esperma to genes e
TRANSCRIPT
1
WOLFF CAMARGO MARQUES FILHO
ESPERMATOGÊNESE EM BOVINOS Monografia apresentada à disciplina “Seminário em Reprodução animal I” do Programa de Pós-graduação em Medicina Veterinária, Área de Reprodução Animal, Curso de Mestrado, da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da UNESP – Campus de Botucatu.
Docentes Responsáveis: Professor Adj. Sony Dimas Bicudo Professora Adj. Maria Desnise Lopes
Botucatu 2006
2
Resumo
A utilização de biotecnologias na pecuária cada vez mais tem se tornado
essencial para o sucesso na atividade. Com a bovinocultura não é diferente, por
isso a importância de conhecermos os aspectos reprodutivos dos bovinos. Para
obtermos resultados satisfatórios com a reprodução, primeiramente, os touros
precisam estar aptos à reprodução, avaliados através de exame andrológico,
método que nos permite analisar a qualidade do sêmen produzido pelos animais.
A compreensão do mecanismo de produção dos espermatozóides – a
espermatogênese - e os fatores que influenciam este processo são essenciais ao
profissional que trabalha na área, tanto para solucionar patologias, mas também
para previní-los. A espermtogenese é um complexo processo, potanto os estudos
realizados sobre o assunto in vivo ou in vitro tornam-se extremamente importantes
para o nosso aprimoramento no assunto. Apesar de bastante estudado, nunca
poderemos considerar o assunto discutido por completo. Pensando nisso, esta
revisão tem o objetivo de expor as peculiaridades da fisiologia durante a formação
dos gametas masculinos.
Palavras-chave: Bovinos, gametogênese, espermatocitogênese,
espermiogênese.
3
Sumário
Introdução...............................................................................................................1
Revisão de literatura...............................................................................................4
1. Desenvolvimento fetal e a espermatogênese.......................................................4
2. O mecanismo da espermatogênese.....................................................................5
3. Epitélio Seminífero: Espermatogênese.................................................................6
4. Espermatocitogênese...........................................................................................6
5. Espermiogênese...................................................................................................6
6. Fase de Golgi........................................................................................................7
7. Fase da Capa.......................................................................................................8
8. Fase de Acrossomo..............................................................................................9
9. Fase de Maturação.............................................................................................10
10. Espermiação.....................................................................................................11
11. Duração............................................................................................................12
12. Onda Espermatogênica....................................................................................12
13. Barreira sanguínea-testicular............................................................................13
13.1 Junções celulares................................................................................13
13.2 Camada mióide....................................................................................13
13.3 Junções das células de Sertoli.............................................................13
14. Secreções e fluidos...........................................................................................14
15. Controle endócrino...........................................................................................14
16. Fatores de crescimento....................................................................................15
17. Trânsito epidimário, maturação espermática e armazenamento......................16
Considerações finais............................................................................................16
Referências............................................................................................................16
4
Lista de Abreviaturas
Página 4
FSH – Hormônio folículo estimulante
Página 5
LH – Hormônmio luteinizante.
Página 6
DNA – ácido desoxiribonucléico
Página 8
PAS - reação do ácidoperiódico-schiff
Página 10
ABP – proteína ligante
Página 11
� – alfa
� – beta
Página 12
GNRH – Hormônio estimulante de gonadotrofinas
HPT - hipotálamo
I
Introdução
O sistema reprodutivo masculino é constituído de diversos órgãos
peculiares que atuam em conjunto para produzir espermatozóides e liberá- los no
sistema reprodutor da fêmea . Os órgãos genitais consistem em dois testículos
(cada qual suspenso dentro da bolsa escrotal por um cordão espermático e pelo
músculo cremaster externo); dois epidídimos; dois ductos deferentes; glândulas
sexuais acessórias; e o pênis.
O escroto, junto com os músculos cremasteres e a anatomia vascular das
artérias e veias testiculares, tem como função a proteção e a regulação da
temperatura dos testículos.
É o órgão mais importante do sistema reprodutor masculino e que possui
duas funções primordiais: a produção de espermatozóides, e do hormônio sexual
masculino, (testosterona e outros hormônios como progesterona, estrógeno e
colesterol).
Estas duas funções ocorrem nos túbulos seminíferos, que alcançam cerca
2.000 metros de comprimento (quando desenovelado) e produzem 20.000
espermatozóides por segundo, e nas células intersticiais, ou nas células de
Leydig, que constituem cerca de 7% do volume testicular, e são dependentes dos
hormônios gonadotróficos, ICSH ou LH (hormônio luteinizante) e FSH (hormônio
folículo estimulante), liberados pela adenohipófise (que se localiza na base do
cérebro).
O epidídimo não é apenas um conduto para os espermatozóides, mas
também proporciona um ambiente especial para que estes se amadureçam e
adquiram capacidade de fertilização.
O epidídimo é constituído de cabeça, corpo e cauda. Nos dois primeiros
ocorrem o transporte e a maturação dos espermatozóides. A cauda tem a função
de reservar os espermatozóides. A passagem do espermatozóide através do
epidídimo dura cerca de 10 dias no bovino.
Na cabeça do epidídimo estão localizados cerca de 36% dos
espermatozóides e, no corpo, cerca de 18%. A cauda do epidídimo tem a
II
capacidade de armazenar cerca de 45% até 70% dos espermatozóides,
produzidos diariamente, que aí permanecem até serem ejaculados.
Os que não forem ejaculados serão reabsorvidos e excretados
periodicamente através da urina. Em animais que ejaculam diariamente, o tempo
de permanência dos espermatozóides na cauda do epidídimo é menor e a
quantidade que fica em reserva chega a 25% da produção diária.
As glândulas acessórias contribuem para variação do ejaculado entre as
espécies sendo responsável pela diferença na concentração, no volume e na
característica do ejaculado.São estruturas localizadas na pélvis. As glândulas
vesiculares (âmpolas) são lobuladas e variam de 8 a 10 cm de diâmetro no touro
jovem a até 15 cm no adulto. Nestas estruturas é produzido o plasma seminal que
atua como veículo para conduzir os espermatozóides do trato reprodutivo
masculino para o feminino. O plasma seminal é o maior responsável pelo volume
do ejaculado em bovino, visto que o volume produzido pelo esperma é
relativamente pequeno em relação ao total do ejaculado.
O pênis é o órgão copulador , formado por uma porção denominada corpo,
pelo músculo retrator e pela glande. A glande, na fase pré-púbere, acha-se
aderida ao prepúcio, por um ligamento que desaparece antes da puberdade.O
prepúcio constitui-se de partes externa e interna que se acham ligadas ao pênis,
contendo glândulas para lubrificação. O prepúcio pode ser curto (normal) ou
penduloso, forma freqüentemente observada nos zebuínos.O óstio prepucial é a
abertura através da qual ocorre a exteriorização normal do pênis, não devendo
existir qualquer fibrose que a dificulte ou provoque a retenção do pênis .
O processo de produção de espermatozóides, a espermatogênese, tem
duração de 61 dias, desde a célula primordial até sua maturação
(espermatozóide). A produção normal de espermatozódeis dependem de fatores
ambientais, (luminosidade, temperatura e stress), nutricionais e genéticos.
Erroneamente, pensam que a puberdade significa maturidade sexual.
Alguns animais iniciam sua primeira produção de espermatozóides ainda jovens
(em raças européias ocorre por volta de 9 aos 12 meses, dependendo do manejo
utilizado). Porém não podemos dizer que estes animais estão maduros
III
sexualmente, pois eles ainda não estão na sua normalidade de produção
espermática, e as vezes não apresentam estrutura corporal para efetuar a cópula
completa .
Além daquelas alterações na qualidade do sêmen, provindas da utilização
indescriminada de corticóides, como a dexametasona, que funcionaria como
agente estressor provocando uma espermatogênese anômala (HORN et al.,
1997).
Portanto, há de se avaliar muito bem um reprodutor, antes de colocá-lo no
trabalho de reprodução. Um reprodutor jovem aos 16 meses de idade, pode ter
peso e estrutura para cobrir uma fêmea; porém invariavelmente, não podemos
considerá-lo como um touro maduro; para soltá-lo na vacada tem que ser muito
bem analisado, e quando isso ocorrer tem que ter um melhor acompanhamento.
Há de se avaliar muito bem um reprodutor, antes de colocá-lo no trabalho de
reprodução.
A produção diária de espermatozóides no touro adulto é da ordem de 12 a
14 bilhões.
Um baixo desempenho reprodutivo determina menor produção de leite e de
bezerros, incremento na despesa de manutenção de vacas secas, taxa de
descarte mais elevada e maior número de doses de sêmen por concepção (LEITE
et al., 2001). Desempenho baseado inicialmente na produção dos
espermatozóides durante o mecanismo da espermatogênese.
Na pecuária bovina, o macho é acasalado com um grande número de
fêmeas. Por isto, o uso de touros de baixa fertilidade, inférteis ou de qualidade
genética inferior, pode acarretar sérios prejuízos aos criadores, levando a um
maior intervalo entre partos das vacas e ou produção de filhos de baixa qualidade.
Antes da aquisição de um reprodutor deve-se definir a raça e o grau de
sangue, em função da qualidade ou tendência racional do rebanho existente e da
finalidade a que se propõe. É importante considerar, também, a região e
condições de manejo da propriedade, além da qualidade do seu sêmen, condição
sinequanão para um bom reprodutor.
IV
O espermatozóide representa somente um dos diversos passos de uma
série de mudanças complexas que envolvem todo o processo da
espermatogênese.
O ciclo espermatogênico tem início com uma célula tronco ou
espermatogônia tipo A. No túbulo seminífero, ocorre diversas mudanças nestas
células iniciais, porém nenhuma área dele possui todos tipo celulalres que
envolvem a espermatogênese, mas sim uma interrelação entre cada porção do
túbulo, para que se complete a metamorfose até os espermatozóides.
Estas asociações celulares que ocorrem durante o ciclo nos túbulos
seminíferos nos permiti dicutir os vários estágios pelo qual as células são
submetidas.
A espermatogenese é um complexo processo, potanto os estudos
realizados sobre o assunto in vivo ou in vitro tornam-se extremamente importantes
para o nosso aprimoramento no assunto.
Revisão bibliográfica
1. Desenvolvimento fetal e a espermatogênese
Durante a vida fetal e neonatal, a gametogênese e a esteroidogênese
paracem independentes, ao passo que no início da puberdade elas se tornam
intimamente relacionadas.
Os testículos, assim como os ovários, possuem dupla função:
espermatogênese e secreção dos hormônios esteróides. Sendo, a
espermatogênese, estimulada pelo Hormônio Folículo Estimulante (FSH) e
aumentada pela ação dos andrógenos, principalmente a testosterona.
A estrutura básica dos testículos permanece inalterada desde a
diferenciação sexual até o início da puberdade. Os cordões seminíferos são
delimitados por células de sustentação, enquanto que as células germinativas
indiferenciadas ou gonócitos ocupam a parte central.
V
O tecido intersticial que preenche o espaço entre os cordões sexuais é
composto de células alongadas do tipo conjuntivo e de células esteroidogênicas,
reconhecidas por um retículo liso abundante e pela presença de mitocôndrias com
cristas tubulares. As células de Leydig secretam andrógenos logo que a função
gonadotrófica seja desencadeada. Contudo, as células de Leydig são sensíveis às
gonadotrofinas e sua atividade esteroidogênica contínua dependente intimamente
da secreção gonadotrófica. Em bovinos, a secreção de gonadotrofinas tem início
com 45 dias e, as células de Leydig fetais são rapidamente estimuladas pelo LH e
a testosterona até a regressão da função gonadotrófica (HAFEZ, 1982).
No início da puberdade recomeça a secreção de gonadotrofinas e as
células de Leydig são reativadas. Em suínos, as células de Leydig que foram
ativadas durante a vida fetal e neonatal, ocupam grandes áreas entre os túbulos,
enquanto que após a puberdade, as células peritubulares é que são mais ativas
(VAN STRAATEN e WENSING, 1978). Esta observação tende a dar reforço a
hipótese há muito debatida de que existem duas populações de células de Leydig,
uma fetal e outra na puberdade.
Do ponto de vista prático, um animal macho atinge a puberdade quando for
capaz de emitir gametas e de manifestar seqüências completas de
comportamento sexual. Basicamente, a puberdade é o resultado de um
ajustamento gradual entre a atividade gonadotrófica em crescimento e a
habilidade das gônadas de simultaneamente a esteroidogênese e a
gametogênese.
No início da puberdade, os níveis de secreção gonadotrófica aumentam sua
amplitude e freqüência pulsáteis (FOSTER et al., 1978; LACROIX et al., 1977).
Com duas a oito semanas de idade as freqüências pulsáteis de cordeiros
aumentam de um a cinco em um período de seis horas.
No macho, a testosterona aumenta progressivamente desde os níveis muito
baixos até os de adulto, em resposta à secreção de gonadotrofinas. O alcance da
secreção de testosterona aumenta à medida que a puberdade avança, e
finalmente os níveis médios de testosterona permanecem definitivamente altos.
VI
Para uma espermatogênese “ótima” os testículos dos mamíferos devem
descer para a bolsa escrotal.
2. O mecanismo da espermatogênese
A espermatogênese é o processo pelo qual os gametas masculinos, os
espermatozóides, são produzidos. Este processo ocorre de maneira contínua
durante a vida sexual ativa dos animais nos testículos, os quais estão dispostos
simetricamente em cada lado da linha média. Tem o formato de um grão de feijão,
sua coloração varia de branco a amarelo e prateado, no macho imaturo, ao branco
puro, durante a vida sexual ativa.
3. Epitélio Seminífero: Espermatogênese
O epitélio seminífero, delineado pelos túbulos seminíferos, é composto de
dois tipos celulares básicos: as células de Sertoli e as células germinativas em
desenvolvimento.
As células sofrem uma série contínua de divisões celulares e modificações
de desenvolvimento, começando na periferia e progredindo em direção à luz
tubular. As células tronculares, chamadas espermatogônias dividem-se por várias
vezes antes de formarem espermatócitos. Os espermatócitos então passam pelo
processo de meiose, reduzindo o conteúdo de DNA das células à metade daquele
das células somáticas. Esta série de divisões celulares é conhecida por
espermatocitogênese.
As células haplóides resultantes deste processo são chamadas de
espermátides, as quais sofrem uma série progressiva de modificações estruturais
e de desenvolvimento dando origem aos espermatozóides. Tais modificações
metamórficas são conhecidas por espermiogênese.
As células germinativas em desenvolvimento estão intimamente associadas
com as grandes células de Sertoli ou células sustentaculares que as envolvem
durante o desenvolvimento.
VII
4. Espermatocitogênese
Durante o desenvolvimento embrionário, células especiais chamadas
células germinativas primordiais migram da direção do saco vitelíneo do embrião
para as gônadas indiferenciadas.
Depois de atingir a gônada fetal, as células primordiais dividem-se várias
vezes antes de formar as células chamadas gonadócitos. No macho, estes
gonócitos parecem sofrer uma diferenciação imediatamente antes da puberdade
para formar o tipo de espermatogônia A0 das quais originam-se outras células
germinativas.
O tipo de espermatogônia A1 divide-se progressivamente para formar o tipo
A2, tipo A3 e tipo A4. O tipo A4 divide-se novamente para formar espermatogônias
intermediárias (tipo In) e então novamente para formar o tipo B de
espermatogônia.
Estes vários tipos espermatogônias que podem ser identificados em cortes
histológicos de epitélio seminífero são a base para a proliferação da linha celular
germinativa.
Existe alguma variação em relação à classificação das espermatogônias, e
algumas espécies são evidentes apenas três e não quatro tipos de
espermatogônias.
O tipo de célula A2 não apenas se divide para produzir muitas células
germinativas que eventualmente formam espermatozóides, porém julga-se
também que haja uma divisão específica para repor a população de células
tronculares das espermatogônias do tipo A1. Parece que uma reserva especial de
células tronculares tipo espermatogônia A0, repões a população de células
tronculares.
A espermatogônia tipo B dividi-se pelo menos uma vez e provavelmente
duas para originar os espermatócitos primários. Os espermatócitos primários
duplicam o seu DNA e sofrem modificações nucleares progressivas de prófase
meiótica conhecidas por pré-leptóteno, leptóteno, zigóteno, paquíteno e diplóteno
VIII
antes de devidirem-se para formar espermatócitos secundários. Sem outra síntese
de DNA, os espermatócitos secundários resultantes dividem-se novamente para
formar as células haplóides, conhecidas por espermátides. Todo processo de
espermatocitogênese divisional, desde espermatogônia até espermátide, leva
aproximadamente 45 dias no touro. Todavia estas divisões são incompletas desde
que pequenas pontes citoplasmáticas ou intercelulares ficam retidas entre a
maioria das células de uma série ou de um “clone” de células germinativas de
células de desenvolvimento (BLOOM e FAWCETT, 1975). Julga-se que estas
pontes sejam importantes na coordenação do desenvolvimento simultâneo de
células germinativas como um grupo.
5. Espermiogênese
As espermátides arredondadas são transformadas em espermatozóides
através de uma série de modificações morfológicas progressivas conhecidas como
espermiogênese. Estas modificações incluem condensação da cromatina nuclear,
formação da cauda espermática ou aparelho flagelar, e desenvolvimento da cauda
acrossomal.
Os vários estágios de desenvolvimento da transformação espermática são
classificados através da reação do ácidoperiódico-schiff (PAS) para corar os
componentes do acrossomo em desenvolvimento em cor vermelha acentuada.
São notadas quatro fases neste processo de desenvolvimento: a fase de Gole, a
da capa, a acrossomal e a fase de maturação.
6. Fase de Golgi
Fase da espermiogênese é caracterizada pela formação de grânulos pró-
acrossomais PAS-positivos, dentro do aparelho de Golgi, a convalescença dos
grânulos dentro de um único grânulo acrossomal, a aderência do resultante
grânulo acrossomal ao envelope nuclear, e os estágios primários do
IX
desenvolvimento da cauda no pólo oposto ao da aderência do grânulo
acrossomal.
O centríolo proximal migra aproximadamente ao núcleo local onde se julga
que ele forme uma base para a união da cauda à cabeça.
7. Fase da Capa
Caracterizada pela difusão dos grânulos acrossomais aderentes sobre o
núcleo da espermátide.
Este processo continua até que aproximadamente 2/3 da porção anterior de
cada núcleo da espermátide seja recoberto por um envoltório fino de dupla
camada que se adere intimamente ao envelope nuclear. Durante esta fase de
capa os componentes de axonemas em desenvolvimento na cauda, formados a
partir de elementos do centríolo distal, alongam-se além da periferia do citoplasma
celular. Durante o desenvolvimento precoce, o axonema assemelha-se bastante à
estrutura de um cílio já que ele consiste de dois túbulos centrais circundados
perifericamente por nove pares de túbulos.
8. Fase de Acrossomo
Caracterizada por modificações nos núcleos, acrossomos e nas caudas das
espermátides em desenvolvimento. As modificações de desenvolvimento são
favorecidas pela rotação de cada espermátide de modo que o acrossomo é
direcionado em à base ou à parede externa do túbulo seminífero, e a cauda por
sua vez em direção ao lúmen.
As modificações nucleares incluem a condensação da cromatina dentro de
densos grânulos e a modificação da forma do núcleo esferoidal em uma estrutura
alongada e achatada. O acrossomo, externamente aderente ao núcleo, também
se condensa e se alonga a fim de corresponder à forma do núcleo. Estas
modificações na forma de núcleo e do acrossomo parecem ser “moldadas” pelas
células de Sertoli circundantes. As modificações morfológicas são levemente
X
deferentes para cada espécie, resultando assim em espermatozóides e
espermátides alongadas, as quais são caracterizadas para cada espécie.
As modificações na morfologia nuclear são acompanhadas pelo
deslocamento do citoplasma para a região caudal do núcleo, onde ele circunda a
porção proximal da cauda em desenvolvimento. Dentro deste citoplasma, os
microtúbulos associam-se para formar uma bainha cilíndrica temporária chamada
“manchete”, a qual se projeta posteriormente da porção caudal do acrossomo,
onde ele circunda frouxamente o axonema. Dentro da manchete cilíndrica, uma
estrutura citoplasmática especializada chamada corpo cromatóide condensa-se ao
redor do axonema formando uma estrutura semelhante a um anel, conhecido por
“annulus”. Este, em primeiro lugar, forma-se próximo ao centríolo proximal e então
durante o desenvolvimento subseqüente migra posteriormente ao longo da cauda.
As mitocôndrias, previamente distribuídas através do citoplasma das
espermátides, começam a centrarem-se próximas ao axonema, formando a
bainha que caracteriza a peça intermediária da cauda.
9. Fase de Maturação
Envolve a transformação final das espermátides alongadas e células que
são liberadas para dentro da luz dos túbulos seminíferos. A modificação da forma
do núcleo e do acrossomo de cada espermátide, iniciada na fase prévia, produz
espermatozóides característicos para cada espécie. Dentro do núcleo, os grânulos
de cromatina sofrem progressiva condensação até formarem um fino material
homogêneo que preenche todo o núcleo dos espermatozóides.
Durante a fase de maturação, uma bainha fibrosa contendo nove fibras
grosseiras forma-se ao redor do axonema. Estas fibras grosseiras parecem estar
associadas individualmente aos nove pares de microtúbulos do axonema e têm
continuidade com colunas no colo da peça de conexão da espermátide. A bainha
fibrosa cobre a axonema desde o “annulus" até o início da peça terminal. O
“annulus” migra de sua posição adjacente ao núcleo, distalmente ao longo da
cauda, para ponto onde, subseqüentemente, ele irá separar a peça intermediária
XI
da peça principal da cauda. As mitocôndrias, previamente concentradas ao redor
do axonema, ordenam-se ao longo da peça intermediária formando uma bainha
mitocondrial que cobre as fibras grosseiras previamente depositadas desde o colo
até o “annulus”.
Durante os últimos estágios da espermiogênese, a “manchete” desaparece
e a célula de Sertoli forma então o citoplasma remanescente após o
prolongamento da espermátide em um lóbulo esferóide, chamado “corpúsculo
residual”. Este lóbulo de citoplasma, que permanece ligado a espermátide
alongada por um filete delgado de citoplasma, e também interligado com outros
corpúsculos residuais por pontes intercelulares resultantes da divisão incompleta
das células germinativas durante a espermatocitogênese, uma vê formando o
corpúsculo residual, as espermátides alongadas sofrem a maturação final e estão
prontas para serem liberadas sob a forma de espermatozóides.
10. Espermiação.
A liberação de células germinativas formadas para a luz dos túbulos
seminíferos é conhecida por espermiação. As espermátides alongadas, orientadas
perpendicularmente para a rede tubular, vão sendo expulsas gradativamente para
a luz dos túbulos. Os lóbulos do citoplasma residual por intermédio dos quais
grandes grupos sinciciais de espermátides estão ligados por pontes intercelulares
permanecem embutidos no epitélio.
A expulsão dos componentes espermáticos continua até que apenas uma
delgada haste do citoplasma uma ao colo da célula espermática ao corpo residual
(FAWCETT, 1975). O rompimento da haste resulta na formação da gota
citoplasmática na região da colo dos espermatozóides e na retenção dos corpos
residuais arredondados.
Após a liberação dos espermatozóides, as células de Sertoli se desfazem
rapidamente dos copos residuais embora as células de Sertoli estejam ativamente
envolvidas no processo de espermiação, não está clara ainda a sua precisa
atuação na aparente reciclagem dos componentes protoplasmáticos dos corpos
XII
residuais. As células de sertoli não somente devem fagocitar os corpos residuais
remanescentes do processo espermatogênico, como também removem um
considerável número de células germinativas em degeneração. Isto ocorre porque
o processo espermatogênico é relativamente ineficiente, no sentido de um grande
número de células espermáticas potenciais degenerar-se antes de tornar-se
espermatozóides.
11. Duração
Os vários tipos celulares formam associações celulares que sofrem
modificações cíclicas. No touro, foram descritos doze estágios desse ciclo
(BERNKLTSON e DESJARDINS, 1974).
O ciclo completo dos estágios conhecido por ciclo do epitélio seminífero, e
definido como uma série de modificações em determinada área do epitélio
seminífero que ocorre entre dois surgimentos do mesmo estágio de
desenvolvimento (Clermont, 1963).
A duração do ciclo é de 14 dias no touro (JOHNSON e EVERITT, 1984;
SWIERSTRA et al., 1968) e ocorre de forma uniforme dentro de cada
espécie(SETCHALL, 1978).
12. Onda espermatogênica
Os estágios do ciclo do epitélio seminífero não somente se modificam de
acordo com o tempo, como também ao longo de sua extensão (SETCHELL,
1977). Uma extensão do túbulo em determinado estágio está usualmente em
posição contígua a outras porções correspondentes a outros estágios,
imediatamente procedente ou logo sucessivo a ela em termos de tempo (PEREY
et al. 1961). Esta modificação seqüencial do estágio do ciclo ao longo da extensão
do túbulo seminífero, percebemos que a onda envolve uma seqüência de
estágios, inciando-se com o s menos avançados no meio da alça, até os
progressivamente mis evoluídos mais próximo à “rete testis”.
XIII
13. Barreira sanguínea-testicular
13.1 Junções celulares
Essa barreira permeável protege as células germinativas localizadas dentro
dos túbulos das transformações químicas sanguíneas, uma vez que os túbulos
não são penetrados por vasos sanguíneos ou linfáticos. É constituída pela barreira
incompleta ou parcial das células mióides que circundam o túbulo e as singulares
junções entre células de Sertoli adjacentes (SETCHELL, 1980).
13.2 Camada mióide
A membrana basal ou túnica própria que circunda os túbulos seminíferos
contém uma camada de células mióides contráteis. Não é bem desenvolvida no
touro, o que reduz sua importância para esta espécie.
13.3 Junções das células de Sertoli
É a principal barreira sanguínea-testicular, situada próximo à base celular
apresentam múltiplas zonas de aderência, onde se fundem as membranas
opostas (FAWCETT, 1975). As junções oclusivas dividem os túbulos seminíferos
em dois compartimentos distintos: um compartimente basal contendo
espermatogônia e espermatócitos pré-leptótenos e outro compartimento
“adluminal”, contendo as formas mais avançadas de espermatócitos e
espermátides, que se comunicam livremente com a luz do túbulo (FAWCETT,
1975).
O compartimento basal da livre acesso aos compartimentos que se
penetram na camada mióide. Contudo, o compartimento adluminal demonstra uma
grande variação de permeabilidade de acordo com a substância em questão, o
XIV
que parece importante para a manutenção de um ambiente apropriado para a
função espermatogênica.
14. Secreções e fluidos
As espermátides liberadas na luz dos túbulos são imóveis e varridas dos
túbulos pelas secreções originadas pelas células de Sertoli. O trânsito dentro do
epidídimo parece ser auxiliado pelas secreções da rete testis, pelos elementos
figurados contráteis dos testículos (células mióides e cápsula testicular)
(HARGROVE et al., 1977) e pelos cílios delineando os ductos eferentes.
Este fluido testicular é composto das células de Sertoli e das células
epiteliais que delineiam a rete testis. Todavia, as células de Sertoli são a fonte
predominante de fluidos que deixa os testículos, empurrando solutos para dentro
do compartimento adluminal, formando um gradiente osmótico, constituído por
várias proteínas (ABP) (HANSSON et al., 1976), associado aos
andrógenos,produzidos pelas células de Leydig, os quais colaboram na trânsito
dentro da cabeça do epidídimo.
15. Controle endócrino
As função testicular normal requer estimulação hormonal pelas
gonadotrofinas que por sua vez, são controladas por secreções pulsáteis de
hormônios liberadores de gonadotrofinas (GnRH) do hipotálamos (HPT). Tamanha
a importância do eixo-hipotálamo-hiofisáiro-ganadal. E comprovada quando
realiza-se a hipofisectomia, resultando na cessação da espermatogênese.
Sendo restaurada após tratamento com FSH e LH ou FSH e testosterona,
feito imediatamente a cirurgia em ratos. Em outras espécies, contudo, requerem
FSH em adição ao esteróide para a manutenção da espermatogênese.
Outros hormônios (prolactina, hormônio do crescimento e hormônio
estimulante da tireóide) podem apresentar papéis secundários no suporte à função
XV
testicular embora não existam evidências que comprovem tal fato
(SCHANBACHER, 1984).
A principal ação dos andrógenos parece ser nas células de Sertoli e mióide
e não diretamente nas células germinativas. A dependência aos esteróides é
encontrada pela produção pulsátil de andrógenos pelas células de Leydig, que
estão adjacentes aos túbulos seminíferos .
As células de Leydig são estimuladas por pulsações de LH da hipófise para
a secreção de andrógenos, os quais difundem-se junto as células de Sertoli
adjacentes e são secretados dentro dos vasos, retroalimentando o hipotálamo,
hipófise para bloquear o LH.
O FSH estimula a produção de ABP e inibina pelas células de Sertoli. O
ABP forma complexo ao unir-se aos andrógenos, e é transportado com os
espermatozóides para dentro do epidídimo (GANJAM e AMANN, 1976).
As células epiteliais do epidídimo requerem níveis relativamente altos para
uma boa atividade. A inibina possui efeito retrógrado negativo sobre a secreção de
FSH, porém não sobre a do LH (BLANC et al., 1981). Grande parte da testosterona
é convertida em diidrostestosterona (DHT), pela enzima 5aestreóide, enquanto
outra porção é convertida em esteróides pela aromatize (DORRINGTON e
ARMSTRONG, 1975). Um nível alto de testosterona é necessário a maturação
das espermátides.
16. Fatores de crescimento
Os fatores de crescimento regulam alguns processos reprodutivos, além de
constituir parte do plasma seminal (ADASHI et al., 1991; EARP, 1991; RAPPOLEE
et al., 1989). Os fatores de crescimento que são polipeptídios, legam-se a
receptores nas células específicas em tecidos-alvo. Os quais regulam a
proliferação de vários tipos celulares, influenciando no crescimento do trato
reprodutivo. Alguns destes são: Fator de crescimento epidérmico, Fator de
crescimento fibroblástico, proteína reguladora folicular, inibidor carreador de FSH,
Fator estimulador de colônias de granulócitos, Fator estimulador de colônias de
XVI
macrófagos-granulócitos, inibina F (foliculostatina), Soro de fator de crescimento
semelhante à insulina, inibidor da luteinização, substância inibidora Mülleriana,
GnRH� peptídeo, GnRH� peptídeos, peptídeo do fluido ovariano, fator de
crescimento derivado de plaquetas, fator transformador do crescimento, peptídeo
intestinal vaso ativo.
Em machos, a substância inibidora Mülleriana (MIS) é produzidas pelas
células de Sertoli e provoca a regressão do ducto de Müller, enquanto que nas
fêmeas, inibe a meiose do oócito e bloqueia a degradação espontânea da vesícula
germinativa.
A ativina, potente liberador de FSH, possui mecanismos parácrinos
(hormônio inibidor do crescimento e secreção adrenocorticotrófica) e autócrinos
(secreção estimulante de FSH). Assim como a inibina, a ativina, age também
dentro das gônadas como moduladores autócrinos e parácrinos da produção de
esteróides e hormônio de crescimento.
O fator transformador de crescimento (TGF) regula a função testicular.
Peptídeos endógenos opióides (EOPs) regulam a esteroidogênese, de forma
autócrina e parácrina, e participam no controle hormonal intratesticular da
permeabilidade vascular.
Os neurotransmissores, dopamina, serotonina, norepinefrina e os opióides
cerebrais atuam diretamente na regulação do eixo-hipotálamo-hipófise-gonadal.
17. Trânsito epididimário, maturação espermática e armazenamento
Os espermatozóides são transportados por um duto bastante enovelado,
chamado epidídimo, que transportados espermatozóides distalmente do testículo
para dentro do ducto deferente, como também, submetem os espermatozóides ao
processo de maturação, no qual adquirem habilidade potencial de fertilização.
O processo de maturação envolve modificações funcionais, incluindo o
desenvolvimento da potencialidade para a manter a motilidade, a progressiva
perda d’água, a migração distal, e a eventual perda da gota citoplasmática.
XVII
O transporte dos espermatozóides pelo epidídimo depende das contrações,
estimuladas pelas prostaglandinas (CONSENTINO et al., 1984), e perdura cerca
de sete dias no touro, sendo reduzido pela maior freqüência de ejaculações. Os
elementos contráteis da parede do epidídimo apresentam diferenças regionais de
tal modo que os componentes das células musculares lisas aumentam
progressivamente a partir a partir da cauda do epidídimo para o vaso deferente
(BEDFORD, 1975).
O desenvolvimento da capacidade progressiva da motilidade espermática
reflete como modificações quantitativas e qualitativas nos padrões metabólicos do
aparelho flagelar, nos padrões da flexibilidade e movimento dos seus flagelos.
Com isso, a importância do fator quiescente, que prolonga a sobrevivência
espermática, ao prevenir um metabolismo desnecessário.
Silva et al. (2003) verificaram maiores taxas de defeitos totais nos
espermatozóides do epidídimo quando comparados aos esperamtozóides do
ejaculado de bovinos.
Não devemos esquecer a capacitação espermática, que garante a real
capacidade de fertilização pelos espermatozóides, ocorre somente no trato
reprodutivo feminino. Sendo assim, os espermatozóides retirados da cabeça do
epidídimo, não dotados de motilidade, mas de movimentos natatórios circulares,
incapazes de movimentos vigorosos unidirecionais.
O desenvolvimento da habilidade fertilizante está associado com
modificações em vários aspectos da integridade funcional dos espermatozóides:
desenvolvimento do potencial para manter a motilidade progressiva, alteração dos
padrões metabólicos e a situação estrutural de específicas organelas da cauda,
modificações na cromatina, modificações na natureza da superfície da membrana
plasmáticas, movimentação e perda da gota protoplasmática, modificação da
forma do acrossomo (em algumas espécies) (BEDFORD, 1975).
Considerações finais
XVIII
Para melhor entendimento da importância das causas que estão
contiribuindo para os baixos índices reprodutivos e, conseqüentemente, propor
medidas para sua melhoria há necessidade de mais estudos/experimentos para
identificarmos os reprodutores ideais, definir a vida útil destes animais e avaliar os
efeitos do manejo, ambiente sobre os aspectos que tangem a fertilidade
especificamente dos touros.
Mas independente destes estudos, nós profissionais e criadores, devemos
implantar um sistema de monitoramento, que indiquem a real situação enfrentada
pelos animais, retirando do rebanho os inférteis. Além, da preocupação com uma
satisfatória proporção touro:vaca, para não sobrecarregar os animais;
aprimorarmos a estação de monta, que maximiaza todo o sistema de produção, de
forma a excluir o efeito touro nos baixos índices reprodutivos da pecuária
brasileira.
Referências
ADASHI, E.Y.; RESNICK, C.E.; HETRNADES, E.R.; HURWITS, A.; ROBERTS,
C.T.; LEROITH, D.; ROSENFELD, R. The intraovarian IGF system. In SERONO
SYMPOSION. SCHOMBERG, D.W. (ed), New York, 1991, Academic Press.
BEDFORD, J.M. Maturation, transport, and fate of spermatozoa in the epididymis.
In HANDBOOK OF PHISIOLOGY, section 7, Endocrinology, v. 5, Male
Reproductive System. Greep, R.O.; Astwood, E.B. (eds), Washington, American
physiological Society.
BLANC, M.R.; HOCHEREAU-DE- REVIERS, M.T.; CAHOREAU, C.; COUROT,
M.; DECHEUX, J.C. Inhibin: effects on gonadotropin secretion and testis function
in ram and rat. In INTRAGONADAL REGULATION OF REPRODUCTION.
Franchimont, P. and Channing, C.P. (eds), New York, 1981, Academic press.
XIX
BLOOM, D.; FAWCETT, D.W. A textbook of Histology. Philadelphia, W.B.
Saunders, 1975.
CLERMONT, Y. The cycle of the seminiferous epithelium in man. Am. J. Anat.,
1963, v. 112, p. 35-45.
COSENTINO, M.J.; TAKIHARA, H.; BURHOP, J.W.; COCKETT, A.T. Regulation of
rat caput epididymidis contractility by prostaglandinas. Journal of the Andrology,
1984, v. 72, p.216-222.
DORRINGTON, J.H.; ARMSTRONG, D.T. Follicle-stimulating hormone stimulates
estradiol 17- � synthesis in cultured Sertoli cells. Proc. Natl. Acad. Sci., 1975, v.
72, p. 2677-2681.
EARP, S. The epidermal growth factor receptor: control of synthesis and signaling
function. In SERONO SYMPOSIUM. SCHOMBERG, D.E. (ed), 1991, New York,
Academic press.
FAWCETT, D.W. Ultrastructure and function of the Sertoli cell. In HANMDBOOK
OF PHYSIOLOGY, Sec. 7, Endocrinology, vol. V, Male Reproductive system.
Greep, R.O. and ASTWOOD, E.B. (eds), Washington, D.C., American
Physiological Society, 1975.
FOSTER, D.L.; LEMONS, J. A.; JAFFE, R.B.; NISWENDER, G.D. Sequential
patterns of circulating luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone in
female sheep from early postnatal life through the first estrous cycles.
Endocrinology, 1978, v. 97, p. 985.
GANJAM, V.K.; AMANN, R.P. Steroids in fluids and sperm entering and leaving
the bovine epididymis, epididymal tissue and accessory sex gland secretions.
Endocrinology, 1976, v. 99, p. 1618-1630.
XX
HAFEZ, E.S.E. Reprodução Animal, 6a ed. GARNER, D.L.;HAFEZ, E.S.E. (ed)
Espermatozóide e plasma seminal, Kiawah Island: Academic Press, 1995,
p.167-190.
HAFS, H.D.; MCCARTHY, M.S. Endocrine control of testicular function. In
BELTSVILLE SYMPOSIUM IN AGRICULTURAL RESEARCH 3, Animal
Reproduction. Hawk, H.W. (ed), New York, Halsted press, 1978, p. 345-364.
HANSSON,V.; WEDDINTON, S.C.; FRENCH, F.S.; MCLEAN, W.; SMITH, A.;
NAYFEH, S.N.; RITZEN, E.M.; HAGENAS, L. Secretion and role of androgen-
binding proteins in the testis and epididymis. Journal Reproduction and Fertility,
1976, suppl. 24, p. 17-33.
HARGROVE, J.L.; MACINDOE, J.H.; ELLIS, L.C. Testicular contractile cells and
esperm transport. Fert. Steril., 1977, v. 28, p. 1146-1157.
HORN, M.M.; MORAES, J.C.F.; GALINA, C.S. Qualidade do sêmen de touros
Aberdeen Angus e Ibagé frente a degeneração testicular experimental. Arch.
Latinoam. Prod. Anim, 1997, v. 5, p. 356-358.
JOHNSON, M.; EVERITT, B. Essential Reproduction, ed. 2, 1984, Blackwell
Scientific Publications.
RAPPOLEE, D.A.; STURM, K.S.; SCHULTZ, G.A.; PEDERSON, R.A.; WERH, Z.
The expression of growth factor ligands and receptors in preimplantion mouse
embryos. In EARLY EMBRYO DEVELOPMENT AND PARACRINE
RELATIONSHIPS. HEYNER, S.; WILEY, Y. (eds), New York, 1989, p. 11-26.
XXI
SCHANBACHER, B.D.. Hormonal regulation of the male pituitary. In PROC. 10 TH
INT. CONGRESS ON ANIMAL REPROD. ARTIF. INSEM., Urbana-Champaign,
1984, v. 4, p. I1-I8.
SETCHELL, B.P. Male reproductive organs and semen. In REPRODUCTION IN
DOMESTIC ANIMALS. Cole, H.H. and CUPPS, P.T. (eds), New York, 1977,
Academic press.
SETCHELL, B.P. The function significance of the blood-testis barrier. J.
Andrology, 1980, v. 1, p. 3-10.
SETCHELL, B.P. The Mammalian Testis. Ithaca, 1978, Cornel University Press.
SILVA, A.E.D.F; DIAS, A.L.; UNANIAN, M.M.; FREITAS, A.R.; JÚNIOR, C.B.
Contúdo de peptídeos e avliação morfofisiológica dos espermatozóides do
epidídimo e ejaculado de bovinos. Revista Brasileira de Zootecnia, 2003, v. 32,
n. 6, p. 1890-1900.
SWIERSTRA, E.E. Cytology and duration of the cycle of the seminiferous
epithelium of the boar; duration of spermatozoan transit through the epididymis.
Anat. Rec., 1968, v. 161, p.171-185.
VAN STRAATEN, H.M.W.; WENSING, G.J.G. Leydig cell development in the testis
of the pig. Biology Reproduction, 1978, v. 18, p. 86.
ORTAVANT, R. In: ORTAVANT, R.; COUROT, M.; HOCHEREAU, M.T. (ed).
Spermatogenesis and morphology of the spermatozoon, New York: Academic,
1977, p. 251-276.
FRASER, C.M.; MAYS, A. Manual Merck de Veterinária, 1986, 6 ed.