Espermatogênese 2009

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ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE

Prof. Dr. Wellerson Rodrigo ScaranoDepartamento de Ciências Biomédicas

GAMETOGÊNESE MASCULINA:GAMETOGÊNESE MASCULINA:

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ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE

Processo pelo qual se formam os gametas masculinos, ososespermatozóidesespermatozóides, a partir de células germinativasprimordiais, asas espermatogôniasespermatogônias..

Espermatozóides humanos

Definição

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Este processo envolve os seguintes tipos celularesEste processo envolve os seguintes tipos celulares

- Espermatogônia (2n) – se multiplica por mitose

Fase de multiplicação

- Espermatócito I (2n) – se multiplica por meiose

Fase de crescimento

- Espermatócito II (n) – resulta da meiose I

Fase de maturação

- Espermátide (n) – resulta da meiose II

- Espermatozóide (n) – gameta masculinoSe forma pelo processo de citodiferenciação da espermátide

Espermiogênese

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Fases da espermatogênese

Proliferativaespermatogônias

Meióticaespermatócitos I

espermatócitos II

Diferenciação ou

Espermiogênica

espermátides

espermatozóides

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Mitose das espermatogônias

Espermatócitos I(2n)

Espermatócitos I(2n)

Início e progressoda meiose

Espermatócitos II (n)

Espermátides (n)

Espermiogênese

Espermatozóides (n)

Meiose II

Meiose I

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•Para permitir que o processoprocesso espermatogênicoespermatogênico sejaseja contínuocontínuo, asespermatogônias sempre se renovam (mitose), antes de continuarem oprocesso, se transformando em espermatócitos I.

•Além disso, existem espermatogônias-tronco (A0), que funcionam como umareserva de espermatogônias. Elas só entram em mitose em situaçõesespeciais.

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VIDA PRÉVIDA PRÉ--NATALNATAL

Células germinativas primordiais: gonócitos

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Migração das células germinativas primordiais

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VIDA PRÉVIDA PRÉ--NATALNATAL

NoNo testículo,testículo, antesantes dodo nascimento,nascimento, sãosão encontradasencontradasapenasapenas célulascélulas germinativasgerminativas nono inícioinício dodo processoprocessoespermatogênico,espermatogênico, asas espermatogôniasespermatogônias,, ee célulascélulassomáticassomáticas dede sustentação,sustentação, asas célulascélulas dede SertoliSertoli..

Célula de Sertoli

Espermatogônia

Cordões seminíferosCordões seminíferos

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NA PUBERDADENA PUBERDADE

As espermatogônias permanecem quiescentes até apuberdade, quando por estímulos hormonais, elascomeçam a se dividir (mitose)

Formam-se também todos os outros tipos celulares, atéos espermatozóides

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SISTEMA REPRODUTOR MASCULINOSISTEMA REPRODUTOR MASCULINO

Conjunto de órgãos:

Gônadas (testículos): produzem os gametas e hormônio(testosterona)

Epidídimo

Ductos condutores: canais deferentes e ducto ejaculador

produzem secreções que mantém os espermatozóides

Glândulas sexuais acessórias: próstata e vesícula seminal

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Aparelho Reprodutor Masculino do homem

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A gametogênese masculina (Espermatogênese) ocorreno Testículo.

Testículo

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TESTÍCULOSTESTÍCULOS

órgãos constituídos por numerosos túbulos seminíferos

túbulos seminíferos: local onde são produzidos os espermatozóides

cabeça epidídimo

cauda epidídimo

cordão espermático

dúctulos eferente

vasos sanguíneos e nervos

ducto deferente

rete testis

túbulos retos

lóbulo

septo

corpo epidídimo

túbulos seminíferos

túnica albugínea

túnica vaginalis

cavidade da túnica vaginalis

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Esquema mostrando a distribuição dos Túbulos Seminíferos

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Corte transversal de túbulo seminíferoCorte transversal de túbulo seminífero

luz

membrana basal

espermato-zóides

Tecido seminífero

Tecido intersticial

túbulos seminíferos

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Tecido intersticial Tecido seminífero

Corte transversal de testículo de rato

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corte transversal

Sertoli

Epitélio seminífero ou germinativoEpitélio seminífero ou germinativo

células germinativas

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Epitélio seminífero ou germinativoEpitélio seminífero ou germinativo

espermátides tardias

células intersticiais

fibroblasto

meiose

capilares

células mióides

espermatogônias

espermatócitos I

espermatócitos II

espermátides iniciais

pontes citoplasmáticas

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espermatogônia

espermatócito I

espermátides

espermatozóides

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Espermatogênese

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CélulasCélulas de Sertolide Sertoli

espermatogônia

vasos sanguíneos

células de leydig

Célula de Sertoli

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CélulasCélulas de Sertolide Sertoli

células de SertoliNúcleos piramidais

Nucléolo evidente

A população de CS se estabelece antes da puberdade

Proliferação e diferenciação FSH e T3

Nº determina o tamanho do testículo e a magnitude da produção

espermática

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Possui numerosas reentrâncias citoplasmáticas onde se localizam as células da germinativas.

Citoarquitetura das Células de Sertoli

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fagocitose dos restos citoplasmáticos produzidos durante a espermiogênese

etc....

nutrição e sustentação das células germinativas

barreira hemato-testicular ou barreira de célula de Sertoli (junções deoclusão entre células de Sertoli adjacentes)

- nem tudo que chega pela circulação, nos vasos do interstício,entrará em contato com as células germinativas mais maduras

produção de fluido testicular- importante para o transporte dos espermatozóides

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

Algumas funções das células de SertoliAlgumas funções das células de Sertoli

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Endocitose

Secreção

Secreção

Suporte

Nutrição

Transporte

Barreira

Espermiação

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Barreira HematoBarreira Hemato--testiculartesticular

compartimento adluminal

compartimento basal

Especializações de membranas entre 2 células de Sertoli:

junções de oclusão

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Barreira HematoBarreira Hemato--testiculartesticular

•Espermatogônias•Espermatócitos I no início da meiose I

junções de oclusão

Compartimento adluminal

Célula de Sertoli

Compartimento basal

•Espermatócitos mais maduros•Espermátides

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Barreira HematoBarreira Hemato--testiculartesticular

Traçador eletron-denso não atravessa além do compartimento basal

compartimento basal

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Luz dos Túbulos SeminíferosLuz dos Túbulos Seminíferos

No interior dos túbulos seminíferos

existe uma luz, para onde vão os

espermatozóides produzidos pelo

epitélio.

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Tecido IntersticialTecido Intersticial

Entre os túbulos seminíferos encontram-se as célulascélulas dede LeydigLeydig (produtoras detestosterona) além de vasos sanguíneos,células do conjuntivo, etc.

Células de Leydig

Núcleo ovalado e nucléolo evidente

Leydig

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EspermiogêneseEspermiogênese

Processo de citodiferenciação pelo qual passam as espermátides atéformarem osos espermatozóidesespermatozóides

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condensação da cromatina (inativação do

núcleo)

formação do capuz acrossômico (lisossomo modificado) e da cauda

posicionamento das mitocôndrias na peça

intermediária

eliminação de porções desnecessárias do citoplasma

(restos citoplasmáticos)

espermatozóide

EspermiogêneseEspermiogênese

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As enzimas do acrossomo são liberadas quando os espermatozóides estão próximos do ovócito II liberado do ovário. Elas auxiliam a passagem dos

espermatozóides pelas células da corona radiata e zona pelúcida.

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Células germinativas mantém pontes citoplasmáticas

Sincronização do processo

Pontes são perdidas no final da espermiogênese

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membrana basal espermatogônia

célula de Sertoli

ponte citoplasmática

Luz

espermátides

espermatócito II

espermatócito I

periferia tubular

Luz

A espermatogênese é um processo centrípeto

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Corte transversal histológico de túbulo seminífero

Corte transversal de túbulo seminífero em microscopia eletrônica de

varredura

Luz com espermatozóides

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acrossomonúcleo

peça intermediária

peça principal

cabeça

Estrutura dos espermatozóidesEstrutura dos espermatozóides

peça terminal

cauda

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Tipos de espermatozóidesTipos de espermatozóides

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Animal Características morfológicas geraisDomésticos ruminantes

Domésticos não-ruminantes

cabeça cauda

bovino

ovino

caprino

equino

canino

aves

porco

Espermatozóides de animais domésticos

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Alterações espermáticasAlterações espermáticas

• oligospermia - produção menor que 20 milhões por mL

• azoospermia - ausência de espermatozóides no ejaculado

• teratospermia - número de espermatozóides defeituosos superior a 40% (normal = 10% de defeituosos)

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Fatores que interferem com a espermatogêneseFatores que interferem com a espermatogênese

• Fatores hormonais - hormônios hipotalâmicos e hipofisários• temperatura• deficiências nutricionais• ação de agentes físicos (radiação), químicos (drogas),

biológicos (toxinas), etc.

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Duração da espermatogêneseDuração da espermatogênese

A duração da espermatogênese é determinadageneticamente, e varia de espécie para espécie.

Por ex, no homem, a duração é de 64 dias. No macacoRhesus é de 42 dias, no rato 51,6, no coelho 43,6 diase no cavalo 57 dias.

Para manter o processo contínuo, a liberação deespermatozóides não acontece simultaneamente aolongo de toda a extensão do túbulo seminífero.

Nos machos, os espermatozóides são produzidoscontinuamente, diferentemente do que ocorre nafêmea, onde a produção de gametas é cíclica

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Túbulos onde está havendo espermiação neste momento *

*

*

**

*

*

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CuriosidadesCuriosidades

• No ejaculado de homens normais há mais de 100milhões de espermatozóides/mililitro de sêmen.

• Desses 100 milhões, apenas cerca de 200 zóideschegam ao local de fertilização.

• Um homem com menos de 10 milhões dezóides/militro de sêmen é considerado estéril .

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CONTROLE HORMONAL DA CONTROLE HORMONAL DA ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE

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CONTROLE HORMONAL DA ESPERMATOGÊNESECONTROLE HORMONAL DA ESPERMATOGÊNESE

A espermatogênese é controlada pelos seguintes hormônios:

Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) – secretado pelo hipotálamo

Gonadotrofinas – secretadas pela adenohipófise

LH (Hormônio Luteinizante)

FSH (Hormônio Folículo Estimulante)

No macho, o LH também é conhecido como ICSH (Hormônioestimulante das células intersticiais).

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Controle hormonal da espermatogêneseControle hormonal da espermatogênese

Hipotálamo

Hipófise

Testículo

FSH

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LH

testosterona

maturação das células germinativas

circulação sanguínea

diversas regiões do corpo

Epitélio seminífero

Tecido intersticialLeydig

Hipófise

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FSHFSH

- Encontra receptores nas Célulasde Sertoli, que sob sua influênciaproduzem uma proteína ligadorade andrógenos, o ABP, que retéma testosterona nos túbulosseminíferos.

- Estimula a meiose nosespermatócitos I (início doprocesso de diferenciação dascélulas germinativas).

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Mecanismo de retroalimentação entre os hormônios Mecanismo de retroalimentação entre os hormônios hipotalâmicos/hipofisários e os hormônios gonadaishipotalâmicos/hipofisários e os hormônios gonadais

Mecanismo de retroalimentação (ou feedback) negativo

hipotálamo

hipófise

testosterona

testosterona

LH

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Mecanismo de retroalimentação entre os hormônios Mecanismo de retroalimentação entre os hormônios hipotalâmicos/hipofisários e os hormônios gonadaishipotalâmicos/hipofisários e os hormônios gonadais

inibina

sertoli

inibina

FSH