EPIDÍDIMO Doutorando: Rodrigo V. de Oliveira UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM ZOOTECNIA DISCIPLINA TÓPICOS ESPECIAIS EM FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO EPIDÍDIMO Doutorando: Rodrigo V. de Oliveira Orientador: Arlindo Alencar de Araripe Moura

INTRODUÇÃO Túbulo seminífero Epidídimo Testículo Túbulo seminífero Espermatogônia Espermatócito primário Célula de Sertoli Espermatócito secundário Espermátides

EPIDÍDIMO É um orgão delgado que se estende entre os polos do testículo ao longo de sua borda medial, e possui em seu interior um ducto longo e enovelado circundado por uma camada de células musculares lisas. Touro: 40m Varrão: 60m Cavalo: 80m

Figura 1. Corte histológico longitudinal epididimário (40x).

DIVISÃO ANATÔMICA E HISTOLOGIA REGIONAL DO EPIDÍDIMO Epitélio pseudoestratificado alto com cílios longos e baixa concentração de espermatozóides; cabeça Epitélio pseudoestraificado colunar com estereocílios estereocílios  encurvados e o vacúolos supranucleares, maior lúmen ductal e concentração de espermatozóides, corpo cauda Epitelio pseudoestratificado baixo, com poucos estereocílios, com lúmen amplo repleto de espermatozóides

Figura 1. Histologia regional do epidídimo. Canais eferentes Cabeça Corpo distal Corpo proximal Corpo Figura 1. Histologia regional do epidídimo. Marengo et al., 2008

Figura 1. Secção transversal do ducto epididimário. Epitélio Leucócito Cél. Basal Cél. Apical Secreção de prótons Cél. Clear Retirada substâncias do lúmen Junções Tight Céls. Musculares lisas Céls. Principais Absorção e secreção Lúmen Figura 1. Secção transversal do ducto epididimário.

EPITÉLIO EPIDIDIMÁRIO Manutenção: Dependente de Testosterona (T4) Testicular T4 (5a redutase) DHT T4 (aromatase P450)  E2 IGF e EGF Ligação dos canais eferentes

EPITÉLIO EPIDIDIMÁRIO Região da cabeça (canais eferentes): Epitélio + absorção Cl COH Na Região do corpo Epitélio _ secreção L-carnitina Inositol Ptns

FUNÇÕES EPIDIDIMÁRIAS Concentração Ductos eferentes Maturação Cabeça e corpo (cauda) Transporte Proteção Armazenamento Quiescente: Cauda (+ 15 dias) Marengo et al., 2008

CONCENTRAÇÃO ESPERMÁTICA Reabsorção do fluído testicular (90%) Ductos eferentes capilares fenestrados Células Principais Canais Na+ Zhou et al., 2001

MATURAÇÃO ESPERMÁTICA Processo sequencial do desenvolvimento da capacidade fecundante dos espermatozóides ao longo do seu transporte epididimário. Aspectos: morfológicos,bioquímicos e funcionais Dinâmica do perfil protéico do fluído epididimário => Maturação espermática (Dacheux et al., 2003)

Ovos fertilizados ou prenhez (%) Cooper et al., 2007 cabeça corpo cauda Gráfico 1. A capacidade fecundante de espermatozóides (eixo y) obtidos de diferentes regiões epididimárias (eixo x) após a inseminação artificial em várias espécies.

Tabela 1. Transito epididimário dos espermatozóides em diferentes espécies Cabeça Corpo Cauda Total Touro 2 10 14 Varrão 3 9 Garanhão 5 Rato 11 Homem 1 8

FLUÍDO EPIDIMÁRIO Complexidade dinâmica Hiperosmótico (360-400 mOsm) Imobiliza os sptz pH = 6,5 Composição: componentes orgânicos (MM): inositol, glutamato Íons inorgânicos: K, Cl, Ca e Na Proteínas Dacheux and Dacheux, 2002

CONCENTRAÇÃO DAS PROTEÍNAS EPIDIDIMÁRIAS Porção Inicial da cabeça: 2-4 mg/ml Porção final da cabeça (máximo) : 50-60 mg/ml Cauda do epidídimo: 20-30 mg/ml Fouchecourt et al., 2000

PROTEÍNAS EPIDIDIMÁRIAS Osteopontina Manosidase e Galactosidase Lactoferrina Defesa; (+ garanhões) α-L-fucosidase Modificações carbohidratos de ptns de membrana Catepsina D (peptidase) Prostaglandina d sintetase (PGDS) Interação com ptns hidrofóbicas, hormônios (T4) NCP2 (HE1, CTP, Proteína transportadora de colesterol) Estabilidade da membrana espermática GPX (glutationa peroxidase): estresse oxidativo beta-N-acetil-hexosaminidase, Interação sptz-zp PGDS (prostaglandin D2 synthase), E-RAPB (epididymal retinoic acid-binding protein). CRISP (cystein-rich secretory protein) Clusterina (+) Moura et al., 2006; Aitken et al., 2007; Dacheux et al., 2009

CRISP (cystein-rich secretory protein) Múltiplas isoformas Fusão sptz-oócito Crisp-1 D (30 kDa) CAPACITAÇÃO Roberts et al., 2006

CLUSTERINA Glicoproteína Ep. Epididimário e Céls. de Sertoli Heterodímero (S-S) a: 38 kDa/b: 36 kDa) Ep. Epididimário e Céls. de Sertoli Membrana espermática Proteção espermática (danos oxidativos) Bailey et al., 2002; Moreno et al., 2002

EPIDIDIMOSSOMOS São vesículas membranosas ricas em proteínas liberadas pelo epitélio epididimário, através de um processo de secreção apócrina. Perfil protéico: Glicosilfosfatidinositol P25b: PP26h: Ligação a zona pelúcida HE5: Fator inibitório da migração de macrofágos Ubiquitina: seleção espermática Glutationa peroxidase: estresse oxidatixo Função (?) Transporte de ptns à membrana espermática Proteção contra proteases luminais Cornwall (2009)

epididimossomos Figura 3. Diagrama esquemático da secreção apócrina no epitélio epididimário

DIFERÊNCIAÇÃO ESPERMÁTICA NO EPIDIDÍMO Reorganização da membrana plasmática Migração da Gota Citoplasmática Remoção seletiva das células espermáticas anormais Condensação da cromatina Aquisição da capacidade fecundante Aquisição da motilidade progressiva Capacidade de ligação zona pelúcida Capacidade de fertilização e sobrevivência embrionária

REORGANIZAÇÃO DA MEMBRANA ESPERMÁTICA E ACROSSOMA Alteração do teor de fosfolipídios: (+ fluidez e estabilidade) Carneiro: (+) taxa de esteróis/fosfolipídios (0:26=>0:44) Suínos: (-) fosfatidiletanolamina (+) fosfatidilcolina. Alteração perfil protéico (-) testiculares: clusterina, albumina, transferrina e PGDS (+) epididimárias

MIGRAÇÃO DA GOTA CITOPLASMÁTICA Região: Difusão água Entrada de osmólitos Canais de K e Cl Liberação: ejaculação Rao et al., 1980; Yeung et al., 2005

REMOÇÃO SELETIVA DAS CÉLULAS ANORMAIS Durante o transito epididimário Fagocitose (Céls. Epiteliais dos Ductos eferentes e macrofágos na cauda do epidídimo) (-) Céls. Anormalidades: cabeça, acrossomo e peça intermediária Marcador para fagocitose Secreção epidimária Ubiquitina (18,5 kDa) Ubiquinação ptns de membrana BASKA et al., 2008; HORN et al., 2002

CONDENSAÇÃO DA CROMATINA Região epididimária: Porção final da cabeça e corpo + PONTES (S-S) ENTRE RESÍDUOS DE CISTEÍNA EM NUCLEOPROTEÍNAS

AQUISIÇÃO DA CAPACIDADE DE FERTILIZAÇÃO Movimento vibratório Movimento progressivo Capacidade de ligação a zona pelúcida Fertilização Movimento progressivo Capacidade de Fertilização Manutenção do desenvolvimento embrionário

Glicerolfosfocolina: GFC AÇÃO DE COMPONENTES DO FLUÍDO EPIDIDIMÁRIO NO DESENVOLVIMENTO DA RESISTÊNCIA ESPERMÁTICA AO ESTRESSE OSMÓTICO 1. Desidratação => Quiescência sptz 2. Reserva de osmólitos intracelular glutamato L-carnitina H2O GFC ejaculação Mio-inositol taurina It has been postulated that several small watersoluble components of epididymal fluid (myo-inositol, L-carnitine, taurine, glutamate) are taken up by spermatozoa during post-testicular maturation, to function as a reserve of intracellular osmolytes against the osmotic challenges that spermatozoa later experience at ejaculation [22]. Resistência Estresses osmóticos cabeça cauda + Glicerolfosfocolina: GFC Soluto impermeável

INFERTILIDADE CAUSADA POR ALTERAÇÕES EPIDIDIMÁRIAS Angulosidade flagelar: Ratos knockouT C-ros Proto-oncogene Fluído epidimário: (+) K+ (+) pH (-) fosfato Espermatozóide (-) mio-inositol e glutamato Não ultrapassa a junção útero-tubária Cooper et al., 2007; Yeung et al., 1998

Considerações finais A elucidação da fisiologia epididimária proporciona uma maior compreensão de outras áreas de estudo relacionadas da ação de andrógenos, proteção de células a danos oxidativos bem como diagnósticos e tratamentos de doenças do epidídimo.

Rodrigo V. de Oliveira oliveirarv@rocketmail.com