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Reprodução humana

A reprodução humana é sexuada e assenta na produção de gâmetas por gametogénese, na sua união por fecundação e no desenvolvimento do novo ser. Estuda-se a morfofisiologia dos sistemas reprodutores, a espermatogénese e a oogénese, a regulação hormonal da atividade reprodutora (eixo hipotálamo-hipófise-gónadas) e o ciclo sexual feminino, terminando na fecundação, na nidação e no papel da placenta. É um domínio de aprofundamento, sem Exame Nacional próprio (avaliação interna).

4 secções~16 min de leitura4 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

T·0111 / 14

Perfil de exame

Relacionar a estrutura dos sistemas reprodutores com a produção de gâmetas e de hormonasComparar a espermatogénese e a oogénese quanto ao número, dimensão e cronologia dos gâmetasInterpretar gráficos das variações hormonais do ciclo sexual feminino e os mecanismos de retroaçãoExplicar a fecundação, a nidação e a manutenção hormonal da gravidez

Operadores:descreveexplicarelacionainterpretacomparajustifica

nível básico

Reconhecer os órgãos reprodutores e as etapas gerais da reprodução, já introduzidas no ensino básico.

nível avançado

Aprofundar a gametogénese ao nível celular e a regulação hormonal por retroação, com interpretação quantitativa de gráficos hormonais — nível do 12.º ano de Ciências e Tecnologias.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Reprodução humana

Sistemas reprodutores masculino e feminino#

PadrãoAE-biologia-12-reproducao-manipulacao-reproducao-humana

Os sistemas reprodutores humanos têm uma dupla função: produzir «gâmetas» (células reprodutoras haploides) e produzir «hormonas sexuais» que regulam a reprodução e os caracteres sexuais. Ambos possuem «gónadas» (os órgãos que produzem gâmetas e hormonas), vias genitais que conduzem os gâmetas, glândulas anexas e órgãos de cópula. A produção de gâmetas designa-se «gametogénese» e ocorre por meiose, garantindo que os gâmetas tenham metade do número de cromossomas da espécie (n = 23), para que a fecundação restabeleça a diploidia (2n = 46) (ver Fig. 1).

Corte de um tubo seminífero e do tecido intersticial

Fig. 1Fig. 1 — No tubo seminífero, as células germinativas maturam da periferia (espermatogónia 2n) para o lúmen (espermatozoides); as células de Leydig, no interstício, produzem testosterona.

No sistema reprodutor masculino, as gónadas são os «testículos», alojados no escroto (fora da cavidade abdominal, o que mantém uma temperatura ligeiramente inferior, indispensável à espermatogénese). Cada testículo é formado por centenas de «tubos seminíferos», enrolados, onde ocorre a produção dos espermatozoides. Na parede destes tubos encontram-se as «células de Sertoli», que sustentam e nutrem as células germinativas em divisão; no tecido intersticial, entre os tubos, estão as «células de Leydig», que produzem a «testosterona» (ver Fig. 1).

Os espermatozoides formados são conduzidos, por ordem, pelo epidídimo (onde amadurecem e adquirem mobilidade), pelo canal deferente, pelos canais ejaculadores e pela uretra. As «glândulas anexas» — vesículas seminais, próstata e glândulas bulbouretrais — secretam o líquido seminal, que, juntamente com os espermatozoides, constitui o «esperma» (ou sémen). Este líquido nutre os espermatozoides (frutose), neutraliza a acidez das vias e ativa a sua mobilidade.

No sistema reprodutor feminino, as gónadas são os «ovários», que produzem os «oócitos» e as hormonas femininas (estrogénios e progesterona). Cada ovário contém milhares de «folículos ováricos», estruturas que envolvem e nutrem o oócito e que evoluem ao longo do ciclo (folículo primordial, primário, secundário e maduro/de Graaf). No nascimento, os ovários já contêm todos os folículos que a mulher terá — uma reserva finita, ao contrário do que sucede no homem.

As vias genitais femininas incluem as «trompas de Falópio» (ou tubas uterinas), que captam o oócito libertado na ovulação e onde geralmente ocorre a fecundação; o «útero», órgão muscular oco cuja mucosa interna — o «endométrio» — se prepara ciclicamente para receber o embrião; e a «vagina», canal de cópula e de parto. Ao contrário do masculino, o sistema feminino não só produz gâmetas como assegura o desenvolvimento do novo ser durante a gestação.

Uma diferença estrutural essencial condiciona toda a fisiologia: no homem, os processos de produção de gâmetas e de hormonas são contínuos a partir da puberdade; na mulher, são «cíclicos» (o ciclo sexual, com cerca de 28 dias) e cessam na menopausa. Esta distinção explica por que a regulação hormonal feminina é mais complexa, envolvendo retroações negativas e positivas que estudaremos na terceira secção.

Exemplo resolvido

Localizar a produção de testosterona

Um corte histológico de testículo mostra tubos seminíferos e, entre eles, aglomerados de células no tecido intersticial. Indica onde se produz a testosterona e justifica a importância desta hormona para a espermatogénese.

Identificar as células
As células do tecido intersticial (entre os tubos) são as células de Leydig; as células que revestem o interior do tubo são as de Sertoli e as germinativas.
Associar à função
As células de Leydig produzem testosterona; as de Sertoli sustentam e nutrem as células germinativas em meiose.
Relacionar
A testosterona produzida no interstício difunde-se para o interior do tubo e é indispensável ao desenvolvimento das células germinativas em espermatozoides.

Resultado: A testosterona é produzida pelas células de Leydig (interstício) e estimula a espermatogénese que decorre nos tubos seminíferos, junto às células de Sertoli.

Erros frequentes

Confundir a via de produção do gâmeta com a via de produção da hormona: no testículo, os espermatozoides formam-se nos tubos seminíferos (Sertoli) e a testosterona nas células de Leydig (interstício).
Pensar que a fecundação ocorre no útero — na maioria dos casos ocorre na trompa de Falópio; no útero dá-se a nidação.

Revisão ativa

Elabora um quadro que associe cada estrutura (tubo seminífero, células de Leydig, folículo ovárico, endométrio) à sua função na reprodução.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais — Biologia 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Gametogénese: espermatogénese e oogénese#

AprofundamentoAE-biologia-12-reproducao-manipulacao-reproducao-humana

A «gametogénese» é a formação dos gâmetas a partir de células germinativas diploides, através de quatro etapas: fase de «multiplicação» (mitoses das células germinativas, 2n), fase de «crescimento» (aumento de volume, formando o gâmeta de 1.ª ordem), fase de «maturação» (a meiose propriamente dita, que reduz a n) e fase de «diferenciação» (transformação na forma final do gâmeta). A meiose é o acontecimento central: é ela que reduz o número de cromossomas para metade e que, pelo crossing-over e pela segregação independente, gera variabilidade genética (ver Fig. 2).

Da célula germinativa aos gâmetas

Fig. 2Fig. 2 — Meiose na gametogénese: a espermatogénese dá 4 gâmetas iguais; a oogénese dá 1 óvulo e glóbulos polares (divisões desiguais).

Na «espermatogénese» (nos tubos seminíferos), cada «espermatogónia» (2n) origina, por mitose, espermatogónias e um «espermatócito I» (2n). Este realiza a divisão I da meiose, dando dois «espermatócitos II» (n); a divisão II origina quatro «espermatídeos» (n), que por diferenciação (espermiogénese) se transformam em quatro «espermatozoides» funcionais. Assim, de uma célula-mãe resultam quatro gâmetas iguais em tamanho. A espermatogénese só se inicia na puberdade e é contínua ao longo da vida, com produção de milhões de espermatozoides por dia.

Na «oogénese» (nos ovários), uma «oogónia» (2n) cresce e forma um «oócito I» (2n) que inicia a meiose ainda antes do nascimento, ficando bloqueado em prófase I durante anos. A cada ciclo, após a puberdade, um oócito I completa a divisão I, mas de forma «desigual»: origina um «oócito II» (n), grande e rico em reservas, e um pequeno «glóbulo (corpo) polar». O oócito II inicia a divisão II mas fica bloqueado em metáfase II — só a completa «se houver fecundação», formando então o óvulo e um segundo glóbulo polar.

A comparação entre os dois processos revela diferenças fundamentais (ver Fig. 3): na espermatogénese, de 1 espermatócito I resultam «4 espermatozoides» iguais; na oogénese, de 1 oócito I resulta «1 único óvulo» funcional (os glóbulos polares degeneram), pois as divisões são desiguais para concentrar as reservas num só gâmeta. Além disso, os espermatozoides são pequenos e móveis, enquanto o óvulo é volumoso e imóvel.

Espermatogénese vs oogénese

Fig. 3Fig. 3 — Quadro-resumo das diferenças entre a espermatogénese e a oogénese.

A cronologia também difere radicalmente. A espermatogénese é «contínua» e completa-se em poucas semanas por cada célula. A oogénese é «descontínua» e extraordinariamente longa: inicia-se na vida fetal, interrompe-se em prófase I, retoma-se a cada ciclo após a puberdade e só termina — quando termina — no momento da fecundação. Um óvulo libertado pode, assim, ter começado a sua meiose décadas antes.

Estas diferenças têm consequências práticas. A produção limitada e o longo bloqueio meiótico dos oócitos ajudam a explicar por que a fertilidade feminina diminui com a idade e por que a frequência de erros de segregação (não-disjunção, geradora de aneuploidias como a trissomia 21) aumenta com a idade materna — um oócito que permaneceu bloqueado durante muitos anos tem maior probabilidade de segregar mal os cromossomas.

Exemplo resolvido

Contar gâmetas e ploidia

A partir de 100 espermatócitos I e de 100 oócitos I que completam a meiose, quantos gâmetas funcionais se obtêm em cada caso? Justifica a diferença.

Espermatogénese
Cada espermatócito I (2n) origina 4 espermatozoides (n): 100 × 4 = 400 espermatozoides.
Oogénese
Cada oócito I (2n) origina 1 óvulo funcional (n) e glóbulos polares que degeneram: 100 × 1 = 100 óvulos.
Justificar
As divisões da oogénese são desiguais, concentrando as reservas citoplasmáticas num só gâmeta — o óvulo — para sustentar o desenvolvimento inicial do embrião.

Resultado: 400 espermatozoides e 100 óvulos: a diferença resulta da assimetria das divisões meióticas na oogénese.

Erros frequentes

Afirmar que a oogénese produz quatro óvulos — produz um óvulo funcional e glóbulos polares que degeneram.
Confundir as fases da meiose: a redução do número de cromossomas ocorre na divisão I (reducional), não na II (equacional).

Revisão ativa

Constrói um esquema que acompanhe uma espermatogónia e uma oogónia ao longo da gametogénese, indicando a ploidia (2n/n) em cada etapa e o número de células obtidas.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais — Biologia 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Regulação hormonal e ciclo sexual feminino#

AprofundamentoAE-biologia-12-reproducao-manipulacao-reproducao-humana

A atividade reprodutora é regulada por um «eixo hipotálamo-hipófise-gónadas». O hipotálamo produz a «GnRH», que estimula a hipófise anterior a libertar duas «gonadotrofinas»: a «FSH» (hormona folículo-estimulante) e a «LH» (hormona luteinizante). Estas atuam nas gónadas, que por sua vez produzem as hormonas sexuais. O funcionamento do eixo baseia-se em «retroação» (feedback): as hormonas gonadais informam o hipotálamo e a hipófise sobre os seus próprios níveis, ajustando a produção (ver Fig. 4).

Eixo hipotálamo-hipófise-ovário

Fig. 4Fig. 4 — Eixo hipotálamo-hipófise-ovário: a GnRH estimula FSH/LH, que estimulam o ovário; as hormonas ováricas retroagem (feedback) sobre o eixo.

No homem, a regulação é relativamente simples e mantém níveis estáveis. A FSH estimula as células de Sertoli (espermatogénese) e a LH estimula as células de Leydig (testosterona). A testosterona, ao subir, exerce «retroação negativa» sobre o hipotálamo e a hipófise, travando a GnRH, a FSH e a LH — um termostato que mantém a concentração hormonal aproximadamente constante.

Na mulher, a regulação é «cíclica» e articula dois ciclos simultâneos: o «ciclo ovárico» (no ovário) e o «ciclo uterino» (no endométrio), ambos com cerca de 28 dias e coordenados pelas mesmas hormonas. O ciclo ovárico tem três fases: «fase folicular» (a FSH faz crescer um folículo, que produz estrogénios crescentes), «ovulação» (por volta do dia 14) e «fase lútea» (o folículo transforma-se em «corpo lúteo», que produz progesterona e estrogénios).

O acontecimento-chave é o «pico de LH» que desencadeia a ovulação. Durante a fase folicular, os estrogénios estão baixos e exercem retroação negativa; mas quando o folículo maduro produz estrogénios em concentração «elevada e sustentada», o efeito inverte-se: passa a haver «retroação positiva», que provoca uma descarga maciça de LH (e de FSH). Este pico de LH provoca a rutura do folículo e a libertação do oócito II — a ovulação (ver Fig. 5). É o único momento fisiológico em que domina o feedback positivo.

Variações hormonais no ciclo de 28 dias

Fig. 5Fig. 5 — Níveis relativos das hormonas ao longo do ciclo: o pico de LH (≈ dia 14) desencadeia a ovulação; a progesterona domina a fase lútea.

Na fase lútea, o corpo lúteo produz «progesterona» (e estrogénios), que preparam e mantêm o endométrio e exercem forte retroação negativa, mantendo baixas a FSH e a LH (impedindo novas ovulações). Se não houver fecundação, o corpo lúteo degenera ao fim de cerca de 12 dias; a progesterona e os estrogénios caem, o endométrio descama-se — é a «menstruação» — e a queda da retroação negativa liberta de novo a FSH, reiniciando o ciclo.

O ciclo uterino acompanha estas variações: a «fase menstrual» (descamação do endométrio, dias 1–5), a «fase proliferativa» (os estrogénios crescentes reconstroem o endométrio) e a «fase secretora» (a progesterona torna o endométrio espesso e vascularizado, pronto para a nidação). A leitura conjunta dos gráficos hormonais e destas fases permite localizar a ovulação (imediatamente após o pico de LH) e prever a resposta do endométrio.

Exemplo resolvido

Interpretar o pico de LH

Um gráfico do ciclo mostra os estrogénios a subir até um máximo por volta do dia 13, seguido de um pico acentuado de LH no dia 14. Explica a relação causal entre estes dois factos e a sua consequência.

Estrogénios elevados
O folículo maduro produz estrogénios em concentração elevada e sustentada.
Inversão da retroação
Acima de um limiar, os estrogénios deixam de exercer retroação negativa e passam a exercer retroação POSITIVA sobre o hipotálamo e a hipófise.
Pico de LH
A retroação positiva provoca uma descarga maciça de LH (e FSH) — o pico de LH.
Consequência
O pico de LH desencadeia a ovulação (rutura do folículo e libertação do oócito II) cerca de 24–36 h depois.

Resultado: Os estrogénios elevados provocam, por retroação positiva, o pico de LH, que desencadeia a ovulação por volta do dia 14.

Erros frequentes

Confundir feedback negativo e positivo: o pico de LH resulta de retroação POSITIVA de estrogénios elevados, não negativa.
Situar a ovulação no fim do ciclo — ocorre a meio (≈ dia 14), logo após o pico de LH; a menstruação é que marca o início do ciclo seguinte.

Revisão ativa

Num gráfico do ciclo de 28 dias, assinala o pico de LH, a ovulação, a formação do corpo lúteo e a menstruação, indicando o tipo de retroação dominante em cada fase.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais — Biologia 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Fecundação, desenvolvimento embrionário e placenta#

PadrãoAE-biologia-12-reproducao-manipulacao-reproducao-humana

Da fecundação à nidação

Fig. 6Fig. 6 — Percurso do zigoto: fecundação na trompa, segmentação até blastocisto e nidação no endométrio; o trofoblasto produz hCG, que mantém o corpo lúteo.

A «fecundação» é a fusão do espermatozoide com o oócito II, geralmente na trompa de Falópio. O contacto do espermatozoide desencadeia a conclusão da meiose II do oócito (formando o óvulo e o 2.º glóbulo polar) e a fusão dos núcleos haploides — a «cariogamia» — restaura a diploidia (2n = 46) e forma o «ovo» ou «zigoto». A partir deste momento está definido o património genético e o sexo do novo ser (pelo cromossoma sexual do espermatozoide, X ou Y).

Um mecanismo importante garante a «monospermia» (a fecundação por um único espermatozoide): logo após a entrada do primeiro espermatozoide, o oócito reage e a sua membrana torna-se impenetrável aos restantes. Este bloqueio evita a poliploidia, que seria letal para o embrião.

Após a fecundação, o zigoto sofre «segmentação» (divisões mitóticas sucessivas sem crescimento), progredindo pela trompa em direção ao útero. Forma-se a «mórula» (aglomerado de células) e depois o «blastocisto», uma estrutura oca com uma massa celular interna (o futuro embrião) e uma camada externa (o trofoblasto, que originará os anexos embrionários). Todas estas células têm o mesmo genoma, mas começam a diferenciar-se.

Cerca de 6–7 dias após a fecundação ocorre a «nidação»: o blastocisto implanta-se no endométrio, espesso e vascularizado graças à progesterona da fase secretora. É por isto que o endométrio tem de estar preparado — se a progesterona faltar, não há nidação. O trofoblasto começa a produzir a hormona «hCG» (gonadotrofina coriónica humana).

A hCG é decisiva para a manutenção da gravidez: ela «mantém o corpo lúteo» ativo, impedindo a sua degeneração. Assim, o corpo lúteo continua a produzir progesterona e estrogénios, que mantêm o endométrio e impedem a menstruação (e novas ovulações). É a hCG que os testes de gravidez detetam. Mais tarde, a «placenta» assume a produção hormonal e o corpo lúteo pode degenerar.

A «placenta» é o órgão de troca entre a mãe e o feto, formado a partir de tecidos do embrião (trofoblasto) e da mãe (endométrio). Assegura as trocas de gases (O₂ e CO₂), o fornecimento de nutrientes e a eliminação de resíduos, sem que os sangues materno e fetal se misturem diretamente, e produz hormonas (progesterona, estrogénios) que mantêm a gravidez. O cordão umbilical liga o feto à placenta.

Exemplo resolvido

Por que não há menstruação na gravidez

Explica, em termos hormonais, por que uma mulher grávida não menstrua, referindo o papel da hCG.

Sem gravidez
Na ausência de fecundação, o corpo lúteo degenera, a progesterona cai e o endométrio descama-se (menstruação).
Com gravidez
O trofoblasto do blastocisto produz hCG, que mantém o corpo lúteo ativo.
Consequência
O corpo lúteo continua a produzir progesterona, que mantém o endométrio íntegro; não havendo queda hormonal, não há descamação.

Resultado: A hCG mantém o corpo lúteo e, com ele, a progesterona que conserva o endométrio — por isso não ocorre menstruação durante a gravidez.

Erros frequentes

Confundir fecundação (fusão dos gâmetas, na trompa) com nidação (implantação do blastocisto, no útero).
Afirmar que a placenta mistura o sangue materno e fetal — as trocas fazem-se sem contacto direto entre os dois sangues.

Revisão ativa

Ordena cronologicamente e explica: ovulação, fecundação, segmentação, formação do blastocisto, nidação e produção de hCG.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais — Biologia 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Aprendizagens Essenciais — Biologia 12.º ano

Reprodução humana

4 secções~16 min de leitura4 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

Reprodução humana

Pontos-chave

Localizar a produção de testosterona

Pontos-chave

Contar gâmetas e ploidia

Pontos-chave

Interpretar o pico de LH

Pontos-chave

Por que não há menstruação na gravidez

Fontes

Reprodução humana

Pontos-chave

Localizar a produção de testosterona

Pontos-chave

Contar gâmetas e ploidia

Pontos-chave

Interpretar o pico de LH

Pontos-chave

Por que não há menstruação na gravidez

Fontes