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Resumo/Apontamentos sobre Reprodução Humana e Manipulação de Fertilidade, realizado no âmbito da disciplina de Biologia (12º ano).
A reprodução é a capacidade de constituir descendência portadora de genes dos progenitores assegurando a renovação continua da espécie e a transmissão da informação genética de geração em geração.
A espécie humana, como a maior parte das espécies que existem no planeta Terra, reproduzem-se sexuadamente. Na reprodução sexuada ocorre a fecundação, com fusão de gâmetas, geralmente provenientes de dois progenitores diferentes, e formação de um ovo. Os descendentes são únicos, geneticamente diferentes entre si e dos progenitores.
Na reprodução humana intervêm órgãos especializados que formam os sistemas reprodutores (feminino e masculino).
O sistema reprodutor feminino é um conjunto de órgãos que asseguram a produção de óvulos e o desenvolvimento de embriões. Tem como funções básicas:
O sistema reprodutor masculino é constituído por órgãos que asseguram globalmente a produção de espermatozóides. Tem com funções básicas:
As gónadas são os locais onde são produzidos os gâmetas. No caso da mulher são os ovários e no caso do homem os testículos. A gametogénese é um conjunto de fenómenos ao nível de células da linha germinativa que leva à formação de gâmetas. Nos ovários dá-se a oogénese e nos testículos a espermatogénese.
Os testículos são órgãos ovóides, situados nas bolsas escrotais, que se encontram no exterior do abdómen, o que mantém a sua temperatura um pouco mais baixa do que o normal, aspecto fundamental para a produção de espermatozóides viáveis.
Cada testículo divide-se em cerca de 250 lóbulos testiculares. Cada lóbulo possui 1 a 4 túbulos seminíferos enrolados e inseridos num tecido rico em vasos sanguíneos. Os túbulos seminíferos convergem para uma zona de ligação ao epidídimo. A produção dos gâmetas masculinos dá-se nesses mesmos túbulos.
A parede do tubo seminífero é formada por:
A espermatogénese é o processo de diferenciação das espermatogónias (2n) em espermatozóides (n). ocorre nos túbulos seminíferos. Tem início n puberdade e é contínua ao longo da vida. Este processo engloba as seguintes fases:
O espermatozóide é essencialmente constituído por três zonas:
Os ovários são glândulas de forma ovóide com cerca de 5 cm de comprimento. Um ovário apresenta duas zonas de difícil distinção:
A oogénese é o processo de produção de gâmetas femininos. Ocorre nos ovários. Tem início no embrião, com formação de todas as oogónias, com meiose suspensa em profase I até à puberdade. A partir da puberdade e até à menopausa ocorre, em cada ciclo ovárico, a maturação, em regra, de um oócito I, e a degenerescência de outros. A oogénese compreende algumas fases:
Nos ovários cada oócito encontra-se rodeado por um invólucro de células somáticas mais ou menos desenvolvido, formando em conjunto uma unidade funcional, o folículo ovárico. Na criança recém-nascida cada oócito I está envolvido por algumas células, as células foliculares, constituindo os folículos primordiais, muito pequenos.
Desde a puberdade até à menopausa, alguns desses folículos entram em processo de desenvolvimento todos os meses, embora apenas um completa essa maturação. Ao aproximar-se o final da evolução do mesmo, a cavidade folicular aumenta muito e o folículo para a designar-se assim por folículo maduro ou folículo de Graaf (fase folicular).
A pressão da cavidade folicular sobre a parede do ovário faz romper o folículo e o oócito II é libertado, sendo recolhido pelo pavilhão da trompa de Falópio. É a ovulação.
Após a ovulação, as células foliculares (do folículo maduro) carregam-se de um pigmento amarelo intenso, o corpo amarelo, com função hormonal. Esta unidade funcional e estrutural segrega estrogénios e progesterona. Se não ocorrer fecundação, o corpo amarelo degenera (fase luteínica).
O sistema reprodutor feminino é caracterizado por ciclos que decorrem desde a puberdade até à menopausa. Cada ciclo desencadeia uma série de transformações sincronizadas em órgãos como os ovários e o útero.
A existência desses ciclos deve-se à acção de hormonas ováricas, estrogénios e progesterona, sobre o endométrio.
Os estrogénios são produzidos pelas células foliculares e pela teca interna. A concentração desta hormona aumenta progressivamente à medida que os folículos ováricos amadurecem, e depois de um modo rápido atingindo o valor máximo antes da ovulação. A concentração baixa no período da ovulação devido à perda de células foliculares e volta a aumentar novamente durante a fase luteínica devido à actividade do corpo amarelo.
A progesterona é produzida pelo corpo amarelo e atinge o valor máximo de concentração durante a fase de desenvolvimento do corpo amarelo. Quando o corpo lúteo degenera, a concentração desta hormona também diminui.
A descida simultânea das duas hormonas provoca a desagregação do endométrio – fase menstrual.
Paralelamente ao ciclo ovárico ocorre um ciclo uterino ou menstrual, com alterações do endométrio (revestimento uterino). Essas alterações, induzidas por hormonas ováricas, ocorrem em ciclos de 28 dias e dividem-se em fase menstrual, proliferativa e secretora.
Os ovários são regulados por um complexo situado no cérebro, mais precisamente na base do encéfalo, o complexo hipotálamo – hipófise. Este controlo ocorre ao nível da hipófise anterior e ao nível do hipotálamo. A hipófise anterior produz duas hormonas, as chamadas gonadoestimulinas, que actuam nos ovários (FSH e LH).
O hipotálamo actua sobre a hipófise anterior através de uma neuro – hormona, GnRH. Esta hormona estimula a libertação de gonadoestimulinas FSH e LH pela hipófise. O complexo hipotálamo – hipófise controla o funcionamento ovárico através das gonadoestimulinas que, por sua vez, actuam sobre este complexo. Este fenómeno designa-se retroacção.
Uma concentração moderada de estrogénios faz baixar a FSH, por retroacção negativa, ou seja, quando existe um teor relativamente elevado de estrogénios o complexo hipotalamo – hipófise é inibido, diminuindo a produção de FSH, atenuando o desenvolvimento folicular e baixando a produção de estrogénios (valor do teor de estrogénios restabelecido).
Uma concentração elevada de estrogénios faz aumentar a FSH e, sobretudo, LH, por retroacção positiva, isto é, quando existe um teor muito elevado de estrogénios, o complexo hipotálamo – hipófise é estimulado em vez de inibido fazendo aumentar a produção de gonadoestimulinas.
Esta descarga hormonal provoca a ovulação.
Na maior parte das mulheres, os ciclos sexuais deixam de ocorrer entre os 45 e 52 anos, sendo a menopausa o último ciclo menstrual da mulher, devido ao esgotamento dos folículos ováricos. Desse modo deixa de ocorrer retroacção negativa sobre o complexo hipotalamo hipófise, aumentado os níveis de FSH e LH.
O sistema genital do homem, ao contrário da mulher, é contínuo. A partir da puberdade inicia-se a produção de espermatozóides e também da hormona masculina testosterona. Esta hormona é responsável pela maturação dos órgãos genitais na puberdade, pelo aparecimento e manutenção dos caracteres sexuais secundários e pela espermatogénese.
A manutenção do teor de testosterona no sangue é regulada pelo complexo hipotálamo – hipófise. Assim o hipotálamo liberta GnRH que estimula a produção de gonadoestimulinas por parte da hipófise anterior (FSH e LH). A LH actua nas células intersticiais ou de Leydig estimulando a produção de testosterona; a FSH actua sobre as células de Sertoli que absorvem a FSH, produzindo uma proteína que fixa a testosterona para se iniciar a espermatogénese. No caso de o valor do teor de testosterona se afastar os limites estabelecidos, ocorre uma retroacção negativa que regressando ao valor normal.
A formação do novo ser começa com a penetração de um espermatozóide num oócito II aquando da fecundação (formação do ovo). Após a formação do ovo inicia-se um processo de desenvolvimento contínuo e dinâmico com a duração de 40 semanas que culmina no nascimento.
A fecundação é o encontro e união das células sexuais masculina e feminina, haplóides, com fusão dos seus núcleos e formação de um zigoto diplóide. A fecundação engloba várias etapas:
Após a formação do ovo, inicia-se o desenvolvimento embrionário ou embriogénese, o qual termina com o nascimento. Apesar dos fenómenos do desenvolvimento embrionário decorrerem de modo contínuo, podem ser assinalados dois períodos:
No período embrionário, o ovo, por numerosas divisões mitóticas (início do crescimento), forma um embrião que se implanta no endométrio. Quando chega ao útero, 4 dias após a fecundação, o embrião chama-se mórula, flutua livremente e é alimentado por secreções uterinas. Desenvolve-se passando a blastocisto. O blastocisto apresenta duas partes ou conjuntos de células: o botão embrionário (massa de células que origina o corpo fetal) e o trofoblasto (delimita uma cavidade interna onde faz saliência o botão embrionário. Participa na formação da placenta.
A implantação do embrião (blastocisto) no endométrio uterino 6 a 7 dias após a fecundação designa-se por nidação. Para que tal aconteça, as células do trofoblasto produzem enzimas que digerem localmente o endométrio. O botão embrionário continua a crescer por divisões celulares e ocorrem movimentos de territórios celulares (inicio da morfogénese).
O embrião desenvolve-se formando três camadas celulares embrionárias com posições determinadas – a endoderme, mais interna, a ectoderme, mais externa, e uma terceira, a mesoderme, posicionada entre as duas primeiras. A partir destas três camadas ou folhetos embrionários constituem-se, por diferenciação celular, os diferentes tecidos e órgãos do novo ser, formando-se também estruturas transitórias (só existem até ao nascimento), os anexos embrionários:
Durante todo o desenvolvimento embrionário ocorrem três processos fundamentais – crescimento, morfogénese e diferenciação celular.
ORIGEM DE ALGUMAS ESTRUTURAS |
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CAMADA EMBRIONÁRIA | ÓRGÃOS/SISTEMAS |
Ectoderme |
Sistema nervoso Órgãos dos sentidos Epiderme |
Mesoderme |
Esqueleto Músculos Sistema circulatório Sistema excretor Sistema reprodutor |
Endoderme |
Sistema respiratório Fígado Pâncreas |
.
PROCESSOS BIOLÓGICOS |
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Crescimento |
A partir de multiplicações celulares (mitose) e aumento do volume das células. |
Morfogénese |
Conjunto de movimentos de territórios celulares que tomam posições uns em relação aos outros, de acordo com as estruturas que vão formar. São originadas três camadas embrionárias. |
Diferenciação celular |
Especialização estrutural e bioquímica de células da ectoderme, endoderme e mesoderme. Formam-se órgãos e sistemas de órgãos. |
A hormona gonadotropina coriónica humana (HCG), é fundamental no decorrer da gestação. Esta hormona é libertada pelo embrião, ao nível do trofoblasto, impede a degeneração do corpo amarelo (efeito semelhante ao da LH) que, assim, continua a produzir estrogénios e progesterona, garantindo a manutenção do endométrio e da nidação. Elevados valores de HCG exercem uma retroacção negativa sobre o complexo hipotálamo – hipófise, bloqueando o ciclo ovárico.
Às oito semanas dá-se o declínio da produção de HCG, degenerando o corpo amarelo. A produção de estrogénios e progesterona é assegurada pela placenta.
No último trimestre da gestação, uma complexa interacção de hormonas induz o parto. A máxima concentração de estrogénios no sangue materno desencadeia a formação de receptores de oxitocina no útero. A oxitocina é libertada ao nível da hipófise posterior e é através da pressão que o feto faz sobre o colo uterino que se desencadeia o envio de mensagens nervosas ao hipotálamo para se produzir esta neuro – hormona.
A oxitocina, produzida pelo feto e libertada pela hipófise materna, estimula o útero a fortes contracções. Também estimula a produção de prostaglandinas pela placenta, aumentado mais as contracções, num mecanismo de retracção positiva.
A produção de leite materno é controlada por diversas substâncias, entre as quais a hormona prolactina, produzida pela hipófise. Durante a gestação os níveis elevados de estrogénios e progesterona exercem uma retroacção negativa sobre a secreção da prolactina. Com a expulsão da placenta os níveis de estrogénios e progesterona diminuem, permitindo a secreção e chegada da prolactina às glândulas mamárias. Inicia-se a produção do colostro e, a seguir, a do leite.
A libertação do leite pelas glândulas mamárias é controlada pela oxitocina.
Actualmente, existem métodos contraceptivos de grande eficácia e também processos de reprodução assistida que permitem a casais com certos problemas de fertilidade procriarem.
A contracepção consiste na prevenção voluntária da gravidez com recurso a métodos que permitem evitar a fecundação. Os métodos contraceptivos são processos que permitem aos casais planear o nascimento dos filhos. Existem vários métodos contraceptivos: os que modificam o funcionamento normal das gónadas, evitando a gametogénese; os que impossibilitam o encontro do espermatozóide com o oócito II e consequente fecundação e os que impedem a nidação do embrião.
Existem métodos contraceptivos naturais e não naturais. Os métodos mais comuns são:
Métodos Contraceptivos | ||||
Tipo | Método | Vantagens | Riscos/limitações | Eficácia |
Natural | Abstinência periódica | Sem efeitos secundários. Impede a fecundação pela ausência de relações sexuais durante o período fecundo | Nos casos de ciclos sexuais irregulares. Não protege das DST. | 75% |
Não natural | Preservativo | Evita o encontro dos gâmetas e, portanto, a fecundação. Protege do contágio das DST. | Pode romper-se ou deixar passar alguns espermatozóides se não for colocado correctamente. | 95% |
Diafragma | Impede a entrada de espermatozóides no útero. | Requer orientação médica juntamente com uso de espermicidas. Pouco recomendado a jovens. | 85% | |
DIU | Impede a união dos gâmetas ou a nidação se já tiver ocorrido fecundação | Pode ser desconfortável; risco de infecções genitais. Mão aconselhado a mulheres jovens. | 95% | |
Espermicidas | Destroem os espermatozóides. | Protecção por pouco tempo. | 80% | |
Pílulas contraceptivas | Impedem a ovulação ou a fecundação. Ciclos menstruais mais regulares. | Agravamentos de doenças preexistentes. Problemas circulatórios e metabólicos | 98% |
Normalmente surgem casos em que casais que planeiam ter filhos e não conseguem concretizar esse desejo. Trata-se de infertilidade. A infertilidade é a incapacidade temporária ou permanente em conceber um filho e levar uma gravidez até ao seu termo natura, após um ano de relações sexuais sem contraceptivos. Os factores de sucesso na procriação são:
A reprodução assistida é um conjunto de técnicas que visam obter uma gestação substituindo ou facilitando uma etapa deficiente no processo reprodutivo. Existem várias técnicas para o tratamento da infertilidade. As técnicas mais comuns de reprodução assistida incluem:
A inseminação artificial ou IUI (Intra – Uterine Insemination) é a transferência mecânica de espermatozóides, previamente recolhidos, tratados e seleccionados, para o interior do aparelho genital feminino, na altura da ovulação. Actualmente existem bancos de esperma nos hospitais e clínicas para os casais em que o homem é infértil. Assim os espermatozóides dos dadores são crioconservados para posterior utilização.
A fertilização in vitro é a recolha de oócitos II e espermatozóides e a sua junção em laboratório (placas de Petri). Esta técnica de reprodução assistida tem as seguintes etapas:
Na GIFT, transferência intratubárica de gâmetas, os dois tipos de gâmetas (oócitos e espermatozóides, previamente isolados) são transferidos para o interior das trampas de Falópio de modo a que aí ocorra a sua fusão. Neste caso a fecundação tem lugar in vivo.
Na ZIFT, transferência intratubárica de zigotos, ambos os tipos de gâmetas são postos em contacto in vitro, em condições apropriadas para a sua fusão. O zigoto ou zigotos resultantes são então transferidos por laparoscopia, para o interior das trompas.
Esta técnica é praticada quando existem anomalias no funcionamento dos ovários, por exemplo por lesões hipófisiárias. É efectuado um tratamento hormonal à mulher a partir do terceiro ou quinto dia do ciclo sexual para estimular o desenvolvimento folicular. Quando este desenvolvimento já é suficiente injecta-se à mulher uma nova hormona (semelhante a LH) que provoca a ovulação. Este tratamento pode gerar gestações múltiplas uma vez que ocorrem em simultâneo o amadurecimento de vários folículos.
A injecção intracitoplasmática de espermatozóides é a microinjecção de um único espermatozóide directamente no citoplasma de um oócito II. Seguidamente, o embrião é implantado segundo a mesma técnica utilizada na FIV – ET. Engloba várias etapas: