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              Gametogênese
               Masculina:
               Espermatogênese



Profa. Juliana Elaine Perobelli
Departamento de Morfologia
Unesp-Botucatu




                     Gametogênese
   Processo de formação e desenvolvimento de
   células especializadas para reprodução, os
 gametas. Durante este processo, o número de
cromossomos é reduzido pela metade e a forma
              da célula é alterada.




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               Gametogênese Masculina:
             Espermatogênese
Sequência de eventos pelos quais
se     formam      os    gametas
masculinos, os espermatozóides,
a partir de células germinativas
precursoras, as espermatogônias.


          ESPERMATOGÔNIAS




          ESPERMATOZÓIDES




         Sistema Reprodutor Masculino
Testículos: produção de espermatozóides       e hormônio
(testosterona);

Epidídimos: maturação e armazenamento dos espermatozóides;

Ductos condutores:
   - intratesticulares: túbulos retos, rede testicular e ductos
eferentes;
   - extratesticulares: ductos deferentes e ducto ejaculador;

Glândulas sexuais acessórias (próstata, vesículas seminais e
glândulas bulbouretrais): produção de secreções;

Pênis: órgão copulatório.




                                                                         2
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      Gônadas Masculinas:TESTÍCULOS
• Túbulos Seminíferos
• Tecido intersticial

                                Cordão espermático



                            vasos sanguíneos e
                            nervos
                           túbulos seminíferos
   cabeça
   epidídimo
   ductos
   eferentes
  ducto
  deferente
                                    lóbulo
  Rede                              septo
  testicular
                                    túnica albugínea

 Túbulos retos                      túnica vaginal

  corpo                            cavidade da
  epidídimo         cauda          túnica vaginal
                    epidídimo




                        Tecido Intersticial
  • células de Leydig (produtoras de testosterona);
  •vasos sanguíneos, linfáticos, células do tecido conjuntivo,
  dentre outras estruturas .




                                                                        3
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                Túbulos Seminíferos
• 250 a 1000 túbulos seminíferos por testículo;
• Comprimento combinado dos túbulos de um testículo: 250m;

• Formados por um epitélio germinativo: células da linhagem
  espermatogênica e células de Sertoli;




                  Tecido
                intersticial




                Túbulos
                seminíferos

                    Sptz




             Origem Embriológica
 • Migração das células germinativas primordiais
       - aparecem no início da 4ª semana;
       - migram na 5ª-6ª semana de desenvolvimento;




                                                                     4
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           Puberdade
• As espermatogônias permanecem                                   espermatogônia
quiescentes até a puberdade, quando
por estímulos hormonais, começam a
se dividir para formar os outros tipos
celulares da linhagem espermatogênica.
                                                 sptz                  espermátides




                                                                          Células de
                                                                          Leydig




                                        espermatócito I   Célula de Sertoli




                   Epitélio Germinativo
   • CÉLULAS GERMINATIVAS
   - Espermatogônia (2n): multiplicação por mitose
   - Espermatócito I (2n): sofre meiose I
  - Espermatócito II (n): resulta da meiose I e sofre meiose II
   - Espermátide (n): resulta da meiose II e sofre um processo de citodiferenciação
   -Espermatozóide (n): gameta masculino que se forma pelo processo de
   citodiferenciação da espermátide - ESPERMIOGÊNESE

    • CÉLULAS DE SERTOLI




                                                                                              5
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                                     n    n   n     n




ESPERMATOGÊNESE: PROCESSO CENTRÍPETO E
             CONTÍNUO
                         espermatogônia
      membrana basal

                                              célula de Sertoli       periferia
                                                                      tubular


    espermatócito I


    espermatócito II



     espermátides



                                              ponte citoplasmática




                                                                       Luz
                  espermatozóides




                                                                                         6
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Células germinativas mantém
pontes citoplasmáticas



 Sincronização do processo




Pontes são perdidas no final
da espermiogênese




                                      As espermátides
                               transformam-se gradualmente
                                    em espermatozóides
                                  maduros, através de um
                                 processo de diferenciação
                                      conhecido como
                                  ESPERMIOGÊNESE




                                                                    7
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                           ESPERMIOGÊNESE
Processo complexo de citodiferenciação                       pelo     qual     as
espermátides formam espermatozóides:
         - condensação da cromatina;
         - formação do flagelo e do acrossomo;
         - perda de citoplasma;
         - reorganização das mitocôndrias;
         - etc.




                            Espermiogênese



                               formação do capuz
                            acrossômico e da cauda       eliminação de porções de
condensação da cromatina                                     citoplasma (restos
                                                              citoplasmáticos)




              posicionamento das                 espermatozóide
              mitocôndrias na peça
                  intermediária




                                                                                           8
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              Estrutura dos espermatozóides


                              acrossomo
                                            cabeça
                                 núcleo


                                          peça intermediária


                                                     peça principal
                                                                      cauda




              peça terminal




          ACROSSOMO

As enzimas do acrossomo são liberadas quando
os espermatozóides estão próximos do ovócito II.
 Elas auxiliam a passagem dos espermatozóides
pelas células da corona radiata e zona pelúcida.




         Processo de
         fertilização




                                                                                     9
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                     CÉLULAS DE SERTOLI


- NÃO se dividem durante a vida
sexual madura;

- Nº determina o tamanho do
testículo   e    a    magnitude      da
produção espermática;

-   Extremamente       resistentes    a
condições adversas.




                                  células de Sertoli


                              - Núcleos piramidais
                              - Nucléolo evidente




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        Citoarquitetura das Células de Sertoli
                  Possui numerosas reentrâncias citoplasmáticas onde se localizam
                  as células germinativas.




            Funções da célula de Sertoli
Suporte: sustentação às células da linhagem espermatogênica;
Suprimento Nutricional: troca de nutrientes e metabólitos;

Fagocitose: durante a espermiogênese, o excesso de citoplasma liberado é
fagocitado e digerido pelas células de Sertoli;

Secreção:
      - Fluido testicular
      - Fator inibidor dos ductos de Müller
      - Inibina
      - ABP (proteína ligadora de andrógeno)

Coordenação do ciclo do epitélio seminífero: junções
comunicantes (comunicação iônica e química das células).




                                                                                          11
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         Funções da célula de Sertoli
Proteção: barreira hematotesticular.




                              Junções de oclusão na parede
                              baso-lateral de células de
                              Sertoli adjacentes.




                                               Barreira Hemato-
                                                  testicular




                                                                        12
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                                                    Maturação
                                                    dos sptz


                                                   Aquisição de
                                                   motilidade e
                                                   capacidade
                                                   fértil


                        Armazenamento
                        dos sptz


                  Conservação da capacidade de
                  fertilização durante várias
                  semanas




FATORES QUE INTERFEREM NA ESPERMATOGÊNESE


  - Fatores hormonais - hormônios hipotalâmicos e hipofisários


  - Temperatura


  - Deficiências nutricionais


  - Ação de agentes físicos
  (radiação), químicos (drogas),
  biológicos (toxinas), etc.




                                                                        13
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             Duração da espermatogênese

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

          Homem 64 dias                          Bovino 61 dias
          Macaco Rhesus 42 dias                  Ovino 47 dias
          Rato 51,6 dias                         Suíno 39 dias
          Coelho 43,6 dias                       Eqüino 57 dias




                                             !     "#


                      Animal        Características morfológicas gerais
                    Domésticos      cabeça          cauda
                    ruminantes

                      bovino

                      ovino

                      caprino

                     Domésticos
                   não-ruminantes

$                     porco

                     eqüino

                      canino

                      aves




                                                                                14
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        CONTROLE HORMONAL
                          DA
           ESPERMATOGÊNESE




O controle hormonal da espermatogênese ocorre em 3 níveis:



                                   HIPOTÁLAMO

                                   ADENO-HIPÓFISE




                                          GÔNADAS




                                                                   15
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A espermatogênese é controlada pelos seguintes hormônios:

  Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) – secretado pelo hipotálamo


  Gonadotrofinas – secretadas pela adeno-hipófise –
                                     (hipófise anterior)


                                          LH (Hormônio Luteinizante)
                                          FSH (Hormônio Folículo Estimulante)


  Testosterona– secretada pelas células de Leydig
                                                 (interstício testicular)


 No macho, o LH também é conhecido como ICSH (Hormônio Estimulante das
 Células Intersticiais).




     Eixo hipotalâmico – hipofisário - testicular




                          "




                                                           !




                                                                                      16
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    Hipófise




                                                                 Epitélio seminífero
        LH


                                Leydig
                                                                 Tecido intersticial




                                    testosterona

                                                         circulação sanguínea

      maturação das células
          germinativas                                  diversas regiões do corpo




    Hipófise




       FSH

                                                             )
                                                    "




- Encontra receptores nas Células de Sertoli,
que sob sua influência produzem uma                $%' & (
                                                     &
proteína ligadora de andrógenos, o ABP, que
retém a testosterona nos túbulos seminíferos.


- Estimula a meiose nos espermatócitos I.

                                                                                       #
- Estimula espermiogênese.




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MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃO ENTRE OS HORMÔNIOS
       HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS
                        hipotálamo




             hipófise
                              testosterona       Mecanismo de retroalimentação (ou
                                                        feedback) negativo
                 LH
     FSH




 C. de Sertoli




                                                                                     *




MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃO ENTRE OS HORMÔNIOS
       HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS

                              hipotálamo




                   hipófise
                                       Inibina

       FSH         LH




   C. de sertoli




                                                                                     +




                                                                                               18
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   MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃO ENTRE OS
HORMÔNIOS HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS


                              GnRH




                     LH
                          FSH inibina




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Embriologia - Espermatogênese

  • 1.
    25/8/2010 Gametogênese Masculina: Espermatogênese Profa. Juliana Elaine Perobelli Departamento de Morfologia Unesp-Botucatu Gametogênese Processo de formação e desenvolvimento de células especializadas para reprodução, os gametas. Durante este processo, o número de cromossomos é reduzido pela metade e a forma da célula é alterada. 1
  • 2.
    25/8/2010 Gametogênese Masculina: Espermatogênese Sequência de eventos pelos quais se formam os gametas masculinos, os espermatozóides, a partir de células germinativas precursoras, as espermatogônias. ESPERMATOGÔNIAS ESPERMATOZÓIDES Sistema Reprodutor Masculino Testículos: produção de espermatozóides e hormônio (testosterona); Epidídimos: maturação e armazenamento dos espermatozóides; Ductos condutores: - intratesticulares: túbulos retos, rede testicular e ductos eferentes; - extratesticulares: ductos deferentes e ducto ejaculador; Glândulas sexuais acessórias (próstata, vesículas seminais e glândulas bulbouretrais): produção de secreções; Pênis: órgão copulatório. 2
  • 3.
    25/8/2010 Gônadas Masculinas:TESTÍCULOS • Túbulos Seminíferos • Tecido intersticial Cordão espermático vasos sanguíneos e nervos túbulos seminíferos cabeça epidídimo ductos eferentes ducto deferente lóbulo Rede septo testicular túnica albugínea Túbulos retos túnica vaginal corpo cavidade da epidídimo cauda túnica vaginal epidídimo Tecido Intersticial • células de Leydig (produtoras de testosterona); •vasos sanguíneos, linfáticos, células do tecido conjuntivo, dentre outras estruturas . 3
  • 4.
    25/8/2010 Túbulos Seminíferos • 250 a 1000 túbulos seminíferos por testículo; • Comprimento combinado dos túbulos de um testículo: 250m; • Formados por um epitélio germinativo: células da linhagem espermatogênica e células de Sertoli; Tecido intersticial Túbulos seminíferos Sptz Origem Embriológica • Migração das células germinativas primordiais - aparecem no início da 4ª semana; - migram na 5ª-6ª semana de desenvolvimento; 4
  • 5.
    25/8/2010 Puberdade • As espermatogônias permanecem espermatogônia quiescentes até a puberdade, quando por estímulos hormonais, começam a se dividir para formar os outros tipos celulares da linhagem espermatogênica. sptz espermátides Células de Leydig espermatócito I Célula de Sertoli Epitélio Germinativo • CÉLULAS GERMINATIVAS - Espermatogônia (2n): multiplicação por mitose - Espermatócito I (2n): sofre meiose I - Espermatócito II (n): resulta da meiose I e sofre meiose II - Espermátide (n): resulta da meiose II e sofre um processo de citodiferenciação -Espermatozóide (n): gameta masculino que se forma pelo processo de citodiferenciação da espermátide - ESPERMIOGÊNESE • CÉLULAS DE SERTOLI 5
  • 6.
    25/8/2010 ! n n n n ESPERMATOGÊNESE: PROCESSO CENTRÍPETO E CONTÍNUO espermatogônia membrana basal célula de Sertoli periferia tubular espermatócito I espermatócito II espermátides ponte citoplasmática Luz espermatozóides 6
  • 7.
    25/8/2010 Células germinativas mantém pontescitoplasmáticas Sincronização do processo Pontes são perdidas no final da espermiogênese As espermátides transformam-se gradualmente em espermatozóides maduros, através de um processo de diferenciação conhecido como ESPERMIOGÊNESE 7
  • 8.
    25/8/2010 ESPERMIOGÊNESE Processo complexo de citodiferenciação pelo qual as espermátides formam espermatozóides: - condensação da cromatina; - formação do flagelo e do acrossomo; - perda de citoplasma; - reorganização das mitocôndrias; - etc. Espermiogênese formação do capuz acrossômico e da cauda eliminação de porções de condensação da cromatina citoplasma (restos citoplasmáticos) posicionamento das espermatozóide mitocôndrias na peça intermediária 8
  • 9.
    25/8/2010 Estrutura dos espermatozóides acrossomo cabeça núcleo peça intermediária peça principal cauda peça terminal ACROSSOMO As enzimas do acrossomo são liberadas quando os espermatozóides estão próximos do ovócito II. Elas auxiliam a passagem dos espermatozóides pelas células da corona radiata e zona pelúcida. Processo de fertilização 9
  • 10.
    25/8/2010 CÉLULAS DE SERTOLI - NÃO se dividem durante a vida sexual madura; - Nº determina o tamanho do testículo e a magnitude da produção espermática; - Extremamente resistentes a condições adversas. células de Sertoli - Núcleos piramidais - Nucléolo evidente 10
  • 11.
    25/8/2010 Citoarquitetura das Células de Sertoli Possui numerosas reentrâncias citoplasmáticas onde se localizam as células germinativas. Funções da célula de Sertoli Suporte: sustentação às células da linhagem espermatogênica; Suprimento Nutricional: troca de nutrientes e metabólitos; Fagocitose: durante a espermiogênese, o excesso de citoplasma liberado é fagocitado e digerido pelas células de Sertoli; Secreção: - Fluido testicular - Fator inibidor dos ductos de Müller - Inibina - ABP (proteína ligadora de andrógeno) Coordenação do ciclo do epitélio seminífero: junções comunicantes (comunicação iônica e química das células). 11
  • 12.
    25/8/2010 Funções da célula de Sertoli Proteção: barreira hematotesticular. Junções de oclusão na parede baso-lateral de células de Sertoli adjacentes. Barreira Hemato- testicular 12
  • 13.
    25/8/2010 Maturação dos sptz Aquisição de motilidade e capacidade fértil Armazenamento dos sptz Conservação da capacidade de fertilização durante várias semanas FATORES QUE INTERFEREM NA ESPERMATOGÊNESE - Fatores hormonais - hormônios hipotalâmicos e hipofisários - Temperatura - Deficiências nutricionais - Ação de agentes físicos (radiação), químicos (drogas), biológicos (toxinas), etc. 13
  • 14.
    25/8/2010 Duração da espermatogênese A duração da espermatogênese é determinada geneticamente, e varia de espécie para espécie. Homem 64 dias Bovino 61 dias Macaco Rhesus 42 dias Ovino 47 dias Rato 51,6 dias Suíno 39 dias Coelho 43,6 dias Eqüino 57 dias ! "# Animal Características morfológicas gerais Domésticos cabeça cauda ruminantes bovino ovino caprino Domésticos não-ruminantes $ porco eqüino canino aves 14
  • 15.
    25/8/2010 CONTROLE HORMONAL DA ESPERMATOGÊNESE O controle hormonal da espermatogênese ocorre em 3 níveis: HIPOTÁLAMO ADENO-HIPÓFISE GÔNADAS 15
  • 16.
    25/8/2010 A espermatogênese écontrolada pelos seguintes hormônios: Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) – secretado pelo hipotálamo Gonadotrofinas – secretadas pela adeno-hipófise – (hipófise anterior) LH (Hormônio Luteinizante) FSH (Hormônio Folículo Estimulante) Testosterona– secretada pelas células de Leydig (interstício testicular) No macho, o LH também é conhecido como ICSH (Hormônio Estimulante das Células Intersticiais). Eixo hipotalâmico – hipofisário - testicular " ! 16
  • 17.
    25/8/2010 Hipófise Epitélio seminífero LH Leydig Tecido intersticial testosterona circulação sanguínea maturação das células germinativas diversas regiões do corpo Hipófise FSH ) " - Encontra receptores nas Células de Sertoli, que sob sua influência produzem uma $%' & ( & proteína ligadora de andrógenos, o ABP, que retém a testosterona nos túbulos seminíferos. - Estimula a meiose nos espermatócitos I. # - Estimula espermiogênese. 17
  • 18.
    25/8/2010 MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃOENTRE OS HORMÔNIOS HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS hipotálamo hipófise testosterona Mecanismo de retroalimentação (ou feedback) negativo LH FSH C. de Sertoli * MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃO ENTRE OS HORMÔNIOS HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS hipotálamo hipófise Inibina FSH LH C. de sertoli + 18
  • 19.
    25/8/2010 MECANISMO DE RETROALIMENTAÇÃO ENTRE OS HORMÔNIOS HIPOTALÂMICOS/HIPOFISÁRIOS/GONADAIS GnRH LH FSH inibina 19