Universidade Federal do Ceará
Programa de Pós-graduação Integrado de Zootecnia
Fisiologia da Reprodução e Lactação
Erika Bezerra de Menezes
Prof. Arlindo de A. A. Moura
1
INTRODUÇÃO
 Testículo (Morfofuncional)
 Dois compartimentos
 Tubular e o intertubular
 Tubular
 Túbulos seminíferos
 Células somáticas – Células de Sertoli
 Células germinativas
 Intertubular
 Células de leydig
(Russell et al., 1990)
(França & Russell, 1998)
 Produz andrógenos
 Caracteres sexuais secundários e pela
manutenção da espermatogênese
2
CÉLULAS DE SERTOLI
 Enrico Sertoli (Milão – Itália)
 Epitélio Seminífero (Ratos, camundongos e
humanos)
 37% ocupados por um grupo de células
 Camundongos – 20%
 Célula semelhante a um três
 Célula ramificada
Longas
extensões
 Célula Mãe – funções
 1863
(Hess e França, 2005)
 Primeiros desenhos com auxílio de microscópio
3
CÉLULAS DE SERTOLI
 1865
 Importância das Células de Sertoli
 Suporte as células germinativas
 1878
Células de Sertoli não se divide no testículo do
animal adulto
(Attal e Courout, 1963)
 Hipótese foi aceita  1963
 1960
 Barreira hematotesticular
(Hess e França, 2005)
4
CÉLULAS DE SERTOLI
 von Ebner
 1888
 “As células de Sertoli”
(Hess e França, 2005)
5
CÉLULAS DE SERTOLI
 Estrutura
(Hess e França, 2005)
6
CÉLULAS DE SERTOLI
 Estrutura
(Kretser, 2007)
7
DETERMINAÇÃO DO SEXO
XY
Gônada
indiferenciada
SRY, SOX9 e NR5A1
(Sekido e Lovell Badge, 2008)
Testículo
Céls. de Sertoli
(Epitélio celômico)
Células Germinativas
primordiais
(Saco embrionário)
Cordões sexuais
Hormônio Antimülleriano
(AMH)
Regressão
Ductos Müller
(Orth & Jester, 1995)
Trato
reprodutivo
masculino
8
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Células de Sertoli imaturas
 Fetal / Neonatal inicial
 Pré-puberdade
(VergouWen et al., 1993)
(Baker e O’Sharghnessey, 2001)
Parto
5 vezes
Puberdade
(Hochereau-de- Reviers et al. 1976,1984,1987)
Macaco Rhesus (Macaco mullata)
(Plant e Marshall, 2001)
9
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 No adulto - Não sofre mitose
 Raças sazonais
 Variação no nº de células de Sertoli/testículo
 Capacidade de proliferar
(Tarulli et al., 2006)
 Precursora de células de Sertoli
(Ahmed et al., 2009)
 ♂ Corriedale
Março
Agosto
Nº de Céls. de Sertoli/ testículo
(x108)
11,7 +/- 0,8a
9,0 +/- 1,7b
Espermatides
alongadas/testículo
5,9 +/- 0,4a
3,9 +/- 1,2b
(Bielli et al., 1999) 10
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Ratos
Orth, 1982
11
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Bovinos e caprinos
 Polonga-se até 6-10 semanas de idade;
(Sharpe, 1994)
 Suínos
 Duas fases após o nascimento
 1ª intensa - primeiro mês de vida;
 2ª antes da puberdade – 3 - 4 meses de vida
 [ ] elevadas de FSH
(França et al., 2000)
12
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Cordeiros
 Nascimento  250 x 106 de CS indiferenciadas
 Puberdade
(Kilgour et al., 1998)
  500%
13
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Genéticos (Humanos)
 Gene FMR-1
 Hormônios
(Slegtenhorst-Eegdeman et al., 1998)
(Sharpe et al., 1999)
 FSH
 taxa de proliferação
T3
 Altera o período regulando a proliferação e o
tamanho das CS
Jannini et al., 1990)
 GH
 Fatores parácrinos
(Sharpe et al., 1994, 1999)
14
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
Tratamento
Neonatal
N° C. de Sertoli
Massa
Testicular
[ ] de inibina
sanguínea
Antagonista GnRH
 45-52%
 46%
 63-79%
Trat. FSHr
 149%
 124%
NM
Meachem et al., 1996
Hemicastração
 118%
 133%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo
 182-257%
 127-162%
215%
Hess et al., 1993
Hemicastração +
Hipotiroidismo
 123%
 162%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo
 50%
 52%
NM
van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol (
FSH)
64%
 49%
31%
Atanassova et al., 1999
Referências
Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
15
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
Tratamento
Neonatal
N° C. de Sertoli
Massa
Testicular
[ ] de inibina
sanguínea
Antagonista GnRH
 45-52%
 46%
 63-79%
Trat. FSHr
 149%
 124%
NM
Meachem et al., 1996
Hemicastração
 118%
 133%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo
 182-257%
 127-162%
215%
Hess et al., 1993
Hemicastração +
Hipotiroidismo
 123%
 162%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo
 50%
 52%
NM
van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol (
FSH)
64%
 49%
31%
Atanassova et al., 1999
Referências
Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
16
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
Tratamento
Neonatal
N° C. de Sertoli
Massa
Testicular
[ ] de inibina
sanguínea
Antagonista GnRH
 45-52%
 46%
 63-79%
Trat. FSHr
 149%
 124%
NM
Meachem et al., 1996
Hemicastração
 118%
 133%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo
 182-257%
 127-162%
215%
Hess et al., 1993
Hemicastração +
Hipotiroidismo
 123%
 162%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo
 50%
 52%
NM
van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol (
FSH)
64%
 49%
31%
Atanassova et al., 1999
Referências
Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
17
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
Tratamento
Neonatal
N° C. de Sertoli
Massa
Testicular
[ ] de inibina
sanguínea
Antagonista GnRH
 45-52%
 46%
 63-79%
Trat. FSHr
 149%
 124%
NM
Meachem et al., 1996
Hemicastração
 118%
 133%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipotiroidismo
 182-257%
 127-162%
215%
Hess et al., 1993
Hemicastração +
Hipotiroidismo
 123%
 162%
NM
Simorangkir et al., 1995
Hipertiroidismo
 50%
 52%
NM
van Haaster et al., 1993
Dietilestiboestrol (
FSH)
64%
 49%
31%
Atanassova et al., 1999
Referências
Atanassova et al., 1999
Sharpe et al., 1999
Adaptado de Sharpe et al., 2003
18
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 FSH Cels. de Sertoli
 Diferenciação;
 Síntese de estradiol;
 Proteína ligadora de andrógenos (ABP);
 Secreção do fluido tubular
(Chemes, 1979; Steinberger 1981; Amann &
Schanbacher 1983; Miyamoto et al. 1989;
Bardin et al. 1994)
19
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Goitrogen (6-propyl-2-thiouracil) (PTU)
 Bociogênico
(Holsberger e Cooke, 2005)
20
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Regulação parácrina
 Bovinos – regulação do desenvolvimento testicular
 Fatores de crescimento
 TGF-α, TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3
 Interleucinas
 IL-1 α, IL-1 β e IL-6
(Russell et al., 1989)
21
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Ratos, suínos e homem
 Desenvolvimento e desenvolvimento das células de Sertoli
 FC - TGF-α TGF-β e suas isoformas 1, 2 e 3
 Interleucinas - IL-1 α, IL-1 β
 TGF-α  promove a síntese de DNA
(Hoeben et al. 199)
(Soder et al. 1991)
 TGF-β  promove a absorção de glicose e produção de lactato
(Petersen et al. 2001)
22
PROLIFERAÇÃO DAS CÉLULAS
DE SERTOLI
 Término da fase mitótica das CS
 Formação das junções de oclusão – Barreira hemato-
testicular;
 Início de maturação das células de Sertoli;
 Secreção de fluido;
 Formação do lume tubular;
 Habilidade de sustentar a espermatogenese
 Início de proliferação dos espermatócitos primários;
(Russell et al., 1989)
(Buzzard et al., 2003)
23
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE
SERTOLI
 Próximo a puberdade
 Morfologia e função
 Células de Sertoli madura e não proliferativa
 Núcleo aumenta
(Sharpe et al., 2003)
 Nucléolo mais evidente
24
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE
SERTOLI
22 semanas de idade
34 semanas de idade
Túbulos seminíferos
touros Angus
26 semanas de idade
(Aguiar et al., 2006)
25
MATURAÇÃO DAS CÉLULAS DE
SERTOLI
 Inicio da puberdade
 Morfologia e função
 Células de Sertoli madura e não proliferativa
 Núcleo aumenta
(Sharpe et al., 2003)
 Nucléolo mais evidente
 CS se unem a outras formando um compartimento
adluminal
 Ações são moduladas
(McLaren et al., 1993)
(Sharpe et al., 1994)
 Testosterona - Células de Leydig
 Hormônios da tireóide (T3) - algumas espécies
26
COMPOSIÇÃO TESTICULAR
Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e
número de células de Sertoli/g de testículo
Espécie
Túbulos seminíferos (%)
Nº de céls. de Sertoli/g
de testículo (x106)
Coelhos
87
26
Suíno
83
20
Ovino
80-87
8-12
Equino
73
28
Felino
88
32
Bovino
81
29
( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)
27
COMPOSIÇÃO TESTICULAR
Fig. 2 – Percentual de túbulos seminífero no parênquima testicular e
número de células de Sertoli/g de testículo
Espécie
Túbulos seminíferos (%)
Nº de céls. de Sertoli/g
de testículo (x106)
Coelhos
87
26
Suíno
83
20
Ovino
80-87
8-12
Equino
73
28
Felino
88
32
Bovino
81
29
( Leal et al., 2004 adaptado de França e Russell, 1998; and França e Godinho, 2003)
28
ESPERMATOGÊNESE
 As células germinativas não possui receptores para
FSH e T4;
 Células de Sertoli, sob a influencia desses
hormônio propiciam a espermatogênese.
29
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
30
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
Limitado ao período de
proliferação da CS
ERK  2 promotores
ciclina D1 e E2F
Atividade mitogênica
(Walker e Cheng, 2005)
31
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
Efeito citoesqueleto
das céls. de Sertoli
Junção Cél.-cél.
?
(Walker e Cheng, 2005)
32
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
ativação Lactato
desidrogenase  Lactato
gama glutamil peptidase 
aa.
Absorção de glicose 
lactato
?
(Walker e Cheng, 2005)
33
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
?
(Walker e Cheng, 2005)
34
REAÇÕES DE TRANSCRIÇÃO NA
CÉLULA DE SERTOLI
(Walker e Cheng, 2005)
35
CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS
ESPERMATOGÊNICAS
Johnson et al., (2008) modificado de Johnson (2007)
36
CÉLULAS DE SERTOLI E CÉLULAS
ESPERMATOGÊNICAS
 Barreira hemato-testicular (Junções firmes ou do
tipo Tight)
 Comunicação entre várias células de Sertoli;
 Proteção para as células contra o sistema imune;
traçador eletrondenso
(nitrato de lantâneo)
não atravessa compartimento
basal
37
ESPERMATOGÊNESE
 Produção diária de espermatozóide
(Russel et al., 1999)
 O n° total de células de Sertoli
 Capacidade de suporte
(Russel e Peterson, 1984)
 Células germinativas
 Rendimento e a eficiência do processo
espermatogênico
(Queiroz e Cardoso, 1989)
38
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE
SERTOLI
 Suporte físico - Barreira hemato-testicular;
 Fornecer nutrientes durante a espermatogênese;
 Manutenção da integridade do epitélio seminífero,
 Secretar fluido luminal que direcionar os
espermatozóides para o epidídimo;
 Secreção da proteína ligadora de androgenos (ABP);
 Secretar por estímulos do FSH e da testosterona, os
agentes parácrinos que intervém na formação e
maturação dos espermatozóides;
39
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE
SERTOLI
 Secretar inibina e ativina;
 Converter T4  diidrotestosterona
 Fagocitar restos citoplasmáticos dos SPTZ e células
com defeito;
 Secretar durante a vida embrionária, o hormônio
anti-Mülleriano que garante a regrassão dos ductos
de Müller no feto masculino.
40
ESPERMATOGÊNESE
9
 Avaliação das SPTGênese em Touro Angus
8
7
6
5
4
3
Testosterona
2
1
0
2
3
4
5
6
7
8
Idade (meses)
9
10
11
12
41
CÉLULAS DE LEYDIG
42
HISTÓRICO
 1ª Descrição (Leydig, 1850)
 Células poliédricas grandes (Microvilos)
 Ricas em Retículo Endoplasmático Liso;
 Gotas lipídicas
 Mitocôndrias;
 Complexo de Golgi.
 Agrupamentos dispersos no interstício testicular
43
CÉLULAS DE LEYDIG
44
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE
DUAS CÉLS. DE LEYDIG
Gotas
lipídicas
Mitocôndria
45
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE
LEYDIG
 SÍNTESE DE ANDRÓGENOS (T4)
 Diferenciação sexual;
 Desenvolvimento do D. de Wolf;
 Virilização da genitália externa (DHT);
 Comportamento sexual;
 Características sexuais secundárias;
 Maturação sexual;
 Regulação das gonadotrofinas hipofisárias;
 Espermatogênese;
 Desenvolvimento muscular.
46
DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS
DE LEYDIG FETAIS
Mesênquima
Céls. de
Sertoli
Pdgf-A
Sf1
Dhh
Céls. Leydig
primitivas
Céls. Endoteliais,
Mioblastos e
fibroblastos
intersticiais
Arx
Fetais
Céls. de Leydig fetal ≠ Céls. de Leydig adulta
Pouco dependente do LH
Dependente do LH
Sensível a ação do ACTH
47
PRODUÇÃO DE T4 TESTICULAR NA
FASE FETAL
Knockout para GnRH
5
4,5
4
3,5
pmol T4 / 3
2,5
testículo
2
1,5
1
0,5
0
normal
-GnRH
14pc
16pc
18pc
1
5
Idade (dias)
20
adulto
48
FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE
LEYDIG FETAIS
Mesênquima
Populações
Céls. Leydig
T4
Diferenciação do
Sist. Urogenital
(D. Wolf)
Céls. de
Leydig Fetais
Insl 3
Descida
testicular
49
ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO APÓS O
NASCIMENTO ATÉ A FORMAÇÃO DAS
CÉLULAS DE LEYDIG ADULTAS
Células Tronco
de Leydig
(indiferenciadas)
Proliferação
Diferenciação
LH
T 3 e T4
Células precursoras
Céls. de Leydig
Proliferação
Diferenciação
IGF-1
Céls. de Leydig
Imaturas
Proliferação
Diferenciação
Céls. de Leydig
Imaturas
Diferenciação
(Harman et al., 2001)
Céls. De Leydig
Adultas
50
Benton et al.
(1995).
Recept
Recept
LH
Androg
0
0
?
++
+
+
+++
++
+++
++
++
+++
+++
+
+++
+++
+
Tipo
Mitose
R.E.L
Metabolismo T4
Síntese T4
C. tronco de
Leydig
+
+
0
C. Precursora
de C. Leydig
+++
+
C. de Leydig
imatura
1
C. de Leydig
adulta
0
51
PRODUÇÃO DE T4 E SPTZ EM DIFERENTES
ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO
Testosterona plasmática
Produção Espermática
52
PROLIFERAÇÃO E
DIFERENCIAÇÃO DAS C. LEYDIG
 Diferenciação inicial Céls. Mesenquimais  Céls. Leydig
(Abdel-hoof, 1960; Rouker 1944)
3-5 meses de idade
 Puberdade
Células de Leydig imaturas
 5 α redutase
 Parâmetro morfológico da Célula Leydig
Volume REL  [ ] T4 sérica
53
VOLUME TESTICULAR
OCUPADO PELAS C. LEYDIG
Garanhão (28%)
Varrão (37%)
Touro (7%)
54
REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE
TESTOSTERONA
Hipotálamo
GnRH
AMPc
Hipófise
Ptn G
PKA...
LH
Pulsátil
Receptor
LH
Células de Leydig
T4
55
REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE
TESTOSTERONA
LH
T4
Ptn G
Fosfolipídeos e araquidonoil CoA
AMPc
PLA
2
Ácido araquidônio
PKA
HDL
Gota
lipídica
sérico
SR-B1
Ptn Start
Colesterol
livre
PBR
P450scc
LDL
sérico
Síntese colesterol
de novo
acetato
mitocôndria
pregnenolona
P450c17
REL
testosterona
Célula de Leydig
56
20,22-desmolase
17-hidroxylase
VIAS DE SÍNTESE
DE ESTERÓIDES
NAS CÉLULAS DE
LEYDIG
17,20-desmolase
aromatase
17β-OH-esteróide
desidrogenase
3β-OHSD
VIAS DE
SÍNTESE DE
ESTERÓIDES NAS
CÉLULAS-ALVO
aromatase
5α-reductase
3α-reductase
57
Berne et al., 2004
Interações celulares no testículo
envolvidas na regulação da
espermatogênese
Berne et al., 2004
58
CONSIDERAÇÕES FINAIS
 A compreensão dos fenômenos funcionais, regulatórios,
proliferativos e de diferenciação das Células de Sertoli e
Leydig são pré-requisitos para elaboração de biotécnicas
reprodutivas e de métodos de diagnóstico e tratamento de
doenças.
59
OBRIGADA PELA ATENÇÃO...
[email protected]
60