Espermiogênese: Fases e suas características - Ciência - 2023

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o espermiogênese, também conhecida como metamorfose espermática, corresponde ao processo de transformação das espermátides (ou espermátides) em espermatozoides maduros. Esta fase ocorre quando as espermátides são anexadas às células de Sertoli.

Em contraste, o termo espermatogênese se refere à produção de espermatozóides haploides (23 cromossomos) a partir de espermatogônias diplóides e indiferenciadas (46 cromossomos).

As espermátides de um mamífero caracterizam-se por apresentarem forma arredondada e não apresentarem flagelo, que é o apêndice em forma de chicote que auxilia o movimento, típico do esperma. As espermátides devem amadurecer em um espermatozóide capaz de cumprir sua função: alcançar o óvulo e se juntar a ele.

Por isso, devem desenvolver um flagelo, reorganizando-se morfologicamente, adquirindo mobilidade e capacidade de interação. As fases da espermiogênese foram descritas em 1963 e 1964 por Clermont e Heller, graças à visualização de cada uma das alterações por microcopia de luz em tecidos humanos.

O processo de diferenciação espermática que ocorre em mamíferos envolve as seguintes etapas: a construção de uma vesícula acrossomal, a formação de uma capa, a rotação e a condensação do núcleo.

Fases

Fase de Golgi

No complexo de Golgi de espermátides, grânulos de ácidos periódicos, o reagente de Schiff, abreviado PAS, se acumulam.

Vesícula acrossômica

Os grânulos de PAS são ricos em glicoproteínas (proteínas ligadas aos carboidratos) e darão origem a uma estrutura vesicular chamada vesícula acrossomal. Durante a fase de Golgi, essa vesícula aumenta de tamanho.

A polaridade dos espermatozoides é definida pela posição da vesícula acrossomal e essa estrutura estará localizada no polo anterior do esperma.

O acrossomo é uma estrutura que contém enzimas hidrolíticas, como hialuronidase, tripsina e acrosina, cuja função é a desintegração das células que acompanham o oócito, hidrolisando os componentes da matriz, como o ácido hialurônico.

Esse processo é conhecido como reação acrossômica e começa com o contato do espermatozóide com a camada mais externa do oócito, chamada zona pelúcida.

Migração do centríolo

Outro evento chave da fase de Golgi é a migração dos centríolos para a região posterior da espermátide, e ocorre seu alinhamento com a membrana plasmática.

O centríolo segue para a montagem dos nove microtúbulos periféricos e dos dois microtúbulos centrais que constituem o flagelo do esperma.

Esse conjunto de microtúbulos é capaz de transformar a energia - ATP (trifosfato de adenosina) gerada na mitocôndria - em movimento.

Fase cap

A vesícula acrossomal continua a se expandir em direção à metade anterior do núcleo da célula, dando a aparência de um capacete ou capuz. Nesta área, o envelope nuclear degenera seus poros e a estrutura fica mais espessa. Além disso, ocorre condensação do núcleo.

Grandes mudanças no núcleo

Durante a espermiogênese, ocorre uma série de transformações do núcleo do futuro esperma, como compactação a 10% do tamanho inicial e substituição de histonas por protaminas.

As protaminas são proteínas com cerca de 5000 Da, ricas em arginina, com menos lisina e solúveis em água. Essas proteínas são comuns nos espermatozoides de diferentes espécies e auxiliam na condenação extrema do DNA em uma estrutura quase cristalina.

Fase de acrossomo

Ocorre uma mudança de orientação da espermátide: a cabeça está voltada para as células de Sertoli e o flagelo - em processo de desenvolvimento - se estende para o interior do tubo seminífero.

O núcleo já condensado muda de forma, alongando-se e assumindo uma forma mais achatada. O núcleo, junto com o acrossomo, viaja próximo à membrana plasmática na extremidade anterior.

Além disso, ocorre uma reorganização dos microtúbulos em uma estrutura cilíndrica que se alarga do acrossoma até a extremidade posterior da espermátide.

Já os centríolos, após cumprirem sua função no desenvolvimento do flagelo, retornam à região posterior do núcleo e a ele aderem.

Formação da peça de conexão

Uma série de modificações ocorre para formar o "pescoço" do esperma. Dos centríolos, agora presos ao núcleo, emergem nove fibras de diâmetro significativo que se espalham na cauda fora dos microtúbulos.

Observe que essas fibras densas unem o núcleo com o flagelo; portanto, é conhecido como "peça de conexão".

Formação da peça intermediária

A membrana plasmática se desloca para envolver o flagelo em desenvolvimento e a mitocôndria se desloca para formar uma estrutura helicoidal ao redor do pescoço que se estende até a região posterior imediata.

A região recém-formada é chamada de peça intermediária, localizada na cauda do esperma. Da mesma forma, a bainha fibrosa, a parte principal e a parte principal podem ser distinguidas.

As mitocôndrias originam uma cobertura contínua que envolve a peça intermediária, esta camada tem o formato de uma pirâmide e participa da geração de energia e da movimentação dos espermatozoides.

Fase de amadurecimento

O excesso de conteúdo citoplasmático celular é fagocitado pelas células de Sertoli, na forma de corpos residuais.

Morfologia final

Após a espermiogênese, o esperma mudou radicalmente de forma e agora é uma célula especializada capaz de se mover.

No espermatozóide gerado, a região da cabeça (2–3 um de largura e 4 a 5 um de comprimento) pode ser distinguida, onde o núcleo da célula com a carga genética haplóide e o acrossoma estão localizados.

Depois da cabeça está a região intermediária, onde estão os centríolos, a hélice mitocondrial e a cauda com cerca de 50 um de comprimento.

O processo de espermiogênese varia de acordo com a espécie, embora dure em média de uma a três semanas. Em experimentos realizados em camundongos, o processo de formação de espermatozoides leva 34,5 dias. Em contraste, o processo em humanos leva quase o dobro do tempo.

A espermatogênese é um processo completo que pode ocorrer continuamente, gerando cerca de 100 milhões de espermatozoides por testículo humano a cada dia.

A liberação de esperma pela ejaculação envolve cerca de 200 milhões. Ao longo de sua vida, um homem pode produzir a partir de 10¹² até 10¹³ esperma.

Referências

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