Descreve anatomias reprodutivas humanas masculinas e femininas
As animais tornaram-se mais complexos, órgãos específicos e sistemas de órgãos desenvolvidos para suportar funções específicas para o organismo. As estruturas reprodutivas que evoluíram nos animais terrestres permitem aos machos e fêmeas acasalar, fertilizar internamente e suportar o crescimento e desenvolvimento da prole.
Os tecidos reprodutivos dos machos e fêmeas humanos se desenvolvem similarmente no útero até que um baixo nível do hormônio testosterona seja liberado das gônadas dos machos. A Testosterona faz com que os tecidos não desenvolvidos se diferenciem em órgãos sexuais masculinos. Quando a testosterona está ausente, os tecidos se desenvolvem em tecidos sexuais femininos. As gônadas primitivas tornam-se testículos ou ovários. Os tecidos que produzem um pénis nos machos produzem um clitóris nas fêmeas. O tecido que se transformará no escroto de um macho torna-se os lábios de uma fêmea, ou seja, são estruturas homólogas.
Objectivos de aprendizagem
- Descrever anatomias reprodutivas humanas masculinas
- Descrever anatomias reprodutivas humanas femininas
- Discutir a resposta sexual humana
- Discutam as diferenças e semelhanças entre espermatogénese e oogénese
Anatomia Reprodutiva Masculina
Figure 1. As estruturas reprodutivas do macho humano são mostradas.
No sistema reprodutivo masculino, o escroto abriga os testículos ou testículos (singular: testículos), incluindo a passagem dos vasos sanguíneos, nervos e músculos relacionados com a função testicular. Os testículos são um par de órgãos reprodutores masculinos que produzem espermatozóides e algumas hormonas reprodutivas. 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 por tecido conjuntivo chamado septa. Enroscados em cada cunha são túbulos seminíferos que produzem esperma.
Espermatozóides são imóveis à temperatura corporal; portanto, o escroto e o pênis são externos ao corpo, como ilustrado na Figura 1, de modo que uma temperatura adequada é mantida para a motilidade. Nos mamíferos terrestres, o par de testículos deve ser suspenso fora do corpo a cerca de 2° C abaixo da temperatura corporal para produzir esperma viável. A infertilidade pode ocorrer em mamíferos terrestres quando os testículos não descem pela cavidade abdominal durante o desenvolvimento fetal.
Prática Pergunta
Qual das seguintes afirmações sobre o sistema reprodutivo masculino é falsa?
- O vaso deferente transporta o esperma dos testículos para o pénis.
- Sperma maduro em túbulos seminíferos nos testículos.
- As glândulas próstata e bulbo produzem componentes do sémen.
- A glândula próstata está localizada nos testículos.
Sperma maduro em túbulos seminíferos que são enrolados dentro dos testículos, como ilustrado na Figura 1. As paredes dos túbulos seminíferos são constituídas pelos espermatozóides em desenvolvimento, com os espermatozóides menos desenvolvidos na periferia do túbulo e os espermatozóides totalmente desenvolvidos no lúmen. Os espermatozóides são misturados com células “viveiristas” chamadas células de Sertoli que protegem as células germinativas e promovem o seu desenvolvimento. Outras células misturadas na parede dos túbulos são as células intersticiais de Leydig. Estas células produzem altos níveis de testosterona quando o macho atinge a adolescência.
Quando os espermatozóides desenvolveram flagelos e estão quase maduros, eles deixam os testículos e entram no epidídimo, mostrado na Figura 1. Esta estrutura assemelha-se a uma vírgula e encontra-se ao longo da parte superior e posterior dos testículos; é o local de maturação dos espermatozóides. Os espermatozóides saem do epidídimo e entram no canal deferente (ou ducto deferente), que transporta os espermatozóides, atrás da bexiga, e forma o ducto ejaculatório com o ducto das vesículas seminais. Durante uma vasectomia, uma secção do canal deferente é removida, impedindo que os espermatozóides sejam passados para fora do corpo durante a ejaculação e impedindo a fertilização.
Semen é uma mistura de espermatozóides e secreções do canal espermático (cerca de 10% do total) e fluidos das glândulas acessórias que contribuem para a maior parte do volume do sémen. Os espermatozóides 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. A figura 2 mostra uma micrografia do esperma humano, assim como um diagrama das partes do esperma. Um acrossoma é encontrado no topo da cabeça do espermatozóide. Esta estrutura contém enzimas lisossómicas que podem digerir as coberturas protectoras que envolvem o óvulo para ajudar os espermatozóides a penetrar e fertilizar o óvulo. Uma ejaculação contém de dois a cinco mililitros de líquido com 50-120 milhões de espermatozóides por mililitro.
Figure 2. Espermatozóides humanos, visualizados por microscopia electrónica de varrimento, têm um flagelo, pescoço e cabeça. (crédito b: modificação do trabalho de Mariana Ruiz Villareal; dados da barra de escala de Matt Russell)
O grosso do sémen provém das glândulas acessórias associadas ao sistema reprodutor masculino. Estas são as vesículas seminais, a glândula prostática e a glândula bulbouretral, todas ilustradas na Figura 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 espermatozóides são apenas móveis em ambiente alcalino, um pH básico é importante para reverter a acidez do ambiente vaginal. A solução também contém muco, frutose (um nutriente mitocondrial do esperma), uma enzima coagulante, ácido ascórbico e hormonas de acção local chamadas prostaglandinas. As glândulas vesiculares seminais representam 60% da maior parte do sémen.
O pénis, ilustrado na Figura 1, é um órgão que drena a urina da bexiga renal e funciona como um órgão copulatório durante a relação sexual. O pénis contém três tubos de tecido eréctil que atravessam o comprimento do órgão. Estes consistem de um par de tubos no lado dorsal, chamado corpus cavernosum, e um único tubo de tecido no lado ventral, chamado corpus spongiosum. Este tecido ficará ingurgitado com sangue, ficando erecto e duro, em preparação para a relação sexual. O órgão é inserido na vagina, culminando com uma ejaculação. Durante a relação sexual, os esfíncteres musculares lisos na abertura da bexiga renal fecham e impedem que a urina entre no pénis. Um orgasmo é um processo em duas fases: primeiro, as glândulas e os órgãos acessórios ligados aos testículos contraem-se, depois o sémen (contendo esperma) é expelido através da uretra durante a ejaculação. Após a relação sexual, o sangue drena do tecido eréctil e o pénis torna-se flácido.
A glândula prostática em forma de noz envolve a uretra, a ligação à bexiga urinária. Possui uma série de condutas curtas que se ligam directamente 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 faz 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 libertação do macho. As secreções da próstata são responsáveis por cerca de 30% do volume do sémen.
A glândula bulbouretral, ou glândula de Cowper, liberta a sua secreção antes da libertação do volume do sémen. Neutraliza qualquer resíduo ácido na uretra que sobra da urina. Isto normalmente é responsável por algumas gotas de líquido no ejaculado 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 funções dos órgãos reprodutores masculinos estão resumidas na Tabela 1.
Tabela 1. Anatomia Reprodutiva Masculina | ||
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Organ | Localização | Função |
Scrotum | Externo | Transporte e testes de suporte |
Penis | Externo | Descarregar urina, órgão copulador |
Testes | Internal | Produzir esperma e hormonas masculinas |
Seminal Vesículas | Internal | Contributo à produção de sémen |
Prostate Gland | Internal | Contributo à produção de sémen |
Glândulas Bulbouretrais | Internais | Uretra limpa na ejaculação |
Anatomia Reprodutiva Feminina
Um número de estruturas reprodutivas são exteriores ao corpo da fêmea. Estas incluem os seios e a vulva, que consiste dos mons pubis, clítoris, labia majora, labia minora, e as glândulas vestibulares, tudo ilustrado na Figura 3. A localização e funções dos órgãos reprodutores femininos estão resumidas na Tabela 2. A vulva é uma área associada com o vestíbulo que inclui as estruturas encontradas na área inguinal (virilha) das mulheres. O mons pubis é uma área redonda e gordurosa que se sobrepõe à sínfise púbica. O clítoris é uma estrutura com tecido eréctil que contém um grande número de nervos sensoriais e serve como uma fonte de estimulação durante a relação sexual. Os lábios maiores são um par de dobras alongadas de tecido que correm posteriormente a partir dos mons púbis e envolvem os outros componentes da vulva. Os lábios maiores derivam do mesmo tecido que produz o escroto em um macho. Os lábia minora são pregas finas de tecido localizadas centralmente dentro dos lábia majora. Estes lábios protegem as aberturas para a vagina e uretra. Os mons pubis e a porção anterior dos lábios maiores ficam cobertos de pêlos durante a adolescência; os pequenos lábios não têm pêlos. As glândulas vestibulares maiores são encontradas nos lados da abertura vaginal e fornecem lubrificação durante o ato sexual.
Figure 3. As estruturas reprodutivas da fêmea humana são mostradas. (crédito a: modificação do trabalho por Gray’s Anatomy; crédito b: modificação do trabalho por CDC)
Tabela 2. Anatomia Reprodutiva Feminina | ||
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Organ | Localização | Função |
Clitoris | Externo | Órgão sensorial |
Mons pubis | Externo | Área gorda sobrejacente osso púbico |
Lábia majora | Externo | Cobre labia minora |
Lábia minora | Externo | Cobre vestíbulo |
Glândulas vestibulares maiores | Externo | Muco sagrado; lubrificar a vagina |
Breast | Externo | Produzir e entregar leite |
Ovários | Internal | Carregar e desenvolver ovos |
Ovidutos (Fallopian tubos) | Internal | Transporte de ovo para o útero |
Utero | Internal | Apoio ao desenvolvimento do embrião |
Vagina | Internal | Trompa comum para o coito, canal de parto, fluxo menstrual passageiro |
Os seios são constituídos por glândulas mamárias e gordura. O tamanho dos seios é determinado pela quantidade de gordura depositada atrás da glândula. Cada glândula consiste de 15 a 25 lóbulos que possuem ductos que esvaziam o mamilo e que fornecem à criança lactante leite rico em nutrientes e anticorpos para ajudar no desenvolvimento e proteger a criança.
As estruturas reprodutivas femininas internas incluem ovários, oviductos, útero e vagina, mostrados na Figura 3. O par de ovários é mantido no lugar na cavidade abdominal por um sistema de ligamentos. Os ovários consistem em uma medula e córtex: a medula contém nervos e vasos sanguíneos para suprir o córtex com nutrientes e remover resíduos. As camadas externas das células do córtex são as partes funcionais dos ovários. O córtex é composto 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 a liberação. Na ovulação, um folículo se rompe e um óvulo é liberado, como ilustrado na Figura 4a.
Figure 4. Os oócitos desenvolvem-se 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 torna-se um corpus luteum, que eventualmente degenera. O (b) folículo neste micrográfico leve tem um oócito no seu centro. (crédito a: modificação do trabalho pelo NIH; dados da barra escalar de Matt Russell)
Os ovidutos, ou trompas de falópio, estendem-se do útero na cavidade abdominal inferior até aos ovários, mas não estão em contacto com os ovários. As extremidades laterais dos oviductos se erguem em uma estrutura em forma de trombeta e têm uma franja de projeções em forma de dedo chamada fimbriae, ilustrada na Figura 4b. Quando um óvulo é liberado na ovulação, a fímbria ajuda o óvulo não móvel a entrar na trompa e a passar para o útero. As paredes dos oviductos são ciliadas e são constituídas na sua maioria por músculo liso. Os cílios batem em direção ao meio e o músculo liso contrai-se na mesma direção, movendo o óvulo em direção ao útero. A fertilização geralmente ocorre dentro dos oviductos e o embrião em desenvolvimento é movido em direção ao útero para o desenvolvimento. Normalmente leva uma semana para o óvulo ou embrião viajar através do oviduto. A esterilização em mulheres é chamada ligadura tubária; é análoga a uma vasectomia em homens em que os ovidutos são cortados e selados.
O útero é uma estrutura do tamanho do punho de uma mulher. Este é revestido por um endométrio rico em vasos sanguíneos e glândulas mucosas. O útero suporta o desenvolvimento do embrião e do feto durante a gestação. A porção mais espessa da parede do útero é feita de músculo liso. As contracções do músculo liso do útero ajudam a passar o bebé através da vagina durante o parto. Uma porção do revestimento do útero é retirada durante cada período menstrual, e depois se acumula novamente em preparação para uma implantação. Parte do útero, chamada colo do útero, projeta-se para o topo da vagina. O colo do útero funciona como o canal de parto.
A vagina é um tubo muscular que serve vários propósitos. Ele permite que o fluxo menstrual saia do corpo. É o receptáculo para o pénis 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
A resposta sexual em humanos é tanto psicológica como fisiológica. Ambos os sexos experimentam excitação sexual através de estimulação psicológica e física. Existem quatro fases da resposta sexual. Durante a fase um, chamada excitação, a vasodilatação leva à vasocongestão nos tecidos eréteis tanto em homens como em mulheres. Os mamilos, clitóris, lábios e pênis engordam com sangue e ficam aumentados. As secreções vaginais são liberadas para lubrificar a vagina para facilitar o ato 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 terceira fase, ou orgasmo, contrações rítmicas e involuntárias dos músculos ocorrem em ambos os sexos. No macho, as glândulas acessórias reprodutivas e os túbulos contraem colocando o sémen na uretra, depois a uretra contrai-se expelindo o sémen através do pénis. Nas mulheres, o útero e os músculos vaginais contraem-se 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 revertem e retornam ao seu estado normal. Os homens experimentam um período refratário no qual não podem manter uma erecção ou ejacular por um período de tempo que varia de minutos a horas.
Gametogénese
Gametogénese, a produção de esperma e óvulos, ocorre através do processo de meiose. Durante a meiose, duas divisões celulares separam os cromossomos pareados no núcleo e depois separam os cromatídeos que foram feitos durante uma fase anterior do ciclo de vida da célula. A meiose produz células haplóides com metade de cada par de cromossomos normalmente encontrados em células diplóides. A produção de espermatogênese é chamada espermatogênese e a produção de óvulos é chamada oogênese.
Spermatogênese
Spermatogênese, ilustrada na Figura 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 as células diplóides, indiferenciadas. Estas células estaminais, chamadas espermatogónia (singular: espermatagónio), passam por mitose com uma descendência a diferenciar-se numa espermatogónia e a outra a dar origem à próxima geração de espermatogénios.
Figure 5. Durante a espermatogénese, quatro espermatozóides resultam de cada espermatocito primário.
Meiose começa com uma célula chamada espermatocito primário. No final da primeira divisão meiótica, uma célula haplóide é produzida chamada espermatócito secundário. Esta célula é haplóide e deve passar por outra divisão de células meióticas. A célula produzida no final da meiose é chamada espermatóide e quando atinge a luz do túbulo e cresce um flagelo, é chamada espermatozóide. Quatro espermatozóides resultam de cada espermatozóide primário que passa pela meiose.
Células-tronco são depositadas durante a gestação e estão presentes ao nascimento até o início da adolescência, mas em estado inativo. Durante a adolescência, os hormônios gonadotrópicos da hipófise anterior causam a ativação destas células e a produção de espermatozóides viáveis. Isto continua até a velhice.
Oogênese
Figure 6. O processo de oogênese ocorre na camada mais externa do ovário.
Oogênese, ilustrada na Figura 6, ocorre nas camadas mais externas dos ovários. Assim como na produção de esperma, a oogênese começa com uma célula germinal, chamada oogônio (plural: oogônio), mas esta célula sofre mitose para aumentar em número, eventualmente resultando em cerca de um a dois milhões de células no embrião.
A célula que inicia a meiose é chamada oócito primário, como mostrado na Figura 6. Esta célula iniciará a primeira divisão meiótica e será presa em seu progresso na primeira fase da prófase. No momento do nascimento, todos os futuros óvulos estão na fase de prófase. Na adolescência, os hormônios pituitários anteriores causam o desenvolvimento de um número de folículos em um ovário. Isto faz com que o oócito primário termine a primeira divisão meiótica. A célula se divide desigualmente, com a maioria do material celular e 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. Esta segunda célula é chamada de corpo polar e geralmente morre. Ocorre uma paragem meiótica secundária, desta vez na fase de metáfase II. Na ovulação, este oócito secundário é libertado e viaja em direcção ao útero através do obducto. Se o oócito secundário é fertilizado, a célula continua através da meiose II, produzindo um segundo corpo polar e um óvulo fertilizado contendo todos os 46 cromossomos de um ser humano, metade deles provenientes do esperma.
A produção de ovos começa antes do nascimento, é presa durante a meiose até a puberdade, e então as células individuais continuam a cada ciclo menstrual. Um óvulo é produzido a partir de cada processo meiótico, com os cromossomas e cromatídeos extras indo para corpos polares que degeneram e são reabsorvidos pelo corpo.
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