FECUNDAÇÃO ESPERMATOZOIDE

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1 FECUNDAÇÃO Basicamente, fecundação (ou fertilização, termo usado como sinônimo), nada mais é do que o encontro dos gametas masculino e feminino (ambos haploides), e a união dos materiais genéticos desses gametas dá origem ao chamado ovo ou zigoto (célula diploide). Nos humanos, cada gameta possui 23 cromossomos, já o zigoto (como todas as células somáticas dos humanos) possuem 46 cromossomos. ESPERMATOZOIDE Um espermatozoide (gameta masculino), com a movimentação do seu flagelo pode chegar à uma velocidade de 3mm/min. Ao ser injetado no sistema reprodutor feminino, os espermatozoides chegam até as tubas

2 uterinas guiados por estímulos químicos, pois seus receptores reconhecem moléculas semelhantes à odoríferas produzidas pelos ovários (processo chamado quimiotaxia). Além dos espermatozoides, há várias outras substâncias e nutrientes que compõem o sêmen, que por apresentar fibrinogênio possui uma característica grudenta, facilitando a entrada dos espermatozoides no sistema reprodutor feminino. Uma estrutura muito importante encontrada nos espermatozoides é o acrossomo, uma vesícula digestiva (cheia de enzimas hidrolíticas) situada na ponta de sua cabeça, derivada de um lisossomo da célula germinativa que o originou, que tem como função degradar a zona pelúcida do óvulo (membrana externa à membrana plasmática que protege o gameta feminino). É importante ficar claro que apenas na reprodução dos mamíferos, até ao momento da fecundação o gameta feminino é chamado de ovócito II e não de óvulo, pois ainda nessa etapa não concluiu a meiose II, onde só após a entrada do material genético do espermatozoide é que o ovócito II termina a meiose II com a ajuda dos centríolos fornecidos pelo espermatozoide, e então acontece a união entre os materiais genéticos (cariogamia). Nas demais espécies o gameta feminino já é chamado de óvulo antes da fecundação. Abaixo, a estrutura de um espermatozoide:

3 Os espermatozoides são células altamente especializadas. Sua estrutura celular é dividida em três partes: Cabeça Compreende o núcleo (possui o material genético haploide, que se unirá ao material genético do ovócito II, no processo de fecundação); acrossomo (vesícula digestiva com função de degradação da zona pelúcida do óvulo, cuja principal enzima é a hialuronidase); centríolo (tipo de citoesqueleto classificado como microtúbulo, composto por uma proteína chamada tubulina; é a estrutura que também será doada pelo espermatozoide ao ovócito II, o que contribui para a formação do fuso acromático, estrutura que faz a separação das cromátides irmãs na realização da meiose II do ovócito II). Segmento intermediário Possui inúmeras mitocôndrias, que fornecem energia ao espermatozoide através do processo de respiração celular. Cauda Formado pelo flagelo (outro tipo de microtúbulo, composto de tubulina; é a estrutura que garante a mobilidade ao espermatozoide, através de movimentos são ondulatórios). Espermatozoides de várias espécies Abaixo, a representação de espermatozoides de diferentes espécies. Obs.: Espermatozoides de algumas espécies não possuem flagelo, como é o caso dos nematódeos, animais vermiformes, o mais conhecido entre eles é o Ascaris lumbricoides (a lombriga).

4 ÓVULO Como já dito, a formação do óvulo nos mamíferos só ocorre se houver a fecundação do até então, ovócito II. Se não houver a fecundação deste, o mesmo será eliminado pelo organismo da fêmea.

5 Ao penetrar no ovócito II, o espermatozoide injeta no citoplasma do ovócito II apenas seus centríolos e seu núcleo, no entanto, o núcleo fica aguardando dentro do citoplasma do ovócito II o processo de meiose II. Já os centríolos do espermatozoide entra dentro do núcleo do ovócito II, formando o fuso acromático para que haja a separação das cromátides irmãs. Com a finalização da meiose II, ocorre a formação do óvulo e de uma célula menor resultante desse processo, o chamado segundo glóbulo polar ou polócito II. Depois disso, há a junção do material genético doado pelo espermatozoide com o material genético do óvulo, formando o ovo ou zigoto haploide (a chamada cariogamia). Abaixo, a estrutura do gameta feminino: As principais estruturas do óvulo são: Coroa radiada (corona radiata ou cúmulos): Membrana mais externa do óvulo formada por um conjunto de células foliculares (originadas do folículo ovariano). Membrana ou envoltório vitelínico (zona pelúcida em mamíferos): Membrana constituída por carboidratos e proteínas. Membrana plasmática / Citoplasma / Núcleo: Com as mesmas

6 características e funções de uma célula normal. É uma célula germinativa, portanto haploide. Obs.: A coroa radiada e a zona pelúcida têm as funções de reconhecimento celular e de evitar a poliespermia. POLIESPERMIA Após a fecundação, o óvulo passa por uma série de modificações, com a finalidade de evitar novas fecundações, ou seja, que outros espermatozoides se infiltrem nele, injetando mais materiais genéticos. Isso ocorre porque ao ser fecundado por um espermatozoide, que é haploide (assim como o óvulo), a carga genética deste óvulo ficará diploide. Se mais de um espermatozoide fecundá-lo, haverá um excesso de cromossomos para a espécie, e então não haverá a formação de um novo indivíduo. A FECUNDAÇÃO

7 Dos 300 milhões de espermatozoides liberados durante a ejaculação, apenas cerca de 200 conseguem alcançar a tuba uterina, e somente um consegue fecundar o ovócito II. O processo inicia com a chegada do primeiro espermatozoide, que ao entrar em contato com a coroa radiada do óvulo libera por exocitose as enzimas hidrolíticas contidas nas vesículas do acrossomo. As enzimas desfazem as ligações das substâncias da coroa radiada e da zona pelúcida, abrindo um buraco em forma de cone, que dará acesso à membrana plasmática do óvulo (o chamado processo acrossomal). Com o canal aberto, a cabeça do espermatozoide entra em contato com a membrana plasmática do óvulo, onde proteínas encontradas no citoplasma do gameta masculino se ligam à proteínas receptoras encontradas na membrana plasmática do óvulo. Dessa forma, abre-se a um canal na membrana plasmática, por onde é injetado o material genético do espermatozoide e seus centríolos. A partir desse momento, a membrana plasmática se comunica com o retículo endoplasmático, que liberará íons cálcio à membrana, despolarizando-a. Este sinal elétrico faz o óvulo liberar os grânulos corticais (vesículas com enzimas) que além de dar rigidez, incha a zona pelúcida e a coroa radiada, empurrando os outros espermatozoides para longe do óvulo, que morrerão após 48 horas (os demais espermatozoides). Este mecanismo de gerenciamento e reconhecimento celular exercido pela zona pelúcida e coroa radiada, além de proteger contra a poliespermia, também protege o óvulo de ser fecundado por espermatozoide de outras espécies. Além disso, os ovários emitem estímulos através de moléculas semelhantes à odoríferas, que são percebidas pelos espermatozoides através de receptores dessas moléculas, e é isso que indica a direção dos espermatozoides evitando a fecundação de outras células.

8 REAÇÃO ACROSSÔMICA A reação acrossômica (ou reação acrossomal) é o processo em que o acrossomo do espermatozoide despeja suas enzimas hidrolíticas, formando um canal em forma de cone que dá acesso à membrana plasmática do óvulo. Ao se unir com a membrana plasmática, o espermatozoide também libera íons de sódio, que fará o processo de despolarização da membrana plasmática. As reações corticais são aquelas em que a membrana plasmática do óvulo, ao receber o espermatozoide, dá sinal ao retículo endoplasmático, que liberará íons cálcio no citoplasma do óvulo, sendo que este atuará na zona

9 pelúcida e na coroa radiada, dando rigidez e inchando-as, para afastar os outros espermatozoides. Após 20 minutos da penetração do espermatozoide (após a realização da meiose II do ovócito II, que utiliza o centríolo do espermatozoide), há a fusão dos dois materiais genéticos (do espermatozoide e do óvulo) no processo chamado anfimixia ou cariogamia, formando o zigoto, que após 20 até 36 horas da cariogamia, iniciará as divisões mitóticas, dando início à segmentação. Obs.: O espermatozoide doa apenas seu material genético (metade do material genético do novo indivíduo) e os centríolos, que formarão o fuso acromático, para a divisão mitótica, iniciando o processo de segmentação e desenvolvimento embrionário. Por isso, doenças relacionadas às mitocôndrias, como Mal de Alzheimer são heranças maternas. Além disso, o DNA mitocondrial é usado para verificar quem é a mãe de uma criança.

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