The Infectious Disease Ontology (IDO) is a suite of interoperable ontology modules that aims to provide coverage of all aspects of the infectious disease domain, including biomedical research, clinical care, and public health. IDO Core is designed to be a disease and pathogen neutral ontology, covering just those types of entities and relations that are relevant to infectious diseases generally. IDO Core is then extended by a collection of ontology modules focusing on specific diseases and pathogens. In this paper we (...) present applications of IDO Core within various areas of infectious disease research, together with an overview of all IDO extension ontologies and the methodology on the basis of which they are built. We also survey recent developments involving IDO, including the creation of IDO Virus; the Coronaviruses Infectious Disease Ontology (CIDO); and an extension of CIDO focused on COVID-19 (IDO-CovID-19).We also discuss how these ontologies might assist in information-driven efforts to deal with the ongoing COVID-19 pandemic, to accelerate data discovery in the early stages of future pandemics, and to promote reproducibility of infectious disease research. (shrink)

This paper addresses a family of issues surrounding the biological phenomenon of resistance and its representation in realist ontologies. The treatments of resistance terms in various existing ontologies are examined and found to be either overly narrow, internally inconsistent, or otherwise problematic. We propose a more coherent characterization of resistance in terms of what we shall call blocking dispositions, which are collections of mutually coordinated dispositions which are of such a sort that they cannot undergo simultaneous realization within a single (...) bearer. A definition of ‘protective resistance’ is proposed for use in the Infectious Disease Ontology (IDO) and we show how this definition can be used to characterize the antibiotic resistance in Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA). The ontological relations between entities in our MRSA case study are used alongside a series of logical inference rules to illustrate logical reasoning about resistance. A description logic representation of blocking dispositions is also provided. We demonstrate that our characterization of resistance is sufficiently general to cover two other cases of resistance in the infectious disease domain involving HIV and malaria. (shrink)

A repository of clinically associated Staphylococcus aureus (Sa) isolates is used to semi‐automatically generate a set of application ontologies for specific subfamilies of Sa‐related disease. Each such application ontology is compatible with the Infectious Disease Ontology (IDO) and uses resources from the Open Biomedical Ontology (OBO) Foundry. The set of application ontologies forms a lattice structure beneath the IDO‐Core and IDO‐extension reference ontologies. We show how this lattice can be used to define a strategy for the construction of a new (...) taxonomy of infectious disease incorporating genetic, molecular, and clinical data. We also outline how faceted browsing and query of annotated data is supported using a lattice application ontology. (shrink)

The Center for Disease Control and Prevention’s Active Bacterial Core Surveillance (CDC ABCs) Program is a collaborative effort betweeen the CDC, state health departments, laboratories, and universities to track invasive bacterial pathogens of particular importance to public health [1]. The year-end surveillance reports produced by this program help to shape public policy and coordinate responses to emerging infectious diseases over time. The ABCs case report form (CRF) data represents an excellent opportunity for data reuse beyond the original surveillance purposes.

In the last two decades we have witnessed considerable efforts directed towards making electronic healthcare records comparable and interoperable through advances in record architectures and (bio)medical terminologies and coding systems. Deep semantic issues in general, and ontology in particular, have received some interest from the research communities. However, with the exception of work on so-called ‘controlled vocabularies’, ontology has thus far played little role in work on standardization. The prime focus has been rather the rapid population of terminologies at the (...) level of fine detail. In this paper, we argue that more efforts are needed on the side of both research and standardization to ensure that the coding systems used in electronic healthcare records enjoy a semantics that is coherent with the semantics of the record. We propose realist ontology as a method to bring about this coherence by means of a robust system of top-level ontological categories. (shrink)

The COVID-19 pandemic prompted immense work on the investigation of the SARS-CoV-2 virus. Rapid, accurate, and consistent interpretation of generated data is thereby of fundamental concern. Ontologies––structured, controlled, vocabularies––are designed to support consistency of interpretation, and thereby to prevent the development of data silos. This paper describes how ontologies are serving this purpose in the COVID-19 research domain, by following principles of the Open Biological and Biomedical Ontology (OBO) Foundry and by reusing existing ontologies such as the Infectious Disease Ontology (...) (IDO) Core, which provides terminological content common to investigations of all infectious diseases. We report here on the development of an IDO extension, the Virus Infectious Disease Ontology (VIDO), a reference ontology covering viral infectious diseases. We motivate term and definition choices, showcase reuse of terms from existing OBO ontologies, illustrate how ontological decisions were motivated by relevant life science research, and connect VIDO to the Coronavirus Infectious Disease Ontology (CIDO). We next use terms from these ontologies to annotate selections from life science research on SARS-CoV-2, highlighting how ontologies employing a common upper-level vocabulary may be seamlessly interwoven. Finally, we outline future work, including bacteria and fungus infectious disease reference ontologies currently under development, then cite uses of VIDO and CIDO in host-pathogen data analytics, electronic health record annotation, and ontology conflict-resolution projects. (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)

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)

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)

The National Center for Biomedical Ontology is now in its seventh year. The goals of this National Center for Biomedical Computing are to: create and maintain a repository of biomedical ontologies and terminologies; build tools and web services to enable the use of ontologies and terminologies in clinical and translational research; educate their trainees and the scientific community broadly about biomedical ontology and ontology-based technology and best practices; and collaborate with a variety of groups who develop and use ontologies and (...) terminologies in biomedicine. The centerpiece of the National Center for Biomedical Ontology is a web-based resource known as BioPortal. BioPortal makes available for research in computationally useful forms more than 270 of the world's biomedical ontologies and terminologies, and supports a wide range of web services that enable investigators to use the ontologies to annotate and retrieve data, to generate value sets and special-purpose lexicons, and to perform advanced analytics on a wide range of biomedical data. (shrink)

Thomas Garrigue Masaryk, later founder and President of the Republic of Czechoslovakia, studied philosophy in the University of Vienna from 1872 to 1876, where he came under the powerful influence of Franz Brentano. We survey the role of Brentano’s philosophy, and especially of his ethics, in Masaryk’s life and work.

Thomas Garrigue Masaryk, later founder and President of the Republic of Czechoslovakia, studied philosophy in the University of Vienna from 1872 to 1876, where he came under the powerful influence of Franz Brentano. We survey the role of Brentano’s philosophy, and especially of his ethics, in Masaryk’s life and work.

This article is part of a For-Discussion-Section of Methods of Information in Medicine about the paper "Biomedical Informatics: We Are What We Publish", written by Peter L. Elkin, Steven H. Brown, and Graham Wright. It is introduced by an editorial. This article contains the combined commentaries invited to independently comment on the Elkin et al. paper. In subsequent issues the discussion can continue through letters to the editor.

The analytical philosophy of the last hundred years has been heavily influenced by a doctrine to the effect that the key to the correct understanding of reality is captured syntactically in the ‘Fa’ (or, in more sophisticated versions, in the ‘Rab’) of standard first order predicate logic. Here ‘F’ stands for what is general in reality and ‘a’ for what is individual. Hence “f(a)ntology”. Because predicate logic has exactly two syntactically different kinds of referring expressions—‘F’, ‘G’, ‘R’, etc., and ‘a’, (...) ‘b’, ‘c’, etc.—so reality must consist of exactly two correspondingly different kinds of entity: the general (properties, concepts) and the particular (things, objects). We describe the historical influence of this view, and also show how standard first-order predicate logic can be used for the logical formalization of a more adequate “six category ontology”, which recognizes, at the level of both particulars and universals, not only things or objects but also events and qualities. (shrink)

One way to detect, monitor and prevent adverse events with the help of Information Technology is by using ontologies capable of representing three levels of reality: what is the case, what is believed about reality, and what is represented. We report on how Basic Formal Ontology and Referent Tracking exhibit this capability and how they are used to develop an adverse event ontology and related data annotation scheme for the European ReMINE project.

Ontology has been proposed as a solution to the 'Tower of Babel' problem that threatens the semantic interoperability of information systems constructed independently for the same domain. In information systems research and applications, ontologies are often implemented by formalizing the meanings of words from natural languages. However, words in different natural languages sometimes subdivide the same domain of reality in terms of different conceptual categories. If the words and their associated concepts in two natural languages, or even in two terminological (...) traditions within the same language, do not have common referents in the real world, an ontology based on word meanings will inherit the 'Tower of Babel' problem from the languages involved, rather than solve it. In this paper we present evidence from a preliminary comparison of landscape terms in English with those in the Yindjibarndi language of northwestern Australia demonstrating that this problem is not just hypothetical. Some possible solutions are suggested. (shrink)

Driving licenses, identity cards, passports, boarding passes, credit cards, ATM cards – all of these are examples of credentials. Credentials are documents that play a fundamental role in all modern societies. However, philosophers and social ontologists have not yet addressed the analysis of their nature and function. This paper aims to fill this gap through a review of the essential characteristics of credentials, as documents whose primary purpose is to certify the identity and institutional status of the bearer, for example (...) as being the bearer of specific rights. However, credentials also allow their holders the concrete exercise of their rights, as when exercising a right concretely (e.g., crossing a border) requires the possession of a particular credential. The authors distinguish the different types of credentials and describe their functions and the various kinds of acts that are performable with their aid. (shrink)

Mathematical objects are divided into (1) those which are autonomous, i.e., not dependent for their existence upon mathematicians’ conscious acts, and (2) intentional objects, which are so dependent. Platonist philosophy of mathematics argues that all objects belong to group (1), Brouwer’s intuitionism argues that all belong to group (2). Here we attempt to develop a dualist ontology of mathematics (implicit in the work of, e.g., Hilbert), exploiting the theories of Meinong, Husserl and Ingarden on the relations between autonomous and intentional (...) objects. In particular we develop a phenomenology of mathematical works, which has the stratified intentional structure discovered by Ingarden in his study of the literary work. (shrink)

The paper investigates the role played by ethical deliberation and ethical judgment in Wittgenstein's early thought in the light of twentieth?century German legal philosophy. In particular the theories of the phenomenologists Adolf Reinach, Wilhelm Schapp, and Gerhart Husserl are singled out, as resting on ontologies which are structurally similar to that of the Tractatus: in each case it is actual and possible Sachverhalte which constitute the prime ontological category. The study of the relationship between the states of affairs depicted, e.g., (...) in the sentences of a legal trial and prior fact?complexes to which these may correspond suggests one possible connecting link between the logical and ontological sections of the Tractatus and the ethical reflections appearing at the end. It is argued that the latter can best be understood in terms of the idea of a ?last judgment? (with its associated ethical rewards and punishments) which would relate to the world as a whole as a penal trial relates to individual complexes of facts. (shrink)

From the point of view of Brentano’s philosophy, contemporary philosophy of mind presupposes an over-crude theory of the internal structures of mental acts and states and of the corresponding types of parts, unity and dependence. We here describe Brentano’s own account of the part-whole structures obtaining in the mental sphere, and show how it opens up new possibilities for mereological investigation. One feature of Brentano’s view is that the objects of experience are themselves parts of mind, so that there is (...) a sense in which for him (as e.g. for Leibniz) ontology is a proper part of rational or descriptive psychology. (shrink)

The goal of the Department of Defense Net-Centric Data Strategy is to improve data sharing throughout the DoD. Data sharing is a critical element of interoperability in the emerging system-of-systems. Achieving interoperability requires the elimination of two types of data heterogeneity: differences of syntax and differences of semantics. This paper builds a path toward semantic uniformity through application of a disciplined approach to ontology. An ontology is a consensus framework representing the types of entities within a given domain and the (...) relations between them. The construction of an ontology begins when a Community of Interest (COI) identifies its authoritative data sources (ADS), which are usually manifest in relevant doctrinal publications, glossaries, data dictionaries, and logical data models. The identified terms are then defined in relation to a common logical framework that has been designed to ensure interoperability with other ontologies created on the basis of the same strategy. As will be described, the Command and Control (C2) Ontology will include representations of a substantial number of entities within the Command and Control (C2) domain. If domain ontologies (e.g. Strike and Counterinsurgency) semantically align with the C2 Ontology, then a substantial barrier to systems interoperability is thereby crossed. (shrink)

We describe a prototype ontology-driven information system (ODIS) that exploits what we call Portion of Reality (POR) representations. The system takes both sensor data and natural language text as inputs and composes on this basis logically structured POR assertions. The goal of our prototype is to represent both natural language and sensor data within a single framework that is able to support both axiomatic reasoning and computation. In addition, the framework should be capable of discovering and representing new kinds of (...) situations and thematic roles, (e.g., roles such as agent, patient and instrument), based on new compositions of existing representations. We applied our prototype in an intelligence analysis use case to test the hypothesis that a framework of this sort can produce usefully structured information from combined natural language and sensor data inputs. We further tested our hypothesis by adding an enhanced US Air Force ontology framework to our ODIS in order to (1) process a collection of sensor data, intel reports, and mission plans; (2) build composite POR representations from these data; and (3) machine analyze the fused results to infer mission threats. (shrink)

Despite the recent advances in information and communication technology that have increased our ability to store and circulate information, the task of ensuring that the right sorts of information gets to the right sorts of people remains. We argue that the many efforts underway to develop efficient means for sharing information across healthcare systems and organizations would benefit from a careful analysis of human action in healthcare organizations. This in turn requires that the management of information and knowledge within healthcare (...) organizations be combined with models of resources and processes of patient care that are based on a general ontology of social interaction. The Health Level 7 (HL7) is one of several ANSI-accredited Standards Developing Organizations operating in the healthcare arena. HL7 has advanced a widely used messaging standard that enables healthcare applications to exchange clinical and administrative data in digital form. HL7 focuses on the interface requirements of the entire healthcare system and not exclusively on the requirements of one area of healthcare such as pharmacy, medical devices, imaging or insurance transactions. This has inspired the development of a powerful abstract model of patient care called the Reference Information Model (RIM). The present paper begins with an overview of the core classes of the HL7 (Version 3) RIM and a brief discussion of its “actcentered” view of healthcare. Central to this account is what is called the life cycle of events. A clinical action may progress from defined, through planned and ordered, to executed. These modalities of an action are represented as the mood of the act. We then outline the basis of an ontology of organizations, starting from the theory of speech Acts, and apply this ontology to the HL7 RIM. Special attention is given to the sorts of preconditions that must be satisfied for the successful performance of a speech act and to the sorts of entities to which speech acts give rise (e.g. obligations, claims, commitments, etc.). Finally we draw conclusions for the efficient communication and management of medical information and knowledge within and between healthcare organizations, paying special attention to the role that medical documents play in such organizations. (shrink)

The study of biodiversity spans many disciplines and includes data pertaining to species distributions and abundances, genetic sequences, trait measurements, and ecological niches, complemented by information on collection and measurement protocols. A review of the current landscape of metadata standards and ontologies in biodiversity science suggests that existing standards such as the Darwin Core terminology are inadequate for describing biodiversity data in a semantically meaningful and computationally useful way. Existing ontologies, such as the Gene Ontology and others in the Open (...) Biological and Biomedical Ontologies (OBO) Foundry library, provide a semantic structure but lack many of the necessary terms to describe biodiversity data in all its dimensions. In this paper, we describe the motivation for and ongoing development of a new Biological Collections Ontology, the Environment Ontology, and the Population and Community Ontology. These ontologies share the aim of improving data aggregation and integration across the biodiversity domain and can be used to describe physical samples and sampling processes (for example, collection, extraction, and preservation techniques), as well as biodiversity observations that involve no physical sampling. Together they encompass studies of: 1) individual organisms, including voucher specimens from ecological studies and museum specimens, 2) bulk or environmental samples (e.g., gut contents, soil, water) that include DNA, other molecules, and potentially many organisms, especially microbes, and 3) survey-based ecological observations. We discuss how these ontologies can be applied to biodiversity use cases that span genetic, organismal, and ecosystem levels of organization. We argue that if adopted as a standard and rigorously applied and enriched by the biodiversity community, these ontologies would significantly reduce barriers to data discovery, integration, and exchange among biodiversity resources and researchers. (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)

A collection of papers presented at the First International Summer Institute in Cognitive Science, University at Buffalo, July 1994, including the following papers: ** Topological Foundations of Cognitive Science, Barry Smith ** The Bounds of Axiomatisation, Graham White ** Rethinking Boundaries, Wojciech Zelaniec ** Sheaf Mereology and Space Cognition, Jean Petitot ** A Mereotopological Definition of 'Point', Carola Eschenbach ** Discreteness, Finiteness, and the Structure of Topological Spaces, Christopher Habel ** Mass Reference and the Geometry of Solids, Almerindo E. (...) Ojeda ** Defining a 'Doughnut' Made Difficult, N .M. Gotts ** A Theory of Spatial Regions with Indeterminate Boundaries, A.G. Cohn and N.M. Gotts ** Mereotopological Construction of Time from Events, Fabio Pianesi and Achille C. Varzi ** Computational Mereology: A Study of Part-of Relations for Multi-media Indexing, Wlodek Zadrozny and Michelle Kim. (shrink)

Despite receiving high praise from Professors Barry, Narveson, Flew, and Gray (see the first page of the paperback), the Saladin Meckled-Garcia review (M-G) puts the level of Escape from Leviathan (EFL) as “undergraduate” and rates it one star. While undergraduates may profit from reading EFL, it is not mainly at their level. M-G either applies unusually high standards of philosophical argumentation or is simply philosophically perplexed.

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. J. Ovarian follicular dynamics: a review with emphasis on the bovine species. Part I: Folliculogenesis and pre‐antral follicle development. Reproduction in domestic animals, v. 45, n. 1, p. 171-179, 2010. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. J. Ovarian follicular dynamics. A review with emphasis on the bovine species. Part II: Antral development, exogenous influence and future prospects. Reproduction in domestic animals, v. 45, n. 1, p. 180-187, 2010. ALBERTINI, David F.; CARABATSOS, Mary Jo. Comparative aspects of meiotic cell cycle control in mammals. Journal of molecular medicine, v. 76, n. 12, p. 795-799, 1998. AUSTIN, Colin Russell; SHORT, R. Reproduction in mammals. Cambridge, 1972. BAKER, T. G. Oogenesis and ovulation. In. Reproduction in Mammals I Germ Cells and Fertilization, p. 29-30, 1972. BEARDEN, Henry Joe et al. Reproducción animal aplicada. México: Manual Moderno, 1982. BIGGERS, John D.; SCHUETZ, Allen W. Oogenesis. University Park Press, 1972. BINELLI, Mario; MURPHY, Bruce D. Coordinated regulation of follicle development by germ and somatic cells. Reproduction, Fertility and Development, v. 22, n. 1, p. 1-12, 2009. CHIARINI-GARCIA, Helio; RUSSELL, Lonnie D. High-resolution light microscopic characterization of mouse spermatogonia. Biology of reproduction, v. 65, n. 4, p. 1170-1178, 2001. CHOUDARY, J. B.; GIER, H. T.; MARION, G. B. Cyclic changes in bovine vesicular follicles. Journal of animal science, v. 27, n. 2, p. 468-471, 1968. CLERMONT, Yves; PEREY, Bernard. Quantitative study of the cell population of the seminiferous tubules in immature rats. American Journal of Anatomy, v. 100, n. 2, p. 241-267, 1957. COSTA, DEILER SAMPAIO; PAULA, T. A. R. Espermatogênese em mamíferos. Scientia, v. 4, 2003. CUNNINGHAM, James. Tratado de fisiologia veterinária. Elsevier Health Sciences, 2011. CUPPS, Perry T. (Ed.). Reproduction in domestic animals. Elsevier, 1991. DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Fisiologia Clínica do Ciclo Estral de Vacas Leiteiras: Desenvolvimento Folicular, Corpo Lúteo e Etapas do Estro. 2020. Acervo pessoal. DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Fisiologia da Reprodução Animal: Ovulação, Controle e Sincronização do Cio. 2020. Acervo pessoal. DUKES, Henry Hugh; SWENSON, Melvin J.; REECE, William O. Dukes fisiologia dos animais domésticos. Editora Guanabara Koogan, 1996. EPIFANO, Olga; DEAN, Jurrien. Genetic control of early folliculogenesis in mice. Trends in Endocrinology & Metabolism, v. 13, n. 4, p. 169-173, 2002. ERICKSON, B. H. Development and senescence of the postnatal bovine ovary. Journal of animal science, v. 25, n. 3, p. 800-805, 1966. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- FELDMAN, Edward C. et al. Canine and feline endocrinology-e-book. Elsevier health sciences, 2014. FUSCO, Giuseppe; MINELLI, Alessandro. The Biology of Reproduction. Cambridge University Press, 2019. GALINA-HIDALGO, Carlos Salvador. A study of the development of testicular function and an evaluation of testicular biopsy in farm animals. 1971. Tese de Doutorado. Royal Veterinary College (University of London). GALLICANO, G. Ian. Composition, regulation, and function of the cytoskeleton in mammalian eggs and embryos. Front Biosci, v. 6, p. D1089-1108, 2001. GILBERT, Scott F. Biología del desarrollo. Ed. Médica Panamericana, 2005. GNESSI, Lucio; FABBRI, Andrea; SPERA, Giovanni. Gonadal peptides as mediators of development and functional control of the testis: an integrated system with hormones and local environment. Endocrine reviews, v. 18, n. 4, p. 541-609, 1997. HAFEZ, Elsayed Saad Eldin; HAFEZ, Bahaa. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. HEDGER, Mark P. Testicular leukocytes: what are they doing?. Reviews of reproduction, v. 2, n. 1, p. 38-47, 1997. HUTSON, James C. Testicular macrophages. In: International review of cytology. Academic Press, 1994. p. 99-143. HYTTEL, P. Gametogênese. In. HYTTEL, Poul; SINOWATZ, Fred; VEJLSTED, Morten. Embriologia veterinária. São Paulo: Elsevier Brasil, 2012. JOHNSON, Martin H. Essential reproduction. Nova Jersey: John Wiley & Sons, 2018. JONES, Richard E.; LOPEZ, Kristin H. Human reproductive biology. Academic Press, 2013. KIERSZENBAUM, Abraham L.; TRES, Laura L. Primordial germ cell‐somatic cell partnership: A balancing cell signaling act. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research, v. 60, n. 3, p. 277-280, 2001. MATZUK, Martin M. et al. Intercellular communication in the mammalian ovary: oocytes carry the conversation. Science, v. 296, n. 5576, p. 2178-2180, 2002. MCLAREN, Anne. Germ and somatic cell lineages in the developing gonad. Molecular and cellular endocrinology, v. 163, n. 1-2, p. 3-9, 2000. MCKINNON, Angus O. et al. (Ed.). Equine reproduction. John Wiley & Sons, 2011. MERCHANT-LARIOS, Horacio; MORENO-MENDOZA, Norma. Onset of sex differentiation: dialog between genes and cells. Archives of medical research, v. 32, n. 6, p. 553-558, 2001. MINTZ, Beatrice et al. Embryological phases of mammalian gametogenesis. Embryological phases of mammalian gametogenesis., v. 56, n. Suppl. 1, p. 31-43, 1960. MORALES, M. E. et al. Gametogénesis. I. Revisión de la literatura, con enfoque en la ovogénesis. Medicina Universitaria, v. 8, n. 32, p. 183-9, 2006. NAKATSUJI, NORIO; CHUMA, SHINICHIRO. Differentiation of mouse primordial germ cells into female or male germ cells. International Journal of Developmental Biology, v. 45, n. 3, p. 541-548, 2002. NILSSON, Eric; PARROTT, Jeff A.; SKINNER, Michael K. Basic fibroblast growth factor induces primordial follicle development and initiates folliculogenesis. Molecular and cellular endocrinology, v. 175, n. 1-2, p. 123-130, 2001. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- NORRIS, David O.; LOPEZ, Kristin H. The endocrinology of the mammalian ovary. In: Hormones and reproduction of vertebrates. Academic Press, 2011. p. 59-72. PEDERSEN, Torben. Follicle growth in the immature mouse ovary. European Journal of Endocrinology, v. 62, n. 1, p. 117-132, 1969. PINEDA, Mauricio H. et al. McDonald's veterinary endocrinology and reproduction. Iowa state press, 2003. ROSER, J. F. Endocrine and paracrine control of sperm production in stallions. Animal Reproduction Science, v. 68, n. 3-4, p. 139-151, 2001. RUSSELL, Lonnie D. et al. Histological and histopathological evaluation of the testis. International journal of andrology, v. 16, n. 1, p. 83-83, 1993. RÜSSE, I.; SINOWATZ, F. Gametogenese. Lehrbuch der Embryologie der Haustiere, p. 42-92, 1991. SAITOU, Mitinori; BARTON, Sheila C.; SURANI, M. Azim. A molecular programme for the specification of germ cell fate in mice. Nature, v. 418, n. 6895, p. 293-300, 2002. SALISBURY, Glenn Wade et al. Physiology of reproduction and artificial insemination of cattle. WH Freeman and Company., 1978. SAWYER, Heywood R. et al. Formation of ovarian follicles during fetal development in sheep. Biology of reproduction, v. 66, n. 4, p. 1134-1150, 2002. SCARAMUZZI, R. J.; MARTENSZ, N. D.; VAN LOOK, P. F. A. Ovarian morphology and the concentration of steroids, and of gonadotrophins during the breeding season in ewes actively immunized against oestradiol-17β or oestrone. Reproduction, v. 59, n. 2, p. 303-310, 1980. SEIDEL JR, G. E. et al. Control of folliculogenesis and ovulation in domestic animals: puberal and adult function. In: 9th International Congress on Animal Reproduction and Artificial Insemination, 16th-20th June 1980. II. Round tables. Editorial Garsi., 1980. p. 11-16. SKINNER, Michael K. Cell-cell interactions in the testis. Endocrine Reviews, v. 12, n. 1, p. 45-77, 1991. SMITZ, J. E.; CORTVRINDT, Rita G. The earliest stages of folliculogenesis in vitro. Reproduction, v. 123, n. 2, p. 185-202, 2002. SORENSEN, Anton Marinus. Reproducción animal: principios y prácticas. México, 1982. SUTOVSKY, Peter; MANANDHAR, Gaurishankar. Mammalian spermatogenesis and sperm structure: anatomical and compartmental analysis. In. The sperm cell: Production, maturation, fertilization, regeneration, p. 1-30, 2006. TAZUKE, Salli I. et al. A germline-specific gap junction protein required for survival of differentiating early germ cells. Development, v. 129, n. 10, p. 2529-2539, 2002. VAN STRAATEN, H. W. M.; WENSING, C. J. G. Leydig cell development in the testis of the pig. Biology of Reproduction, v. 18, n. 1, p. 86-93, 1978. TURNBULL, K. E.; BRADEN, A. W. H.; MATTNER, P. E. The pattern of follicular growth and atresia in the ovine ovary. Australian Journal of Biological Sciences, v. 30, n. 3, p. 229-242, 1977. WASSARMAN, Paul M. Gametogenesis. Londres: Academic Press, 2012. WROBEL, K.-H.; SÜß, Franz. Identification and temporospatial distribution of bovine primordial germ cells prior to gonadal sexual differentiation. Anatomy and embryology, v. 197, n. 6, p. 451-467, 1998. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ZARCO, L. Gametogénese. In. PORTA, L. R.; MEDRANO, J. H. H. Fisiología reproductiva de los animales domésticos. Cidade do México: FMVZ-UNAM, 2018. ZIRKIN, Barry R. et al. Endocrine and Paracrine Regulation of Mammalian Spermatogenesis. In: Hormones and Reproduction of Vertebrates. Academic Press, 2011. p. 45-57. -/- REALIZAÇÃO -/- . (shrink)

In the classical Turing test, participants are challenged to tell whether they are interacting with another human being or with a machine. The way the interaction takes place is not direct, but a distant conversation through computer screen messages. Basic forms of interaction are face-to-face and embodied, context-dependent and based on the detection of reciprocal sensorimotor contingencies. Our idea is that interaction detection requires the integration of proprioceptive and interoceptive patterns with sensorimotor patterns, within quite short time lapses, so that (...) they appear as mutually contingent, as reciprocal. In other words, the experience of interaction takes place when sensorimotor patterns are contingent upon one’s own movements, and vice versa. I react to your movement, you react to mine. When I notice both components, I come to experience an interaction. Therefore, we designed a “minimal” Turing test to investigate how much information is required to detect these reciprocal sensorimotor contingencies. Using a new version of the perceptual crossing paradigm, we tested whether participants resorted to interaction detection to tell apart human from machine agents in repeated encounters with these agents. In two studies, we presented participants with movements of a human agent, either online or offline, and movements of a computerized oscillatory agent in three different blocks. In each block, either auditory or audiovisual feedback was provided along each trial. Analysis of participants’ explicit responses and of the implicit information subsumed in the dynamics of their series will reveal evidence that participants use the reciprocal sensorimotor contingencies within short time windows. For a machine to pass this minimal Turing test, it should be able to generate this sort of reciprocal contingencies. (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)

My aim in this paper is to engage with C. Thi Nguyen’s characterization of the echo chamber and to propose two things. First, I argue that a proper reading of his concept of echo chamber should make use of the notion of ignorance in the form of a structural epistemic insensitivity. My main contention is that ignorance as a substantive structural practice accounts for the epistemically deleterious effects of echo chambers. Second, I propose that from the talk of ignorance we (...) should be able to see echo chambers in terms of their more harmful impacts in our daily lives. To do that, I argue that we should think of echo chambers as tools to promote hermeneutical domination. If my representation of Nguyen’s concept is accurate, I believe we can see some important theoretical consequences stemming from the way Nguyen understands it. (shrink)

Many existing biomedical vocabulary standards rest on incomplete, inconsistent or confused accounts of basic terms pertaining to diseases, diagnoses, and clinical phenotypes. Here we outline what we believe to be a logically and biologically coherent framework for the representation of such entities and of the relations between them. We defend a view of disease as involving in every case some physical basis within the organism that bears a disposition toward the execution of pathological processes. We present our view in the (...) form of a list of terms and definitions designed to provide a consistent starting point for the representation of both disease and diagnosis in information systems in the future. (shrink)

The prevalent views of animal liberty among animal advocates suggest that liberty is merely instrumentally valuable and invasive paternalism is justified. In contrast to this popular view, I argue that liberty is intrinsically good for animals. I suggest that animal well-being is best accommodated by an Objective List Theory and that liberty is an irreducible component of animal well-being. As such, I argue that it is good for animals to possess liberty even if possessing liberty does not contribute towards their (...) subjective well-being, and even in some cases where it has a negative effect upon their subjective well-being. To establish this view I argue that if animals are agents, as I assume they are, then like humans they must be able to determine the course of their own lives (to some extent). Further, having the opportunity to self-determine one’s life just is the very same thing as liberty, and having the opportunity to determine the course of one’s life is intrinsically good. Thus liberty has intrinsic value for humans and animals. So, in addition to the instrumental harms of having one’s liberty restricted, I claim that restricting animals’ liberty in principle harms them because it undermines their capacity for self-determination and fails to acknowledge their authority as agents to make their own choices. (shrink)

We describe a strategy for integration of data that is based on the idea of semantic enhancement. The strategy promises a number of benefits: it can be applied incrementally; it creates minimal barriers to the incorporation of new data into the semantically enhanced system; it preserves the existing data (including any existing data-semantics) in their original form (thus all provenance information is retained, and no heavy preprocessing is required); and it embraces the full spectrum of data sources, types, models, and (...) modalities (including text, images, audio, and signals). The result of applying this strategy to a given body of data is an evolving Dataspace that allows the application of a variety of integration and analytic processes to diverse data contents. We conceive semantic enhancement (SE) as a lightweight and flexible process that leverages the richness of the structured contents of the Dataspace without adding storage and processing burdens to what, in the intelligence domain, will be an already storage- and processing-heavy starting point. SE works not by changing the data to which it is applied, but rather by adding an extra semantic layer to this data. We sketch how the semantic enhancement approach can be applied consistently and in cumulative fashion to new data and data-models that enter the Dataspace. (shrink)

Abstract. Richard Feldman’s Uniqueness Thesis holds that “a body of evidence justifies at most one proposition out of a competing set of proposi- tions”. The opposing position, permissivism, allows distinct rational agents to adopt differing attitudes towards a proposition given the same body of evidence. We assess various motivations that have been offered for Uniqueness, including: concerns about achieving consensus, a strong form of evidentialism, worries about epistemically arbitrary influences on belief, a focus on truth-conduciveness, and consequences for peer disagreement. (...) We argue that each of these motivations either misunderstands the commitments of permissivism or is question-begging. Better understanding permissivism makes it a much more plausible position. (shrink)

This paper explores the tensions between two disparate approaches to addressing hunger worldwide: Food security and food sovereignty. Food security generally focuses on ensuring that people have economic and physical access to safe and nutritious food, while food sovereignty movements prioritize the right of people and communities to determine their agricultural policies and food cultures. As food sovereignty movements grew out of critiques of food security initiatives, they are often framed as conflicting approaches within the wider literature. This paper explores (...) this tension, arguing that food security is based on a particular model of justice, distributive justice, which limits the sovereignty and autonomy of communities as food producers and consumers. In contrast, food sovereignty movements view food security as a necessary part of food sovereignty, but ultimately insufficient for creating food sustainable communities and limiting wider harms. Rather than viewing food security and food sovereignty as in conflict, we argue that food sovereignty’s justice framework both encompasses and entails justice claims that guide food security projects. (shrink)

Background: Ontologies and taxonomies are among the most important computational resources for molecular biology and bioinformatics. A series of recent papers has shown that the Gene Ontology (GO), the most prominent taxonomic resource in these fields, is marked by flaws of certain characteristic types, which flow from a failure to address basic ontological principles. As yet, no methods have been proposed which would allow ontology curators to pinpoint flawed terms or definitions in ontologies in a systematic way. Results: We present (...) computational methods that automatically identify terms and definitions which are defined in a circular or unintelligible way. We further demonstrate the potential of these methods by applying them to isolate a subset of 6001 problematic GO terms. By automatically aligning GO with other ontologies and taxonomies we were able to propose alternative synonyms and definitions for some of these problematic terms. This allows us to demonstrate that these other resources do not contain definitions superior to those supplied by GO. Conclusion: Our methods provide reliable indications of the quality of terms and definitions in ontologies and taxonomies. Further, they are well suited to assist ontology curators in drawing their attention to those terms that are ill-defined. We have further shown the limitations of ontology mapping and alignment in assisting ontology curators in rectifying problems, thus pointing to the need for manual curation. (shrink)

Quantum Mechanics is a fundamental physical theory about atomic-scale processes. It was built between 1920 and 1940 by the most distinguished physicists of that time. The accordance between the predictions of the theory and experimental results is remarkable. The physical interpretation of its mathematical constructs, however, raised unprecedented controversies. Ontological, semantic, and epistemic vagueness abound in the orthodox interpretations and have resulted in serious misunderstandings that are often repeated in textbooks and elsewhere. In this work, we identify, criticize, and clarify (...) the most spread ones. (shrink)

Bio-ontologies are essential tools for accessing and analyzing the rapidly growing pool of plant genomic and phenomic data. Ontologies provide structured vocabularies to support consistent aggregation of data and a semantic framework for automated analyses and reasoning. They are a key component of the Semantic Web. This paper provides background on what bio-ontologies are, why they are relevant to botany, and the principles of ontology development. It includes an overview of ontologies and related resources that are relevant to plant science, (...) with a detailed description of the Plant Ontology (PO). We discuss the challenges of building an ontology that covers all green plants (Viridiplantae). Key results: Ontologies can advance plant science in four keys areas: 1. comparative genetics, genomics, phenomics, and development, 2. taxonomy and systematics, 3. semantic applications and 4. education. Conclusions: Bio-ontologies offer a flexible framework for comparative plant biology, based on common botanical understanding. As genomic and phenomic data become available for more species, we anticipate that the annotation of data with ontology terms will become less centralized, while at the same time, the need for cross-species queries will become more common, causing more researchers in plant science to turn to ontologies. (shrink)

The goal of the 2010 Ontology Summit was to address the current shortage of persons with ontology expertise by developing a strategy for the education of ontologists. To achieve this goal we studied how ontologists are currently trained, the requirements identified by organizations that hire ontologists, and developments that might impact the training of ontologists in the future. We developed recommendations for the body of knowledge that should be taught and the skills that should be developed by future ontologists; these (...) recommendations are intended as guidelines for institutions and organizations that may consider establishing a program for training ontologists. Further, we recommend a number of specific actions for the community to pursue. (shrink)

We propose an ontological theory that is powerful enough to describe both complex spatio-temporal processes and the enduring entities that participate therein. For this purpose we introduce the notion a directly depicting ontology. Directly depicting ontologies are based on relatively simple languages and fall into two major categories: ontologies of type SPAN and ontologies of type SNAP. These represent two complementary perspectives on reality and employ distinct though compatible systems of categories. A SNAP (snapshot) ontology comprehends enduring entities such as (...) organisms, geographic features, or qualities as they exist at some given moment of time. A SPAN ontology comprehends perduring entities such as processes and their parts and aggregates as they unfold themselves through some temporal interval. We give an axiomatic account of the theory of directly depicting ontologies and of the core parts of the metaontological fragment within which they are embedded. (shrink)

The essay brings a summation of human efforts seeking to understand our existence. Plato and Kant & cognitive science complete reduction of philosophy to a neural mechanism, evolved along elementary Darwinian principles. Plato in his famous Cave Allegory explains that between reality and our experience of it there exists a great chasm, a metaphysical gap, fully confirmed through particle-wave duality of quantum physics. Kant found that we have two kinds of perception, two senses: By the spatial outer sense we perceive (...) phenomena, objects in space. Our temporal inner sense lets us perceive our inner state, noumena . Kant's two senses are fully confirmed through bilateral brain duality of cognitive science. The bilateral brain serves inner, temporal sense, logic & noumena in the left hemisphere. The right brain half is for the outer, spatial sense, geometry & phenomena. We form a whole system, a bilateral interior cosmos, a kind of world model, expressing what may lie beyond the metaphysical gap. In the right brain we build a phenomenal cosmos, to resemble the outer environment. In the brain's left hemisphere a noumenal cosmos, a model of our private world including Saint Teresa of Avila's castillo interior. The cosmos is regularly updated with novel sense data integrated into our memory banks. This was recognized early by Helmholtz (1860s). Our lives, health & well-being depend on us keeping our interior cosmos in good order. This used to be seen as saving one's precious soul from perdition. While we endeavour to keep our phenomenal cosmos neat & orderly by protecting the environment from harm, our noumenal cosmos to be livable requires us to engage in ethical conduct. This bilateral cosmos is responsible for our common sense judgment power, that we depend on for being able to lead a good & benign life. The 200 million neurons of BA10 in the prefrontal lobe have global access to the interior cosmos, & apply massive feedback to identify environmental conditions rapidly. The global access also gives conscious presence of the individual to itself, all that is present in the interior cosmos, for total freedom of action. In the left brain private ego, we are guarded by faith in divine mercy, & guided to choose the best course of action, able to survive under the most adverse conditions. For this, we receive directions from the Holy Ghost in Saint Teresa's castillo interior. (shrink)

Introduction and translation of “The Four Phases of Philosophy” by Franz Brentano.

The paradigm of referent tracking is based on a realist presupposition which rejects so-called negative entities (congenital absent nipple, and the like) as spurious. How, then, can a referent tracking-based Electronic Health Record deal with what are standardly called ‘negative findings’? To answer this question we carried out an analysis of some 748 sentences drawn from patient charts and containing some form of negation. Our analysis shows that to deal with these sentences we need to introduce a new ontological relationship (...) between a particular and a universal, which holds when no instance of the universal has a specific qualified ontological relation with the particular. This relation is found to be able to accommodate nearly all occurrences of negative findings in the examined sample, in ways which involve no reference to negative entities. (shrink)

One of the tasks of ontology in information science is to support the classification of entities according to their kinds and qualities. We hold that to realize this task as far as entities such as material objects are concerned we need to distinguish four kinds of entities: substance particulars, quality particulars, substance universals, and quality universals. These form, so to speak, an ontological square. We present a formal theory of classification based on this idea, including both a semantics for the (...) theory and a provably sound axiomatization. (shrink)

This special issue of Applied Ontology is devoted to the foundation, the comparison and the application of functional theories in all areas, with particular attention to the biological and engineering domains. It includes theoretical and technical contributions related to the description, characterization, and application of functions.