Espermatogênese

A espermatogênese é um processo altamente complexo e bem organizado que ocorre nos túbulos seminíferos e dura de 40 a 60 dias na maioria dos mamíferos.

Espermatogênese – O que é

A espermatogênese é o processo de produção de células de esperma ou de desenvolvimento de células germinativas imaturas, conhecidas como espermatogônias, em células de esperma maduras chamadas espermatozóides. Um espermatozóide é a célula reprodutiva masculina que fertiliza o óvulo feminino na reprodução sexual.

A capacidade de reprodução de um homem depende de uma alta qualidade e quantidade de esperma; portanto, a espermatogênese ocorre continuamente desde a puberdade até a morte.

As etapas incluídas neste processo são a espermatociogênese, a espermatidogênese e a espermiogênese.

As células espermáticas se desenvolvem através do processo de espermatogênese

A espermatogênese começa nos túbulos seminíferos, que, dependendo do tipo, se parecem com macarrão pequeno, reto ou retorcido nos testículos.

O interior dos túbulos seminíferos é revestido por células de Sertoli e espermatogônias. As células de Sertoli são freqüentemente chamadas de células “nutridoras” porque auxiliam no desenvolvimento do esperma ao comer os resíduos da espermatogênese e direcionar as células através dos canais dos túbulos.

Durante a espermatocitogênese, a espermatogônia se divide por meio da mitose para formar duas células diplóides chamadas espermatócitos primários.

A mitose é um tipo de divisão celular em que uma célula-mãe cresce e se divide ao meio para formar duas células-filhas idênticas. Os espermatócitos primários, que têm o dobro da quantidade de material genético de uma célula normal, devem então passar pela meiose I.

Nesse tipo de divisão, a célula-mãe se divide para formar duas células-filhas diplóides, que têm metade dos cromossomos, ou material genético, como a célula-mãe. Os espermatócitos secundários resultantes, que possuem a quantidade normal de cromossomos, devem então passar pela meiose II para formar as espermátides. Esta breve porção da espermatogênese é chamada de espermatidogênese.

As espermátides têm apenas metade da quantidade total de cromossomos. Isso ocorre porque, quando o espermatozóide se junta ao óvulo, que também contém apenas metade da quantidade de cromossomos necessários, eles formam um conjunto completo de cromossomos feitos de genes masculino e feminino.

A divisão aleatória e o emparelhamento de cromossomos aumentam a variabilidade genética, um componente importante na evolução.

Durante a espermiogênese, a fase final da espermatogênese, a célula espermática desenvolve uma cauda e atinge a maturação completa. No primeiro estágio desse processo, a fase de Golgi, o material genético da espermátide se torna compactado para formar um núcleo e a espermátide sofre uma mudança estrutural. Embora antes fosse circular, a seção intermediária começa a inchar e a célula se estende em uma das extremidades para formar um aparelho de Golgi, que cria substâncias químicas chamadas enzimas. Em seguida, o aparelho de Golgi envolve o núcleo para formar uma capa acrossomal durante a fase de capa. As enzimas liberadas pela capa acrossomal quebram a parede do óvulo feminino durante a fertilização, permitindo que o núcleo do espermatozoide entre no óvulo e se junte ao núcleo do óvulo.

Na fase acrossômica seguinte, o espermatozoide cria uma cauda que o ajuda a se mover. A célula espermática gira em torno da parede dos túbulos seminíferos de modo que sua cauda fique voltada para o lúmen, ou espaço interno, do tubo. Com a ajuda de um hormônio chamado testosterona, as células de Sertoli consomem o excesso de materiais celulares na fase de maturação.

Em outro processo conhecido como espermiação, os espermatozoides maduros são liberados no lúmen e impulsionados para o epidídimo, um pequeno tubo enrolado localizado entre a parte de trás do testículo e os canais deferentes. Aqui, o esperma torna-se móvel, ou capaz de se mover por conta própria, e pronto para ser ejaculado na mulher durante o sexo.

Espermatogênese – Hormônios Masculinos

A espermatogênese ocorre devido a estimulação dos hormônios gonadotróficos da hipófise anterior durante a puberdade masculina e prolonga-se por toda a vida.

Etapas da Espermatogênese

As espermatogônias são células epiteliais germinativas que se localizam ao longo da estrutura tubular. Elas se proliferam continuamente para manter seu número constante.

Na primeira etapa da espermatogênese estas espermatogônias se dividem 4 vezes para formar 16 células ligeiramente diferenciadas. Neste estágio, as espermatogônias migram centralmente entre as células de Sertori.

As células de Sertori unem-se umas as outras formando uma barreira que impede a penetração de grandes moléculas de proteínas que poderiam interferir o desenvolvimento adicional das espermatogônias a espermatozóides. No entanto, as espermatogônias, penetram através da barreira e são envolvidas pelos prolongamentos citoplasmáticos das células de Sertori.

Meiose: após cruzar a barreira para dentro das células de Sertori, a espermatogônia se modifica até formar um espermatócito primário. No final de 24 dias cada espermatócito primário se divide para formar dois espermatócitos secundários, cada um com 23 cromossomos. Dentro de dois a três dias, uma Segunda divisão meiótica ocorre, na qual novamente cada espermatozóide fica com 23 cromossomos.

Desenvolvimento do espermatozóide: após poucas semanas ocorrido a meiose, cada espermátide é nutrido e fisicamente remodelado pela célula de Sertori, transformando-o lentamente num espermatozóide.

Fatores hormonais que estimulam a espermatogênese

Testosterona: é secretada pelas células de Leydig, é essencial ao crescimento e a divisão das células germinativas na formação dos espermatozóides.
Hormônio Luteinizante: estimula a célula de Leydig.
Hormônio Folículo Estimulante: estimula as células de Sertori.
Estrogênios: são formados a partir das testosteronas pelas células de Sertori. Fica disponível para o amadurecimento do espermatozóide.
Hormônio do crescimento: é necessário para controlar as funções metabólicas de fundo dos testículos. Promove a divisão inicial das próprias espermatogônias.

Hipófise

A Glândula Hipófise, também chamada de pituitária, é uma pequena glândula de cerca de 1 centímetro de diâmetro e 0,5 a 1 grama de peso. Situada na base do cérebro, conectada ao hipotálamo.

A Glândula Hipófise é divisível em duas porções distintas: anterior e posterior.

A hipófise anterior origina-se da bolsa de Rathke, que é uma invaginação embrionário do epitélio da faringe; e a hipófise posterior, de uma proliferação do hipotálamo.

Os Hormônios da Hipófise anterior desempenham um papel fundamental no controle das funções metabólicas por todo o corpo:

O Hormônio do Crescimento afeta a formação das proteínas, na multiplicação das células e na diferenciação celular.
A Adrenocorticotropina afeta o metabolismo da glicose, das proteínas e das gorduras.
O Hormônio Tíreo-estimulante controla a taxa de secreção da tiroxina e da triodotironina pela glândula tireóide.
A Prolactina promove o desenvolvimento da glândula mamaria e a produção de leite.
O Hormônio Folículo Estimulante e o Luteinizante controlam o crescimento das gônadas bem como suas atividades hormonais e reprodutoras.

Os Hormônios da Hipófise posterior desempenham outros papéis:

O Hormônio Antidiurético, controla a excreção de água na urina.
A Ocitocina ajuda a levar o leite das glândulas da mama para os mamilos durante a amamentação.

OUTROS HORMÔNIOS SEXUAIS MASCULINOS

Androgênios

Os testículos secretam hormônios sexuais masculinos que são coletivamente chamados de androgênios.

O termo androgênio significa qualquer hormônio esteróide que tenha efeitos masculinizantes, inclusive a própria testosterona; também inclui hormônios sexuais masculinos produzidos em outras partes do corpo além dos testículos.

Todos os androgênios são compostos esteróides da testosterona e da diidrotestosterona. Tanto nos testículos quanto nas adrenais, os androgênios podem ser sintetizados a partir do colesterol ou diretamente a partir da acetilcoenzima A.

Estrogênios

Pequenas quantidades de estrogênios são formadas no sexo masculino (cerca de um quinto da quantidade da mulher não grávida), e uma quantidade razoável destes pode ser recuperada da urina do homem.

São conhecidas as seguintes fontes de estrogênios nos homens:

A concentração de estrogênios no líquido dos tubos seminíferos é bastante alta e provavelmente desempenha um papel importante na espermiogênese.

Os estrogênios são formados a partir da testosterona e do androstenadiol em outros tecidos do corpo, especialmente no fígado.

FUNÇÕES DA TESTOSTERONA

A testosterona é responsável pelas características distintas do corpo masculino. É produzida pelos testículos durante o período fetal e logo após o nascimento, não sendo mais produzidas até os 13 anos, quando sua produção aumenta.

Além de fazer com que os órgãos sexuais masculinos (características sexuais primárias), aumentem de tamanho até os 20 anos, a testosterona também faz com que se desenvolvam as ?características sexuais secundárias?, como:

Distribuição de pêlos sobre o corpo: a testosterona causa o crescimento de pêlos na região pubiana, na face, no peito e em outras porções do corpo.
Calvície: a testosterona diminui o crescimento do cabelo no topo da cabeça.
Efeito sobre a voz: a testosterona causa hipertrofia da mucosa da laringe e aumento das mesma.
Efeito sobre a pele e desenvolvimento de acne: a testosterona aumenta a espessura da pele e a taxa de secreção das glândulas sebáceas.
Efeito sobre a formação de proteínas e desenvolvimento muscular: a musculatura aumenta após a puberdade, estando associada com o aumento de proteínas.
Efeito sobre o crescimento ósseo e retenção de cálcio: os ossos crescem em espessura e depositam quantidades adicionais de sais de cálcio, aumentando a quantidade da matriz óssea e causando retenção de cálcio.
Efeito sobre o metabolismo basal: aumenta a taxa do metabolismo basal em até 15 %.
Efeito sobre as hemácias: aumenta o número de hemácias por milímetro cúbico de 15% a 20%.
Efeito sobre o equilíbrio hídrico e eletrolítico: a testosterona faz com que os volumes de sangue e de líquidos extracelular em relação ao peso corporal aumente em pequena extensão.

CONTROLE DAS FUNÇÕES SEXUAIS MASCULINAS PELOS HORMÔNIOS LH E FSH

Uma parte fundamental do controle das funções sexuais tanto masculinos quanto femininos começa com a secreção do hormônio de liberação da gonadotropina (GnRH) pelo hipotálamo.

Este hormônio, por sua vez, estimula a glândula hipófise anterior a secretar dois outros hormônios chamados de hormônios gonadotrópicos: o hormônio luteinizante (LH)e o hormônio folículo-estimulante (FSH). Por sua vez, o LH é o estímulo primário para a secreção de testosterona pelos testículos, e oi FSH estimula sobretudo a espermatogênese.

O GnRH e seu Efeito Aumentando a Secreção de LH e FSH

O GNRH é transportado para a glândula hipófise anterior no sangue porta e estimula a liberação das duas gonadotropinas, LH e FSH.

A secreção do LH pela glândula hipófise anterior também é cíclica (assim como o GnRH), com o LH seguindo bastante fielmente a liberação pulsátil do GnRH flutuante.

Devido à relação mais íntima entre a secreção de GnRH e a secreção de LH, o GnRH também é conhecido como hormônio de liberação do LH.

Hormônios Gonadotrópicos: LH e FSH

Ambos os hormônios gonadotrópicos, LH e FSH, são secretados pelas mesmas células, chamadas de gonadótropos, na glândula hipófise anterior. Na ausência de GnRH do hipotálamo, os gonadótropos da glândula hipofisária quase não secretam LH ou FSH.

O LH e o FSH são glicoproteínas ; no entanto, a quantidade de carboidrato ligada à proteína nas moléculas varia consideravelmente em diferentes condições, o que pode alterar a potência da atividade.

Tanto o LH quanto o FSH exercem seus efeitos sobre os tecidos-alvo sobretudo ativando o sistema do segundo-mensageiro do monofosfato cíclico de adenosina, que, por sua vez, ativa sistemas enzimáticos específicos nas respectivas células-alvo.

Testosterona ? Regulação de sua produção pelo LH. A testosterona é secretada pelas células intersticiais de Leydig nos testículos, mas apenas quando são estimuladas pelo LH da glândula hipofisária. Além disso, a quantidade de testosterona secretada aumenta aproximadamente em proporção direta à quantidade de LH disponível.

Inibição Recíproca da Secreção Hipofisária Anterior de LH e FSH pela Testosterona controle de feedback negativo da secreção de testosterona.

A testosterona secretada pelos testículos em resposta ao LH tem efeito recíproco de desligar a secreção hipofisária anterior de LH.

Isto é feito de duas maneiras:

1. Certamente, a maior parte da inibição resulta do efeito direto da testosterona sobre o hipotálamo diminuindo a secreção de GnRH. Isto, por sua vez, causa uma diminuição correspondente da secreção de LH e FSH pela hipófise anterior, e o decréscimo do LH diminui a secreção de testosterona pelos testículos.
2. A testosterona provavelmente também tem um fraco efeito de feedback negativo, agindo diretamente sobre a glândula hipófise anterior além de seu efeito de feedback sobre o hipotálamo. Acredita-se que este feedback hipofisário diminua especificamente a secreção do LH.

Regulação da Espermatogênese pelo FSH e pela Testosterona

O FSH se fixa a receptores específicos para o FSH presos às células de Sertori nos túbulos seminíferos. Isto faz com que estas células cresçam e secretem várias substâncias espermatogênicas. Simultaneamente, a testosterona, ao se difundir para dentro dos túbulos a partir das células de Leydig nos espaços intersticiais, também tem um forte efeito trópico sobre a espermatogênese. Para iniciar a espermatogênese, tanto o FSH quanto a testosterona são necessários.

Controle por Feedback Negativo da atividade dos túbulos seminíferos ? papel do Hormônio Inibina. Quando os túbulos seminíferos não produzem espermatozóides, a secreção de FSH pela glândula hipófise anterior aumenta acentuadamente. Ao contrário, quando a espermatogênese é excessivamente rápida, a secreção de FSH diminui.

Acredita-se que a causa deste efeito de feedback negativo sobre a hipófise anterior seja a secreção pelas células de Sertori de um outro hormônio chamado inibina.

Este hormônio tem um forte efeito direto sobre a glândula hipófise anterior, inibindo a secreção de FSH, e possivelmente um pequeno efeito sobre o hipotálamo, inibindo a secreção de GnRH.

A inibina é uma glicoproteína, como o LH e o FSH.

Puberdade e Regulação de sua Instalação

Sabe-se agora, a partir de experimentos nos quais os tecidos testiculares quando hipofisários foram transplantados de animais infantis para animais adultos, que ambos os tecidos, do testículo e da hipófise infantis, são capazes de desempenhar funções adultas se forem apropriadamente estimulados. Portanto, acredita-se agora que, durante a infância, o hipotálamo não secreta quantidades significativas de GnRH.

Uma das razões para isto é que, durante a infância, por menor que seja a secreção dos hormônios esteróides sexuais, ela exerce um forte efeito inibidor sobre a secreção hipotalâmica de GnRH.

ANORMALIDADES DA FUNÇÃO SEXUAL MASCULINA

Glândula Prostática e suas anormalidades: A próstata cresce na puberdade sob o estímulo da testosterona. Com aproximadamente 50 anos, em alguns homens, começa a involuir, juntamente com a produção de testosterona. Quando ocorre câncer da próstata, as células cancerosas são usualmente estimuladas a um crescimento mais rápido pela testosterona e são inibidas com sua não formação.

Hipogonadismo Masculino: Quando não há formação dos órgãos sexuais masculinos, formam-se órgãos femininos normais. Isto se deve porque não há presença de testosterona para induzir órgãos sexuais masculinos. Quando há perda dos testículos antes da puberdade, ocorre o eunuconismo, no qual as características infantis continuam por toda a vida. Quando um homem é castrado após a puberdade, algumas características secundárias regridem às de uma criança. No macho adulto castrado, os desejos sexuais são diminuídos, mas não perdidos. Algumas instâncias do hipogonadismo, freqüentemente associado a uma anormalidade de comer excessivamente, causa o obesidade juntamente com eunuconismo, também chamada de síndrome adiposogenital.

Tumores Testiculares e Hipergonadismo Masculino: Quando desenvolve-se tumores das células intersticiais de Leydig em crianças pequenas, ocorre excessivamente desenvolvimento dos órgãos sexuais, de todos os músculos e de outros caracteres sexuais secundários masculinos.

O que é uma célula de Sertoli?

Uma célula de Sertoli é uma célula altamente especializada encontrada nos testículos. Ele desempenha um papel importante no desenvolvimento e maturação dos espermatozóides, ou espermatozóides, dentro dos testículosum processo denominado espermatogênese. Como uma célula de Sertoli funciona principalmente para auxiliar os espermatozoides em desenvolvimento durante seu processo de maturação, às vezes é chamada de célula nutriz. Além de secretar vários hormônios importantes e outras substâncias para desencadear o desenvolvimento adequado, uma célula de Sertoli também consome o excesso de material deixado para trás depois que os espermatozoides completaram o desenvolvimento. Outra função da célula de Sertoli é controlar o movimento de hormônios, nutrientes e produtos químicos para os túbulos seminíferos.

A espermatogênese é um processo complexo que começa no túbulo seminífero, uma estrutura dentro do testículo. As células de Sertoli são produzidas dentro dessa estrutura e revestem o interior dos túbulos.

Eles são ativados pelo hormônio folículo-estimulante (FSH), que interage com os receptores FSH nas células de Sertoli. O processo completo de espermatogênese leva cerca de 64 dias no homem.

Durante o curso do desenvolvimento dos espermatozóides, a célula de Sertoli desencadeia várias fases de crescimento ao excretar certas substâncias. Por exemplo, a espermatogênese começa quando as células de Sertoli secretam uma proteína para aumentar a concentração de testosterona nos túbulos seminíferos.

A puberdade desencadeia o início da espermatogênese, e o processo continua ao longo da vida de um homem. A produção geral de espermatozóides tende a diminuir com a idade, mas, em um indivíduo saudável, nunca para. O número de espermatozóides disponíveis, sua motilidade e a fertilidade geral do indivíduo são determinados pela eficiência e funcionamento adequado da espermatogênese. Durante a espermatogênese, as células germinativas, que são as células das quais os espermatozoides maduros eventualmente crescem, viajam ao longo das células de Sertoli conforme seu desenvolvimento progride.

Uma forma de infertilidade especificamente relacionada à célula de Sertoli é a síndrome de células de Sertoli. Nessa condição, os túbulos seminíferos contêm apenas células de Sertoli, tornando impossível para os testículos produzirem esperma.

A condição normalmente é diagnosticada quando os homens que estão preocupados com sua fertilidade são testados e mostram que não há espermatozoides em sua ejaculação.

A síndrome de células de Sertoli é muito rara e a causa é desconhecida.

As células de Sertoli não são capazes de se reproduzir e, após o início da espermatogênese em um adolescente do sexo masculino, o corpo não produz mais células de Sertoli. Técnicas foram desenvolvidas, no entanto, para cultivar as células em condições de laboratório. Algumas formas de infertilidade humana podem ser tratadas com o uso dessas células.

Fonte: Andiara Onizzolo Marques/Isadora Schmachtenberg/Manoela Zaccani/Maristela Ullrich Paul/Potira Zambiasi Trindade/Wilson Junior Weschenfelder

Fonte: www.new-digital.net