1 Universidade Federal do Ceará Programa de Pós-graduação Integrado de Zootecnia Fisiologia da...
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Universidade Federal do CearáUniversidade Federal do Ceará
Programa de Pós-graduação Integrado de ZootecniaPrograma de Pós-graduação Integrado de Zootecnia
Fisiologia da Reprodução e LactaçãoFisiologia da Reprodução e Lactação
Erika Bezerra de MenezesProf. Arlindo de A. A. Moura
2
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO Testículo (Morfofuncional)
Dois compartimentos Tubular e o intertubular
Tubular Túbulos seminíferos
Células somáticas – Células de Sertoli Células germinativas
Intertubular Células de leydig
Produz andrógenos Caracteres sexuais secundários e pela
manutenção da espermatogênese
(Russell et al., 1990)(França & Russell, 1998)
3
Enrico Sertoli (Milão – Itália) Epitélio Seminífero (Ratos, camundongos e
humanos) 37% ocupados por um grupo de células Camundongos – 20%
Célula semelhante a um três
Célula ramificada
Célula Mãe – funções
1863
Primeiros desenhos com auxílio de microscópio
Longas extensões
(Hess e França, 2005)
CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI
4
1865 Importância das Células de Sertoli
Suporte as células germinativas 1878
Células de Sertoli não se divide no testículo do animal adulto Hipótese foi aceita 1963
1960 Barreira hematotesticular
(Hess e França, 2005)
(Attal e Courout, 1963)
CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI
5
von Ebner 1888
“As células de Sertoli”
CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI
(Hess e França, 2005)
6
Estrutura
CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI
(Hess e França, 2005)
7
Estrutura
CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI
(Kretser, 2007)
8
Gônada indiferenciada
Testículo
Células Germinativas primordiais
(Saco embrionário)
Céls. de Sertoli(Epitélio celômico)
XYXYDETERMINAÇÃO DO SEXODETERMINAÇÃO DO SEXO
SRY, SOX9 e NR5A1(Sekido e Lovell Badge, 2008)
Cordões sexuais
Hormônio Antimülleriano (AMH)
RegressãoDuctos Müller
Trato reprodutivo masculino
(Orth & Jester, 1995)
9
Células de Sertoli imaturas
Fetal / Neonatal inicial
Pré-puberdade
(VergouWen et al., 1993)(Baker e O’Sharghnessey, 2001)
(Plant e Marshall, 2001)Macaco Rhesus (Macaco mullata)
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
5 vezesParto Puberdade
(Hochereau-de- Reviers et al. 1976,1984,1987)
10
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
No adulto - Não sofre mitose Raças sazonais
Variação no nº de células de Sertoli/testículo Capacidade de proliferar Precursora de células de Sertoli
♂ Corriedale
(Tarulli et al., 2006)
Março Agosto
Nº de Céls. de Sertoli/ testículo (x108)
11,7 +/- 0,8a 9,0 +/- 1,7b
Espermatides alongadas/testículo
5,9 +/- 0,4a 3,9 +/- 1,2b
(Tarulli et al., 2006)
(Bielli et al., 1999)
(Ahmed et al., 2009)
11
Ratos Orth, 1982
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
12
Bovinos e caprinos
Polonga-se até 6-10 semanas de idade;
Suínos
Duas fases após o nascimento
1ª intensa - primeiro mês de vida;
2ª antes da puberdade – 3 - 4 meses de vida
[ ] elevadas de FSH
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
(Sharpe, 1994)
(França et al., 2000)
13
Cordeiros Nascimento 250 x 106 de CS indiferenciadas
Puberdade 500%
(Kilgour et al., 1998)
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
14
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
Genéticos (Humanos) Gene FMR-1
Hormônios FSH
taxa de proliferação
T3
Altera o período regulando a proliferação e o tamanho das CS
GH
Fatores parácrinos
(Slegtenhorst-Eegdeman et al., 1998)(Sharpe et al., 1999)
(Sharpe et al., 1994, 1999)
Jannini et al., 1990)
15
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa
Testicular[ ] de inibina
sanguínea Referências
Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996
Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993
Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
16
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa
Testicular[ ] de inibina
sanguínea Referências
Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996
Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993
Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
17
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa
Testicular[ ] de inibina
sanguínea Referências
Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996
Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993
Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
18
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
Tratamento Neonatal N° C. de Sertoli Massa
Testicular[ ] de inibina
sanguínea Referências
Antagonista GnRH 45-52% 46% 63-79%Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Trat. FSHr 149% 124% NM Meachem et al., 1996
Hemicastração 118% 133% NM Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo 182-257% 127-162% 215% Hess et al., 1993
Hemicastração + Hipotiroidismo 123% 162% NM Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo 50% 52% NM van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol ( FSH) 64% 49% 31% Atanassova et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
19
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
FSH Cels. de Sertoli Diferenciação; Síntese de estradiol; Proteína ligadora de andrógenos (ABP); Secreção do fluido tubular
(Chemes, 1979; Steinberger 1981; Amann & Schanbacher 1983; Miyamoto et al. 1989; Bardin et al. 1994)
20
Goitrogen (6-propyl-2-thiouracil) (PTU) Bociogênico
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
(Holsberger e Cooke, 2005)
21
Regulação parácrina
Bovinos – regulação do desenvolvimento testicular
Fatores de crescimento
TGF-α, TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3
Interleucinas
IL-1 α, IL-1 β e IL-6
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
(Russell et al., 1989)
22
Ratos, suínos e homem
Desenvolvimento e desenvolvimento das células de Sertoli
FC - TGF-α TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3
Interleucinas - IL-1 α, IL-1 β
TGF-α promove a síntese de DNA
TGF-β promove a absorção de glicose e produção de lactato
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
(Hoeben et al. 199)
(Soder et al. 1991)
(Petersen et al. 2001)
23
Término da fase mitótica das CS
Formação das junções de oclusão – Barreira hemato-
testicular;
Início de maturação das células de Sertoli;
Secreção de fluido;
Formação do lume tubular;
Habilidade de sustentar a espermatogenese
Início de proliferação dos espermatócitos primários;
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLIDE SERTOLI
(Russell et al., 1989)
(Buzzard et al., 2003)
24
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI
Próximo a puberdade
Morfologia e função
Células de Sertoli madura e não proliferativa
Núcleo aumenta
Nucléolo mais evidente
(Sharpe et al., 2003)
25
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI
(Aguiar et al., 2006)
22 semanas de idade 34 semanas de idade
26 semanas de idade
Túbulos seminíferos
touros Angus
26
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI
Inicio da puberdade Morfologia e função
Células de Sertoli madura e não proliferativa Núcleo aumenta Nucléolo mais evidente CS se unem a outras formando um compartimento
adluminal Ações são moduladas
Testosterona - Células de Leydig
Hormônios da tireóide (T3) - algumas espécies
(McLaren et al., 1993)(Sharpe et al., 1994)
(Sharpe et al., 2003)
27
COMPOSIÇÃO TESTICULARCOMPOSIÇÃO TESTICULAR
Espécie Túbulos seminíferos (%) Nº de céls. de Sertoli/g de testículo (x106)
Coelhos 87 26
Suíno 83 20
Ovino 80-87 8-12
Equino 73 28
Felino 88 32
Bovino 81 29
( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)
Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e número de células de Sertoli/g de testículo
28
COMPOSIÇÃO TESTICULARCOMPOSIÇÃO TESTICULAR
Espécie Túbulos seminíferos (%) Nº de céls. de Sertoli/g de testículo (x106)
Coelhos 87 26
Suíno 83 20
Ovino 80-87 8-12
Equino 73 28
Felino 88 32
Bovino 81 29
( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)
Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e número de células de Sertoli/g de testículo
29
ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE As células germinativas não possui receptores para
FSH e T4; Células de Sertoli, sob a influencia desses
hormônio propiciam a espermatogênese.
30
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
31
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
Limitado ao período de proliferação da CS
ERK 2 promotores ciclina D1 e E2F
Atividade mitogênica
32
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
Efeito citoesqueleto das céls. de Sertoli
Junção Cél.-cél.
?
33
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
ativação Lactato desidrogenase Lactato
gama glutamil peptidase aa.
Absorção de glicose lactato
?
34
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
?
35
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA CÉLULA DE SERTOLICÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
36
CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS ESPERMATOGÊNICASESPERMATOGÊNICAS
Johnson et al., (2008) modificado de Johnson (2007)
37
CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS ESPERMATOGÊNICASESPERMATOGÊNICAS
Barreira hemato-testicular (Junções firmes ou do
tipo Tight)
Comunicação entre várias células de Sertoli;
Proteção para as células contra o sistema imune;
traçador eletrondenso
(nitrato de lantâneo)
não atravessa compartimento basal
38
ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE Produção diária de espermatozóide
O n° total de células de Sertoli
Capacidade de suporte
Células germinativas
Rendimento e a eficiência do processo
espermatogênico (Queiroz e Cardoso, 1989)
(Russel et al., 1999)
(Russel e Peterson, 1984)
39
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI
Suporte físico - Barreira hemato-testicular;
Fornecer nutrientes durante a espermatogênese;
Manutenção da integridade do epitélio seminífero,
Secretar fluido luminal que direcionar os
espermatozóides para o epidídimo;
Secreção da proteína ligadora de androgenos (ABP);
Secretar por estímulos do FSH e da testosterona, os
agentes parácrinos que intervém na formação e
maturação dos espermatozóides;
40
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE SERTOLISERTOLI
Secretar inibina e ativina;
Converter T4 diidrotestosterona
Fagocitar restos citoplasmáticos dos SPTZ e células
com defeito;
Secretar durante a vida embrionária, o hormônio
anti-Mülleriano que garante a regrassão dos ductos
de Müller no feto masculino.
41
0123456789
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Testosterona
Avaliação das SPTGênese em Touro Angus
ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE
Idade (meses)
42
CÉLULAS DE LEYDIGCÉLULAS DE LEYDIG
43
HISTÓRICOHISTÓRICO 1ª Descrição (Leydig, 1850)
Células poliédricas grandes (Microvilos)
Ricas em Retículo Endoplasmático Liso;
Gotas lipídicas
Mitocôndrias;
Complexo de Golgi.
Agrupamentos dispersos no interstício testicular
44
CÉLULAS DE LEYDIGCÉLULAS DE LEYDIG
45
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE DUAS CÉLS. DE LEYDIGDUAS CÉLS. DE LEYDIG
Gotas lipídicas
Mitocôndria
46
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE LEYDIGLEYDIG
SÍNTESE DE ANDRÓGENOS (T4)
Diferenciação sexual; Desenvolvimento do D. de Wolf; Virilização da genitália externa (DHT); Comportamento sexual; Características sexuais secundárias; Maturação sexual;
Regulação das gonadotrofinas hipofisárias; Espermatogênese; Desenvolvimento muscular.
47
DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS DE LEYDIG FETAISDE LEYDIG FETAIS
Céls. Leydigprimitivas
Fetais
Mesênquima Céls. de Sertoli Céls. Endoteliais,
Mioblastos e fibroblastos intersticiais
Pdgf-A
DhhSf1
Arx
Céls. de Leydig fetal ≠ Céls. de Leydig adulta
Pouco dependente do LH
Sensível a ação do ACTH Dependente do LH
48
PRODUÇÃO DE TPRODUÇÃO DE T44 TESTICULAR NA TESTICULAR NA FASE FETALFASE FETAL
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
5
pmol T4 / testículo
14pc 16pc 18pc 1 5 20 adulto
Idade (dias)
normal-GnRH
Knockout para GnRH
49
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE LEYDIG FETAISLEYDIG FETAIS
PopulaçõesCéls. Leydig
Céls. de Leydig Fetais
T4
Descida testicular
Diferenciação do Sist. Urogenital
(D. Wolf)
Insl 3
Mesênquima
50
ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO APÓS O ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO APÓS O NASCIMENTO ATÉ A FORMAÇÃO DAS NASCIMENTO ATÉ A FORMAÇÃO DAS
CÉLULAS DE LEYDIG ADULTASCÉLULAS DE LEYDIG ADULTASCélulas Tronco
de Leydig(indiferenciadas)
Células precursoras Céls. de Leydig
Céls. de Leydig Imaturas
Céls. de Leydig Imaturas
Céls. De Leydig Adultas
ProliferaçãoDiferenciação
ProliferaçãoDiferenciação
ProliferaçãoDiferenciação
Diferenciação
(Harman et al., 2001)
LH
T3 e T4
IGF-1
51
Tipo Mitose R.E.L Metabolismo T4 Síntese T4Recept
LHReceptAndrog
C. tronco de Leydig + + 0 0 0 ?
C. Precursora de C. Leydig +++ + ++ + + +++
C. de Leydig imatura 1 ++ +++ ++ ++ +++
C. de Leydig adulta 0 +++ + +++ +++ +
Benton et al. (1995).
52
PRODUÇÃO DE TPRODUÇÃO DE T44 E SPTZ EM DIFERENTES E SPTZ EM DIFERENTES ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTOESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO
Testosterona plasmáticaProdução Espermática
53
PROLIFERAÇÃO E PROLIFERAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DAS C. LEYDIGDIFERENCIAÇÃO DAS C. LEYDIG
Diferenciação inicial Céls. Mesenquimais Céls. Leydig (Abdel-hoof, 1960; Rouker 1944)
3-5 meses de idade
Puberdade
Células de Leydig imaturas
5 α redutase
Parâmetro morfológico da Célula Leydig
Volume REL [ ] T4 sérica
54
VOLUME TESTICULAR VOLUME TESTICULAR OCUPADO PELAS C. LEYDIGOCUPADO PELAS C. LEYDIG
Garanhão (28%)
Touro (7%)
Varrão (37%)
55
Hipotálamo
LHReceptor
LH
Ptn GAMPc
PKA...Hipófise
Células de Leydig
GnRH
T4
Pulsátil
REGULAÇÃO DA SÍNTESE REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE TESTOSTERONADE TESTOSTERONA
56
REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE TESTOSTERONATESTOSTERONALH
Ptn G AMPc
PKA
Célula de Leydig
T4Fosfolipídeos e araquidonoil CoA
Ácido araquidônioPLA2
Ptn Start
PBR
Gota lipídica
Colesterol livre
Síntese colesterol de novo
HDL
sérico
SR-B1
mitocôndriapregnenolona
testosterona
LDL
sérico
acetato
P450scc
RELP450c17
57
20,22-desmolase
17-hidroxylase
17,20-desmolase
17β-OH-esteróide desidrogenase
5α-reductase
aromatase
3α-reductase
aromatase
3β-OHSD
Berne et al., 2004
VIAS DE SÍNTESE DE ESTERÓIDES
NAS CÉLULAS DE LEYDIG
VIAS DE SÍNTESE DE
ESTERÓIDES NAS CÉLULAS-ALVO
58
Interações celulares no testículo Interações celulares no testículo envolvidas na regulação da envolvidas na regulação da
espermatogêneseespermatogênese
Berne et al., 2004
59
CONSIDERAÇÕES FINAISCONSIDERAÇÕES FINAIS A compreensão dos fenômenos funcionais, regulatórios,
proliferativos e de diferenciação das Células de Sertoli e
Leydig são pré-requisitos para elaboração de biotécnicas
reprodutivas e de métodos de diagnóstico e tratamento de
doenças.
60
OBRIGADA PELA ATENÇÃO...OBRIGADA PELA ATENÇÃ[email protected]@yahoo.com.br