In the era of “big data,” science is increasingly information driven, and the potential for computers to store, manage, and integrate massive amounts of data has given rise to such new disciplinary fields as biomedical informatics. Applied ontology offers a strategy for the organization of scientific information in computer-tractable form, drawing on concepts not only from computer and information science but also from linguistics, logic, and philosophy. This book provides an introduction to the field of applied ontology that is of (...) particular relevance to biomedicine, covering theoretical components of ontologies, best practices for ontology design, and examples of biomedical ontologies in use. After defining an ontology as a representation of the types of entities in a given domain, the book distinguishes between different kinds of ontologies and taxonomies, and shows how applied ontology draws on more traditional ideas from metaphysics. It presents the core features of the Basic Formal Ontology (BFO), now used by over one hundred ontology projects around the world, and offers examples of domain ontologies that utilize BFO. The book also describes Web Ontology Language (OWL), a common framework for Semantic Web technologies. Throughout, the book provides concrete recommendations for the design and construction of domain ontologies. (shrink)

In the era of “big data,” science is increasingly information driven, and the potential for computers to store, manage, and integrate massive amounts of data has given rise to such new disciplinary fields as biomedical informatics. Applied ontology offers a strategy for the organization of scientific information in computer-tractable form, drawing on concepts not only from computer and information science but also from linguistics, logic, and philosophy. This book provides an introduction to the field of applied ontology that is of (...) particular relevance to biomedicine, covering theoretical components of ontologies, best practices for ontology design, and examples of biomedical ontologies in use. After defining an ontology as a representation of the types of entities in a given domain, the book distinguishes between different kinds of ontologies and taxonomies, and shows how applied ontology draws on more traditional ideas from metaphysics. It presents the core features of the Basic Formal Ontology (BFO), now used by over one hundred ontology projects around the world, and offers examples of domain ontologies that utilize BFO. The book also describes Web Ontology Language (OWL), a common framework for Semantic Web technologies. Throughout, the book provides concrete recommendations for the design and construction of domain ontologies. (shrink)

The notion of function is indispensable to our understanding of distinctions such as that between being broken and being in working order (for artifacts) and between being diseased and being healthy (for organisms). A clear account of the ontology of functions and functioning is thus an important desideratum for any top-level ontology intended for application to domains such as engineering or medicine. The benefit of using top-level ontologies in applied ontology can only be realized when each of the categories identified (...) and defined by a top-level ontology is integrated with the others in a coherent fashion. Basic Formal Ontology (BFO) has from the beginning included function as one of its categories, exploiting a version of the etiological account of function that is framed at a level of generality sufficient to accommodate both biological and artifactual functions. This account has been subjected to a series of criticisms and refinements. We here articulate BFO’s account of function, provide some reasons for favoring it over competing views, and defend it against objections. (shrink)

The paper presents the outlines of an ontology of plans and guidelines, which is then used as the basis for a framework for implementing guideline-based systems for the management of workflow in health care organizations. The framework has a number of special features, above all in that it enables us to represent in formal terms assignments of work-items both to individuals and to teams and to tailor guideline to specific contexts of application in health care organizations. It is designed also (...) to enable implementations to do justice to the fact that the processes carried out in health care organizations may deviate in different ways from the norms set forth in corresponding guideline definitions. This means that implementations built in conformity with the framework will be marked by a type of flexibility that might make them more likely to be accepted by healthcare professionals than are standard guideline-based management systems. (shrink)

Biological ontologies are used to organize, curate, and interpret the vast quantities of data arising from biological experiments. While this works well when using a single ontology, integrating multiple ontologies can be problematic, as they are developed independently, which can lead to incompatibilities. The Open Biological and Biomedical Ontologies Foundry was created to address this by facilitating the development, harmonization, application, and sharing of ontologies, guided by a set of overarching principles. One challenge in reaching these goals was that the (...) OBO principles were not originally encoded in a precise fashion, and interpretation was subjective. Here we show how we have addressed this by formally encoding the OBO principles as operational rules and implementing a suite of automated validation checks and a dashboard for objectively evaluating each ontology’s compliance with each principle. This entailed a substantial effort to curate metadata across all ontologies and to coordinate with individual stakeholders. We have applied these checks across the full OBO suite of ontologies, revealing areas where individual ontologies require changes to conform to our principles. Our work demonstrates how a sizable federated community can be organized and evaluated on objective criteria that help improve overall quality and interoperability, which is vital for the sustenance of the OBO project and towards the overall goals of making data FAIR. Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest. (shrink)

The current COVID-19 pandemic and the previous SARS/MERS outbreaks of 2003 and 2012 have resulted in a series of major global public health crises. We argue that in the interest of developing effective and safe vaccines and drugs and to better understand coronaviruses and associated disease mechenisms it is necessary to integrate the large and exponentially growing body of heterogeneous coronavirus data. Ontologies play an important role in standard-based knowledge and data representation, integration, sharing, and analysis. Accordingly, we initiated the (...) development of the community-based Coronavirus Infectious Disease Ontology in early 2020. -/- As an Open Biomedical Ontology (OBO) library ontology, CIDO is open source and interoperable with other existing OBO ontologies. CIDO is aligned with the Basic Formal Ontology and Viral Infectious Disease Ontology. CIDO has imported terms from over 30 OBO ontologies. For example, CIDO imports all SARS-CoV-2 protein terms from the Protein Ontology, COVID-19-related phenotype terms from the Human Phenotype Ontology, and over 100 COVID-19 terms for vaccines (both authorized and in clinical trial) from the Vaccine Ontology. CIDO systematically represents variants of SARS-CoV-2 viruses and over 300 amino acid substitutions therein, along with over 300 diagnostic kits and methods. CIDO also describes hundreds of host-coronavirus protein-protein interactions (PPIs) and the drugs that target proteins in these PPIs. CIDO has been used to model COVID-19 related phenomena in areas such as epidemiology. The scope of CIDO was evaluated by visual analysis supported by a summarization network method. CIDO has been used in various applications such as term standardization, inference, natural language processing (NLP) and clinical data integration. We have applied the amino acid variant knowledge present in CIDO to analyze differences between SARS-CoV-2 Delta and Omicron variants. CIDO's integrative host-coronavirus PPIs and drug-target knowledge has also been used to support drug repurposing for COVID-19 treatment. -/- CIDO represents entities and relations in the domain of coronavirus diseases with a special focus on COVID-19. It supports shared knowledge representation, data and metadata standardization and integration, and has been used in a range of applications. (shrink)

Current COVID-19 pandemic and previous SARS/MERS outbreaks have caused a series of major crises to global public health. We must integrate the large and exponentially growing amount of heterogeneous coronavirus data to better understand coronaviruses and associated disease mechanisms, in the interest of developing effective and safe vaccines and drugs. Ontologies have emerged to play an important role in standard knowledge and data representation, integration, sharing, and analysis. We have initiated the development of the community-based Coronavirus Infectious Disease Ontology (CIDO). (...) As an Open Biomedical Ontology (OBO) library ontology, CIDO is an open source and interoperable with other existing OBO ontologies. In this article, the general architecture and the design patterns of the CIDO are introduced, CIDO representation of coronaviruses, phenotypes, anti-coronavirus drugs and medical devices (e.g. ventilators) are illustrated, and an application of CIDO implemented to identify repurposable drug candidates for effective and safe COVID-19 treatment is presented. (shrink)

The translational research community, in general, and the Clinical and Translational Science Awards (CTSA) community, in particular, share the vision of repurposing EHRs for research that will improve the quality of clinical practice. Many members of these communities are also aware that electronic health records (EHRs) suffer limitations of data becoming poorly structured, biased, and unusable out of original context. This creates obstacles to the continuity of care, utility, quality improvement, and translational research. Analogous limitations to sharing objective data in (...) other areas of the natural sciences have been successfully overcome by developing and using common ontologies. This White Paper presents the authors’ rationale for the use of ontologies with computable semantics for the improvement of clinical data quality and EHR usability formulated for researchers with a stake in clinical and translational science and who are advocates for the use of information technology in medicine but at the same time are concerned by current major shortfalls. This White Paper outlines pitfalls, opportunities, and solutions and recommends increased investment in research and development of ontologies with computable semantics for a new generation of EHRs. (shrink)

Monoclonal antibodies are essential biomedical research and clinical reagents that are produced by companies and research laboratories. The NIAID ImmPort (Immunology Database and Analysis Portal) resource provides a long-term, sustainable data warehouse for immunological data generated by NIAID, DAIT and DMID funded investigators for data archiving and re-use. A variety of immunological data is generated using techniques that rely upon monoclonal antibody reagents, including flow cytometry, immunofluorescence, and ELISA. In order to facilitate querying, integration, and reuse of data, standardized terminology (...) for describing monoclonal antibody reagents and their targets needs to be used for annotating data submitted to ImmPort. (shrink)

The project of a naive physics has been the subject of attention in recent years above all in the artificial intelligence field, in connection with work on common-sense reasoning, perceptual representation and robotics. The idea of a theory of the common-sense world is however much older than this, having its roots not least in the work of phenomenologists and Gestalt psychologists such as Kohler, Husserl, Schapp and Gibson. This paper seeks to show how contemporary naive physicists can profit from a (...) knowledge of these historical roots of their discipline, which are shown to imply above all a critique of the set-theory-based models of reality typically presupposed by contemporary work in common-sense ontology. (shrink)

The Protein Ontology (PRO) provides a formal, logically-based classification of specific protein classes including structured representations of protein isoforms, variants and modified forms. Initially focused on proteins found in human, mouse and Escherichia coli, PRO now includes representations of protein complexes. The PRO Consortium works in concert with the developers of other biomedical ontologies and protein knowledge bases to provide the ability to formally organize and integrate representations of precise protein forms so as to enhance accessibility to results of protein (...) research. PRO (http://pir.georgetown.edu/pro) is part of the Open Biomedical Ontologies (OBO) Foundry. (shrink)

The Protein Ontology provides terms for and supports annotation of species-specific protein complexes in an ontology framework that relates them both to their components and to species-independent families of complexes. Comprehensive curation of experimentally known forms and annotations thereof is expected to expose discrepancies, differences, and gaps in our knowledge. We have annotated the early events of innate immune signaling mediated by Toll-Like Receptor 3 and 4 complexes in human, mouse, and chicken. The resulting ontology and annotation data set has (...) allowed us to identify species-specific gaps in experimental data and possible functional differences between species, and to employ inferred structural and functional relationships to suggest plausible resolutions of these discrepancies and gaps. (shrink)

We are developing the Neurological Disease Ontology (ND) to provide a framework to enable representation of aspects of neurological diseases that are relevant to their treatment and study. ND is a representational tool that addresses the need for unambiguous annotation, storage, and retrieval of data associated with the treatment and study of neurological diseases. ND is being developed in compliance with the Open Biomedical Ontology Foundry principles and builds upon the paradigm established by the Ontology for General Medical Science (OGMS) (...) for the representation of entities in the domain of disease and medical practice. Initial applications of ND will include the annotation and analysis of large data sets and patient records for Alzheimer’s disease, multiple sclerosis, and stroke. (shrink)

The Protein Ontology (PRO; http://proconsortium.org) formally defines protein entities and explicitly represents their major forms and interrelations. Protein entities represented in PRO corresponding to single amino acid chains are categorized by level of specificity into family, gene, sequence and modification metaclasses, and there is a separate metaclass for protein complexes. All metaclasses also have organism-specific derivatives. PRO complements established sequence databases such as UniProtKB, and interoperates with other biomedical and biological ontologies such as the Gene Ontology (GO). PRO relates to (...) UniProtKB in that PRO’s organism-specific classes of proteins encoded by a specific gene correspond to entities documented in UniProtKB entries. PRO relates to the GO in that PRO’s representations of organism-specific protein complexes are subclasses of the organism-agnostic protein complex terms in the GO Cellular Component Ontology. The past few years have seen growth and changes to the PRO, as well as new points of access to the data and new applications of PRO in immunology and proteomics. Here we describe some of these developments. (shrink)

The Cell Ontology (CL) is designed to provide a standardized representation of cell types for data annotation. Currently, the CL employs multiple is_a relations, defining cell types in terms of histological, functional, and lineage properties, and the majority of definitions are written with sufficient generality to hold across multiple species. This approach limits the CL’s utility for cross-species data integration. To address this problem, we developed a method for the ontological representation of cells and applied this method to develop a (...) dendritic cell ontology (DC-CL). DC-CL subtypes are delineated on the basis of surface protein expression, systematically including both species-general and species-specific types and optimizing DC-CL for the analysis of flow cytometry data. This approach brings benefits in the form of increased accuracy, support for reasoning, and interoperability with other ontology resources. 104. Barry Smith, “Toward a Realistic Science of Environments”, Ecological Psychology, 2009, 21 (2), April-June, 121-130. Abstract: The perceptual psychologist J. J. Gibson embraces a radically externalistic view of mind and action. We have, for Gibson, not a Cartesian mind or soul, with its interior theater of contents and the consequent problem of explaining how this mind or soul and its psychological environment can succeed in grasping physical objects external to itself. Rather, we have a perceiving, acting organism, whose perceptions and actions are always already tuned to the parts and moments, the things and surfaces, of its external environment. We describe how on this basis Gibson sought to develop a realist science of environments which will be ‘consistent with physics, mechanics, optics, acoustics, and chemistry’. (shrink)

Representing species-specific proteins and protein complexes in ontologies that are both human and machine-readable facilitates the retrieval, analysis, and interpretation of genome-scale data sets. Although existing protin-centric informatics resources provide the biomedical research community with well-curated compendia of protein sequence and structure, these resources lack formal ontological representations of the relationships among the proteins themselves. The Protein Ontology (PRO) Consortium is filling this informatics resource gap by developing ontological representations and relationships among proteins and their variants and modified forms. Because (...) proteins are often functional only as members of stable protein complexes, the PRO Consortium, in collaboration with existing protein and pathway databases, has launched a new initiative to implement logical and consistent representation of protein complexes. We describe here how the PRO Consortium is meeting the challenge of representing species-specific protein complexes, how protein complex representation in PRO supports annotation of protein complexes and comparative biology, and how PRO is being integrated into existing community bioinformatics resources. The PRO resource is accessible at http://pir.georgetown.edu/pro/. (shrink)

The Plant Ontology (PO) (http://www.plantontology.org) (Jaiswal et al., 2005; Avraham et al., 2008) was designed to facilitate cross-database querying and to foster consistent use of plant-specific terminology in annotation. As new data are generated from the ever-expanding list of plant genome projects, the need for a consistent, cross-taxon vocabulary has grown. To meet this need, the PO is being expanded to represent all plants. This is the first ontology designed to encompass anatomical structures as well as growth and developmental stages (...) across such a broad taxonomic range. While other ontologies such as the Gene Ontology (GO) (The Gene Ontology Consortium, 2010) or Cell Type Ontology (CL) (Bard et al., 2005) cover all living organisms, they are confined to structures at the cellular level and below. The diversity of growth forms and life histories within plants presents a challenge, but also provides unique opportunities to study developmental and evolutionary homology across organisms. (shrink)

We have begun work on two separate but related ontologies for the study of neurological diseases. The first, the Neurological Disease Ontology (ND), is intended to provide a set of controlled, logically connected classes to describe the range of neurological diseases and their associated signs and symptoms, assessments, diagnoses, and interventions that are encountered in the course of clinical practice. ND is built as an extension of the Ontology for General Medical Sciences — a high-level candidate OBO Foundry ontology that (...) provides a set of general classes that can be used to describe general aspects of medical science. ND is being built with classes utilizing both textual and axiomatized definitions that describe and formalize the relations between instances of other classes within the ontology itself as well as to external ontologies such as the Gene Ontology, Cell Ontology, Protein Ontology, and Chemical Entities of Biological Interest. In addition, references to similar or associated terms in external ontologies, vocabularies and terminologies are included when possible. Initial work on ND is focused on the areas of Alzheimer’s and other diseases associated with dementia, multiple sclerosis, and stroke and cerebrovascular disease. Extensions to additional groups of neurological diseases are planned. The second ontology, the Neuro-Psychological Testing Ontology (NPT), is intended to provide a set of classes for the annotation of neuropsychological testing data. The intention of this ontology is to allow for the integration of results from a variety of neuropsychological tests that assay similar measures of cognitive functioning. Neuro-psychological testing is an important component in developing the clinical picture used in the diagnosis of patients with a range of neurological diseases, such as Alzheimer’s disease and multiple sclerosis, and following stroke or traumatic brain injury. NPT is being developed as an extension to the Ontology for Biomedical Investigations. (shrink)

The National Center for Biomedical Ontology is a consortium that comprises leading informaticians, biologists, clinicians, and ontologists, funded by the National Institutes of Health (NIH) Roadmap, to develop innovative technology and methods that allow scientists to record, manage, and disseminate biomedical information and knowledge in machine-processable form. The goals of the Center are (1) to help unify the divergent and isolated efforts in ontology development by promoting high quality open-source, standards-based tools to create, manage, and use ontologies, (2) to create (...) new software tools so that scientists can use ontologies to annotate and analyze biomedical data, (3) to provide a national resource for the ongoing evaluation, integration, and evolution of biomedical ontologies and associated tools and theories in the context of driving biomedical projects (DBPs), and (4) to disseminate the tools and resources of the Center and to identify, evaluate, and communicate best practices of ontology development to the biomedical community. Through the research activities within the Center, collaborations with the DBPs, and interactions with the biomedical community, our goal is to help scientists to work more effectively in the e-science paradigm, enhancing experiment design, experiment execution, data analysis, information synthesis, hypothesis generation and testing, and understand human disease. (shrink)

Despite a large and multifaceted effort to understand the vast landscape of phenotypic data, their current form inhibits productive data analysis. The lack of a community-wide, consensus-based, human- and machine-interpretable language for describing phenotypes and their genomic and environmental contexts is perhaps the most pressing scientific bottleneck to integration across many key fields in biology, including genomics, systems biology, development, medicine, evolution, ecology, and systematics. Here we survey the current phenomics landscape, including data resources and handling, and the progress that (...) has been made to accurately capture relevant data descriptions for phenotypes. We present an example of the kind of integration across domains that computable phenotypes would enable, and we call upon the broader biology community, publishers, and relevant funding agencies to support efforts to surmount today's data barriers and facilitate analytical reproducibility. (shrink)

Vaccine research, as well as the development, testing, clinical trials, and commercial uses of vaccines involve complex processes with various biological data that include gene and protein expression, analysis of molecular and cellular interactions, study of tissue and whole body responses, and extensive epidemiological modeling. Although many data resources are available to meet different aspects of vaccine needs, it remains a challenge how we are to standardize vaccine annotation, integrate data about varied vaccine types and resources, and support advanced vaccine (...) data analysis and inference. To address these problems, the community-based Vaccine Ontology (VO) has been developed through collaboration with vaccine researchers and many national and international centers and programs, including the National Center for Biomedical Ontology (NCBO), the Infectious Disease Ontology (IDO) Initiative, and the Ontology for Biomedical Investigations (OBI). VO utilizes the Basic Formal Ontology (BFO) as the top ontology and the Relation Ontology (RO) for definition of term relationships. VO is represented in the Web Ontology Language (OWL) and edited using the Protégé-OWL. Currently VO contains more than 2000 terms and relationships. VO emphasizes on classification of vaccines and vaccine components, vaccine quality and phenotypes, and host immune response to vaccines. These reflect different aspects of vaccine composition and biology and can thus be used to model individual vaccines. More than 200 licensed vaccines and many vaccine candidates in research or clinical trials have been modeled in VO. VO is being used for vaccine literature mining through collaboration with the National Center for Integrative Biomedical Informatics (NCIBI). Multiple VO applications will be presented. (shrink)

Co-authored letter to the APA to take a lead role in the recognition of teaching in the classroom, based on the participation in an interdisciplinary Conference on the Role of Advocacy in the Classroom back in 1995. At the time of this writing, the late Myles Brand was the President of Indiana University and a member of the IU Department of Philosophy.

Significant associations have been found between specific human leukocyte antigen (HLA) alleles and organ transplant rejection, autoimmune disease development, and the response to infection. Traditional searches for disease associations have conventionally measured risk associated with the presence of individual HLA alleles. However, given the high level of HLA polymorphism, the pattern of amino acid variability, and the fact that most of the HLA variation occurs at functionally important sites, it may be that a combination of variable amino acid sites shared (...) by several alleles (shared epitopes) are better descriptors of the actual causative genetic variants. Here we describe a novel approach to genetic association analysis in which genes/proteins are broken down into smaller sequence features and then variant types defined for each feature, allowing for independent analysis of disease association with each sequence feature variant type. We have used this approach to analyze a cohort of systemic sclerosis patients and show that a sequence feature composed of specific amino acid residues in peptide binding pockets 4 and 7 of HLA-DRB1 explains much of the molecular determinant of risk for systemic sclerosis. (shrink)

The Protein Ontology (PRO) web resource provides an integrative framework for protein-centric exploration and enables specific and precise annotation of proteins and protein complexes based on PRO. Functionalities include: browsing, searching and retrieving, terms, displaying selected terms in OBO or OWL format, and supporting URIs. In addition, the PRO website offers multiple ways for the user to request, submit, or modify terms and/or annotation. We will demonstrate the use of these tools for protein research and annotation.

Why have Polish philosophers fared so badly as concerns their admission into the pantheon of Continental Philosophers? Why, for example, should Heidegger and Derrida be included in this pantheon, but not Ingarden or Tarski? Why, to put the question from another side, should there be so close an association in Poland between philosophy and logic, and between philosophy and science? We distinguish a series of answers to this question, which are dealt with under the following headings: (a) the role of (...) socialism; (b) the disciplinary association between philosophy and mathematics; (c) the influence of Austrian philosophy in general and of Brentanian philosophy in particular; (d) the serendipitous role of Twardowski; (e) the role of Catholicism. The conclusion of the paper is that there is no such thing as 'Polish philosophy' because philosophy in Poland is philosophy per se; it is part and parcel of the mainstream of world philosophy simply because, in contrast to French or German philosophy, it meets international standards of training, rigour, professionalism and specialization. (shrink)

La présente étude utilise les outils du domaine de la méréotopologie (la théorie des parts, ensembles et frontières) pour élaborer les implications de certaines analogies entre la 'psychologie écologique' de J.J.Gibson et la phénoménologie de Edmund Husserl. On présentera une théorie ontologique de frontières spatiales et des entités possédant une extension spatiale. S'en rapportant aux exemples de la sphère de géographie, on démontre qu'aussi bien les frontières que les entités à extension spatiale appartiennent à deux vastes catégories: des objets qui (...) existent indépendamment de nos actes cognitifs (par exemple: la planète Terre, sa surface extérieure); et des objets qui existent seulement grâce à ces actes (par exemple: l'équateur, la Mer du Nord). Le champ visuel, lui aussi, peut être conçu comme un exemple d'une entité à extension spatiale qui est dépendante dans le sens proposé ci-dessus. L'étude présente suggère une extension de cette analogie en postulant les entités qui, pour les vrais jugements, seraient ce que le champ visuel est pour les actes de perception visuelle. Le champ de jugement est défini plus précisément comme une entité étendue complexe, contenant toutes les entités essentielles pour la vérité d'un (vrai) jugement donné. Il est possible de démontrer que le travail des linguistes cognitifs tel Talmy ou Langacker, si l'on l'interprète convenablement, produit une explication détaillée des structures des champs de jugement correspondant aux phrases de sortes différentes. Un genre nouveau de définition de la vérité en tant que correspondance pour les expressions de la langue naturelle peut donc être formulé sur cette base. (shrink)

Le présent article est une tentative nouvelle d’articuler le rôle d’une théorie des vérifacteurs. Nous soutenons que la théorie de la vérifaction constitue une pierre angulaire dans une bonne méthodologie en métaphysique, mais que l’amalgame entre la théorie de la vérifaction et la théorie de la vérité a été responsable de certains excès associés aux approches vérifactionnistes dans la littérature récente. Nous montrons que la théorie de la vérifaction conserve son attrait comme instrument d’investigation métaphysique, et ce, malgré notre accord (...) avec les doctrines déflationnistes telles que celles défendues par Ayer, Quine, Field et Horwich (ou, du moins, malgré notre neutralité à leur égard). Nous soutenons en outre que les intuitions sous-jacentes à la théorie de la vérifaction s’éclairent quand nous les dissocions d’une théorie de la vérité et, par-dessus tout, de la tentative de fournir une définition de la vérité. (shrink)

The most obvious varieties of mental phenomena directed to non- existent objects occur in our experiences of works of art. The task of applying the Meinongian ontology of the non-existent to the working out of a theory of aesthetic phenomena was however carried out not by Meinong by his disciple Stephan Witasek in his Grundzüge der allgemeinen Ästhetik of 1904. Witasek shows in detail how our feelings undergo certain sorts of structural modifications when they are directed towards what does not (...) exist. He draws a distinction between genuine mental phenomena and what he calls `phantasy-material', asserting that `the job of the aesthetic object, whether it is a work of art or a product of nature, is to excite and support the actualisation of phantasy-material in the experiencing subject'. We might think of such phantasy-material as a matter of Ersatz-emotions or emotional `slop'. We could then see Witasek's aesthetics as an elaborate taxonomy of the various different sorts of Ersatz-emotions which the subject allows to be stimulated within himself in his intercourse with works of art, and see works of art themselves as machines for the production of ever more subtle varieties of such phantasy-material in the perceiving subject. (shrink)

John D. Caputo’s book is one in a new series from Penguin called “Philosophy in Transit”. The “transit” theme has a number of dimensions: the publisher announces that the authors use “various modes of transportation as their starting point”, and the books will use this idea to represent some aspect of the current state of philosophy itself (a leading metaphor of Caputo’s book is that truth is perpetually “on the go”). Furthermore, the publisher’s description of these books as “commute-length” indicates (...) when and where they expect people to read them. Future volumes – by Barry Dainton on “self”, Susan Neiman on “why grow up?” and the ubiquitous Slavoj Zizek on “event” – are forthcoming. (shrink)

This critical study aims mainly to do two things: (i) throw some cold water on the claim that supervenience can be used to formulate a doctrine of non-reductive physicalism, and (ii) rebut an argument for physicalism offered (separately) by David Papineau and Barry Loewer. -/- The title alludes to the following lyric from "Mary Poppins", and was intended to hint that there is less to supervenience than meets the eye: -/- It's supercalifragilisticexpialidocious Even though the sound of it is (...) something quite atrocious If you say it loud enough, you'll always sound precocious Supercalifragilisticexpialidocious. (shrink)

GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. 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The Ontology for Biomedical Investigations (OBI) is an ontology that provides terms with precisely defined meanings to describe all aspects of how investigations in the biological and medical domains are conducted. OBI re-uses ontologies that provide a representation of biomedical knowledge from the Open Biological and Biomedical Ontologies (OBO) project and adds the ability to describe how this knowledge was derived. We here describe the state of OBI and several applications that are using it, such as adding semantic expressivity to (...) existing databases, building data entry forms, and enabling interoperability between knowledge resources. OBI covers all phases of the investigation process, such as planning, execution and reporting. It represents information and material entities that participate in these processes, as well as roles and functions. Prior to OBI, it was not possible to use a single internally consistent resource that could be applied to multiple types of experiments for these applications. OBI has made this possible by creating terms for entities involved in biological and medical investigations and by importing parts of other biomedical ontologies such as GO, Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI) and Phenotype Attribute and Trait Ontology (PATO) without altering their meaning. OBI is being used in a wide range of projects covering genomics, multi-omics, immunology, and catalogs of services. OBI has also spawned other ontologies (Information Artifact Ontology) and methods for importing parts of ontologies (Minimum information to reference an external ontology term (MIREOT)). The OBI project is an open cross-disciplinary collaborative effort, encompassing multiple research communities from around the globe. To date, OBI has created 2366 classes and 40 relations along with textual and formal definitions. The OBI Consortium maintains a web resource providing details on the people, policies, and issues being addressed in association with OBI. (shrink)

Two lines of evidence indicate that there exists a reciprocal inhibitory relationship between opposed brain networks. First, most attention-demanding cognitive tasks activate a stereotypical set of brain areas, known as the task-positive network and simultaneously deactivate a different set of brain regions, commonly referred to as the task negative or defaultmode network. Second, functional connectivity analyses show that these same opposed networks are anti-correlated in the resting state. Wehypothesize that these reciprocally inhibitory effects reflect two incompatible cognitive modes, each of (...) which may be directed towards understanding the external world. Thus, engaging onemode activates one set of regions and suppresses activity in the other.Wetest this hypothesis by identifying two types of problem-solving task which, on the basis of prior work, have been consistently associated with the task positive and task negative regions: tasks requiring social cognition, i.e., reasoning about the mental states of other persons, and tasks requiring physical cognition, i.e., reasoning about the causal/mechanical properties of inanimate objects. Social and mechanical reasoning tasks were presented to neurologically normal participants during fMRI. Each task type was presented using both text and video clips. Regardless of presentation modality, we observed clear evidence of reciprocal suppression: social tasks deactivated regions associated with mechanical reasoning and mechanical tasks deactivated regions associated with social reasoning. These findings are not explained by self-referential processes, task engagement, mental simulation,mental time travel or external vs. internal attention, all factors previously hypothesized to explain default mode network activity. Analyses of resting state data revealed a close match between the regions our tasks identified as reciprocally inhibitory and regions of maximal anti-correlation in the resting state. These results indicate the reciprocal inhibition is not attributable to constraints inherent in the tasks, but is neural in origin. Hence, there is a physiological constraint on our ability to simultaneously engage two distinct cognitive modes. Furtherwork is needed tomore precisely characterize these opposing cognitive domains. (shrink)

In this paper, we focus on whether and to what extent we judge that people are responsible for the consequences of their forgetfulness. We ran a series of behavioral studies to measure judgments of responsibility for the consequences of forgetfulness. Our results show that we are disposed to hold others responsible for some of their forgetfulness. The level of stress that the forgetful agent is under modulates judgments of responsibility, though the level of care that the agent exhibits toward performing (...) the forgotten action does not. We argue that this result has important implications for a long-running debate about the nature of responsible agency. (shrink)

There are a number of important links and similarities between public health and safety. In this extended essay, Gregg D. Caruso defends and expands his public health-quarantine model, which is a non-retributive alternative for addressing criminal behavior that draws on the public health framework and prioritizes prevention and social justice. In developing his account, he explores the relationship between public health and safety, focusing on how social inequalities and systemic injustices affect health outcomes and crime rates, how poverty affects brain (...) development, how offenders often have pre-existing medical conditions (especially mental health issues), how involvement in the criminal justice system itself can lead to or worsen health and cognitive problems, how treatment and rehabilitation methods can best be employed to reduce recidivism and reintegrate offenders back into society, and how a public health approach could be successfully applied within the criminal justice system. Caruso's approach draws on research from the health sciences, social sciences, public policy, law, psychiatry, medical ethics, neuroscience, and philosophy, and he delivers a set of ethically defensible and practically workable proposals for implementing the public health-quarantine model. The essay begins by discussing recent empirical findings in psychology, neuroscience, and the social sciences that provide us with an increased understanding of the social and neurological determinants of health and criminal behavior. It then turns to Caruso's public health-quarantine model and argues that the model provides the most justified, humane, and effective approach for addressing criminal behavior. Caruso concludes by proposing a capability approach to social justice grounded in six key features of human well-being. He argues that we cannot successfully address concerns over public health and safety without simultaneously addressing issues of social justice—including the social determinants of health (SDH) and the social determinants of criminal behavior (SDCB)—and he recommends eight general policy proposals consistent with his model. (shrink)

Ontologies are being used increasingly to promote the reusability of scientific information by allowing heterogeneous data to be integrated under a common, normalized representation. Definitions play a central role in the use of ontologies both by humans and by computers. Textual definitions allow ontologists and data curators to understand the intended meaning of ontology terms and to use these terms in a consistent fashion across contexts. Logical definitions allow machines to check the integrity of ontologies and reason over data annotated (...) with ontology terms to make inferences that promote knowledge discovery. Therefore, it is important not only to include in ontologies multiple types of definitions in both formal and in natural languages, but also to ensure that these definitions meet good quality standards so they are useful. While tools such as Protégé can assist in creating well-formed logical definitions, producing good definitions in a natural language is still to a large extent a matter of human ingenuity supported at best by just a small number of general principles. For lack of more precise guidelines, definition authors are often left to their own personal devices. This paper aims to fill this gap by providing the ontology community with a set of principles and conventions to assist in definition writing, editing, and validation, by drawing on existing definition writing principles and guidelines in lexicography, terminology, and logic. (shrink)

Formal principles governing best practices in classification and definition have for too long been neglected in the construction of biomedical ontologies, in ways which have important negative consequences for data integration and ontology alignment. We argue that the use of such principles in ontology construction can serve as a valuable tool in error-detection and also in supporting reliable manual curation. We argue also that such principles are a prerequisite for the successful application of advanced data integration techniques such as ontology-based (...) multi-database querying, automated ontology alignment and ontology-based text-mining. These theses are illustrated by means of a case study of the Gene Ontology, a project of increasing importance within the field of biomedical data integration. (shrink)

Achieving space domain awareness requires the identification, characterization, and tracking of space objects. Storing and leveraging associated space object data for purposes such as hostile threat assessment, object identification, and collision prediction and avoidance present further challenges. Space objects are characterized according to a variety of parameters including their identifiers, design specifications, components, subsystems, capabilities, vulnerabilities, origins, missions, orbital elements, patterns of life, processes, operational statuses, and associated persons, organizations, or nations. The Space Object Ontology provides a consensus-based realist framework (...) for formulating such characterizations in a computable fashion. Space object data are aligned with classes and relations in the Space Object Ontology and stored in a dynamically updated Resource Description Framework triple store, which can be queried to support space domain awareness and the needs of spacecraft operators. This paper presents the core of the Space Object Ontology, discusses its advantages over other approaches to space object classification, and demonstrates its ability to combine diverse sets of data from multiple sources within an expandable framework. Finally, we show how the ontology provides benefits for enhancing and maintaining longterm space domain awareness. (shrink)

Throughout the biological and biomedical sciences there is a growing need for, prescriptive ‘minimum information’ (MI) checklists specifying the key information to include when reporting experimental results are beginning to find favor with experimentalists, analysts, publishers and funders alike. Such checklists aim to ensure that methods, data, analyses and results are described to a level sufficient to support the unambiguous interpretation, sophisticated search, reanalysis and experimental corroboration and reuse of data sets, facilitating the extraction of maximum value from data sets (...) them. However, such ‘minimum information’ MI checklists are usually developed independently by groups working within representatives of particular biologically- or technologically-delineated domains. Consequently, an overview of the full range of checklists can be difficult to establish without intensive searching, and even tracking thetheir individual evolution of single checklists may be a non-trivial exercise. Checklists are also inevitably partially redundant when measured one against another, and where they overlap is far from straightforward. Furthermore, conflicts in scope and arbitrary decisions on wording and sub-structuring make integration difficult. This presents inhibit their use in combination. Overall, these issues present significant difficulties for the users of checklists, especially those in areas such as systems biology, who routinely combine information from multiple biological domains and technology platforms. To address all of the above, we present MIBBI (Minimum Information for Biological and Biomedical Investigations); a web-based communal resource for such checklists, designed to act as a ‘one-stop shop’ for those exploring the range of extant checklist projects, and to foster collaborative, integrative development and ultimately promote gradual integration of checklists. (shrink)

Traditionally, Aristotle is held to believe that philosophical contemplation is valuable for its own sake, but ultimately useless. In this volume, Matthew D. Walker offers a fresh, systematic account of Aristotle's views on contemplation's place in the human good. The book situates Aristotle's views against the background of his wider philosophy, and examines the complete range of available textual evidence. On this basis, Walker argues that contemplation also benefits humans as perishable living organisms by actively guiding human life activity, including (...) human self-maintenance. Aristotle's views on contemplation's place in the human good thus cohere with his broader thinking about how living organisms live well. A novel exploration of Aristotle's views on theory and practice, this volume will interest scholars and students of both ancient Greek ethics and natural philosophy. It will also appeal to those working in other disciplines including classics, ethics, and political theory. (shrink)

Atomically precise manufacturing (APM) is the assembly of materials with atomic precision. APM does not currently exist, and may not be feasible, but if it is feasible, then the societal impacts could be dramatic. This paper assesses the net societal impacts of APM across the full range of important APM sectors: general material wealth, environmental issues, military affairs, surveillance, artificial intelligence, and space travel. Positive effects were found for material wealth, the environment, military affairs (specifically nuclear disarmament), and space travel. (...) Negative effects were found for military affairs (specifically rogue actor violence and AI. The net effect for surveillance was ambiguous. The effects for the environment, military affairs, and AI appear to be the largest, with the environment perhaps being the largest of these, suggesting that APM would be net beneficial to society. However, these factors are not well quantified and no definitive conclusion can be made. One conclusion that can be reached is that if APM R&D is pursued, it should go hand-in-hand with effective governance strategies to increase the benefits and reduce the harms. (shrink)

The development of manufacturing technologies for new materials involves the generation of a large and continually evolving volume of information. The analysis, integration and management of such large volumes of data, typically stored in multiple independently developed databases, creates significant challenges for practitioners. There is a critical need especially for open-sharing of data pertaining to engineering design which together with effective decision support tools can enable innovation. We believe that ontology applied to engineering (OE) represents a viable strategy for the (...) alignment, reconciliation and integration of diverse and disparate data. The scope of OE includes: consistent capture of knowledge pertaining to the types of entities involved; facilitation of cooperation among diverse group of experts; more effective ongoing curation, and update of manufacturing data; collaborative design and knowledge reuse. As an illustrative case study we propose an ontology focused on the representation of composite materials focusing in particular on the class of Functionally Graded Materials (FGM) in particular. The scope of the ontology is to provide information about the components of such materials, the manufacturing processes involved in creation, and diversity of application ranging from additive manufacturing to restorative dentistry. The ontology is developed using Basic Formal Ontology (BFO) and the Ontology for Biomedical Investigations (OBI). (shrink)

PURPOSE—A substantial fraction of the observations made by clinicians and entered into patient records are expressed by means of negation or by using terms which contain negative qualifiers (as in “absence of pulse” or “surgical procedure not performed”). This seems at first sight to present problems for ontologies, terminologies and data repositories that adhere to a realist view and thus reject any reference to putative non-existing entities. Basic Formal Ontology (BFO) and Referent Tracking (RT) are examples of such paradigms. The (...) purpose of the research here described was to test a proposal to capture negative findings in electronic health record systems based on BFO and RT. METHODS—We analysed a series of negative findings encountered in 748 sentences taken from 41 patient charts. We classified the phenomena described in terms of the various top-level categories and relations defined in BFO, taking into account the role of negation in the corresponding descriptions. We also studied terms from SNOMED-CT containing one or other form of negation. We then explored ways to represent the described phenomena by means of the types of representational units available to realist ontologies such as BFO. RESULTS—We introduced a new family of ‘lacks’ relations into the OBO Relation Ontology. The relation lacks_part, for example, defined in terms of the positive relation part_of, holds between a particular p and a universal U when p has no instance of U as part. Since p and U both exist, assertions involving ‘lacks_part’ and its cognates meet the requirements of positivity. CONCLUSION—By expanding the OBO Relation Ontology, we were able to accommodate nearly all occurrences of negative findings in the sample studied. (shrink)

When the U.S. conducts warfare, elements of a force are drawn from different services and work together as a single team to accomplish an assigned mission. To achieve such unified action, it is necessary that the doctrines governing the actions of members of specific services be both consistent with and subservient to joint Doctrine. Because warfighting today increasingly involves not only live forces but also automated systems, unified action requires that information technology that is used in joint warfare must be (...) aligned with joint doctrine. It requires also that the separate information systems used by the different elements of a joint force must be interoperable, in the sense that data and information that is generated by each element must be usable (understandable, processable) by all the other elements that need them. Currently, such interoperability is impeded by multiple inconsistencies among the different data and software standards used by warfighters. We describe here the on-going project of creating a Joint Doctrine Ontology (JDO), which uses joint doctrine to provide shared computer-accessible content valid for any field of military endeavor, organization, and information system. JDO addresses the two previously mentioned requirements of unified action by providing a widely applicable benchmark for use by developers of information systems that will both guarantee alignment with joint doctrine and support interoperability. (shrink)

The Argument from Inductive Risk (AIR) is taken to show that values are inevitably involved in making judgements or forming beliefs. After reviewing this conclusion, I pose cases which are prima facie counterexamples: the unreflective application of conventions, use of black-boxed instruments, reliance on opaque algorithms, and unskilled observation reports. These cases are counterexamples to the AIR posed in ethical terms as a matter of personal values. Nevertheless, it need not be understood in those terms. The values which load a (...) theory choice may be those of institutions or past actors. This means that the challenge of responsibly handling inductive risk is not merely an ethical issue, but is also social, political, and historical. (shrink)

Amodal completion is the representation of those parts of the perceived object that we get no sensory stimulation from. While amodal completion is rife and plays an essential role in all sense modalities, philosophical discussions of this phenomenon have almost entirely been limited to vision. The aim of this paper is to examine in what sense we can talk about amodal completion in olfaction. We distinguish three different senses of amodal completion – spatial, temporal and feature-based completion – and argue (...) that all three are present and play a significant role in olfaction. (shrink)

In recent decades, there has been growing interest among philosophers in what the various Buddhist traditions have said, can say, and should say, in response to the traditional problem of free will. This article investigates the relationship between Buddhist philosophy and the historical problem of free will. It begins by critically examining Rick Repetti's Buddhism, Meditation, and Free Will (2019), in which he argues for a conception of “agentless agency” and defends a view he calls “Buddhist soft compatibilism.” It then (...) turns to a more wide‐ranging discussion of Buddhism and free will—one that foregrounds Buddhist ethics and takes seriously what the various Buddhist traditions have said about desert, punishment, and the reactive attitudes of resentment, indignation, and moral anger. The article aims to show that, not only is Buddhism best conceived as endorsing a kind of free will skepticism, Buddhist ethics can provide a helpful guide to living without basic desert moral responsibility and free will. (shrink)

The methodology title on BMF analytics is now in its third year of service to our research community, enabling many researchers to implement their research pursuits. We recently stumbled upon its listing on the Harvard University Library HOLLIS system. Its appearance at the Harvard University HOLLIS helps boost our confidence and strengthen our determination to bring its uses to the community, together with the computing capabilities of the bayesvl R package.