Espermatogênese | Vida e evolução | Khan Academy

RKA10GM - E aí, pessoal, tudo bem? Nesta aula, vamos falar de duas estruturas importantes no sistema reprodutor masculino que são os testículos, que são uma contribuição para a produção de esperma e também testosterona, que é o principal hormônio masculino. Mas, por ora, vamos falar apenas da produção de esperma.

Vamos olhar dentro dos testículos e ver o que encontramos. Por dentro isso parece bastante complicado, temos este conjunto de túbulos que são chamados de “túbulos seminíferos”. Os espermatozoides são feitos dentro desses túbulos, e a testosterona é feita por células chamadas “células de Leydig” que, na verdade, ficam do lado de fora desses túbulos.

Mas de qualquer forma, os espermatozoides são feitos nos túbulos seminíferos, e o que acontece é que eles viajam para fora dos túbulos e vão para o epidídimo, para amadurecer. Eles se preparam para sair via ejaculação, isso para encontrar um óvulo para fertilizarem. Então, para entender o processo de produção de esperma e como isso acontece, precisamos olhar no interior dos túbulos.

Esta é uma seção transversal do túbulo, que vou aumentar para nós vermos melhor. Esta camada azul do lado de fora é uma camada que ajuda a impulsionar o esperma através dos túbulos até o epidídimo, e faz isso através de uma contração muscular coordenada e se move como uma onda pelos túbulos. Então é um músculo liso, posso colocar aqui um músculo liso como camada, e o padrão de movimento coordenado é chamado de “peristaltismo”.

É como se você pensasse em uma pasta de dente, o peristaltismo é parecido com isso. Por exemplo, quando você tem a sua pasta de dente, a pressiona e o creme dental sai. Mas depois de deixar os túbulos, o esperma é drenado para esta área, que chamamos de “taxa testis”.

Após isso, o esperma é drenado para o epidídimo para amadurecer e ficar armazenado por algum tempo. É mais ou menos isso que é peristaltismo e o movimento do esperma através dos túbulos. Mas voltando para a nossa seção transversal, estas células em azul são chamadas de “células de Sertoli” e são responsáveis pela proteção e também pela nutrição das células germinativas.

Esse é mais ou menos um esquema para você entender como funciona a produção de esperma. A ideia aqui é que os espermas se desenvolvam entre duas células de Sertoli. E eles se desenvolvem entre duas células de Sertoli até chegar ao lúmen aqui.

E o lúmen nada mais é do que um buraco oco no centro do túbulo. Pense em uma mangueira de jardim onde a água passa por aquele buraquinho, e aquele buraquinho é o lúmen. Vamos ampliar este túbulo e, claro, eu poderia escolher qualquer um porque tanto faz, em todos acontece o mesmo processo.

Temos a célula de Sertoli aqui do lado esquerdo e também uma célula de Sertoli do lado direito, que vou chamar só de "S". E esta parte no topo é a camada de músculo liso que faz o peristaltismo. E esta célula roxa, o que é?

Ela é chamada de “espermatogônia”, e você a tem sempre entre duas células de Sertoli. Essas células são uma espécie de precursor da forma madura do esperma. São as verdadeiras células germinativas de onde todos os nossos espermatozoides vêm.

Eles passam por diferentes estágios de desenvolvimento em um processo que é chamado de “diferenciação”, e aí eles formam o que conhecemos como "esperma". Aí vem uma dúvida: se essas espermatogônias estão se diferenciando até chegar e virar um esperma maduro, o que acontece quando todos elas fazem isso? A resposta é simples.

Vamos ficar sem espermatogônias. Por sorte, esse problema é resolvido quando a espermatogônia se divide por meio de uma mitose e se transforma em duas espermatogônias. Uma vai se diferenciar na próxima célula espermática precursora, e a outra vai continuar sendo uma espermatogônia.

Uma vai diferenciar, e a outra vai dar origem a mais duas células e assim sucessivamente. Vamos começar aqui. Então, a nossa espermatogônia vai sofrer mitose, e o que acontece é que uma das células-filhas vai se diferenciar em espermatócito primário.

Aqui acontece a mitose + a diferenciação. E lembre-se: a outra vai voltar para ser uma célula germinativa. Então o espermatócito primário tem que atravessar esta ligação entre duas células de Sertoli, que é chamada de “junção apertada”.

E essa junção apertada cria dois compartimentos: um aqui em cima, chamado de “compartimento basal”, "basal" porque vem da base, ou região basal das células de Sertoli, e um compartimento aqui embaixo, que chamamos de “compartimento luminal”. E esse lumenal é porque inclui aquele lúmen que tínhamos visto. Então, como os espermas estão separados pela junção apertada, estes dois compartimentos têm ambientes químicos diferentes, ou seja, eles têm diferentes moléculas de sinalização e proteínas flutuando neles, e isso ajuda a célula a trazer diferentes estágios de desenvolvimento para os nossos espermatozoides.

E aqui acontece uma coisa bem importante: ao perceber que o espermatócito primário está se aproximando, a junção apertada abre e deixa ele passar. Ele passa e, com isso, o citoplasma é aumentado. Porque o que está acontecendo é que ele está se preparando para dividir e se transformar em dois espermatócitos secundários.

O que acontece depois é que a junção apertada se reconstrói rapidamente. E ela faz isso para não ter vazamento de um compartimento para o outro, ou seja, para que seus ambientes fiquem bem diferentes um do outro. Voltando ao nosso espermatócito primário, que passou pela junção apertada, é importante notar que ele não mudou muito, só teve uma pequena ampliação ganhando mais citoplasma.

O que acontece agora é que o espermatócito primário se divide e se transforma em dois espermatócitos secundários. E tem uma grande diferença da divisão que aconteceu aqui, onde a espermatogônia se transforma em um espermatócito primário, ou seja, ela se divide, e a divisão que acontece aqui, onde o espermatócito primário se transforma em dois espermatócitos secundários, ou seja, se divide em dois espermatócitos secundários. Isso porque esta divisão foi feita por mitose, e esta outra foi feita por meiose.

Só lembrando que na mitose você se divide e se transforma em duas células-filhas idênticas, ou seja, são geneticamente idênticas à célula original. Mas na meiose você dá às suas filhas metade dos seus cromossomos. Então, cada espermatócito primário tem um total de 23 pares de cromossomos, então, par 1, par 2, par 3, par 4, etc.

E cada cromossomo é um par de cromátides-irmãs, e todos esses cromossomos sofreram uma mistura, ou seja, são uma mistura de rosa e azul. Deixe-me colocar a mistura de rosa e azul. Então, agora sim, eles sofreram uma mistura de rosa e azul, ou seja, uma mistura de cromossomos homólogos do pai e da mãe.

Apenas um lembrete: os espermatócitos primários foram criados por meio de uma mitose das espermatogônias, mas, em um certo ponto, os espermatócitos primários decidem sofrer meiose. Então a prófase começa nesses espermatócitos primários, ou seja, o cruzamento acontece nesses espermatócitos primários. Todas as outras fases acontecem para transformar os nossos espermatócitos primários em dois espermatócitos secundários.

Quando os espermatócitos primários se transformam em espermatócitos secundários, eles dão às suas células-filhas metade dos seus cromossomos. Agora cada espermatócito secundário tem 23 cromossomos com cromátides-irmãs. E o que acontece agora?

Temos os nossos dois espermatócitos secundários, cada um com 23 cromossomos, que são cromátides-irmãs, e agora eles precisam se dividir. Eles se dividem em espermátides que estão começando a se parecer com esperma. As espermátides estão aqui.

E aí, duas espermátides são criadas pelos espermatócitos secundários. Na verdade, haveria quatro aqui, mas só desenhei duas, e observe que essas espermátides estão um pouco mais incorporadas nas células de Sertoli, e elas obtêm muitos nutrientes dessa maneira. E o interessante é que quando elas se transformam de espermatócitos secundários para espermátides, a segunda fase da meiose acontece, o que é chamado de “meiose 2”.

Então a meiose 1 aconteceu quando fomos do espermatócito primário para os espermatócitos secundários. E na segunda fase da meiose, dividimos ainda mais o número de cópias do cromossomo. Então, em vez de 23 cromossomos, cada um com um par de cromátides-irmãs, essas espermátides que foram criadas agora têm 23 cópias únicas de cada cromossomo.

E precisamos que o esperma tenha apenas uma cópia de cada cromossomo porque, depois que o espermatozoide fertiliza o óvulo de uma fêmea, os óvulos acabam apenas com uma cópia de cada cromossomo e quando os seus núcleos se fundem a ele, criam um conjunto de 23 pares de cromossomos. Ou seja, um conjunto de esperma do pai e um conjunto de óvulo da mãe, e é isso que queremos. Agora acontece o último passo entre essas células de Sertoli, ou seja, as espermátides se transformam em espermatozoides.

Espermatozoides criados em um processo chamado de “espermiogênese”. E aí cada espermatozoide tem uma única cópia de cromossomo. Então lembre-se que o espermatócito primário acaba dando origem a quatro espermatozoides, porque, lembre-se, aqui eu desenhei dois, mas, na verdade, são quatro, e isso teria que nos dar mais dois espermatozoides.

E, claro, o esperma recém-criado não está pronto ainda, ou seja, o espermatozoide ainda está imaturo para viajar para o epidídimo e, com isso, se transformar em um esperma capaz de realizar a fertilização. Isso porque é no epidídimo que eles ganham mais mitocôndrias e mais flagelos. E aí eles estão prontos para iniciar a sua jornada na esperança de fertilizar um óvulo.

É isso aí, pessoal. Até a próxima aula!