43.3: Anatomia da reprodução humana e gametogênese

Habilidades para desenvolver

• Descreva a anatomia reprodutiva humana masculina e feminina
• Discuta a resposta sexual humana
• Descreva a espermatogênese e a oogênese e discuta suas diferenças e semelhanças

À medida que os animais se tornaram mais complexos, órgãos e sistemas orgânicos específicos se desenvolveram para apoiar funções específicas do organismo. As estruturas reprodutivas que evoluíram nos animais terrestres permitem que machos e fêmeas se acasalem, fertilizem internamente e apoiem o crescimento e o desenvolvimento da prole.

Anatomia reprodutiva humana

Os tecidos reprodutivos de humanos masculinos e femininos se desenvolvem de forma semelhante no útero até que um baixo nível do hormônio testosterona seja liberado das gônadas masculinas. A testosterona faz com que os tecidos não desenvolvidos se diferenciem em órgãos sexuais masculinos. Quando a testosterona está ausente, os tecidos se transformam em tecidos sexuais femininos. As gônadas primitivas se tornam testículos ou ovários. Os tecidos que produzem um pênis nos homens produzem um clitóris nas mulheres. O tecido que se tornará a bolsa escrotal em um homem se torna os lábios de uma mulher; ou seja, são estruturas homólogas.

Anatomia reprodutiva masculina

No sistema reprodutor masculino, a bolsa escrotal abriga os testículos ou testículos (singular: testículo), inclusive fornecendo passagem para vasos sanguíneos, nervos e músculos relacionados à função testicular. Os testículos são um par de órgãos reprodutores masculinos que produzem espermatozóides e alguns hormônios reprodutivos. Cada testículo tem aproximadamente 2,5 por 3,8 cm (1,5 por 1 pol) de tamanho e é dividido em lóbulos em forma de cunha pelo tecido conjuntivo chamado septo. Em cada cunha estão os túbulos seminíferos que produzem espermatozóides.

Os espermatozoides são imóveis à temperatura corporal; portanto, a bolsa escrotal e o pênis são externos ao corpo, conforme ilustrado na Figura, para\(\PageIndex{1}\) que uma temperatura adequada seja mantida para a motilidade. Em mamíferos terrestres, o par de testículos deve ser suspenso fora do corpo a cerca de 2 ^° C abaixo da temperatura corporal para produzir espermatozóides viáveis. A infertilidade pode ocorrer em mamíferos terrestres quando os testículos não descem pela cavidade abdominal durante o desenvolvimento fetal.

Conexão artística

Figura\(\PageIndex{1}\): As estruturas reprodutivas do homem humano são mostradas.

Qual das seguintes afirmações sobre o sistema reprodutor masculino é falsa?

1. O ducto deferente transporta o esperma dos testículos para o pênis.
2. Os espermatozóides amadurecem nos túbulos seminíferos dos testículos.
3. Tanto a próstata quanto as glândulas bulbouretrais produzem componentes do sêmen.
4. A próstata está localizada nos testículos.

Os espermatozoides amadurecem em túbulos seminíferos que estão enrolados dentro dos testículos, conforme ilustrado na Figura\(\PageIndex{1}\). As paredes dos túbulos seminíferos são constituídas pelos espermatozoides em desenvolvimento, com os menos desenvolvidos na periferia do túbulo e os espermatozoides totalmente desenvolvidos no lúmen. Os espermatozoides são misturados com células de “babá” chamadas células de Sertoli, que protegem as células germinativas e promovem seu desenvolvimento. Outras células misturadas na parede dos túbulos são as células intersticiais de Leydig. Essas células produzem altos níveis de testosterona quando o homem chega à adolescência.

Quando os espermatozoides desenvolvem flagelos e estão quase maduros, eles saem dos testículos e entram no epidídimo, mostrado na Figura\(\PageIndex{1}\). Essa estrutura se assemelha a uma vírgula e fica ao longo da porção superior e posterior dos testículos; é o local da maturação dos espermatozóides. O espermatozóide sai do epidídimo e entra no ducto deferente (ou ducto deferente), que carrega o espermatozóide, atrás da bexiga, e forma o ducto ejaculatório com o ducto das vesículas seminais. Durante uma vasectomia, uma seção do ducto deferente é removida, evitando que os espermatozoides saiam do corpo durante a ejaculação e impedindo a fertilização.

O sêmen é uma mistura de secreções de espermatozóides e ductos espermáticos (cerca de 10% do total) e fluidos das glândulas acessórias que contribuem com a maior parte do volume do sêmen. Os espermatozoides são células haplóides, consistindo de um flagelo como cauda, um pescoço que contém as mitocôndrias produtoras de energia da célula e uma cabeça que contém o material genético. \(\PageIndex{2}\)A figura mostra uma micrografia do esperma humano, bem como um diagrama das partes do esperma. Um acrosoma é encontrado na parte superior da cabeça do espermatozóide. Essa estrutura contém enzimas lisossômicas que podem digerir as coberturas protetoras que envolvem o óvulo para ajudar o espermatozóide a penetrar e fertilizar o óvulo. Uma ejaculação conterá de dois a cinco mililitros de fluido com de 50 a 120 milhões de espermatozóides por mililitro.

Figura\(\PageIndex{2}\): O esperma humano, visualizado por microscopia eletrônica de varredura, tem flagelo, pescoço e cabeça. (crédito b: modificação do trabalho de Mariana Ruiz Villareal; dados da barra de escala de Matt Russell)

A maior parte do sêmen vem das glândulas acessórias associadas ao sistema reprodutor masculino. Estas são as vesículas seminais, a próstata e a glândula bulbouretral, todas ilustradas na Figura\(\PageIndex{1}\). As vesículas seminais são um par de glândulas que se encontram ao longo da borda posterior da bexiga urinária. As glândulas formam uma solução espessa, amarelada e alcalina. Como os espermatozoides só são móveis em um ambiente alcalino, um pH básico é importante para reverter a acidez do ambiente vaginal. A solução também contém muco, frutose (um nutriente mitocondrial do espermatozóide), uma enzima coagulante, ácido ascórbico e hormônios de ação local chamados prostaglandinas. As glândulas vesiculares seminais representam 60% da maior parte do sêmen.

O pênis, ilustrado na Figura\(\PageIndex{1}\), é um órgão que drena a urina da bexiga renal e funciona como órgão copulatório durante a relação sexual. O pênis contém três tubos de tecido erétil que percorrem toda a extensão do órgão. Eles consistem em um par de tubos no lado dorsal, chamados de corpo cavernoso, e um único tubo de tecido no lado ventral, chamado corpo esponjoso. Esse tecido ficará cheio de sangue, ficando ereto e duro, em preparação para a relação sexual. O órgão é inserido na vagina culminando com uma ejaculação. Durante a relação sexual, os esfíncteres do músculo liso na abertura da bexiga renal se fecham e evitam que a urina entre no pênis. Um orgasmo é um processo de dois estágios: primeiro, as glândulas e os órgãos acessórios conectados aos testículos se contraem e, em seguida, o sêmen (contendo espermatozóides) é expelido pela uretra durante a ejaculação. Após a relação sexual, o sangue é drenado do tecido erétil e o pênis fica flácido.

A próstata em forma de noz envolve a uretra, a conexão com a bexiga urinária. Tem uma série de dutos curtos que se conectam diretamente à uretra. A glândula é uma mistura de músculo liso e tecido glandular. O músculo fornece grande parte da força necessária para que a ejaculação ocorra. O tecido glandular produz um fluido fino e leitoso que contém citrato (um nutriente), enzimas e antígeno específico da próstata (PSA). O PSA é uma enzima proteolítica que ajuda a liquefazer a ejaculação vários minutos após a liberação do macho. As secreções da próstata representam cerca de 30% da maior parte do sêmen.

A glândula bulbouretral, ou glândula de Cowper, libera sua secreção antes da liberação da maior parte do sêmen. Ele neutraliza qualquer resíduo ácido na uretra que sobra da urina. Isso geralmente representa algumas gotas de líquido na ejaculação total e pode conter alguns espermatozóides. A retirada do pênis da vagina antes da ejaculação para evitar a gravidez pode não funcionar se os espermatozóides estiverem presentes nas secreções da glândula bulbouretral. A localização e as funções dos órgãos reprodutores masculinos estão resumidas na Tabela\(\PageIndex{1}\).

Tabela\(\PageIndex{1}\): Anatomia reprodutiva masculina

Órgão	Localização	Função
Scrotum	Externo	Testes de transporte e suporte
Pênis	Externo	Entregue urina, órgão copulador
Testículos	Interno	Produza espermatozóides e hormônios masculinos
Vesículas seminais	Interno	Contribuir para a produção de sêmen
Próstata	Interno	Contribuir para a produção de sêmen
Glândulas bulbouretrais	Interno	Limpe a uretra na ejaculação

Anatomia reprodutiva feminina

Várias estruturas reprodutivas são externas ao corpo da mulher. Isso inclui os seios e a vulva, que consiste no mons pubis, clitóris, labia majora, labia minora e glândulas vestibulares, todos ilustrados na Figura\(\PageIndex{3}\). A localização e as funções dos órgãos reprodutivos femininos estão resumidas na Tabela\(\PageIndex{2}\). A vulva é uma área associada ao vestíbulo que inclui as estruturas encontradas na região inguinal (virilha) das mulheres. O mons pubis é uma área redonda e gordurosa que cobre a sínfise púbica. O clitóris é uma estrutura com tecido erétil que contém um grande número de nervos sensoriais e serve como fonte de estimulação durante a relação sexual. Os grandes lábios são um par de pregas alongadas de tecido que correm posteriormente do mons pubis e envolvem os outros componentes da vulva. Os grandes lábios derivam do mesmo tecido que produz a bolsa escrotal em um homem. Os pequenos lábios são dobras finas de tecido localizadas centralmente dentro dos grandes lábios. Esses lábios protegem as aberturas da vagina e da uretra. O mons pubis e a porção anterior dos grandes lábios ficam cobertos de pelos durante a adolescência; os pequenos lábios não têm pelos. As glândulas vestibulares maiores se encontram nas laterais da abertura vaginal e fornecem lubrificação durante a relação sexual.

Figura\(\PageIndex{3}\): As estruturas reprodutivas da fêmea humana são mostradas. (crédito a: modificação do trabalho de Gray's Anatomy; crédito b: modificação do trabalho pelo CDC)

Tabela\(\PageIndex{2}\): Anatomia reprodutiva feminina

Órgão	Localização	Função
Clitóris	Externo	Órgão sensorial
Mons púbis	Externo	Área gordurosa sobrejacente ao osso púbico
Labia major	Externo	Abrange labia minora
Lábios menores	Externo	Vestíbulo de capas
Glândulas vestibulares maiores	Externo	Secreta muco; lubrifica a vagina
Peito	Externo	Produzir e entregar leite
Ovários	Interno	Carregue e desenvolva ovos
Ovidutos (trompas de falópio)	Interno	Transporte do ovo para o útero
Útero	Interno	Apoie o desenvolvimento do embrião
Vagina	Interno	Tubo comum para relações sexuais, canal de parto, passagem do fluxo menstrual

Os seios consistem em glândulas mamárias e gordura. O tamanho da mama é determinado pela quantidade de gordura depositada atrás da glândula. Cada glândula consiste em 15 a 25 lóbulos que têm ductos que se esvaziam no mamilo e fornecem à criança amamentada leite rico em nutrientes e anticorpos para ajudar no desenvolvimento e proteger a criança.

As estruturas reprodutivas femininas internas incluem ovários, ovidutos, útero e vagina, mostrados na Figura\(\PageIndex{3}\). O par de ovários é mantido no lugar na cavidade abdominal por um sistema de ligamentos. Os ovários consistem em uma medula e um córtex: a medula contém nervos e vasos sanguíneos para fornecer nutrientes ao córtex e remover resíduos. As camadas externas das células do córtex são as partes funcionais dos ovários. O córtex é formado por células foliculares que envolvem os óvulos que se desenvolvem durante o desenvolvimento fetal no útero. Durante o período menstrual, um lote de células foliculares se desenvolve e prepara os óvulos para liberação. Na ovulação, um folículo se rompe e um óvulo é liberado, conforme ilustrado na Figura\(\PageIndex{4}\).

Figura\(\PageIndex{4}\): Os oócitos se desenvolvem em (a) folículos, localizados no ovário. No início do ciclo menstrual, o folículo amadurece. Na ovulação, o folículo se rompe, liberando o óvulo. O folículo se torna um corpo lúteo, que eventualmente degenera. O folículo (b) nesta micrografia de luz tem um oócito no centro. (crédito a: modificação do trabalho do NIH; dados da barra de escala de Matt Russell)

Os ovidutos, ou trompas de falópio, se estendem do útero na cavidade abdominal inferior até os ovários, mas não estão em contato com os ovários. As extremidades laterais dos ovidutos se expandem em uma estrutura semelhante a uma trombeta e têm uma franja de projeções em forma de dedo chamadas fímbrias, ilustradas na Figura\(\PageIndex{4}\). Quando um óvulo é liberado na ovulação, as fímbras ajudam o óvulo não móvel a entrar no tubo e a passar para o útero. As paredes dos ovidutos são ciliadas e são constituídas principalmente por músculo liso. Os cílios batem em direção ao meio e o músculo liso se contrai na mesma direção, movendo o óvulo em direção ao útero. A fertilização geralmente ocorre dentro dos ovidutos e o embrião em desenvolvimento é movido em direção ao útero para o desenvolvimento. Geralmente, o óvulo ou embrião leva uma semana para percorrer o oviduto. A esterilização em mulheres é chamada de laqueadura tubária; é análoga a uma vasectomia em homens, pois os ovidutos são cortados e selados.

O útero é uma estrutura do tamanho do punho de uma mulher. É revestido por um endométrio rico em vasos sanguíneos e glândulas mucosas. O útero apoia o desenvolvimento do embrião e do feto durante a gestação. A porção mais espessa da parede do útero é feita de músculo liso. As contrações do músculo liso do útero ajudam a passar o bebê pela vagina durante o trabalho de parto. Uma parte do revestimento do útero se desprende durante cada período menstrual e, em seguida, se acumula novamente em preparação para uma implantação. Parte do útero, chamada colo do útero, se projeta para o topo da vagina. O colo do útero funciona como canal de parto.

A vagina é um tubo muscular que serve a vários propósitos. Ele permite que o fluxo menstrual saia do corpo. É o receptáculo para o pênis durante a relação sexual e o recipiente para o parto da prole. É revestido por células epiteliais escamosas estratificadas para proteger o tecido subjacente.

Resposta sexual durante a relação sexual

A resposta sexual em humanos é psicológica e fisiológica. Ambos os sexos experimentam excitação sexual por meio de estimulação psicológica e física. Há quatro fases da resposta sexual. Durante a fase um, chamada excitação, a vasodilatação leva à vasocongestão nos tecidos eréteis em homens e mulheres. Os mamilos, o clitóris, os lábios e o pênis ficam cheios de sangue e aumentam de tamanho. As secreções vaginais são liberadas para lubrificar a vagina e facilitar a relação sexual. Durante a segunda fase, chamada de platô, a estimulação continua, o terço externo da parede vaginal aumenta com o sangue e a respiração e a frequência cardíaca aumentam.

Durante a fase três, ou orgasmo, as contrações rítmicas e involuntárias dos músculos ocorrem em ambos os sexos. No homem, as glândulas e túbulos acessórios reprodutivos se contraem, colocando o sêmen na uretra, depois a uretra se contrai, expulsando o sêmen pelo pênis. Nas mulheres, o útero e os músculos vaginais se contraem em ondas que podem durar um pouco menos de um segundo cada. Durante a fase quatro, ou resolução, os processos descritos nas três primeiras fases se invertem e retornam ao seu estado normal. Os homens passam por um período refratário no qual não conseguem manter a ereção ou ejacular por um período de tempo que varia de minutos a horas.

Gametogênese (Espermatogênese e Oogênese)

A gametogênese, a produção de espermatozóides e óvulos, ocorre por meio do processo de meiose. Durante a meiose, duas divisões celulares separam os cromossomos pareados no núcleo e depois separam as cromátides que foram produzidas durante um estágio anterior do ciclo de vida da célula. A meiose produz células haplóides com metade de cada par de cromossomos normalmente encontrados nas células diploides. A produção de espermatozóides é chamada de espermatogênese e a produção de óvulos é chamada de oogênese.

Espermatogênese

Figura\(\PageIndex{5}\): Durante a espermatogênese, quatro espermatozóides resultam de cada espermatócito primário.

A espermatogênese, ilustrada na Figura\(\PageIndex{5}\), ocorre na parede dos túbulos seminíferos, com células-tronco na periferia do tubo e os espermatozóides no lúmen do tubo. Imediatamente abaixo da cápsula do túbulo estão células diploides e indiferenciadas. Essas células-tronco, chamadas de espermatogônia (singular: espermatagônio), passam por mitose, com uma prole se diferenciando em espermatozóide e a outra dando origem à próxima geração de espermatozóides.

A meiose começa com uma célula chamada espermatócito primário. No final da primeira divisão meiótica, uma célula haplóide é produzida chamada espermatócito secundário. Essa célula é haplóide e deve passar por outra divisão celular meiótica. A célula produzida no final da meiose é chamada de espermátide e, quando atinge o lúmen do túbulo e faz crescer um flagelo, é chamada de espermatozóide. Quatro espermatozóides resultam de cada espermatócito primário que passa pela meiose.

As células-tronco são depositadas durante a gestação e estão presentes no nascimento até o início da adolescência, mas em um estado inativo. Durante a adolescência, os hormônios gonadotrópicos da hipófise anterior causam a ativação dessas células e a produção de espermatozóides viáveis. Isso continua na velhice.

Link para o aprendizado

Visite este site para ver o processo de espermatogênese.

Oogênese

A oogênese\(\PageIndex{6}\), ilustrada na Figura, ocorre nas camadas mais externas dos ovários. Assim como na produção de espermatozóides, a oogênese começa com uma célula germinativa, chamada oogônio (plural: oogonia), mas essa célula sofre mitose para aumentar em número, resultando em cerca de um a dois milhões de células no embrião.

Figura\(\PageIndex{6}\): O processo de oogênese ocorre na camada mais externa do ovário.

A meiose inicial da célula é chamada de oócito primário, conforme mostrado na Figura\(\PageIndex{6}\). Essa célula iniciará a primeira divisão meiótica e será interrompida em seu progresso no primeiro estágio da prófase. No momento do nascimento, todos os futuros óvulos estão na fase de prófase. Na adolescência, os hormônios hipofisários anteriores causam o desenvolvimento de vários folículos em um ovário. Isso faz com que o oócito primário termine a primeira divisão meiótica. A célula se divide de forma desigual, com a maior parte do material celular e das organelas indo para uma célula, chamada oócito secundário, e apenas um conjunto de cromossomos e uma pequena quantidade de citoplasma indo para a outra célula. Essa segunda célula é chamada de corpo polar e geralmente morre. Uma parada meiótica secundária ocorre, desta vez no estágio da metáfase II. Na ovulação, esse oócito secundário será liberado e viajará em direção ao útero através do oviduto. Se o oócito secundário for fertilizado, a célula continua pela meiose II, produzindo um segundo corpo polar e um óvulo fertilizado contendo todos os 46 cromossomos de um ser humano, metade deles vindo do espermatozóide.

A produção de óvulos começa antes do nascimento, é interrompida durante a meiose até a puberdade e, em seguida, as células individuais continuam em cada ciclo menstrual. Um ovo é produzido a partir de cada processo meiótico, com os cromossomos e cromátides extras entrando em corpos polares que degeneram e são reabsorvidos pelo corpo.

Resumo

À medida que os animais se tornaram mais complexos, órgãos e sistemas orgânicos específicos se desenvolveram para apoiar funções específicas do organismo. As estruturas reprodutivas que evoluíram nos animais terrestres permitem que machos e fêmeas se acasalem, fertilizem internamente e apoiem o crescimento e o desenvolvimento da prole. Processos desenvolvidos para produzir células reprodutivas que tinham exatamente metade do número de cromossomos de cada progenitor para que novas combinações tivessem a quantidade adequada de material genético. A gametogênese, a produção de espermatozóides (espermatogênese) e óvulos (oogênese), ocorre por meio do processo de meiose.

Figura\(\PageIndex{1}\): Qual das seguintes afirmações sobre o sistema reprodutor masculino é falsa?

1. O ducto deferente transporta o esperma dos testículos para o pênis.
2. Os espermatozóides amadurecem nos túbulos seminíferos dos testículos.
3. Tanto a próstata quanto as glândulas bulbouretrais produzem componentes do sêmen.
4. A próstata está localizada nos testículos.

Resposta

D

Glossário

glândula bulbouretral

secreção que limpa a uretra antes da ejaculação

clitóris

estrutura sensorial em mulheres; estimulada durante a excitação sexual

lábios maiores

grandes dobras de tecido cobrindo a área inguinal

pequenos lábios

dobras menores de tecido dentro dos grandes lábios

oogênese

processo de produção de ovos haplóides

oviduto

(também, trompa de Falópio) tubo muscular conectando o útero com a área do ovário

pênis

estrutura reprodutiva masculina para eliminação e cópula de urina

glândula prostática

estrutura que é uma mistura de músculo liso e material glandular e que contribui para o sêmen

scrotum

saco contendo testículos; exterior ao corpo

sêmen

mistura fluida de espermatozóides e materiais de suporte

vesícula seminal

glândula acessória secretora em homens; contribui para o sêmen

túbulo seminífero

local de produção de espermatozóides nos testículos

espermatogênese

processo de produção de espermatozóides haplóides

testículos

par de órgãos reprodutivos em homens

útero

ambiente para o desenvolvimento de embriões e fetos

vagina

tubo muscular para a passagem do fluxo menstrual, cópula e nascimento da prole