Da fecundação ao Ouriço do mar

Introdução:

No âmbito da temática da Reprodução Humana, na disciplina de Biologia, realizou-se uma actividade experimental que consistiu na fecundação in vitro entre os gâmetas femininos e masculinos dos ouriços do mar, com o objetivo de observar e distinguir as diferentes fases desde os gãmetas até à larva pluteus do ouriço do mar.

Nos ouriços-do-mar a fecundação é externa, isto é, ocorre fora do corpo, no meio ambiente. Apesar de possuírem sexos separados, os ouriços do mar não apresentam dimorfismo sexual externo, ou seja, não apresentam características físicas que diferenciam os dois sexos. O sexo só pode ser determinado após a libertação dos gâmetas para o meio externo, sendo os óvulos amarelos e o esperma branco. Os espermatozoides são atraídos para as proximidades dos gâmetas femininos, através de substâncias químicas lançadas por estes.

Durante a fertilização o espermatozoide passa por um processo chamado de reação acrossómica. Esta reação é iniciada com a penetração do espermatozoide entre as células foliculares do óvulo de seguida, a zona pelúcida é degradada por enzimas libertadas pelo espermatozoide o que permite, posteriormente, a união entre as camadas dos dois gâmetas. Após a penetração da peça intermédia e do espermatozoide no citoplasma do óvulo, os grânulos corticais deste libertam enzimas para a região adjacente à zona pelúcida tornando-a impermeável a outros espermatozoides. Depois de todas estas etapas dá-se a cariogamia (junção dos cromossomas masculinos com os femininos). Após a reação acrossómica, forma-se a membrana de fecundação que envolve o óvulo de modo a não ser fecundado por mais nenhum espermatozóide.

            À medida que as células do embrião sofrem divisões vai-se formando uma massa esférica contendo uma cavidade central cheia de líquido, o blastocélio. Com as divisões posteriores, a cavidade aumenta de tamanho até dar lugar à formação da blástula(no ser humano denominada de blastocisto), isto é, um embrião com uma cavidade central delimitada por uma única camada de células designada por blastoderme. Neste estádio o embrião começa a rodar dentro da membrana de fecundação. Aproximadamente 8 horas depois da fecundação, a blástula perfura a membrana devido à secreção de enzimas, que parece digerir a membrana de fecundação. Antes de se iniciar a gastrulação, a blástula nada ativamente durante várias horas pois, esta já contém cílios. Cerca de 15 horas após a fecundação, a blástula transforma-se numa gástrula. Cerca de 24 horas após a fecundação a larva (larva pluteus) está completamente formada.

Material:

·        Ouriços-do-mar;

·        Água Salgada;

·        Três lâminas escavadas;

·        Três seringas;

·        Cloreto de potássio;

·        Tina (para gâmetas femininos de ouriço-do-mar);

·        Tina (para gâmetas masculinos de ouriço do mar);

·        Microscópio óptico.

Procedimento:

1.      Em primeiro lugar, houve uma apanha de ouriços-do-mar, que tiveram de chegar com vida à aula, para a experiência poder ser realizada;

2.      Estimulamos a saída de gâmetas com várias injecções de cloreto de potássio no ânus do ouriço;

3.      Após a saída de gâmetas, diferenciamos os masculinos dos femininos (através das diferentes cores) e colocamos os ouriços-do-mar por cima das tinas que continham água do mar para que os fluidos “descessem” para esta, visto que a fecundação deste ser ocorre no mar;

4.      Numeramos de 1 a 3 as lâminas escavadas;

5.      Com a seringa, colocou-se uma gota de líquido da tina com os gâmetas masculinos sobre a lâmina escavada 1;

6.      Observou-se ao microscópio com a objectiva 10X;

7.      Com a seringa, colocou-se uma gota de líquido da tina com os gâmetas femininos sobre a lâmina escavada 2;

8.      Observou-se ao microscópio com a objectiva 10X;

9.      Após as fases em separado, adicionou-se o líquido da tina que continha gâmetas femininos ao líquido da tina que continha gâmetas masculinos;

10.  Agitou-se e esperou-se uns segundos;

11.  Em seguida colocamos uma gota do líquido resultante da mistura dos gâmetas femininos e masculinos sobre a lâmina escavada 3;

12.  Observou-se ao microscópio com a objectiva 10X;

13.  Após 60 minutos da realização da etapa 9, colocou-se uma gota do líquido resultante da mistura de gâmetas femininos e masculinos sobre a lâmina escavada;

14.  Observou-se ao microscópio com a objectiva 10X;

15.  Após 15 minutos da realização da etapa anterior, voltou-se a observar ao microscópio uma gota do líquido resultante da mistura dos gâmetas femininos e masculinos sobre uma lâmina escavada;

16.  Para se observar estados de blástula, gástrula e larva, realizou-se observações de uma gota do líquido resultante da mistura de gâmetas femininos e masculinos após 1 dia, 2 dias e 5 dias, respectivamente.

Resultados:

 Imagem 1- Óvulos (ampliação total 40x)

Imagem 2- Óvulos (ampliação total 100x)

Imagem 3- Dois blastómeros (ampliação total 400x)

Imagem 4- Blástula (ampliação total 400x)

Imagem 5- Blástula (ampliação total 400x)

Imagem 6- Gástrula (ampliação total 400x)

Imagem 7- Óvulos que após as 24horas não foram fecundados e estão a ser consumidos pelas paramécias (ampliação total 400x)

                                     Imagem 8- Larva Pluteus Jovem (ampliação de 400x)

Imagem 9- Paramécia em divisão celular por cissiparidade ou divisão binária (ampliação total 400X)

Imagem10- Espermatozoides(Ampliação total 400X)

 Discussão:

           

            Os resultados obtidos correspondem ao esperado. O que permite distinguir os blastocélio, a blástula e a gástrula são o tamanho e a forma uma vez que, a blástula (imagem 4) é maior e contém uma cavidade central enquanto que o blastocélio é menor, uma vez que corresponde ao seu interior (imagem 5), sendo a gástrula (imagem 6) também mais pequena para ocorrer a divisão celular. Comparando a blástula com a gástrula percebe-se que a blástula é mais redonda que a gástrula é mais achatada. É de silientar que na imagem 8 (larva pluteus) é observável o desenvolvimento do ouriço do mar desde da formação dos blastómeros até a respectiva larva.A diferença entre uma larva pluteus e a paramécia é, novamente, o tamanho e a forma visto que, a larva jovem tem uma forma triangular e é um pouco mais pequena enquanto que a larva pluteus é maior e mais achatada.
  Após a penetração do espermatozoide no óvulo, as celulas foliculares envolventes no mesmo libertam o material que se encontra na nas glândulas corticais desde modo impedindo a entrada de mais espermatoides posteriormente há a formação dos blastómeros.



 

Conclusão:

Conclui-se que a fecundação dos ouriços-do-mar é diferente da do Homem. No homem, a fecundação ocorre no interior do corpo da mulher (fecundação interna) enquanto que, nos ouriços ocorre no mar (fecundação externa). Por outro lado, o ser humano apresenta dimorfismo sexual, ou seja, é possível distinguir o homem da mulher fisicamente. Isto não acontece com os ouriços pois só é possível distingui-los através dos seus líquidos sexuais ou fazendo um corte lateral no próprio ouriço de modo a que sejam visíveis as suas gónadas. No entanto, os gâmetas são muito semelhantes uma vez que, tal como os espermatozóides dos ouriços-do-mar, os dos humanos também têm cabeça e cauda e movimentam-se rapidamente em direcção aos óvulos que são grandes e redondos.

A atividade proposta foi bem sucedida e interessante visto que, observou-se a penetração do espermatozóide no óvulo dos respetivos ouriços e a formação da Larva. Contudo, surgiram alguns obstáculos, como arranjar um método apropriado para adquirir os próprios ouriços, conseguir encontrar um macho e uma fêmea (uma vez que estes não apresentam dimorfismo sexual) e em termos da focagem do próprio microscópio.

Um dos aspetos positivos, foi o facto de mais uma vez ter sido posto em prática o que foi estudado durante as aulas e consequentemente aprofundar mais os conhecimentos. Em oposição, o aspeto negativo a reter foi em termos da focagem dos microscópios bem como a dificuldade de mexer com as mãos nos ouriços.

Bibliografia:

MARTINS, Pedro; MATIAS, Osório;  Biologia 12, ARIAL EDITORES, SA, Porto, 2010.

http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080929141123AArUFAQ

http://biologia-anamarta.blogspot.com/2007/11/nos-ourios-do-mar-fecundao-externa.html

http://200.144.190.194/cbm/index.php/pt/artigos-acesso-livre/72-desenvolvimento-embrionario-dos-ouricos-do-mar.html

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/embriologia/reproducao3.php

http://www.cienciaviva.pt/rede/oceanos/FolhetoReproducao.pdf

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dimorfismo_sexual

http://pt.wikipedia.org/wiki/Reac%C3%A7%C3%A3o_across%C3%B3mica

Autores:

Neuza Pires;

Raquel Ferreira;

Raquel Moniz.

2 de Dezembro de 2011

A “magia” dos gâmetas

Introdução:

           

            No âmbito da temática da Reprodução Humana, na disciplina de Biologia, realizou-se uma actividade experimental que consistiu na visualização de cortes histológicos das gónadas de mamíferos, com o objetivo de distinguir os vários tipos de células que contribuem para a formação de gâmetas. 

O nascimento de um bebé está, na maior parte das vezes, associado a um acontecimento inesquecível e de grande alegria. No entanto, esquecem-se que entre a formação dos gâmetas e o parto existem processos bastantes complexos que garantem que no final o parto seja bem sucedido e que o bebé nasça em segurança e sem deformações, com a exeção de alguns casos.

Ao analisar em pormenor tanto as gónadas masculinas como as gónadas femininas percebe-se que ambas têm morfologias bastante diferentes. Os testículos ou gónadas masculinas são compostos por um emaranhado de tubos, os tubos seminíferos (imagens 1,2 e 3) que, são formados pelas células de Sertoli e pelo epitélio germinativo, onde ocorrerá a formação dos espermatozóides. A rodear os tubos seminíferos encontram-se as células intersticiais ou de Leydig que produzem as hormonas sexuais masculinas, sobretudo a testosterona, responsáveis pelo desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos e dos caracteres sexuais secundários. Os ovários ou gónadas femininas são  constituídos por  duas camadas,  uma externa, o córtex, e outra interna,  a medular. O córtex é constituído pelos folículos (imagens 4,5,6,7 e 8) e pelo corpo lúteo (fase final da vida do folículo).

O processo que garante a ocorrência de todos os outros processos, como a fecundação e posterior formação do embrião, é a formação dos gâmetas, pois se não houvesse a formação de gâmetas tanto masculinos como femininos, consequentemente, também não ocorreria a fecundação. O processo de formação de gâmetas pode ser subdividido em dois: a espermatogénese e a oogénese. A espermatogénese é a produção de espermatozoides que ocorre ao nível dos testículos no interior dos tubos seminíferos. Este processo inicia-se na puberdade e vai até ao resto da vida do homem. Na mulher a oogénese ou formação de óvulos ocorre ao nível dos ovários e, ao contrário dos homens, inicia-se já na fase embrionária para terminar na fase da menopausa.

Ao estudar a espermatogénese percebe-se que esta ocorre em 4 fases distintas: a multiplicação, o crescimento, a maturação e a diferenciação. Na multiplicação as células germinativas (espermatogónias) que são 2n, dividem-se por sucessivas mitoses. Posteriormente, na fase do crescimento, as espermatogónias aumentam de volume, devido à síntese e acumulação de substâncias de reserva, originando os espermatócitos I (2n). É na maturação que cada espermatócito I vai dividir-se por meiose (meiose I ou reducional) dando origem ao espermatócito II (n) que, por sua vez, também vai dividir-se por meiose (meiose II ou equacional) originando os espermatídeos (n). Por fim, na diferenciação os espermatídeos vão sofrer um processo de transformação em que dá-se a perda de grande parte do citoplasma, a reorganização dos organelos e a diferenciação de um flagelo a partir dos centríolos formando, assim, os espermatozoides (n).

Na mulher a produção de gâmetas é um processo bem mais complexo no entanto, esta produção é feita, igualmente, em 4 fases: a multiplicação, o crescimento, o repouso e a maturação. A multiplicação ocorre ainda durante o desenvolvimento embrionário e é onde as células germinativas (oogónias) vão multiplicar-se por mitoses. No crescimento, como o próprio nome indica, as oogónias (2n) vão aumentar o seu volume, devido à síntese e acumulação de substâncias de reserva, originando os oócitos I (2n) que se rodeiam por células foliculares (folículos primordiais). Os oócitos I vão iniciar a sua primeira divisão meiótica, que se interrompe em profase I. Segue-se o repouso em que os folículos primordiais, contento os oócitos I em profase, permanecem inativos desde o nascimento até à puberdade. Por fim vem a maturação em que, atingida a puberdade, alguns dos folículos primordiais começam a desenvolver-se e, com eles, os oócitos I. A maturação do oócito torna-se evidente quando o folículo atinge a fase madura. Nesta altura, o oócito que se encontrava em profase I, recomeça a primeira divisão da meiose para que ocorra a 2ª divisão meiótica, que se interrompe novamente, mas desta vez em metafase II, originando duas células haplóides desiguais: uma maior (oócito II), e uma de menor tamanho (1º glóbulo polar). Entretanto, dá-se a ruptura do folículo maduro, com consequente libertação do seu conteúdo. A este processo de libertação do oócito II dá-se o nome de ovulação. Se não ocorrer a fecundação, o oócito II é eliminado. Caso um espermatozoide penetre no oócito II, este conclui a 2ª divisão meiótica, originando, mais uma vez, duas células desiguais: um óvulo maduro (n), de grande tamanho, e um 2º glóbulo polar, que acaba por degenerar.    

Material e Método:

Para a realização desta tarefa foi necessário o seguinte material:

•  Preparações definitivas de cortes histológicos de ovários;
•  Preparações definitivas de cortes histológicos de testículos;
•  Microscópio ótico composto.

Em seguida procedeu-se do seguinte modo:

•  Observou-se as preparações ao microscópio (com diferentes ampliações);
•  Distinguiu-se e diferenciou-se as diferentes fases e os diferentes componentes;
•  Fotografou-se as mesmas através do microscópio ótico;

Resultados:

   - Cortes histológicos dos testículos:

 Imagem 1 – Tubos seminíferos (ampliação total 40x)

Imagem 2 –  Tubos seminíferos (ampliação total 100x)

    Imagem 3 – Interior de um Tubo Seminífero (ampliação total 400x)

   - Cortes Histológicos dos ovários:

Imagem 4 – Folículos primordiais (ampliação total 40x)

Imagem 5 – Folículos primário com o oócito I (ampliação total 400x)

    

 Imagem 6 - Folículo Secundário como oócito I (ampliação total 100x)

Imagem 7 - Folículo Terciário com o oócito I (ampliação total 100x)

Imagem 8 – folículo Maduro ou de Graaf com o oócito I (ampliação total 100x)

Discussão:  

         Os resultados obtidos correspondem ao esperado. O que permitiu distinguir as células somáticas (ou de Sertoli) das células germinativas (espermatogónias, espermatócitos e espermatídeos), nas imagens 1, 2 e 3 o, foi o facto das células germinativas ficarem cada vez mais achatadas ao longo do seu desenvolvimento enquanto que, as células de Sertoli são mais arredondadas. Nas imagens 4 e 5 os folículos distinguem-se pelo tamanho e pela organização das células foliculares. No folículo primordial o seu tamanho é bastante reduzido e é constituído apenas pelas células foliculares e o oócito enquanto que, no folículo primário, para além de se maior, também apresenta zona pelúcida bem como camada granulosa. As restantes imagens (5,6,7 e 8) os folículos distinguem-se basicamente pelo tamanho das cavidades foliculares assim, quando maior a cavidade mais maduro é o folículo.

Conclusão:

Na nossa opinião esta atividade foi bem sucedida e interessante no sentido em que pudemos distinguir com alguma facilidade os gâmetas bem como as suas estruturas associadas. No entanto, foi necessário algum trabalho de pesquisa e de visualização de imagens de folículos bem como de tubos seminíferos para que, fosse possível a distinção entre as várias fases foliculares e as várias etapas das células germinativas masculinas. Em algumas das preparações sentiu-se alguma dificuldade em encontrar o que se pretendia devido à pouca experiência de visualização destas estruturas.

O aspecto mais positivo a considerar foi o facto de se poder ter posto em prática todos os conhecimentos estudados e adquiridos em aula. Em contraposição, o aspecto mais negativo foi a pouca experiência com a focagem da imagem no microscópio o que dificultou por vezes o estudo da amostra. 

Conclui-se que de facto tanto os espermatozoides como os óvulos passam por processos de diferenciação compostos por diferentes fases. Para além disso, também percebeu-se que todas as estruturas são importantes para a formação dos gâmetas uma vez que, são elas que garantem toda a funcionalidade dos mesmos.  

Bibliografia:

MARTINS, Pedro; MATIAS, Osório;  Biologia 12, ARIAL EDITORES, SA, Porto, 2010.

http://www.afh.bio.br/reprod/reprod1.asp

http://www.auladeanatomia.com/genitais/ovario.htm

http://www.medipedia.pt/home/home.php?module=artigoEnc&id=672

http://www.infoescola.com/sistema-reprodutor/tubulos-seminiferos/

http://www.iesambi.org.br/apostilas2004/gametogenese1m.htm 

Autores:

Neuza Pires;

Raquel Ferreira;

Raquel Moniz.

16 de Novembro de 2011