1 universidade federal do ceará programa de pós-graduação integrado de zootecnia fisiologia da...

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Universidade Federal do CearáUniversidade Federal do Ceará

Programa de Pós-graduação Integrado de ZootecniaPrograma de Pós-graduação Integrado de Zootecnia

Fisiologia da Reprodução e LactaçãoFisiologia da Reprodução e Lactação

Erika Bezerra de MenezesProf. Arlindo de A. A. Moura

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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO Testículo (Morfofuncional)

Dois compartimentos Tubular e o intertubular

Tubular Túbulos seminíferos

Células somáticas – Células de Sertoli Células germinativas

Intertubular Células de leydig

Produz andrógenos Caracteres sexuais secundários e pela

manutenção da espermatogênese

(Russell et al., 1990)(França & Russell, 1998)

3

Enrico Sertoli (Milão – Itália) Epitélio Seminífero (Ratos, camundongos e

humanos) 37% ocupados por um grupo de células Camundongos – 20%

Célula semelhante a um três

Célula ramificada

Célula Mãe – funções

1863

Primeiros desenhos com auxílio de microscópio

Longas extensões

(Hess e França, 2005)

CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

4

1865 Importância das Células de Sertoli

Suporte as células germinativas 1878

Células de Sertoli não se divide no testículo do animal adulto Hipótese foi aceita 1963

1960 Barreira hematotesticular

(Hess e França, 2005)

(Attal e Courout, 1963)

CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

5

von Ebner 1888

“As células de Sertoli”

CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

(Hess e França, 2005)

6

Estrutura

CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

(Hess e França, 2005)

7

Estrutura

CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

(Kretser, 2007)

8

Gônada indiferenciada

Testículo

Células Germinativas primordiais

(Saco embrionário)

Céls. de Sertoli(Epitélio celômico)

XYXYDETERMINAÇÃO DO SEXODETERMINAÇÃO DO SEXO

SRY, SOX9 e NR5A1(Sekido e Lovell Badge, 2008)

Cordões sexuais

Hormônio Antimülleriano (AMH)

RegressãoDuctos Müller

Trato reprodutivo masculino

(Orth & Jester, 1995)

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Células de Sertoli imaturas

Fetal / Neonatal inicial

Pré-puberdade

(VergouWen et al., 1993)(Baker e O’Sharghnessey, 2001)

(Plant e Marshall, 2001)Macaco Rhesus (Macaco mullata)

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

5 vezesParto Puberdade

(Hochereau-de- Reviers et al. 1976,1984,1987)

10

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

No adulto - Não sofre mitose Raças sazonais

Variação no nº de células de Sertoli/testículo Capacidade de proliferar Precursora de células de Sertoli

♂ Corriedale

(Tarulli et al., 2006)

Março Agosto

Nº de Céls. de Sertoli/ testículo (x108)

11,7 +/- 0,8a 9,0 +/- 1,7b

Espermatides alongadas/testículo

5,9 +/- 0,4a 3,9 +/- 1,2b

(Tarulli et al., 2006)

(Bielli et al., 1999)

(Ahmed et al., 2009)

11

Ratos Orth, 1982

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

12

Bovinos e caprinos

Polonga-se até 6-10 semanas de idade;

Suínos

Duas fases após o nascimento

1ª intensa - primeiro mês de vida;

2ª antes da puberdade – 3 - 4 meses de vida

[ ] elevadas de FSH

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

(Sharpe, 1994)

(França et al., 2000)

13

Cordeiros Nascimento 250 x 106 de CS indiferenciadas

Puberdade 500%

(Kilgour et al., 1998)

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

Genéticos (Humanos) Gene FMR-1

Hormônios FSH

taxa de proliferação

T3

Altera o período regulando a proliferação e o tamanho das CS

GH

Fatores parácrinos

(Slegtenhorst-Eegdeman et al., 1998)(Sharpe et al., 1999)

(Sharpe et al., 1994, 1999)

Jannini et al., 1990)

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa

Testicular[ ] de inibina

sanguínea Referências

Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999

Sharpe et al., 1999

Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996

Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995

Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993

Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995

Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993

Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999

Adaptado de Sharpe et al., 2003

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa

Testicular[ ] de inibina

sanguínea Referências

Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999

Sharpe et al., 1999

Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996

Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995

Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993

Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995

Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993

Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999

Adaptado de Sharpe et al., 2003

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa

Testicular[ ] de inibina

sanguínea Referências

Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999

Sharpe et al., 1999

Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996

Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995

Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993

Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995

Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993

Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999

Adaptado de Sharpe et al., 2003

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa

Testicular[ ] de inibina

sanguínea Referências

Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999

Sharpe et al., 1999

Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996

Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995

Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993

Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995

Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993

Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999

Adaptado de Sharpe et al., 2003

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PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

FSH Cels. de Sertoli Diferenciação; Síntese de estradiol; Proteína ligadora de andrógenos (ABP); Secreção do fluido tubular

(Chemes, 1979; Steinberger 1981; Amann & Schanbacher 1983; Miyamoto et al. 1989; Bardin et al. 1994)

20

Goitrogen (6-propyl-2-thiouracil) (PTU) Bociogênico

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

(Holsberger e Cooke, 2005)

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Regulação parácrina

Bovinos – regulação do desenvolvimento testicular

Fatores de crescimento

TGF-α, TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3

Interleucinas

IL-1 α, IL-1 β e IL-6

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

(Russell et al., 1989)

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Ratos, suínos e homem

Desenvolvimento e desenvolvimento das células de Sertoli

FC - TGF-α TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3

Interleucinas - IL-1 α, IL-1 β

TGF-α promove a síntese de DNA

TGF-β promove a absorção de glicose e produção de lactato

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

(Hoeben et al. 199)

(Soder et al. 1991)

(Petersen et al. 2001)

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Término da fase mitótica das CS

Formação das junções de oclusão – Barreira hemato-

testicular;

Início de maturação das células de Sertoli;

Secreção de fluido;

Formação do lume tubular;

Habilidade de sustentar a espermatogenese

Início de proliferação dos espermatócitos primários;

PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI

(Russell et al., 1989)

(Buzzard et al., 2003)

24

MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI

Próximo a puberdade

Morfologia e função

Células de Sertoli madura e não proliferativa

Núcleo aumenta

Nucléolo mais evidente

(Sharpe et al., 2003)

25

MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI

(Aguiar et al., 2006)

22 semanas de idade 34 semanas de idade

26 semanas de idade

Túbulos seminíferos

touros Angus

26

MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI

Inicio da puberdade Morfologia e função

Células de Sertoli madura e não proliferativa Núcleo aumenta Nucléolo mais evidente CS se unem a outras formando um compartimento

adluminal Ações são moduladas

Testosterona - Células de Leydig

Hormônios da tireóide (T3) - algumas espécies

(McLaren et al., 1993)(Sharpe et al., 1994)

(Sharpe et al., 2003)

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COMPOSIÇÃO TESTICULARCOMPOSIÇÃO TESTICULAR

Espécie Túbulos seminíferos (%) Nº de céls. de Sertoli/g de testículo (x106)

Coelhos 87 26

Suíno 83 20

Ovino 80-87 8-12

Equino 73 28

Felino 88 32

Bovino 81 29

( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)

Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e número de células de Sertoli/g de testículo

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COMPOSIÇÃO TESTICULARCOMPOSIÇÃO TESTICULAR

Espécie Túbulos seminíferos (%) Nº de céls. de Sertoli/g de testículo (x106)

Coelhos 87 26

Suíno 83 20

Ovino 80-87 8-12

Equino 73 28

Felino 88 32

Bovino 81 29

( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)

Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e número de células de Sertoli/g de testículo

29

ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE As células germinativas não possui receptores para

FSH e T4; Células de Sertoli, sob a influencia desses

hormônio propiciam a espermatogênese.

30

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

31

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

Limitado ao período de proliferação da CS

ERK 2 promotores ciclina D1 e E2F

Atividade mitogênica

32

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

Efeito citoesqueleto das céls. de Sertoli

Junção Cél.-cél.

?

33

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

ativação Lactato desidrogenase Lactato

gama glutamil peptidase aa.

Absorção de glicose lactato

?

34

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

?

35

REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI

(Walker e Cheng, 2005)

36

CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS ESPERMATOGÊNICASESPERMATOGÊNICAS

Johnson et al., (2008) modificado de Johnson (2007)

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CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS ESPERMATOGÊNICASESPERMATOGÊNICAS

Barreira hemato-testicular (Junções firmes ou do

tipo Tight)

Comunicação entre várias células de Sertoli;

Proteção para as células contra o sistema imune;

traçador eletrondenso

(nitrato de lantâneo)

não atravessa compartimento basal

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ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE Produção diária de espermatozóide

O n° total de células de Sertoli

Capacidade de suporte

Células germinativas

Rendimento e a eficiência do processo

espermatogênico (Queiroz e Cardoso, 1989)

(Russel et al., 1999)

(Russel e Peterson, 1984)

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FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI

Suporte físico - Barreira hemato-testicular;

Fornecer nutrientes durante a espermatogênese;

Manutenção da integridade do epitélio seminífero,

Secretar fluido luminal que direcionar os

espermatozóides para o epidídimo;

Secreção da proteína ligadora de androgenos (ABP);

Secretar por estímulos do FSH e da testosterona, os

agentes parácrinos que intervém na formação e

maturação dos espermatozóides;

40

FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI

Secretar inibina e ativina;

Converter T4 diidrotestosterona

Fagocitar restos citoplasmáticos dos SPTZ e células

com defeito;

Secretar durante a vida embrionária, o hormônio

anti-Mülleriano que garante a regrassão dos ductos

de Müller no feto masculino.

41

0123456789

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Testosterona

Avaliação das SPTGênese em Touro Angus

ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE

Idade (meses)

42

CÉLULAS DE LEYDIGCÉLULAS DE LEYDIG

43

HISTÓRICOHISTÓRICO 1ª Descrição (Leydig, 1850)

Células poliédricas grandes (Microvilos)

Ricas em Retículo Endoplasmático Liso;

Gotas lipídicas

Mitocôndrias;

Complexo de Golgi.

Agrupamentos dispersos no interstício testicular

44

CÉLULAS DE LEYDIGCÉLULAS DE LEYDIG

45

MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE DUAS CÉLS. DE LEYDIGDUAS CÉLS. DE LEYDIG

Gotas lipídicas

Mitocôndria

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FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE LEYDIGLEYDIG

SÍNTESE DE ANDRÓGENOS (T4)

Diferenciação sexual; Desenvolvimento do D. de Wolf; Virilização da genitália externa (DHT); Comportamento sexual; Características sexuais secundárias; Maturação sexual;

Regulação das gonadotrofinas hipofisárias; Espermatogênese; Desenvolvimento muscular.

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DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS DE LEYDIG FETAISDE LEYDIG FETAIS

Céls. Leydigprimitivas

Fetais

Mesênquima Céls. de Sertoli Céls. Endoteliais,

Mioblastos e fibroblastos intersticiais

Pdgf-A

DhhSf1

Arx

Céls. de Leydig fetal ≠ Céls. de Leydig adulta

Pouco dependente do LH

Sensível a ação do ACTH Dependente do LH

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PRODUÇÃO DE TPRODUÇÃO DE T44 TESTICULAR NA TESTICULAR NA FASE FETALFASE FETAL

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

pmol T4 / testículo

14pc 16pc 18pc 1 5 20 adulto

Idade (dias)

normal-GnRH

Knockout para GnRH

49

FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE LEYDIG FETAISLEYDIG FETAIS

PopulaçõesCéls. Leydig

Céls. de Leydig Fetais

T4

Descida testicular

Diferenciação do Sist. Urogenital

(D. Wolf)

Insl 3

Mesênquima

50

ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO APÓS O ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO APÓS O NASCIMENTO ATÉ A FORMAÇÃO DAS NASCIMENTO ATÉ A FORMAÇÃO DAS

CÉLULAS DE LEYDIG ADULTASCÉLULAS DE LEYDIG ADULTASCélulas Tronco

de Leydig(indiferenciadas)

Células precursoras Céls. de Leydig

Céls. de Leydig Imaturas

Céls. de Leydig Imaturas

Céls. De Leydig Adultas

ProliferaçãoDiferenciação

ProliferaçãoDiferenciação

ProliferaçãoDiferenciação

Diferenciação

(Harman et al., 2001)

LH

T3 e T4

IGF-1

51

Tipo Mitose R.E.L Metabolismo T4 Síntese T4Recept

LHReceptAndrog

C. tronco de Leydig + + 0 0 0 ?

C. Precursora de C. Leydig +++ + ++ + + +++

C. de Leydig imatura 1 ++ +++ ++ ++ +++

C. de Leydig adulta 0 +++ + +++ +++ +

Benton et al. (1995).

52

PRODUÇÃO DE TPRODUÇÃO DE T44 E SPTZ EM DIFERENTES E SPTZ EM DIFERENTES ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTOESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO

Testosterona plasmáticaProdução Espermática

53

PROLIFERAÇÃO E PROLIFERAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DAS C. LEYDIGDIFERENCIAÇÃO DAS C. LEYDIG

Diferenciação inicial Céls. Mesenquimais Céls. Leydig (Abdel-hoof, 1960; Rouker 1944)

3-5 meses de idade

Puberdade

Células de Leydig imaturas

5 α redutase

Parâmetro morfológico da Célula Leydig

Volume REL [ ] T4 sérica

54

VOLUME TESTICULAR VOLUME TESTICULAR OCUPADO PELAS C. LEYDIGOCUPADO PELAS C. LEYDIG

Garanhão (28%)

Touro (7%)

Varrão (37%)

55

Hipotálamo

LHReceptor

LH

Ptn GAMPc

PKA...Hipófise

Células de Leydig

GnRH

T4

Pulsátil

REGULAÇÃO DA SÍNTESE REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE TESTOSTERONADE TESTOSTERONA

56

REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE TESTOSTERONATESTOSTERONALH

Ptn G AMPc

PKA

Célula de Leydig

T4Fosfolipídeos e araquidonoil CoA

Ácido araquidônioPLA2

Ptn Start

PBR

Gota lipídica

Colesterol livre

Síntese colesterol de novo

HDL

sérico

SR-B1

mitocôndriapregnenolona

testosterona

LDL

sérico

acetato

P450scc

RELP450c17

57

20,22-desmolase

17-hidroxylase

17,20-desmolase

17β-OH-esteróide desidrogenase

5α-reductase

aromatase

3α-reductase

aromatase

3β-OHSD

Berne et al., 2004

VIAS DE SÍNTESE DE ESTERÓIDES

NAS CÉLULAS DE LEYDIG

VIAS DE SÍNTESE DE

ESTERÓIDES NAS CÉLULAS-ALVO

58

Interações celulares no testículo Interações celulares no testículo envolvidas na regulação da envolvidas na regulação da

espermatogêneseespermatogênese

Berne et al., 2004

59

CONSIDERAÇÕES FINAISCONSIDERAÇÕES FINAIS A compreensão dos fenômenos funcionais, regulatórios,

proliferativos e de diferenciação das Células de Sertoli e

Leydig são pré-requisitos para elaboração de biotécnicas

reprodutivas e de métodos de diagnóstico e tratamento de

doenças.

60

OBRIGADA PELA ATENÇÃO...OBRIGADA PELA ATENÇÃO...erikavetmest@yahoo.com.brerikavetmest@yahoo.com.br