Fecundação e Ativação do Óvulo

Como o espermatozoide e o óvulo se reconhecem, se ligam e se fundem, e como esse contato transforma o óvulo quiescente em um zigoto em divisão ativa.

Definition

A fecundação é o processo pelo qual um espermatozoide e um óvulo se reconhecem, se fundem e combinam seus genomas para formar um zigoto diploide; a ativação do óvulo é o conjunto de mudanças que a acompanha — notavelmente um aumento no cálcio intracelular — que encerra a dormência do óvulo e desencadeia o início do desenvolvimento.

Scope

Este tópico aborda o reconhecimento e a ligação dos gametas, a reação acrossômica, a fusão da membrana espermatozoide-óvulo, os bloqueios à poliespermia e a ativação do metabolismo do óvulo impulsionada pelo cálcio que inicia o desenvolvimento. Também aborda a união dos dois genomas haploides para formar um zigoto diploide. As aplicações em medicina reprodutiva são apresentadas como significado, e não como orientação clínica.

Core questions

• Como o espermatozoide e o óvulo da mesma espécie se reconhecem e se ligam?
• Como o óvulo impede a fecundação por mais de um espermatozoide?
• Que sinal ativa o óvulo e reinicia o ciclo celular após a entrada do espermatozoide?
• Como os genomas materno e paterno se unem no zigoto?

Key concepts

• Reconhecimento de gametas espécie-específico
• Reação acrossômica
• Bloqueios rápido e lento à poliespermia
• Onda de cálcio e ativação do óvulo
• Fusão pronuclear e restauração da diploidia

Mechanisms

Espermatozoides capacitados ligam-se à camada extracelular do óvulo (zona pelúcida ou envoltório vitelínico) através de receptores espécie-específicos e sofrem a reação acrossômica, liberando enzimas que permitem a penetração. A fusão da membrana entrega o núcleo do espermatozoide e desencadeia um aumento no cálcio intracelular do óvulo, frequentemente como uma onda propagada. Este sinal de cálcio impulsiona a ativação do óvulo: a exocitose de grânulos corticais modifica a camada do óvulo para bloquear espermatozoides adicionais (o bloqueio lento à poliespermia), a maquinaria metabólica e translacional é ativada, e o ciclo celular meiótico é retomado. Os pronúcleos do espermatozoide e do óvulo então replicam seu DNA e se combinam para restaurar o genoma diploide do zigoto.

Clinical relevance

Os mecanismos de reconhecimento de gametas e ativação do óvulo sustentam as técnicas de reprodução assistida e as explicações de certas infertilidades e resultados de fecundação anormal. Esta entrada é educacional e não fornece orientação diagnóstica ou de tratamento.

History

A fecundação foi descrita microscopicamente pela primeira vez no século XIX, quando a fusão dos núcleos do espermatozoide e do óvulo foi observada em ouriços-do-mar e outros animais marinhos; trabalhos posteriores identificaram o sinal de cálcio e a reação cortical que ativam o óvulo.

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

Por que normalmente apenas um espermatozoide fecunda um óvulo?

A fecundação desencadeia mudanças elétricas rápidas e estruturais mais lentas na superfície do óvulo — os bloqueios à poliespermia — que impedem a fusão de espermatozoides adicionais, para que o zigoto mantenha o número correto de cromossomos.

O que significa ativação do óvulo?

Refere-se às mudanças, especialmente um aumento de cálcio dentro do óvulo, que despertam o óvulo de seu estado de repouso e iniciam os eventos metabólicos e do ciclo celular do desenvolvimento.