Fertilização em Animais: O Processo de Fertilização em Animais - Explicado!
Fertilização em Animais: O Processo de Fertilização em Animais!
A união do citoplasma e pronúcleos dos gametas femininos masculinos para formar um zigoto diploide é conhecida como fertilização.
Fertilização Externa e Interna:
A fertilização exige a descarga de óvulos e espermatozóides nas proximidades. Isso pode ser feito em água em animais aquáticos ou em cavidades especiais da fêmea, mais comumente em animais terrestres.
Na maioria dos animais aquáticos, como os equinodermos, muitos peixes e anfíbios (sapos), os óvulos e os espermatozóides são depositados diretamente na água, onde são fertilizados. Isso é chamado de fertilização externa ocorrendo fora do corpo do organismo. Em outros animais aquáticos (por exemplo, cefalópodes) e na maioria dos animais terrestres, o macho deposita espermatozóides, durante a cópula, no oviduto da fêmea (como nos vertebrados) ou em receptáculos especiais chamados espermateca (por exemplo, insetos, aranhas), que a fertilização ocorre dentro do corpo do organismo. Isso é chamado de fertilização interna.
Local de fertilização:
No ser humano, a fertilização ocorre principalmente na junção amblular-ístmica do oviduto (trompa de Falópio).
Chegada de espermatozóides:
O homem descarrega sêmen na vagina da fêmea, próximo ao colo do útero, durante o coito (cópula). Isso é chamado de inseminação. Uma única ejaculação do sêmen pode conter 300 milhões de espermatozóides.
Movimento de espermatozóides:
Da vagina, os espermatozóides viajam até o útero, mas apenas alguns milhares encontram o caminho para as aberturas das trompas de falópio. Primeiramente, as contrações do útero e das tubas uterinas auxiliam no movimento dos espermatozóides, mas, mais tarde, elas se movem pela própria motilidade. Os espermatozóides nadam no meio líquido a uma taxa de 1, 5 a 3 mm por minuto para chegar ao local. Os leucócitos do epitélio vaginal englobam milhões de espermatozóides.
Chegada do ovócito secundário:
No ser humano, o oócito secundário é libertado do folículo Graafiano maduro de um ovário (ovulação). O oócito é recebido pelo funil de Falópio nas proximidades e enviado para a trompa de Falópio por movimentos de fímbrias e seus cílios. O oócito secundário pode ser fertilizado somente dentro de 24 horas após sua liberação do ovário.
O oócito secundário é cercado por numerosos espermatozóides, mas apenas um espermatozóide consegue fertilizar o oócito. Como a segunda divisão meiótica está em progresso, o espermatozóide entra no oócito secundário. A segunda divisão meiótica é completada pela entrada do espermatozóide no oócito secundário. Após este oócito secundário é chamado óvulo (ovo).
Capacitação de espermatozóides:
Os espermatozóides no trato genital da fêmea são capazes de fertilizar o óvulo por secreções do trato genital feminino. Essas secreções do trato genital feminino removem substâncias de revestimento depositadas na superfície dos espermatozóides, particularmente aquelas no acrossoma. Assim, os sítios receptores no acrossoma são expostos e o espermatozóide torna-se ativo para penetrar no óvulo. Este fenômeno de ativação de espermatozóides em mamíferos é conhecido como capacitação. Demora cerca de 5 a 6 horas para capacitação.
As secreções de vesículas seminais, próstata e glândulas bulbouretrais (glândulas de Cowper) no sêmen contêm nutrientes que ativam os espermatozóides. As secreções dessas glândulas também neutralizam a acidez na vagina. Meio alcalino torna os espermatozóides mais ativos.
Eventos Físicos e Químicos de Fertilização:
Esses eventos incluem os seguintes processos:
(i) reação acrossômica:
Após a ovulação, o ovócito secundário atinge a tuba uterina (oviducto). Os espermatozóides capacitados sofrem reação acrossômica e liberam vários produtos químicos contidos no acrossoma. Esses produtos químicos são coletivamente chamados de lisinas de espermatozóides. Lysins espermatozóides importantes são:
(i) hialuronidase que atua sobre as substâncias do solo de células foliculares,
(ii) enzima penetrante da coroa que dissolve a corona radiata e (iii) zona lisina ou acrosina que ajuda a digerir a zona pelúcida.
PH, concentração de íons Ca ++, Mg ++ e temperatura ideais são essenciais para a reação acrossômica. Ca ++ desempenha papel importante na reação acrossômica. Na ausência de Ca ++, a fertilização não ocorre.
Devido à reação acrossômica, a membrana plasmática do espermatozóide se funde com a membrana plasmática do oócito secundário, de modo que o conteúdo do espermatozoide penetre no oócito. A ligação do espermatozóide ao oócito secundário induz a despolarização da membrana plasmática do oócito. A despolarização previne a polispermia (entrada de mais de um espermatozóide no oócito). Assegura a monospermia (entrada de um espermatozóide no oócito).
(ii) reação cortical:
Logo após a fusão das membranas espermática e plasmática do oócito, o oócito secundário mostra uma reação cortical. Os grânulos corticais estão presentes abaixo da membrana plasmática do oócito secundário. Esses grânulos se fundem com a membrana plasmática do oócito e liberam seu conteúdo, incluindo enzimas entre a membrana plasmática e a zona pelúcida. Estas enzimas endurecem a zona pelúcida que também impede a entrada de espermatozóides adicionais (polispermia).
(iii) entrada de espermatozóides:
No ponto de contato com os espermatozóides, o ovócito secundário forma uma projeção denominada cone de recepção ou cone de fertilização que recebe o espermatozóide. O centríolo distal do espermatozóide se divide e forma dois centríolos para gerar a formação do fuso mitótico para a divisão celular. O oócito secundário de mamíferos (ovo) não possui centríolos próprios.
iv) Cariogamia (Amphimixis):
A entrada do espermatozóide estimula o oócito secundário a completar a segunda divisão meiótica suspensa. Isso produz um óvulo maduro haplóide e um segundo corpo polar. A cabeça do espermatozóide que contém o núcleo separa-se da parte do meio e da cauda e se torna o pronúcleo masculino. O segundo corpo polar e a cauda do esperma degeneram.
O núcleo do óvulo é agora chamado de pronúcleo feminino. Os pronúcleos masculino e feminino se movem em direção ao outro. Suas membranas nucleares se desintegram e misturam os cromossomos de um espermatozóide e um óvulo é conhecido como cariogamia ou amphimixis. O óvulo fertilizado (ovo) é agora chamado de zigoto (Gr. Zigono-yol, zigose-uma união). O zigoto é uma célula diplóide unicelular que possui 46 cromossomos em humanos. Dizem que a mãe está grávida.
v) Ativação do ovo:
A entrada do espermatozóide estimula o metabolismo no zigoto. Como resultado, as taxas de respiração celular e síntese de proteínas aumentam muito.
Processo de fertilização:
O processo de fertilização inclui os seguintes passos, que são os seguintes:
a) Ativação do ovo:
Está concluído nas seguintes etapas:
(i) Movimento do espermatozóide em direção ao óvulo:
O encontro entre o espermatozóide e o óvulo é puramente acidental, porque os movimentos dos espermatozóides são inteiramente aleatórios. Mas em algumas espécies, os espermatozóides são guiados para o óvulo por substâncias químicas. As fertilizinas e antiferlilizinas tornam-se ativas após a colisão acidental dos espermatozóides com os óvulos.
Ovo segrega uma substância química conhecida como fertilizina (composta de glicoproteína). O espermatozóide tem em sua camada superficial uma substância proteica chamada antifertilizina (composta de aminoácidos ácidos). A fertilização de um ovo interage com a antifertilizina de um esperma da mesma espécie. Essa interação faz com que os espermatozóides grudem na superfície do ovo. A adesão dos espermatozóides à superfície do ovo é provocada pela ligação de moléculas de fertilizina que estabelecem uma ligação inicial.
(ii) Ativação do espermatozóide:
A porção periférica do acrossomo do espermatozoide rompe e libera seu conteúdo, as lisinas espermáticas. A porção central do acrossomo alonga-se e forma um tubo longo e fino conhecido como filamento acrossomal.
Quando o espermatozoide possui tal filamento acrossomal que se projeta para fora da cabeça do esperma, diz-se que ele é ativado para a penetração no óvulo não fertilizado. A enzima hialuronidase liberada (esperma lisina) pelo acrossoma dissolve as membranas corona radiata, zona pelúcida e vitelina, permitindo que o espermatozoide penetre nessas coberturas.
iii) A activação da inseminação dos ovos:
No ponto de contato com o espermatozóide, o ovo forma uma projeção, denominada cone de recepção ou cone de fertilização que recebe o espermatozóide. A penetração do espermatozóide no óvulo é conhecida como inseminação. Logo após a entrada do espermatozóide no óvulo, uma membrana de fertilização é formada no óvulo para impedir a entrada de outros espermatozóides.
b) Amphimixis:
Durante a inseminação, todo o espermatozóide pode entrar no óvulo como nos mamíferos ou o espermatozóide deixa sua cauda fora do ovo ou o solta pouco depois de entrar no citoplasma do óvulo. O óvulo completa a segunda divisão meiótica e expulsa o segundo corpo polar. A cabeça do espermatozóide incha para formar o pronúcleo masculino e o núcleo do óvulo torna-se o pronúcleo feminino. A fusão do pronúcleo macho haplóide com o pronúcleo feminino haploide forma o núcleo do ovo fertilizado ou zigoto.
Embrião:
Decote:
O termo clivagem ou segmentação é aplicado à série de divisão mitótica rápida do zigoto que converte o zigoto unicelular em uma estrutura multicelular de blastômeros chamada mórula, que finalmente se transforma em blástula, com um blastoderma espesso e sem camada em torno de um espaço central, o blastocele. Tipos de Clivagem
Com base na quantidade e no padrão de distribuição da gema no zigoto, a clivagem é de dois tipos: holoblástica e meroblástica.
1. Clivagem holoblástica:
Ele divide o zigoto e os blastômeros completamente em células-filhas. É de dois tipos: igual e desigual.
(i) Clivagem Holoblástica Igual:
Forma blastômeros iguais. Ocorre em peixes de estrela.
(ii) Clivagem Diferente Holoblástica:
Forma blastômeros desiguais. Os blastômeros são micromeres (menores) e macrômeros (maiores). É encontrado no sapo.
2. Clivagem meroblástica:
Neste tipo de clivagem, as divisões estão confinadas ao pólo animal ou à região periférica do ovo. A gema permanece indivisa. É de dois tipos: discoidal e superficial.
(i) Clivagem Discoidal:
As divisões estão confinadas ao disco citoplasmático localizado no pólo animal. Ocorre em répteis, aves e mamíferos que põem ovos.
(ii) Clivagem Superficial:
A clivagem permanece restrita à porção periférica do ovo. Ocorre em artrópodes especialmente insetos.
B. Com base na potencialidade dos blastômeros, a clivagem é de dois tipos: determinada e indeterminada.
1. Clivagem Determinada (Mosaico):
Nesse tipo de clivagem, um embrião completo é formado apenas se todos os blastômeros permanecerem juntos, por exemplo, ovos anelares.
2. Clivagem Indeterminada (Não Mosaico):
Neste tipo de clivagem, cada blastômero precoce na separação de outros blasômeros pode dar origem a um embrião completo, por exemplo, ovos de cordados.
Gastrulação:
A formação de gástrula a partir da blástula monoblástica é denominada gastrulação. A gastrulação é aquela fase do desenvolvimento embrionário durante a qual as células da blástula (em rãs) / vesícula blastodérmica (em mamíferos) se movem em pequenas massas ou como uma folha de células para atingir a localização final. Tais movimentos de células são chamados de movimento morfogenético. É diferenciado em dois tipos.
1. Epibolia:
O termo epibolia é derivado da língua grega, significando 'lançar' ou 'estender'. Epibolia significa supercrescimento das regiões de formação de ectoderme em torno da região de formação de endoderme. Ocorre no sapo onde os micromeres se dividem rapidamente na metade animal e se espalham pelos megameres sobre a metade vegetal.
2. Emboly:
O termo emboly também é derivado da língua grega que significa “jogar dentro” ou “empurrar”. A migração de células endodérmicas e mesodérmicas prospectivas da superfície para o interior do embrião é denominada embolia. Inclui invaginação, involução, ingresso e delaminação.
(i) Invaginação:
É o processo de dobrar ou injetar o pólo vegetal do embrião (blástula) em sua cavidade (blastocele), formando uma estrutura de parede dupla. É como empurrar um lado de uma bola de borracha com o polegar. A invaginação ocorre na blástula do sapo.
(ii) Involução:
O termo involução significa 'virando' ou 'entrando'. Involução é o processo de enrolar ou transformar as células da superfície no interior do embrião. Ocorre na blástula da rã.
(iii) ingresso:
O termo ingresso significa “migração interna”. No ingresso, os blastômeros formam novas células a partir de sua superfície. Novas células migram para o blastocelo da blástula para formar uma gástrula sólida. Significa, forma-se gástrula ou esterogastrula sólida sem o archenteron (cavidade primitiva). O Archenteron é formado posteriormente pela divisão da massa celular interna. A ingresso é de dois tipos.
(a) Ingressividade unipolar:
A migração para dentro das células é restrita apenas ao pólo vegetal. É visto em Obelia.
(b) Ingressão Apolar:
A migração interna das células ocorre a partir de todos os lados do blastoderma (parede da blástula). Ocorre em Hydra.
(iv) Delaminação:
O termo delaminação significa 'separação'. A delaminação é um processo no qual a separação de uma camada de células ocorre a partir da camada original da blástula. Ocorre durante a gastrulação do pinto e coelho.
Em todos os animais triploblásticos, três camadas germinativas, a saber, ectoderme, mesoderma e endoderme, são formadas pelos movimentos morfogenéticos.
Processo:
Em humanos, os germes são formados tão rapidamente que é difícil determinar a sequência exata dos eventos.
Formação do disco embrionário:
Vimos que o blastocisto inicial consiste de massa celular interna e trofoblasto. A massa celular interna contém células chamadas células-tronco que têm a potência para dar origem a todos os tecidos e órgãos. As células da massa celular interna se diferenciam em duas camadas em torno de 8 dias após a fertilização, um hipoblasto e epiblasto. O hipoblasto (endoderma primitivo) é uma camada de células colunares e epiblasto (ectoderme primitivo) é uma camada de células cubóides. As células do hipoblasto e epiblas juntas formam um disco embrionário de duas camadas.
Formação de Cavidade Amniótica:
Um espaço aparece entre o epiblasto e o trofoblasto, chamado de cavidade amniótica preenchida com líquido amniótico. O teto dessa cavidade é formado por células amniogênicas derivadas do trofoblasto, enquanto seu assoalho é formado pelo epiblasto.
Formação de Coelom Extra-embrionário:
As células do trofoblasto dão origem à massa de células chamada mesoderme extra-embrionário. Esse mesoderma é chamado de extraembrionário porque está fora do disco embrionário. Não dá origem a nenhum tecido do próprio embrião. O mesoderma extra-embrionário é diferenciado em mesoderma extra-embrionário somatopleurico externo e mesoderma extra-embrionário interno esplancnopleúrico. Ambas as camadas envolvem o celoma extra-embrionário.
Formação de Chorion e Amnion:
Nesta fase, duas importantes membranas embrionárias, o córion e o âmnio, são formadas. O córion é formado pela mesoderme extra-embrionária somatopleurica dentro e pelo trofoblasto externo. O âmnio é formado pelas células amniogênicas no interior e mesoderma extra-embrionário splanchnopleurico fora.
Como mencionado anteriormente, as células amniogênicas são derivadas do trofoblasto. Mais tarde, o córion torna-se a principal parte embrionária da placenta. O córion também produz gonadotrofina coriônica humana (hCG), um importante hormônio da gravidez.
O âmnio envolve o embrião criando a cavidade amniótica que é preenchida com líquido amniótico. O líquido amniótico serve como um amortecedor para o feto, regula a temperatura corporal fetal e previne a dessecação.
Formação de Sacola de Gema:
Células achatadas que se originam da propagação e linhagem do hipoblasto no interior do blastocelo. Estas são células endodérmicas que revestem o saco vitelino primário. Com o aparecimento do mesoderma extra-embrionário e, posteriormente, do celoma extra-embrionário, o saco vitelino (membrana embrionária) torna-se muito menor do que antes e agora é chamado de saco vitelino secundário.
Esta mudança no tamanho é devido à mudança na natureza das células de revestimento. Essas células não são mais achatadas, mas se tornam cúbicas. O saco vitelino secundário consiste em mesoderme embrionário extra esplancnopleurico externo e células endodérmicas internas.
O saco vitelino é uma fonte de células sanguíneas. Ele também funciona como um amortecedor e ajuda a evitar a dessecação do embrião.
Formação de raia primitiva:
A gastrulação envolve o rearranjo e a migração de células do epiblasto. Uma linha primitiva que é um sulco fraco na superfície dorsal do epiblasto é formada. Ela se alonga da parte posterior para a parte inteira do embrião. A linha primitiva estabelece claramente a cabeça e as extremidades da cauda do embrião, bem como os lados direito e esquerdo.
Formação de camadas embrionárias:
Após a formação da linha primitiva, as células do epiblasto se movem para dentro abaixo da linha primitiva e se desprendem do epiblasto. Esse movimento de inversão é chamado de invaginação. Uma vez as células invaginadas, algumas delas deslocam o hipoblasto que forma o endoderma. Outras células permanecem entre o epiblasto e o endoderma recém formado forma a mesoderme. Células remanescentes no epiblast formam ectoderme.
Assim, formam-se três camadas germinativas, nomeadamente endoderme, mesoderme e ectoderme, que dão origem a todos os tecidos e órgãos do corpo.
Organogênese:
As camadas germinativas primitivas formadas durante a gastrulação derramadas em grupos de células, chamadas de rudimentos primários de órgãos, e o processo de formação de órgãos das três camadas germinativas é conhecido como organogenias. Os rudimentos primários dos órgãos subdividem-se em rudimentos secundários de órgãos, que são os estágios iniciais da formação dos órgãos e de suas partes. Neste estágio o embrião adquire semelhanças com o adulto ou uma larva.
