Post on 10-Nov-2018
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).
Introdução
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
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.
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.)
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.
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13, 97–105
A composição
da zona
pelúcida
depende da
espécie. Asian Journal of
Andrology (2011) 13, 97–
105
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.)
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.
Penetração da zona pelúcida
Processo de fusão das membranas e liberação das enzimas durante a reação acrossômica:
Fonte: https://www.78stepshealth.us/human-physiology/fertilization.html
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
Penetração da zona pelúcida
Reação acrossômica:
• ZP3 é fundamental na indução (estimulação de
proteina G).
• Acontece um influxo de Ca2+ e de Na+ e um efluxo de
H+ (aumento de pH intracelular).
Penetração da zona pelúcida
Cascata de sinalização intracelular durante a reação acrossômica:
Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13, 97–105
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.
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
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
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.
Penetração da zona pelúcida
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
Prevenção da polispermia
• Bloqueio rápido:
- Despolarização da membrana do ovócito (de -70 para +10
mV)
- Esse bloqueio da tempo para gerar o segundo bloqueio.
Prevenção da polispermia
Concentração de íons em uma célula muscular de rã em repouso (em mM):
Fonte: Rodas Duran J. Biofisica. Sao Paulo: Prentice Hall; 2003.
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.
Prevenção da polispermia
Variação do potencial de membrana do ovócito durante a entrada do espermatozoide:
Fonte: http://courses.biology.utah.edu/bastiani/3230/DB%20Lecture/Lectures/a5fert.html
Prevenção da polispermia
• Após a entrada do espermatozoide surgem ondas de Ca2+
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)
Prevenção da polispermia
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
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.
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 Ca2+.
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.
Formação dos pró-núcleos
Substituição de histonas por protaminas:
Fonte: Tollefsbol T. Transgenerational Epigenetics. 1st ed. Elsevier; 2014.
Após a entrada do
espermatozoide no ovócito, voltam as histonas
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.
Formação dos pró-núcleos
Fonte: Langman, J., & Sadler, T. (2012). Langman's medical embryology (12th ed.).
Formação dos pró-núcleos
Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.
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.
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