Fecundação

        A fecundação consiste na união “ao acaso” dos gametas femininos e masculinos, ambos haploides, gerando um indivíduo com característica genética única. E esse evento ocorre na região da ampola do oviduto (HYTTEL et al., 2012).

 Figura 1: Espermatozoides ao redor do ovócito.

Fonte: <http://www.dacelulaaosistema.uff.br/?p=29>. Acesso em: 09 jan. 2018.

       O complexo que é liberado na ampola do oviduto consiste em três componentes (Figura 2): o ovócito, que está pausado na metáfase da meiose II (na maioria das espécies); a zona pelúcida, uma matriz extracelular formada por glicoproteínas que envolve o ovócito; e as células do cumulus, que são várias células do cumulus oophorus inseridas em uma matriz extracelular constituída principalmente de ácido hialurônico (HYTTEL et al., 2012). 

Figura 2: Estruturas que compõe o ovócito.

Fonte: Adpatada de JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2013.

Condução do espermatozoide no aparelho reprodutor feminino

       A cópula não é igual para todas as espécies domésticas. Elas possuem durações distintas e a região em que o sêmen é liberado varia de acordo com a espécie em questão, como é possível observar na tabela 1 e imagem 3 (HYTTEL et al., 2012). 

Tabela 1 – Região em que o sêmen é liberado no aparelho reprodutor da fêmea.

Fonte: HYTTEL et al., 2012.

Figura 3: Região em que o sêmen é liberado no aparelho reprodutor da fêmea.

Fonte: Adaptada de HORST; HANS, 2011.

     Em relação ao ejaculado das espécies domésticas, o volume e as concentrações de espermatozoides são diferentes, como é possível notar na tabela 2.

Tabela 2 – Quantidade em volume e concentração do ejaculado dos animais domésticos

Fonte: Adaptada de HYTTEL et al., 2012.

       O elevado tônus e a alta motilidade da túnica muscular do aparelho genital feminino é fundamental para que o espermatozoide chegue à ampola do oviduto. E, esse transporte é dividido em duas fases: fase rápida e fase sustentada de transporte.

            A fase rápida ocorre logo após a cópula, onde alguns espermatozoides alcançam rapidamente o ovócito. Porém, os mesmos ainda não são capazes de realizar a fertilização do ovócito pois  não passaram pela capacitação espermática. Já na fase sustentada de transporte, os espermatozoides que estavam nos reservatórios (na junção útero-tubárica ou na cérvix) são conduzidos para o oviduto durante um longo período e de maneira mais regular.

  Um dos principais fatores que impede o transporte do espermatozoide é a cérvix uterina, que pode servir como reservatório espermático. Na maior parte do ciclo estral, um muco viscoso impede a penetração dos espermatozoides através do canal cervical. No estro, a composição deste muco é alterada, formando um caminho privilegiado pela qual os espermatozóides conseguem se mover mais facilmente e alcançar o oviduto (HYTTEL et al., 2012).

Capacitação espermática

            Os espermatozoides não fertilizam o ovócito logo que entram em contato com o trato genital feminino, pois necessitam passar por um período chamado de capacitação. O local onde este processo ocorre varia de acordo com a região onde o sêmen foi depositado. Nas espécies em que esta deposição ocorreu na cérvix (imagem 3), a capacitação provavelmente se inicia no útero e termina no istmo do oviduto. Já nas espécies onde o espermatozoide foi liberado intravaginal (imagem 3), possivelmente a capacitação tem seu início na cérvix. Os espermatozoides nem sempre se capacitam ao mesmo tempo, por esse fato é possível observar diferentes estágios de capacitação dependendo da região em que é encontrado. 

             O mecanismo de capacitação do espermatozoide é bastante complexo. É necessário que a membrana plasmática da cabeça do gameta sofra diversas modificações, tais como:
• A cobertura glicoproteica e das proteínas seminais devem ser totalmente removidas da superfície do espermatozoide (adsorvidas durante a estocagem no epidídimo e a ejaculação);
•O acoplamento funcional das cascatas transdutoras de sinal que controlam o começo da reação acrossomal por glicoproteínas da zona pelúcida;
• As mudanças de motilidade dos flagelos, fundamentais para a penetração na zona pelúcida;
• O desenvolvimento da sua capacidade em fundir-se com a membrana plasmática do ovócito.

      Todas essas alterações que o espermatozoide sofre, são somados com modificações do metabolismo, nas atribuições biofísicas da membrana plasmática e na fosforilação proteica, que em conjunto, torna o espermatozoide pronto para a fecundação (HYTTEL et al., 2012). 

Vídeo 1 – Demonstração do processo de capacitação do espermatozoide.

Fonte: Adaptada de <https://www.youtube.com/watch?v=irmMfL-QSNM>. Acesso em: 10 jan. 2018.

Áudio: <https://www.youtube.com/watch?v=6JQrXaf4lyU&t=94s>. Acesso em: 10 jan. 2018.

Interações espermáticas com a zona pelúcida

          Para que o espermatozoide fecunde o ovócito, é necessário que ele atravesse primeiramente a corona radiata (Figura 4). Esta região é composta por células foliculares que envolvem o ovócito, e possuem funções importantes na liberação de sinais químicos para atrair o espermatozoide (quimiotaxia), bem como fornecer proteínas vitais para o ovócito.

          Após a corona radiata está situada a zona pelúcida (ZP), uma matriz extracelular formada por diferentes tipos de glicoproteínas, que envolve o ovócito. A ZP possui grande importância para a fertilização, estando envolvida com:

• Adesão e ligação do espermatozoide capacitado;

• Reação acrossomal;

• Alterações na ZP ocasionadas pela fecundação que previne a polispermia.

Figura 4: Penetração do espermatozoide na corona radiata e interação com a zona pelúcida.

Fonte: <https://thefullertoninformer.com/2016/07/>. Acesso em: 10 jan. 2018.

Adesão dos espermatozoides à zona pelúcida e reação acrossomal

          A adesão, primeiro contato do espermatozoide com a zona pelúcida é considerada uma associação fraca e inespecífica entre os gametas envolvidos. Já a ligação subsequente, é bastante espécie-específica e é mediado por receptores complementares da zona pelúcida, como por exemplo no camundongo, que essa adesão inicial é mediada pela ZP3, que se liga à receptores na cabeça anterior do espermatozoide com o acrossoma intacto.

          Após essa ligação com a zona pelúcida, o espermatozoide sofre a reação acrossomal, onde ocorre a liberação de enzimas hidrolíticas pelo acrossomo da cabeça do espermatozoide. Esse evento permite que o espermatozoide penetre na matriz da ZP por uma harmonia da digestão enzimática das glicoproteínas da ZP e da alta mobilidade da cauda do espermatozoide.

          Essa reação consiste em uma junção organizada da membrana plasmática do espermatozoide e da membrana acrossomal externa, originando inúmeras vesículas pequenas (vesiculação). Seguido desse processo, o material enzimático do acrossoma é disseminado, e o núcleo do espermatozoide fica coberto somente pela membrana acrossomal interna.

          As enzimas que estão envolvidas nessa reação acrossomal são a acrosina e hialuronidase, ambas induzidas pela glicoproteína ZP3 em camundongos. Com o término desse mecanismo, o espermatozoide consegue romper mais uma barreira, a zona pelúcida (HYTTEL et al., 2012). 

Vídeo 2 – Demonstração da adesão do espermatozoide à zona pelúcida e reação acrossomal.

Fonte: Adaptada de <https://www.youtube.com/watch?v=K87ujFKq-fA&t=24s>. Acesso: 10 jan. 2018.

Áudio: <https://www.youtube.com/watch?v=6JQrXaf4lyU&t=94s>. Acesso em: 10 jan. 2018.

Adesão e fusão do espermatozoide ao ovócito

        Com o processo anterior concluído, o espermatozoide é aderido e fundido junto com a membrana plasmática do ovócito. Ambas as membranas são fundidas, e o espermatozoide fertilizante, juntamente com sua cauda é englobado pelo ovócito (HYTTEL et al., 2012). 

Vídeo 3 – Demonstração da adesão e penetração do espermatozoide ao ovócito

Fonte: Adaptada de <https://www.youtube.com/watch?v=K87ujFKq-fA&t=24s>. Acesso: 10 jan. 2018.

Áudio: <https://www.youtube.com/watch?v=6JQrXaf4lyU&t=94s>. Acesso em: 10 jan. 2018.

Processo de ativação do ovócito

      Quando por fim, o espermatozoide alcança o ovócito, ocorre a ativação ovocitária, que rapidamente determina o bloqueio à fertilização poliespermática, e ocasiona a retomada da meiose. Essa ativação ocorre devido ao aumento na concentração do íon cálcio citosólico, que dependendo da espécie, esse aumento ocorre quase simultaneamente à fusão das membranas dos gametas.

            Esse aumento na concentração de cálcio não só evita a polispermia, como também põe fim no bloqueio meiótico de modo que a meiose II seja concluída. Posteriormente, em resposta a essa ativação, o ovócito promove a síntese de RNAm maternos para a tradução e mudanças na obtenção proteica (HYTTEL et al., 2012).

Bloqueio à polispermia

             A reação cortical é responsável por evitar a polispermia, e ela acontece por meio de exocitose de grânulos secretórios, os denominados grânulos corticais, do ovócito. O material desses grânulos corticais são proteases, fosfatases ácidas, mucopolissacarídeos, peroxidase e ativador de plasminogênio. E, quando esse produto secretado entra em contato com a membrana do ovócito e da zona pelúcida, é capaz de modifica-las impedindo a polispermia (HYTTEL et al., 2012).

Retomada da meiose e constituição dos pro-núcleos feminino e masculino

           Com a segunda divisão meiótica concluída, são obtidas duas células-filhas. Uma que recebe pouco citoplasma e é denominada 2º corpúsculo polar, e a outra que recebe a maior parte do citoplasma e organelas, que é o óvulo. No decorrer do processo são formados os 2 pro-núcleos, materno e paterno, e a cauda do espermatozoide é posteriormente degenerada. Os dois pro-núcleos se aproximam com auxílio do citoesqueleto, e finalmente se unem em um processo chamado de cariogamia, formando então o núcleo do zigoto. O próximo passo será realizar a clivagem (HYTTEL et al., 2012).

Vídeo 4 – Demonstração da ativação do ovócito, reação cortical e retomada da meiose.

Fonte: Adaptada de <https://www.youtube.com/watch?v=K87ujFKq-fA&t=24s>. Acesso: 10 jan. 2018.

Áudio: <https://www.youtube.com/watch?v=6JQrXaf4lyU&t=94s>. Acesso em: 10 jan. 2018.

REFERÊNCIAS