Fertilização. Professor: Arturo Arnáez Vaella

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1 Fertilização Professor: Arturo Arnáez Vaella

Introdução Fonte: http://biologia-no-vestibular.

2 Introdução Fonte:

3 Introdução Para poder fertilizar o ovócito o espermatozoide deve atravessar as camadas que envolvem o ovócito. Início: penetração através da corona radiata Final: mistura dos cromossomos paternos e maternos (formação do zigoto).

4 Introdução Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

5 Penetração da corona radiata O encontro acontece na ampola uterina. A primeira fase consiste em atravessar corona radiata + matriz com células do cúmulus oophurus. A hialuronidase dos espermatozoides degrada o ácido hialurônico intercelular. Também influi o movimento próprio dos espermatozoides.

6 Penetração da corona radiata Ácido hialurônico (sem H + é hialuronato): Fonte: Lehninger, A. L., Nelson, D. L. 1., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.)

7 Penetração da zona pelúcida Composição em humanos: - 4 tipos de glicoproteínas: ZP1, ZP2, ZP3 e ZP4 ZP2 e ZP3 formam filamentos longos. ZP1 e ZP4 forma pontes entre filamentos.

8 Penetração da zona pelúcida Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

9 Penetração da zona pelúcida Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

10 Penetração da zona pelúcida A composição da zona pelúcida depende da espécie. Asian Journal of Andrology (2011) 13, Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13,

11 Penetração da zona pelúcida Adesão: através de uma molécula de ácido siálico presente no oligossacarídio O-ligado na ZP3. Fonte: Lehninger, A. L., Nelson, D. L. 1., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.)

12 Penetração da zona pelúcida Então, ZP3 atua como receptor específico para alguma molécula da membrana plasmática do espermatozoide. Ainda não foi identificada. Reação acrossômica: fusão da membrana acrossômica externa com a membrana plasmática e liberação das enzimas do acrossomo.

13 Penetração da zona pelúcida Processo de fusão das membranas e liberação das enzimas durante a reação acrossômica: Fonte:

14 Penetração da zona pelúcida Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

15 Penetração da zona pelúcida Reação acrossômica: ZP3 é fundamental na indução (estimulação de proteina G). Acontece um influxo de Ca 2+ e de Na + e um efluxo de H + (aumento de ph intracelular).

16 Penetração da zona pelúcida Cascata de sinalização intracelular durante a reação acrossômica: Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13,

17 Penetração da zona pelúcida A penetração pela zona pelúcida implica a ação das enzimas (principalmente acrosina) e o movimento próprio do espermatozoide. Finalmente chega ao espaço perivitelino e pode contatar a membrana do ovócito.

18 Penetração da zona pelúcida Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

19 Fusão das membranas dos gametas Duas fases: - Adesão das membranas - Fusão das membranas Moléculas de adesão: - Ovócito secundário: integrina α6 e CD9. - Espermatozoide: fertilina e ciritestina

20 Fonte: Reproduction (2004) Fusão das membranas dos gametas

21 Fusão das membranas dos gametas Para que aconteça a fusão se precisa que previamente ocorra a reação acrossômica. Ingressam: cabeça, peça intermediária e cauda (a membrana fica na parte externa). As mitocôndrias do espermatozoide não aportam DNA mitocondrial. O centrossoma do espermatozoide participará na primeira mitose.

22 Penetração da zona pelúcida Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

23 Prevenção da polispermia Polispermia: fertilização do ovócito por mais de um espermatozoide.

24 Prevenção da polispermia Bloqueio rápido: - Despolarização da membrana do ovócito (de -70 para +10 mv) - Esse bloqueio da tempo para gerar o segundo bloqueio.

25 Prevenção da polispermia Concentração de íons em uma célula muscular de rã em repouso (em mm): Fonte: Rodas Duran J. Biofisica. Sa o Paulo: Prentice Hall; 2003.

26 Prevenção da polispermia Esquema da distribuição de íons fora e dentro de uma célula: Fonte: Purves W. Life, the science of biology. 7th ed. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates; 2004.

27 Prevenção da polispermia Variação do potencial de membrana do ovócito durante a entrada do espermatozoide: Fonte:

28 Prevenção da polispermia Após a entrada do espermatozoide surgem ondas de Ca 2+ através do citoplasma do ovócito. Induz a conclusão da meiose II (lembrar 2. a paralisação). Induz a fusão dos grânulos corticais (contém enzimas e polissacarídeos) com a membrana plasmática do ovócito. Resultado: reação zonal (bloqueio lento da polispermia)

29 Fonte: International Review of Cytology. 209: Prevenção da polispermia

30 Prevenção da polispermia Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

31 Prevenção da polispermia Bloqueio lento: - As enzimas liberadas dos grânulos corticais penetram a zona pelúcida hidrolisando ZP3 (reação zonal). - Sendo ZP3 o receptor de espermatozoides, sua hidrólise evita permanentemente a entrada de outro. - Também acontecem mudanças em receptores da membrana plasmática do ovócito.

32 Ativação metabólica do ovócito Além dos dois bloqueios, a entrada do espermatozoide induz aumento da respiração e o metabolismo (importante na fase de clivagem). Molécula envolvida: fosfolipase C zeta. É essa molécula que causa as ondas de Ca 2+.

33 Formação dos pró-núcleos Gameta masculino: - O DNA se separa das protaminas (redução de pontes dissulfeto) e se une às histonas (processo oposto àquele da espermiogênese). - Agora o núcleo do espermatozoide se denomina pro-núcleo masculino.

34 Formação dos pró-núcleos Substituição de histonas por protaminas: Após a entrada do espermatozoide no ovócito, voltam as histonas Fonte: Tollefsbol T. Transgenerational Epigenetics. 1st ed. Elsevier; 2014.

35 Formação dos pró-núcleos Gameta feminino: - Após a conclusão da meiose II se libera o gameta feminino definitivo (ovócito maduro) e o segundo corpo polar. - Forma-se a membrana pronuclear ao redor dos cromossomos do ovócito formando o pró-núcleo feminino.

36 Formação dos pró-núcleos Fonte: Langman, J., & Sadler, T. (2012). Langman's medical embryology (12th ed.).

37 Formação dos pró-núcleos Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

38 Formação do zigoto Os pro-núcleos aparecem 6 a 8 h após a entrada do espermatozoide e se mantém entre 10 a 12 h. Durante esse intervalo seu DNA sofre replicação (como acontece antes de qualquer mitose). Finalmente os pro-núcleos se fusionam formando o zigoto.

39 Consequências da fertilização Estimula o ovócito a completar a meiose II. Restauração do número diploide de cromossomos Determinação do sexo genético pelo espermatozoide A mistura dos cromossomos é fonte de variabilidade. Ativação metabólica do zigoto

40 Referências bibliográficas Carlson, B. (2014). Embriologia humana e biologia do desenvolvimento (5 ed.). Rio de Janeiro: Elsevier/Saunders. (Capítulo 2) Animação muito ilustrativa:

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