Gametogénese

Descrição Geral

Emigração de células germinativas

• As células germinativas primordiais (PGCs, pela sigla em inglês) originam-se da endoderme do saco vitelino.
• Viajam ao longo do intestino posterior → alcançam a crista gonadal → células passam a denominar-se gametogónias
• Ficam associadas aos cordões sexuais primordiais

Gametogénese

• As gametogónias e a gametogénese diferem entre os sexos:
  • Mulheres: oogónia → oogénese
  • Homens: espermatogónia → espermatogénese
• As células geralmente seguem as mesmas fases:
  • Mitose
  • Meiose I
  • Meiose II
  • Maturação/diferenciação
• Estas fases conduzem as células através do seguinte desenvolvimento:
  • Gametogónia (diploide, 46 cromossomas)
  • Gametócito primário (diploide, 46 cromossomas)
  • Gametócito secundário (haploide, 23 cromossomas)
  • Gametídeo (haploide, 23 cromossomas)
  • Gâmeta (haploide, 23 cromossomas)

Oogénese

A oogénese é o processo de produção de óvulos a partir de PGCs.

Formação do óvulo

• Fases da oogénese:
  • Mitose:
    • Oogónia → oócito primário
    • Ploidia: diploide
    • 46 cromossomas
  • Meiose I:
    • Oócito primário → oócito secundário e 1º corpo polar
    • Ploidia: diploide → haploide
    • 46 → 23 cromossomas
  • Meiose II:
    • Oócito secundário → oótida e 2º corpo polar
    • Ploidia: haploide
    • 23 cromossomas
  • Maturação: oótida → óvulo
• Nota: Ao contrário da espermatogénese, a divisão celular é desigual na oogénese, resultando num único óvulo e corpo polar.
• Linha temporal:
  • Iniciada nos períodos embrionário e fetal.
  • Para na prófase da meiose I
  • Retoma durante a puberdade
  • Ocorre uma segunda paragem na metáfase da meiose II.
  • Recomeça novamente após a fertilização
  • O processo continua mensalmente até à menopausa.

Desenvolvimento do folículo

A foliculogénese é um processo complexo em que um folículo ovárico, contendo um oócito, amadurece através de vários estágios.

• Folículo primordial:
  • Desenvolve-se nos ovários durante o período fetal
  • As oogónias ficam cercadas por células epiteliais somáticas da crista genital.
• Folículo primário:
  • Contém um oócito primário
  • É criada uma camada de glicoproteínas (zona pelúcida).
  • As células foliculares proliferam para se tornarem a camada de células da granulosa.
• Folículo secundário:
  • Este estágio é responsivo às gonadotrofinas.
  • A camada de células da granulosa cresce.
  • Recrutamento de células tecais → membrana basal circundante
• Folículo terciário:
  • As células da granulosa produzem:
    • Secreções → criam um antro
    • Estrogénio
  • As células da granulosa em redor do oócito tornam-se o cumulus oophorus.
  • As células tecais diferenciam-se em:
    • Teca interna: contém pequenos vasos e células glandulares; produzem testosterona → convertida em estrogénio pelas células da granulosa
    • Teca externa: estabiliza os folículos; derivada do tecido conjuntivo
• Folículo maduro (graafiano):
  • Apenas 1 folículo atingirá este estágio a cada ciclo.
  • Oócito primário → oócito secundário imediatamente antes da ovulação
  • O antro aumenta (compõe a maior parte do folículo)
  • Camada mais interna do cumulus oophorus → corona radiata
• Corpo lúteo:
  • Formado após a libertação do oócito
  • O centro contém um coágulo de sangue formado após a ovulação.
  • As células da granulosa e da teca produzem progesterona.
  • Atrofia se a gravidez não ocorrer.

Ovulação

• Ocorre quando os níveis de hormona luteinizante (LH, pela sigla em inglês) e de hormona folículo-estimulante (FSH, pela sigla em inglês) atingem o pico
• As células do cumulus oophorus soltam-se → permite que o oócito e a corona radiata se desprendam do folículo
• As enzimas proteolíticas enfraquecem a parede do folículo.
• Rutura da parede folicular → libertação do oócito

Espermatogénese

A espermatogénese é o processo de produção de espermatozoides a partir de PGCs.

Localização

Descrição geral:

• A espermatogénese ocorre nos túbulos seminíferos nos testículos.
• Pré-puberdade, os túbulos seminíferos consistem em:
  • Células de Sertoli
  • PGCs (espermatogónias)

Células de Sertoli:

• Controlam o ambiente dentro dos túbulos seminíferos
• Ajuda a regular a espermatogénese
• Contêm FSH e recetores androgénicos → necessários para estimular a espermatogénese
• Secretam:
  • Hormona antimulleriana (AMH, pela sigla em inglês) → regressão dos ductos mullerianos durante o desenvolvimento embrionário
  • Inibina B → inibe a secreção de FSH → ajuda na regulação dos níveis hormonais
• Forma a barreira hematotesticular → protege o desenvolvimento do esperma de:
  • Sistema imunológico
  • Outras substâncias no sangue (e.g., toxinas, hormonas)

Formação de espermatozoides

• Início: puberdade
• Induzida pela FSH e pela testosterona (produzida pelas células de Leydig em resposta à LH)
• Ocorre em fases:
  • Mitose:
    • Espermatogónia → espermatócito primário
    • Ploidia: diploide
    • 46 cromossomas
  • Meiose I:
    • Espermatócito primário → espermatócito secundário
    • Ploidia: diploide → haploide
    • 46 → 23 cromossomas
  • Meiose II:
    • Espermatócito secundário → espermátide
    • Ploidia: haploide
    • 23 cromossomas
  • Espermiogénese (maturação): espermátide → espermatozoide
• Os espermatozoides maduros são libertados no lúmen dos túbulos seminíferos → armazenados no epidídimo
• Todo o processo demora cerca de 2 meses

Estrutura dos espermatozoides

A espermiogénese resulta em alterações morfológicas características associadas aos espermatozoides.

• Cabeça:
  • Núcleo:
    • Contém cromossomas
    • Condensado
  • Acrossoma:
    • Estrutura em forma de capa que cobre a região anterior da cabeça
    • Produzido pela transformação do aparelho de Golgi
    • Contém enzimas necessárias para a fertilização
• Corpo (peça intermediária):
  • Contém mitocôndrias
  • Fornece ATP para o movimento do flagelo
• Cauda (flagelo):
  • Fornece motilidade
  • Consiste em microtúbulos

Capacitação

• Os espermatozoides são funcionalmente imaturos após a espermiogénese.
• É necessário um processo final de maturação para:
  • Se tornarem metabolicamente ativos
  • Fertilizarem um óvulo
• Processo:
  • Começa no epidídimo
  • Termina no trato reprodutor feminino
• As alterações incluem:
  • Motilidade
  • Conteúdo enzimático do acrossoma
  • Proteínas de superfície celular

Relevância Clínica

• Trissomia 21 (síndrome de Down): distúrbio cromossómico que pode resultar de um erro na meiose durante a gametogénese. Os indivíduos afetados têm características craniofaciais e musculoesqueléticas típicas, bem como múltiplas anomalias médicas a envolver os sistemas cardíaco, GI, ocular e auditivo. No final, o cariótipo confirma o diagnóstico no período pré-natal ou pós-natal. Não há cura para a síndrome de Down. O tratamento é baseado nas manifestações clínicas presentes.
• Trissomia 18 (síndrome de Edwards): distúrbio cromossómico que pode resultar de um erro na meiose durante a gametogénese. A trissomia 18 é a 2ª trissomia mais comum, com predominância em meninas. As características típicas incluem restrição do crescimento intrauterino, defeitos cardíacos, punhos cerrados com dedos sobrepostos e pé boto. O diagnóstico é feito pela análise do cariótipo. Não está disponível nenhum tratamento e a maioria dos indivíduos afetados não sobrevive além de 1 ano de vida.
• Trissomia 13 (síndrome de Patau): distúrbio cromossómico que pode resultar de um erro na meiose durante a gametogénese. A trissomia 13 é a 3ª trissomia mais comum. As características clínicas incluem malformações do cérebro e da medula espinhal, defeitos cardíacos, defeitos oculares, lábio leporino/fenda palatina e hipotonia. O diagnóstico é realizado pela análise do cariótipo. Não está disponível nenhum tratamento e a maioria dos indivíduos afetados não sobrevive além do 1º ano de vida.