríolos se posicionam no polo oposto ao da formação do acrossoma 
o O acrossomo é constituído principalmente de enzimas hidrolíticas que serão posteriormente secretadas para auxiliar a 
passagem do espermatozoide pelas barreiras do ovócito II 
❖ Fase do Capuz → a vesícula acrossômica se torna mais densa e se expande, 
cobrindo a metade anterior do núcleo e formando uma espécie de capuz sobre 
ele → inicia-se a projeção do flagelo no polo oposto ao acrossoma. 
❖ Fase do Acrossoma → reorientação do acrossoma terminado, que passa a 
cobrir cerca de ⅔ do núcleo, enquanto o complexo de Golgi passa a migrar 
livremente pelo citoplasma. 
❖ Fase de Maturação → ocorre condensação do núcleo, ao mesmo tempo em que 
as porções desnecessárias do citoplasma, com organelas desnecessárias, são 
descartadas p exterior do espermatozóide e fagocitados pelas células de sertoli 
o Nesse processo ocorre redução do volume celular às custas da 
redução do volume citoplasmático 
o As mitocôndrias se reorganizam e se posicionam na base do flagelo, garantindo a energia necessária p movimentação 
▪ Os microtúbulos formam a estrutura do flagelo 
 
• Espermatozoide é o produto final da espermatogênese, possuindo comprimento de aproximadamente 60 µm → com sua estrutura 
final incluindo as regiões da cabeça, peça média e cauda (flagelo) 
o Ao final da espermiogênese, eles migram para a luz dos túbulos seminíferos onde serão nutridos pelas células de Sertoli 
até serem transportados passivamente para o epidídimo 
▪ Ali são armazenados e tornam-se funcionalmente maduros até a ejaculação, onde são encaminhados através 
do ducto deferente para a uretra. 
 
Regulação da Espermatogênese 
• Ela depende do adequado funcionamento do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal, regulado pela liberação do GnRH 
• Neurônios hipotalâmicos secretam GnRH de forma pulsátil (90-120min), que é transportado até a hipófise anterior, e se ligará a 
receptores específicos das células gonadotróficas → para modular a síntese e secreção do FSH e LH 
• Estas são secretadas na circulação sistêmica e agirão nos testículos → o FSH age via receptores localizados nas células de Sertoli, 
enquanto o LH estimula as células de Leydig a produzirem testosterona 
▪ Pré-requisito essencial para fertilidade masculina e manutenção da espermatogênese 
• O FSH ativa a proliferação das células de Sertoli na vida fetal e neonatal → após a puberdade, induz a atividade mitótica das 
espermatogônias e a diferenciação celular, por divisões meióticas, até o estágio de espermátide redonda 
o Também é importante pois sua ligação às células de Sertoli estimula a produção do líquido testicular e a síntese de 
proteínas intracelulares receptores de andrógenos 
• Os esteroides e peptídeos gonadais são posteriormente secretados na circulação sistêmica e modularão a secreção hormonal 
hipotalâmica e hipofisária 
• O hormônio do crescimento tambem atua na regulação, sendo necessário para controlar funções metabólicas basais dos testículos 
o Promove a divisão precoce das espermatogônias → em sua ausência a espermatogênese é deficiente ou ausente, 
causandoinfertilidade. 
 
❖ A secreção de GnRH é regulada por fatores autócrinos, parácrinos e endócrinos → ele é capaz de controlar a própria liberação por 
mecanismo de feedback por alça ultracurta, resultado de sua interação ao receptor de GnRH do hipotálamo. 
• Os neurônios produtores de GnRH podem ativar e suprimir sua própria atividade usando o próprio GnRH como um sinal 
o Os neurônios também modulam sua secreção por intermédio da síntese de outros fatores, como por exemplo, os 
endocanabinoides → podem reduzir a concentração espermática, diminuir níveis de testosterona e suprimir LH sérico. 
• A regulação parácrina é controlada por outros três elementos 
o Um segundo subtipo de GnRH, concentrado na área pré-óptica e basal hipotalâmica 
o Pelo IGF-1 (insulin-like growth factor 1), que regula as atividades neuronais de GnRH e tem importante papel na regulação 
do desenvolvimento puberal, pela ação direta em neurônios hipotalâmicos 
o Kisspeptina, amino-peptídeo que pode ter papel na regulação da secreção de GnRH 
• A regulação endócrina é realizada pela testosterona e estrógeno → feedback negativo é causado pela testosterona e seus 
metabólitos→ a testosterona atua por meio de receptores androgênicos hipotalâmicos, e pela aromatização em estrógeno 
 
• A inibina B (hormônio secretado pelas células de Sertoli), reduz seletivamente a secreção de FSH pela inibição de transcrição 
o As ativinas (proteínas secretadas pelas células de Sertoli) estimulam a transcrição da subunidade β do FSH e são 
reguladas negativamente pelas folistatinas (proteínas ligadoras) 
 
 
 
OBSTETRÍCIA Kamila Maragno Peruch UNESC – Turma 192 
Estocagem de Espermatozóides 
• Por conta da grande produção de espermatozóides, ocorre estocagem das células no epidídimo, porém a maioria dos 
espermatozoides acaba ficando estocado no canal deferente. 
• Quando armazenados, eles podem manter sua fertilidade por cerca de 1 mês, sendo em um estado inativo por substâncias 
inibidoras secretadas pelas células do epidídimo e dos canais deferentes. 
 
❖ Os dois testículos do adulto formam até 120 milhões de espermatozoides por dia 
• Situam-se habitualmente fora da cavidade abdominal, na bolsa testicular → faz com que a temperatura testicular seja 
aproximadamente 2 a 3oC mais baixa do que a temperatura corporal 
o O arranjo vascular do plexo testicular facilita a troca de calor e de pequenas moléculas entre artérias e veias 
• As células germinativas masculinas são termossensíveis, sendo a localização fundamental p manutenção da espermatogênese → 
alterações nesse mecanismo do controle de temperatura podem levar a infertilidade, como em casos de varicocele e criptorquidia. 
• Dentro da cápsula testicular, o testículo é dividido em 300 lóbulos por septos fibrosos → em cada lóbulo existem alças de túbulos 
seminíferos, e cada alça termina na rete testis 
o Essa rede se conecta com os dutos eferentes para levarem o espermatozoide para a região da cabeça do epidídimo 
 
❖ Os túbulos seminíferos proporcionam o ambiente p produção das células germinativas, por meio de seus elementos germinativos 
(células espermáticas em diversos estágios de desenvolvimento) e “células de suporte” (de sertoli e da membrana basal) 
o Cada túbulo seminífero consiste de uma membrana basal recoberta pelas células de Sertoli intercalada com as células 
germinativas em vários estágios de maturação. 
 
Células de Sertoli 
• São as verdadeiras células epiteliais do epitélio seminífero, proporcionam suporte estrutural ao epitélio e circundam as células 
espermáticas → responsáveis pela manutenção da barreira hematotesticular e pelo desenvolvimento das células germinativas 
• Apresentam também funções relacionadas à secreção e produção de hormônios (antimulleriano e inibina) e à fagocitose 
o Produz fluido que proporciona meio apropriado p manutenção do espermatozoide e auxilia na movimentação ao epidídimo 
• Na puberdade as células de Sertoli passam por um período de proliferação, sendo o FSH um importante regulador dessa fase 
• Entre as células existem junções que dividem o epitélio seminífero em um compartimento basal e apical → base física para a 
barreira hematotesticular. 
• As células de Sertoli expressam receptores androgênicos e de FSH permitindo que a espermatogênese seja sustentada 
indiretamente pelo estímulo funcional delas 
o Expressam a enzima aromatase, e produzem a proteína de ligação ao andrógeno 
o Produzem o hormônio antimulleriano e a inibina → inibina, estimulada pelo FSH, é responsável pela própria regulação do 
FSH por meio feedback negativo sobre os gonadotrópos 
 
❖ A barreira hematotesticular 
• Divide o epitélio seminífero basal e apical → meiose I e II, espermiogênese e espermiação ocorrem no compartimento apical, 
enquanto a renovação das espermatogônias e estágios inicias da espermatogênese ocorrem no compartimento basal. 
• Ela bloqueia a passagem de substâncias do sangue para as células germinativas masculinas → permite que as células de Sertoli 
controlem o aporte de nutrientes p células germinativas e crie ambiente imunologicamente seguro para a espermatogênese 
o É a única barreira imunológica em humanos na qual as tight junctions e as adherent junctions estão localizadas 
contiguamente e funcionam em conjunto. 
 
Células de Leydig 
• Situam-se no espaço intersticial do testículo e apresentam como atividade primordial a produção de testosterona 
• A ligação do LH aos seus receptores nas células de Leydig ativam o AMP cíclico e uma cascata de eventos intracelulares que levam 
a produção de testosterona. 
o A ligação leva a hidrólise dos ésteres de colesterol, aumento na expressão dos genes para enzimas esteroidogênicas e a 
expressão de receptores para LDL e HDL 
o Apresenta também um efeito trófico, que promove o crescimento e proliferação das células de Leydig. 
▪ A falta de estímulo pelo LH resulta em diminuição da atividade enzimática esteroidogênica e, como 
consequência, leva à atrofia celular 
 
❖ A testosterona é o principal produto secretado pelo testículo, com uma taxa de produção diária de 5-7 mg nos homens. 
• Níveis intratesticulares de testosterona reduzidos podem resultar em baixa atividade de espermatogênese, levando à oligospermia 
ou até mesmo à azoospermia. 
 
Próstata E Vesículas Seminais 
• Considerando-se um volume seminal de 3-3,5 mL, a contribuição prostática é em média de 0,5 mL. 
o A secreção das vesículas seminais correspondendo a aproximadamente 50-65% do volume total 
• A secreção prostática é rica em citrato, zinco, poliaminas, colesterol, fosfatase ácida, prostaglandinas e diversas proteases 
importantes para a liquefação seminal 
 
OBSTETRÍCIA Kamila Maragno Peruch UNESC – Turma 192 
• Os produtos mais importantes da vesícula seminal são a frutose, prostaglandinas e proteínas coagulantes 
o A frutose é o principal substrato energético p metabolismo espermático e manutenção da motilidade 
o As prostaglandinas E são responsáveis pela contração muscular, mudanças no muco cervical e transporte espermático 
o Proteínas tem papel na formação do coágulo viscoso evidente após a ejaculação que depois será liquefeito pelas proteases 
• As glândulas bulbouretrais são responsáveis pela secreção que forma a primeira parte do ejaculado e serve como lubrificação do 
trato reprodutivo que precede o transporte espermático 
o As glândulas de Littré são pequenas glândulas na região da uretra peniana com pequena atividade secretória 
 
O Envelhecimento E A Fisiologia Da Reprodução 
• Com o avançar da idade masculina, os níveis séricos de testosterona declinam. 
o Esse declínio está associado a relevantes consequências à saúde como diminuição na função sexual, energia, função 
muscular, densidade óssea e comprometimento da função cognitiva. 
• Os níveis de testosterona intratesticular são25-125x superiores aos níveis séricos 
• Apesar dos níveis séricos de LH não se alterarem significativamente com a idade, ocorrem mudanças na amplitude e frequência 
dos pulsos de LH → essas variações podem afetar a produção de testosterona pelas células de Leydig 
o Associado a isso, a capacidade esteroidogênica das células de Leydig também declinam com a idade, com potenciais 
efeitos sobre os níveis hormonais e consequentemente sobre a fertilidade em homens acima dos 40 anos de idade. 
 
 
LITERATURA: 
- Tratado de Fisiologia Médica – Guyton e Hall, 13 Ed. 
- Urologia Brasil – SBU 2013