O que é a Fertilização Interna?
Fertilização interna ou fecundação interna, é qualquer forma de fertilização na qual os gametas são encontrados em um animal, seja fêmea ou fêmea.
Em mamíferos e alguns outros vertebrados, envolve o acasalamento, onde o pênis do macho penetra na vagina da fêmea. Em outros vertebrados, como alguns anfíbios, alguns répteis, pássaros e alguns peixes, a fertilização é a cloaca. Alguns répteis, como tartarugas e crocodilos, têm pênis semelhantes aos mamíferos, enquanto cobras e lagartos têm hemipênis.
A maioria dos anfíbios se reproduz por fertilização externa, mas alguns têm fertilização interna, embora não haja acasalamento. O núcleo caudado masculino deposita uma vesícula seminal na água, que é então coletada pela fêmea e inserida na cloaca. A cloaca dos gimnófios masculinos também pode se projetar em direção à fêmea. Em rãs, apenas os gêneros Nectophrynoides e Ascaphus são conhecidos por terem fertilização interna.
Fertilização em mamíferos
A fertilização é definida como o processo de união de duas células germinativas (óvulo e espermatozóide), durante o qual o número de cromossomos é restaurado e inicia-se o desenvolvimento de um novo organismo que apresenta as características da espécie. O processo de ligação dos gametas consiste em uma série de etapas ordenadas: 1) capacitação espermática; 2) ligação do espermatozoide capacitado à zona pelúcida (ZP); 3) indução da reação acrossômica; 4) fusão da penetração na ZP e na membrana plasmática do gameta.
A capacitação espermática
O esperma ejaculado não pode fertilizar imediatamente o óvulo. Durante sua residência no trato reprodutivo feminino, elas passam por uma série de mudanças bioquímicas e funcionais coletivamente chamadas de empoderamento. Estudos mostraram que um ou mais fatores do trato reprodutivo feminino são responsáveis por induzir esse processo, e estudos recentes mostraram que as glicoproteínas ovarianas específicas (OGPs) desempenham um papel importante na capacitação espermática. Essa capacitação se traduz em múltiplas alterações na composição proteica/glicoproteica e lipídica da membrana plasmática do espermatozoide maduro. Embora os detalhes moleculares dessas alterações variem de acordo com a espécie, o resultado é a hiperatividade da motilidade e a capacidade do espermatozóide de adquirir respostas acrossômicas.
Os espermatozóides ligados à zona pelúcida
A membrana plasmática de todos os ovos de mamíferos é completamente circundada pela zona pelúcida (ZP) (Figura 1). Essa matriz extracelular media vários eventos: 1) reconhecimento espécie-específico e ligação espermática; 2) indução da reação acrossômica; 3) bloqueio da polispermia; 4) proteção do embrião desde a fertilização até a implantação.
Representação esquemática de um ovo de mamífero.
ZP em ratos e muitos outros mamíferos consiste em três glicoproteínas chamadas ZP1, ZP2 e ZP3. Em camundongos, ZP2 e ZP3 interagem para formar filamentos interligados por ZP1. ZP3 atua como um receptor durante a ligação ovo-esperma. Estudos recentes mostraram que a porção oligossacarídica dessa glicoproteína desempenha um papel direto na função do receptor, portanto, em mamíferos, essa ligação é um evento mediado por carboidratos. Tem havido uma série de estudos para localizar a proteína de ligação ao ovo (EBP) localizada na cabeça do espermatozóide, que reconhece e se liga ao ZP3. Existem várias proteínas candidatas, mas ainda não há consenso na comunidade científica.
reação acrossômica
Apenas os espermatozoides que reagem com acrossoma podem penetrar na ZP e se fundir com a membrana plasmática do óvulo.
Diagrama esquemático de esperma de mamífero.
O acrossoma é uma grande vesícula secretora que se sobrepõe ao núcleo na região apical da cabeça do espermatozoide (Figura 2). Morfologicamente, a reação acrossômica é vista como múltiplas fusões entre a membrana acrossômica e a membrana plasmática dos gametas, a formação de uma membrana híbrida e a expulsão do conteúdo acrossômico. É agora reconhecido que ZP3 é um agonista natural que inicia a reação acrossômica quando o esperma intacto se liga ao ZP. A estimulação de ZP3 leva à despolarização da membrana espermática, que ativa os canais de Ca2+ dependentes de voltagem. Esse aumento no Ca2+ intracelular resulta em uma reação acrossômica.
Penetração na ZP e fusão da membrana plasmática dos gametas
Depois que o espermatozóide entra na ZP e atravessa o espaço peri-ovular, ocorre a fusão da membrana do gameta. A fertilina é uma proteína espermática responsável por se ligar à membrana plasmática e possivelmente fundi-los.
Bloqueio de polispermia
Múltiplos espermatozoides penetrando no óvulo são considerados uma anormalidade em mamíferos, fazendo com que o óvulo fertilizado não se desenvolva. Em humanos, a polispermia geralmente causa aborto espontâneo. Na maioria dos mamíferos estudados, o maior bloqueio na polispermia ocorre na ZP. O grânulo cortical (GC) é uma organela ovo-específica, e a liberação de seu conteúdo provoca uma série de alterações bioquímicas e estruturais que fazem com que a ZP perca sua capacidade de se ligar aos espermatozoides, permitindo que os espermatozoides já ligados penetrem. O conteúdo de GC que se acumula no espaço periovular forma uma nova camada ao redor do óvulo fertilizado, impedindo a polispermia e dificultando a interação dos gametas.
