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Embriologia Veterinária Espermatogênese Sistema Reprodutor Masculino : Testículos Epidídimos Condutos deferentes ] O testículo é envolvido por uma cápsula de tecido conjuntivo chamada túnica albugínea e no parênquima desse órgão se encontram uma série de tubos seminíferos (estruturas delgadas e bastante alongadas) que estão dispostas de forma enovelada no parênquima.. A espermatogênese ocorre dentro dos tubos seminíferos, em uma região denominada epitélio seminífero. Os espermatozoides produzidos serão encaminhados posteriormente para a rede testicular e depois para a cabeça do epidídimo via ductos eferentes. No epitélio seminífero, existe uma célula denominada espermatogônia, localizada na periferia do tubo. Essa espermatogônia, após passar por uma série de divisões mitóticas., inicia um processo de divisão meiótica (a meiose vai ocorrer apenas nas gônadas, isso é essencial para que células diploides deem origem a células haploides) então essas espermatogônias iniciam um processo de meiose I formando um espermatófito primário. Ao final da meiose I surgirão duas células chamadas de espermatófitos secundários, iniciando o processo de meiose II. Ao final da meiose II teremos quatro células haploides denominadas espermátides, com metade do material genético da sua célula de origem. As espermátides passam por um processo de diferenciação formando os espermatozoides.. Uretra Pênis Prepúcio Glândulas acessórias Testículo: ➙ Espermiogênese: As espermátides são transformadas em espermatozoides pela espermiogênese, a qual engloba quatro fases: de Golgi, de capuchão, de acrossomo e de maturação. A fase de Golgi é caracterizada pela primeira fase no desenvolvimento do acrossomo. A partir da espermátide recém criada, haverá modificações celulares como o surgimento de uma estrutura denominada vesícula acrossômica, formadas a partir do aparelho de Golgi, que vai se desenvolver formando uma espécie de capuz ao núcleo dessa célula, dando inicio a fase de capuchão Essa vesícula acrossomica apresentará uma grande quantidade de enzimas digestivas, que serão essenciais para contribuir no processo de penetração no gameta feminino (fecundação). Nessa fase, além da formação de acrossoma, ocorre um reposicionamento dos centríolos, onde haverá a produção de micro túbulos para formar o flagelo da célula que projeta-se para além da periferia do citoplasma em direção ao lúmen do tubo seminífero . A fase de acrossomo é a fase em que ocorrem as maiores modificações no núcleo, no acrossomo e na cauda da espermátide em desenvolvimetno. Então, durante essa fase, a espermátide arredondada vai se alongando e apresentando a estrutura essencial para a movimentação do espermatozoide, o flagelo. Com a formação da calda, se incia a fase de maturação, onde as mitocôndrias vão se reorganizar na transição entre o corpo e a calda do espermatozoide, formando uma estrutura repleta de mitocôndrias chamada de peça intermediária. A concentração de mitocôndrias será responsável pela produção de ATP para a movimentação do flagelo. Parte do citoplasma dessa célula será perdido, formando o corpo residual (o qual é faocitado pelas células de Sertoli) para torna-lá mais leve e o seu núcleo ainda mais condensado para ser liberado a luz do túbo seminífero. : ➙ Espaço Tubular: Local onde ocorre a espermatogênese. É constituído por uma túnica própria, epitélio seminífero e lúmen. ➙ Espaço Inter tubular: Presença de vasos sanguíneos, células intersticiais (Leydig) responsáveis pela síntese de testosterona, células de defesa, fibras nervosas e fibras colágenas do tecido conjuntivo. ➙ Células de Sustentação: As células de Sertoli estão apoiadas na túnica própria, mas possui prolongamentos que chegam até o lúmen do tubo seminífero. Sustentar células germinativas; Vão transportar as células germinativas em desenvolvimento para mais próximo do lume do tubo seminífero a medida que se desenvolvem; Liberam os espermatozoides quando já desenvolvidos; Produção de hormônios como: Libina e estrógeno; Realizam fagocitose das células germinativas que estão em processo de degeneração; Formam a barreira hemato-testicular que impede o ataque de células de defesa as células haploides, pois não são reconhecidas como células próprias dos organismos e poderiam ser atacas, então a barreira atua protegendo imunológicamente o epitélio seminífero Produção de fluido que é importante para conduzir os espermatozoides ao longo do lume até a rede testicular e cabeça do epidídimo. Para que as gônadas possam trabalhar, é preciso uma interação com estruturas que estão no sistema nervoso central chamadas de hipotálamo e hipófise. O hipotálamo está situado na região ventral do encéfalo, ele tem uma projeção que constitui a hipófise. A hipófise é uma glândula constituída por uma porção chamada de adeno-hipófice, que tem tecido glandular e uma região chamada de neuro-hipófice, com tecido nervoso. Basicamente, para que tenhamos a espermatogênese é preciso um funcionamento pleno do eixo hipotálamo- hipófise-gonadal. O hipotálamo vai produzir um hormônio chamado de GnRH (hormônio liberador de gonadotrofinas) que via o sistema porta vão chegar até a adeno-hipófise, que é responsável por secretar FSH e LH. : Via circulação sanguínea o LH vai chegar até a gônada masculinas, o testículo, atuando nas células intersticiais (Leydig). O LH vai se ligar a receptores dessas células intersticiais estimulando-as a secretar testosterona, ou seja, é o LH responsável por estimular a produção de testosterona pelas células intersticiais que vão atingir a circulação sanguínea, percorrer o organismo determinando as características sexuais secundarias do macho e parte dessa testosterona vai entrar no compartimento tubular para que a espermatogênese possa acontecer. Lembrando que a testosterona é importante principalmente na fase da diferenciação das espermátides e desenvolvimento das espermatogônias. As células de Sertoli, a partir da testosterona vão sintetizar di- hidrotestosterona e estrógeno. Quando essa substancias (testosterona, di-hidrotestosterona e estrógeno) estão em alta concentração na corrente sanguínea, elas promovem uma retroalimentação negativa no hipotálamo e na hipófise, ou seja, a regulação da testosterona, inibindo a produção de NRH, que por sua vez, reduz a produção de LH e por fim inibi a síntese de testosterona. A regulação da testosterona ocorre para que haja um equilíbrio e manter os níveis da testosterona dentro do necessário para a síntese de espermatozoide e para determinação de características secundárias do macho. : Esse hormônio chega ao testículo via vasos sanguíneos, atuando em receptores das células de sustentação (de Sertoli) dentro do compartimento tubular. Em resposta ao estimulo do hormônio FSH as células de Sertoli desempenam funções como nutrição, estimulação e maturação dos gametas, produção de inibina e secreção de uma proteína de fixação androgênica (ABP), que no lúmen se fixa a testosterona e eleva suas concentrações. As células de sustentação produzem Inibina, pois elas são responsáveis pela retroalimentação negativa (regulação) na hipótese, ou seja, se a concentração de FSH estiver alta, o mecanismo de regulação vai aumentar a contração de inibina fazendo com que as concentrações de FSH voltem para níveis normais ou reduza a sua intensidade de liberação. Embriologia Veterinária Ovogênese Sistema Reprodutor Feminino O processo de produçãode gametas na fêmea. Vai ocorrer nas gônadas femininas chamadas de ovários. Os ovários, além da responsabilidade pela produção de gametas, são muito importantes na produção de hormônios, que vão fazer parte do controle reprodutivo do ciclo na fêmea. Uma fez produzidos os gametas nos ovários, eles são capturados pela tuba uterina, onde espera-se que ocorra a fecundação e posteriormente o embrião seja conduzido ao longo desta tuba uterina até chegar ao útero, onde iniciará o processo de implantação embrionária. Nos ovários, temos a presença das ovogônias (células que iniciam o processo da ovogênese). Essas ovogônias se dividem por mitose aumentando a população dessa célula no ovário as ovogônias vão iniciar a divisão meiótica antes mesmo do nascimento da fêmea, ou seja, ainda na sua vida intrauterina., por esse motivo, podemos afirmar que elas já nascem com uma quantidade pré-definida de possíveis futuros embriões. Por isso, todas as ovogônias presentes em seus ovários irão iniciar a meiose I, passando a ser um ovócito I. Antes do parto, a meiose nesse ovócito I será paralisada na fase de prófase I, que permanecerá paralisada até a puberdade, momento em que serão estimulados a reiniciar esse processo de meiose. A partir da puberdade e com os hormônios envolvidos na reprodução, a cada ciclo reprodutivo (ciclo estral) uns determinados números de ovócitos primários são estimulados a dar sequência a divisão meiótica. A cada ciclo, ovócitos I vão dar sequência a prófase I (passando pela metáfase I, anáfase I, telófase I) e encerrando a meiose I com o surgimento de duas células. Essas duas células possuem particularidades entre elas, uma terá mais citoplasma que a outra, resultado de uma divisão desigual do citoplasma, fazendo com que a célula com mais citoplasma permaneça viável sendo um ovócito II, enquanto a menor irá regredir dentro de um curto prazo, recebendo o nome de corpúsculo polar Então, ao final da meiose I teremos uma célula viável camada de ovócito II que passará pela meiose II, onde ocorrerá uma nova paralisação na fase de metáfase II (antes da ovocitação). A ovocitação é a liberação de um ovócito II pelo ovário, que será capturado pela tuba uterina e só dará sequência finalizando a meiose II se houver fecundação, pois com a fecundação haverá um estimulo para finalização da meiose II. Se não houver fecundação, esse ovócito II vai transitar pela tuba uterina e logo entrará em processo de degeneração sem ter encerrado a meiose II. Se ocorrer fecundação, ovócito II, finalizando a meiose II, dará origem duas células na tuba uterina após a fecundação. Novamente teremos uma divisão desigual do citoplasma, surgindo um 2° corpúsculo polar e um óvulo com espermatozoide internalizado camada de Zigoto, que dará origem ao embrião. Desenvolvimento folicular ovariano: O ovário possui uma região medular (bastante vascularizada) e uma região cortical (onde estão sendo desenvolvidos os folículos ovarianos, fazendo projeções na superfície do ovário). Com a ovocitação, haverá uma ruptura do folículo maduro, juntamente com a cápsula do ovário, que será capturado pela tuba uterina. Analisando o ovário de uma fêmea recém- nascida em um microscópio, percebemos que ela possui uma grande quantidade de células apresentando um amplo citoplasma, com um núcleo esférico e um nucléolo evidente, que caracterizam os ovócitos primários que estão paralisados na prófase I (células de estoque no ovário que vão se desenvolver nos futuros ciclos reprodutivos da fêmea). Associado e envolvendo esses ovócitos I, temos a presença de uma camada de células achatadas e alongadas, que correspondem as células foliculares e caracterizam um folículo primordial. A cada ciclo reprodutivo, uns determinados números de folículos primordiais são estimulados a crescer, sendo possível observar uma variação na sua morfologia. As células foliculares que estavam acatadas, aora apresentam-se arredondadas, essa mudança já é suficiente para classificarmos esse folículo como sendo um folículo em crescimento no seu primeiro estágio (folículo primário) É um folículo que está crescendo e apresenta no e apresenta ao redor do ovócito, uma camada de células arredondadas que estão mais ativas metabolicamente. Essas células foliculares arredondadas terão a capacidade de proliferação, formando várias camadas de células. O núcleo dessas células foliculares, dão a impressão de haver grânulos, por isso nesse folículo agora classificado como secundário, denominamos essas camadas como células da granulosa Ocorre o surgimento das células da granulosa através da proliferação das células foliculares, aumentando o número de camadas dessas células. Também observamos que entre a camada granulosa e o ovócito está sendo produzida uma barreira camada zona pelúcida e ocorre o início da organização de uma camada de células periféricas denominadas de células da teca, que começa a se organizar perifericamente a camada da teca A zona pelúcida é uma estrutura constituída por glicoproteínas e é sintetizada tanto pelas células foliculares quanto pelo ovócito. Ela será importante em diversas etapas como no processo de fecundação, na proteção inicial do embrião e etc. As células que constituem essas camadas são células esteriodoigênicas (células com capacidade de produção de hormônios esteroides). Os hormônios produzidos por essas células vão começar a se acumular no meio da camada da granulosa, dando origem cavitações nessa região. Na próxima etapa temos o crescimento do folículo terciário, com presença de antro (cavidades na camada granulosa) que possui uma grande quantidade de hormônios esteroides, com predomínio de estrógeno e progesterona em menor quantidade. Com o surgimento do antro, o ovócito é empurrado para um dos polos do folículo. Está presente o ovócito envolvido pela zona pelúcida, a camada da granulosa com antro e se inicia uma especialização da teca interna e externa que vão se diferenciar. A retenção de fluido no antro aumenta, fazendo com que essas cavidades cresçam e venham a se fundir, formando um antro bem grande. Ao mesmo tempo, o folículo cresce ainda mais. Nesse folículo maduro observamos um antro bem desenvolvido, as células da granulosa foram empurradas para a periferia do antro, porém, elas também estão presentes ao redor da zona pelúcida e recebem o nome de corona radiata. O pedículo que prende o gameta feminino a parede do folículo é denominado cumulus oophorus. Quando houver a ruptura do folículo maduro, teremos o extravasamento do fluido folicular e do conjunto que contem a célula ametica feminina (ovócito) envolvida pela zona pelúcida e corona radiata. A cada ciclo reprodutivo, vários folículos são estimulados a iniciar o crescimento. Alguns desses folículos acabam morrendo durante o crescimento, em que só alguns chegam fase madura para a ovocitação A tuba uterina vai captar o folículo madura que se rompeu no processo ovocitação. Durante o crescimento dos folículos, o ovócito primário que estava paralisado na prófase I em folículo primordial, vai recomeçar a meiose e pouco antes da ovocitação teremos uma segunda paralização na fase de metáfase II, ou seja, a fêmea ovocita um ovócito secundário, que tem a presença de um corpúsculo polar que irá regredir com um tempo já que não tem função. O processo da célula gamética viável que é o ovócito II paralisado na metáfase II só vai ser completado se houver fecundação Quando a cápsula do ovário se rompe, no processo de ovocitação, extravasa um pouco de sangue para o antro, macrófagos miram para essa região para retirar os coágulos e as célulasda camada granulosa e da teca permanecem no ovário. Essas células passam por um processo de diferenciação, elas aumento seu volume e suas atividades metabólicas e dão origem a uma glândula endócrina temporária camada de corpo lúteo. Ele produz os mesmos hormônios que os folículos em crescimento, só que em concentrações diferentes. Produz em menor quantidade o estrógeno e em altas taxas a progesterona (que vai manter a estrutura uterina pronta para receber e manter o embrião para seu desenvolvimento e caso não chegue embrião no útero a prostaglandina vai prover a lise desse corpo lúteo, suas células irão degenerar e regredir, formando um corpo branco) Ciclo Reprodutivo da fêmea Ciclo Estral: Para o pleno funcionamento das gônadas é necessária uma maturação no eixo hipotálamo-epifisário-gonadal para que a gametogênese aconteça. O hipotálamo é constituído por tecido nervoso, está organizado na base do crânio (encéfalo) e está associado a um prolongamento que corresponde a glândula hipófise. Na puberdade haverá uma maturação desse eixo, em que o hipotálamo a partir de neurônios hipotalâmicos, irão produzir um hormônio GnRH (hormônio liberador de gonadotrofinas) que estimularão células da hipófise a secretar as gonadotrofinas (LH e FSH) que chegaram a gônada via circulação sanguínea. vai ser responsável por estimular o crescimento de folículos ovarianos. Com o crescimento de folículos, haverá produção de estrógeno e progesterona por esses folículos, com predomínio no estrógeno. Isso fará com a que a concentração de estrógeno no organismo da fêmea aumente a medida em que se tem folículos em crescimento, que atine um pico máximo de concentração plasmática quando houver folículos maduros no ovário. Esse estrógeno vai promover um efeito negativo em nível epifisários, fazendo com que se reduza as concentrações de FS, fazendo com que alguns dos folículos que estavam em crescimento venham a regredir. Isso é muito importante nas espécies mono ovulatórias (que liberam um único gameta por ciclo), pois permaneceram um ou poucos gametas (dependendo da espécie) que conseguem sobreviver a uma diminuição do FSH . O estrógeno também irá realizar um estimulo em nível hipotalâmico, que vai aumentar as concentrações de LH é o hormônio responsável pela ruptura do folículo maduro, por isso a ovocitação só ocorre com o estimulo do LH. Uma vez que ocorreu a ovocitação, os níveis de estrógeno serão reduzidos e com a formação do corpo lúteo, teremos uma alta concentração de progesterona que vão estimular as glândulas endometriais a secretar fatores nutritivos para o embrião. Além disso, a progesterona elevada inibe a contra atividade do miométrio (musculatura lisa do útero) sinalizando a ceada do embrião. A progesterona também atua em nível hipotálamo epifisário, fazendo uma retroalimentação negativa para inibir a concentração de GnRH, FSH e LH. Isso por que, se a fêmea está gestante, não existe a necessidade de crescimento de folículos ovarianos. Se não houver fecundação, o endométrio vai produzir um hormônio chamado de prostaglandina, que vai estimular a luteólise e desencadear uma degeneração desse corpo lúteo, tendo uma queda nos níveis de progesterona e a fêmea vai voltar a produzir as gonadotrofinas, ocorrendo o retorno do crescimento dos folículos. Fecundação Fecundação é o encontro de duas células gaméticas (haploides) que iniciam o desenvolvimento de ume novo indivíduo e que normalmente ocorre na ampola da tuba uterina. O local de deposição do sémen é variável de acordo com a espécie: Bovino, ovino, caprino e humanos. Equino, suíno e canino (podendo ser na cerviz ou corpo do útero). Uma vez que ocorre a cópula com deposição de sêmen no aparelho reprodutor da fêmea, as células gaméticas masculinas vão passar por diversos intemperes para que consigam transitar pelos órgãos genitais femininos e sobreviver, conseguindo atingir o ovócito normalmente na ampola da tuba uterina. Um dos fenômenos observados é o fluxo retrógrado, ou seja, um transito de espermatozoides no sentido contrário ao do útero e tuba uterina, em que algumas células são perdidas. Algumas células também ficaram presas em criptas da cerviz, ela apresenta invaginações, que vão reter algumas células e selecionar espermatozoides que possuam uma malformação ou incapacitados de movimentação para que sejam fagocitados. Um ponto positivo é que muitos espermatozoides ficaram colonizados nessas criptas da cerviz e nas cristas endometriais, sendo lentamente liberados do aparelho reprodutor da fêmea e permitirá que espermatozoides viáveis cheguem até a tuba uterina mesmo 1 ou 2 dias após a cópula. Outra dificuldade que os espermatozoides terão que enfrentar, é escapar das células de defesa no aparelho reprodutor feminino, pois células haploides não são consideradas próprias do organismo então muitos são alvos dos neutrófilos (células de defesa que vão migrar para a mucosa do útero que vão fagocitar espermatozoides mortos, com malformação e inclusive os que estão apitos a realizar a fecundação. Alguns milhares de espermatozoides conseguirão chegar até a ampola da tuba uterina, com potencial de fecundar o ovócito secundário. Esse processo de transito espermático pelo aparelho reprodutor da fêmea é essencial para o sucesso da fecundação . No epidídimo do macho, durante a maturação espermática, a membrana plasmática do espermatozoide vai apresentar algumas moléculas de superfície que em contato com o plasma seminal vão ser revestidas com proteínas do plasma seminal. Durante o trânsito espermático no aparelho reprodutor da fêmea, essas proteínas do plasma seminal, juntamente com as moléculas de superfície de membrana serão removidas. Com isso, vão ficar expostas algumas moléculas que irão se ligar a receptores presentes na zona pelúcida ovócito, permitindo reconhecimento e interação entre esses dois gametas. Esses ligantes na superfície do espermatozoide, só estarão disponíveis para se ligar aos receptores na zona pelúcida se houver capacitação espermática. Caso não ocorra, os ligantes estarão obstruídos e interação entre os gametas não será possível. Lembrando que a capacitação espermática só ocorrerá durante o transito pelos órgãos genitais femininos. Com a ruptura do folículo maduro no ovário, teremos a liberação do ovócito II paralisado na metáfase II e associado a um corpúsculo polar. Ele possui uma barreira glicoproteica que chamamos de zona pelúcida e que está rodeada por células foliculares que constituem a corona radiata. Então, para que a fecundação ocorra, o espermatozoide terá que ultrapassar a corona radiata, a zona pelúcida e a membrana do ovócito. Para que o espermatozoide ultrapasse as células da corona radiata a propulsão mecânica do flagelo terá uma grande importância. Ao se aproximar da zona pelúcida, as proteínas de superfície do espermatozoide vão se ligar as glicoproteínas da zona pelúcida, denominadas ZP3. Então vai ocorrer um reconhecimento espécie-especifico, e desencadear uma reação acrossômica Ruptura do acrossoma, com liberação de suas enzimas que são essenciais para ultrapassar a barreira da zona pelúcida. Associado a essa ação das enzimas, o batimento do flagelo também vai contribuir com uma propulsão mecânica. Um dos mecanismos é a Reação Zonal, quando o primeiro espermatozoide ultrapassa a corona radiata, a zona pelúcida e entra em contato com a membrana citoplasmática do ovócito, grânulos corticais localizados no citoplasma do ovócito serão liberados. Esses grânulos corticais vão desencadear uma modificação estrutural e bioquímicana zona pelúcida, tornando- a impermeável a um segundo espermatozoide. Como consequência da fecundação, o material genético da fêmea finaliza a meiose II (metáfase II – anáfase II – telófase II – liberação do segundo corpúsculo polar). Nesse momento, o ovócito secundário passa a ser um óvulo, então ocorre uma descondensação do material genético do espermatozoide formando os dois prónucleos para que tenhamos a fusão do material genético do macho com a fêmea. é a fusão dos pronúcleos, ou seja, do DNA do macho e da fêmea. Como consequência teremos a formação do zigoto, que já está na metáfase da primeira divisão celular embrionária. A zona pelúcida se mantem intacta. A fecundação estimula o ovócito II a completar a meiose II São restauradas a diploidia da espécie (a partir de células haploides, vai surgir um zigoto diploide) Promove a variação da espécie através do em baralhamento dos cromossomos maternos e paternos Determina o sexo cromossômico do embrião Determina o início da clivagem/segmentação (divisão mitóticas dessa célula) Clivagem ou segmentação É as repetidas divisões mitóticas do zigoto que resultam em um rápido aumento do número de células. A clivagem acontece ainda com a zona pelúcida intacta. O zigoto também apresenta duas células chamadas de blastômeros e os dois corpúsculos polares (que estão em processo de degeneração). Os blastômeros vão se dividindo mitoticamente formando 4 células, 8 células e assim sucessivamente e a zona pelúcida se mantem intacta em todos as divisões, isso significa que o embrião não está aumentando de tamanho, pois a cada divisão mitótica os blastômeros se multiplicam, porém, reduzem de tamanho. Em um determinado momento dessas divisões, se inicia um processo de compactação, tendo esse zigoto sendo classificado como mórula.. Em um determinado momento, essa célula começará a ter uma retenção de fluido no seu interior, formando uma cavidade chamada de blastocele. Esse fenômeno é denominado cavitação. Com a retenção desse fluido, blastômeros são empurrados para a periferia, esse acumulo de célula em um dos polos é denominado embrioblasto (massa celular interna) e a camada única de células periféricas de trofoblasto. A partir da formação do blastocele, o zigoto já começa a se chamar de blastocisto. A divisão continua e ocorre um aumento do blastocele, até que vai chegar o momento em que haverá uma ruptura ou desintegração da zona pelúcida. O próximo passo é a fixação no endométrio a partir de proliferação e diferenciação de células do trofoblasto formando uma massa celular que se funde e invade o endométrio