In the contemporary philosophy of set theory, discussion of new axioms that purport to resolve independence necessitates an explanation of how they come to be justified. Ordinarily, justification is divided into two broad kinds: intrinsic justification relates to how `intuitively plausible' an axiom is, whereas extrinsic justification supports an axiom by identifying certain `desirable' consequences. This paper puts pressure on how this distinction is formulated and construed. In particular, we argue that the distinction as often presented is neither well-demarcated nor (...) sufficiently precise. Instead, we suggest that the process of justification in set theory should not be thought of as neatly divisible in this way, but should rather be understood as a conceptually indivisible notion linked to the goal of explanation. (shrink)

I provide an examination and comparison of modal theories for underwriting different non-modal theories of sets. I argue that there is a respect in which the `standard' modal theory for set construction---on which sets are formed via the successive individuation of powersets---raises a significant challenge for some recently proposed `countabilist' modal theories (i.e. ones that imply that every set is countable). I examine how the countabilist can respond to this issue via the use of regularity axioms and raise some questions (...) about this approach. I argue that by comparing them with the `standard' uncountabilist theory, a new approach that brings in arbitrariness rather than the strict controls of forcing is desirable. (shrink)

A central area of current philosophical debate in the foundations of mathematics concerns whether or not there is a single, maximal, universe of set theory. Universists maintain that there is such a universe, while Multiversists argue that there are many universes, no one of which is ontologically privileged. Often forcing constructions that add subsets to models are cited as evidence in favour of the latter. This paper informs this debate by analysing ways the Universist might interpret this discourse that seems (...) to necessitate the addition of subsets to V. We argue that despite the prima facie incoherence of such talk for the Universist, she nonetheless has reason to try and provide interpretation of this discourse. We analyse extant interpretations of such talk, and analyse various tradeoffs in naturality that might be made. We conclude that the Universist has promising options for interpreting different forcing constructions. (shrink)

Let's suppose you think that there are no uncountable sets. Have you adopted a restrictive position? It is certainly tempting to say yes---you've prohibited the existence of certain kinds of large set. This paper argues that this intuition can be challenged. Instead, I argue that there are some considerations based on a formal notion of restrictiveness which suggest that it is restrictive to hold that there are uncountable sets.

Let mathematical justification be the kind of justification obtained when a mathematician provides a proof of a theorem. Are Gettier cases possible for this kind of justification? At first sight we might think not: The standard for mathematical justification is proof and, since proof is bound at the hip with truth, there is no possibility of having an epistemically lucky justification of a true mathematical proposition. In this paper, I argue that Gettier cases are possible (and indeed actual) in mathematical (...) reasoning. By analysing these cases, I suggest that the Gettier phenomenon indicates some upshots for actual mathematical practice. (shrink)

We explain and explore class-theoretic potentialism—the view that one can always individuate more classes over a set-theoretic universe. We examine some motivations for class-theoretic potentialism, before proving some results concerning the relevant potentialist systems (in particular exhibiting failures of the $\mathsf {.2}$ and $\mathsf {.3}$ axioms). We then discuss the significance of these results for the different kinds of class-theoretic potentialists.

In this article, I survey some philosophical attitudes to talk concerning `the' universe of sets. I separate out four different strands of the debate, namely: (i) Universism, (ii) Multiversism, (iii) Potentialism, and (iv) Pluralism. I discuss standard arguments and counterarguments concerning the positions and some of the natural mathematical programmes that are suggested by the various views.

This article articulates and assesses an imperatival approach to the foundations of mathematics. The core idea for the program is that mathematical domains of interest can fruitfully be viewed as the outputs of construction procedures. We apply this idea to provide a novel formalisation of arithmetic and set theory in terms of such procedures, and discuss the significance of this perspective for the philosophy of mathematics.

Often philosophers, logicians, and mathematicians employ a notion of intended structure when talking about a branch of mathematics. In addition, we know that there are foundational mathematical theories that can find representatives for the objects of informal mathematics. In this paper, we examine how faithfully foundational theories can represent intended structures, and show that this question is closely linked to the decidability of the theory of the intended structure. We argue that this sheds light on the trade-off between expressive power (...) and meta-theoretic properties when comparing first-order and second-order logic. (shrink)

Zero provides a challenge for philosophers of mathematics with realist inclinations. On the one hand it is a bona fide cardinal number, yet on the other it is linked to ideas of nothingness and non-being. This paper provides an analysis of the epistemology and metaphysics of zero. We develop several constraints and then argue that a satisfactory account of zero can be obtained by integrating an account of numbers as properties of collections, work on the philosophy of absences, and recent (...) work in numerical cognition and ontogenetic studies. (shrink)

It is standard in set theory to assume that Cantor's Theorem establishes that the continuum is an uncountable set. A challenge for this position comes from the observation that through forcing one can collapse any cardinal to the countable and that the continuum can be made arbitrarily large. In this paper, we present a different take on the relationship between Cantor's Theorem and extensions of universes, arguing that they can be seen as showing that every set is countable and that (...) the continuum is a proper class. We examine several principles based on maximality considerations in this framework, and show how some (namely Ordinal Inner Model Hypotheses) enable us to incorporate standard set theories (including ZFC with large cardinals added). We conclude that the systems considered raise questions concerning the foundational purposes of set theory. (shrink)

A pervasive thought in contemporary philosophy of mathematics is that in order to justify reflection principles, one must hold universism: the view that there is a single universe of pure sets. I challenge this kind of reasoning by contrasting universism with a Zermelian form of multiversism. I argue that if extant justifications of reflection principles using notions of richness are acceptable for the universist, then the Zermelian can use similar justifications. However, I note that for some forms of richness argument, (...) the status of reflection principles as axioms is left open for the Zermelian. (shrink)

Much of the discussion of set-theoretic independence, and whether or not we could legitimately expand our foundational theory, concerns how we could possibly come to know the truth value of independent sentences. This paper pursues a slightly different tack, examining how we are ignorant of issues surrounding their truth. We argue that a study of how we are ignorant reveals a need for an understanding of set-theoretic explanation and motivates a pluralism concerning the adoption of foundational theory.

We introduce and consider the inner-model reflection principle, which asserts that whenever a statement \varphi(a) in the first-order language of set theory is true in the set-theoretic universe V, then it is also true in a proper inner model W \subset A. A stronger principle, the ground-model reflection principle, asserts that any such \varphi(a) true in V is also true in some non-trivial ground model of the universe with respect to set forcing. These principles each express a form of width (...) reflection in contrast to the usual height reflection of the Lévy–Montague reflection theorem. They are each equiconsistent with ZFC and indeed \Pi_2-conservative over ZFC, being forceable by class forcing while preserving any desired rank-initial segment of the universe. Furthermore, the inner-model reflection principle is a consequence of the existence of sufficient large cardinals, and lightface formulations of the reflection principles follow from the maximality principle MP and from the inner-model hypothesis IMH. We also consider some questions concerning the expressibility of the principles. (shrink)

Set-theoretic and category-theoretic foundations represent different perspectives on mathematical subject matter. In particular, category-theoretic language focusses on properties that can be determined up to isomorphism within a category, whereas set theory admits of properties determined by the internal structure of the membership relation. Various objections have been raised against this aspect of set theory in the category-theoretic literature. In this article, we advocate a methodological pluralism concerning the two foundational languages, and provide a theory that fruitfully interrelates a `structural' perspective (...) to a set-theoretic one. We present a set-theoretic system that is able to talk about structures more naturally, and argue that it provides an important perspective on plausibly structural properties such as cardinality. We conclude the language of set theory can provide useful information about the notion of mathematical structure. (shrink)

How does our language relate to reality? This is a question that is especially pertinent in set theory, where we seem to talk of large infinite entities. Based on an analogy with the use of models in the natural sciences, we argue for a threefold correspondence between our language, models, and reality. We argue that so conceived, the existence of models can be underwritten by a weak notion of existence, where weak existence is to be understood as existing in virtue (...) of language. (shrink)

Informal rigour is the process by which we come to understand particular mathematical structures and then manifest this rigour through axiomatisations. Structural relativity is the idea that the kinds of structures we isolate are dependent upon the logic we employ. We bring together these ideas by considering the level of informal rigour exhibited by our set-theoretic discourse, and argue that different foundational programmes should countenance different underlying logics (intermediate between first- and second-order) for formulating set theory. By bringing considerations of (...) perturbations in modal space to bear on the debate, we will suggest that a promising option for representing current set-theoretic thought is given by formulating set theory using quasi-weak second-order logic. These observations indicate that the usual division of structures into \particular (e.g. the natural number structure) and general (e.g. the group structure) is perhaps too coarse grained; we should also make a distinction between intentionally and unintentionally general structures. (shrink)

The relevance of analytic metaphysics has come under criticism: Ladyman & Ross, for instance, have suggested do discontinue the field. French & McKenzie have argued in defense of analytic metaphysics that it develops tools that could turn out to be useful for philosophy of physics. In this article, we show first that this heuristic defense of metaphysics can be extended to the scientific field of applied ontology, which uses constructs from analytic metaphysics. Second, we elaborate on a parallel by French (...) & McKenzie between mathematics and metaphysics to show that the whole field of analytic metaphysics, being useful not only for philosophy but also for science, should continue to exist as a largely autonomous field. (shrink)

In his _Being Known_ Peacocke sets himself the task of answering how we come to know about metaphysical necessities. He proposes a semantic principle-based conception consisting of, first, his Principles of Possibility which pro­vide necessary and sufficient conditions for a new concept 'admissibility', and second, characterizations of possibility and of necessity in terms of that new con­cept. I focus on one structural feature; viz. the recursive application involved in the specification of 'admissibility'. After sketching Peacocke’s proposal, I intro­duce a fictional (...) protagonist, Cautious Peacocke, whose coherence I claim shows that Peacocke s proposal cannot be made good. I conclude with the conjecture that similar failure will attend any such semantic-based attempts to ground the epistemology of metaphysical necessity. -/- Dans son livre intitulé Being Known, C. Peacocke se propose de repondre à la question de savoir comment nous en venons a connaitre des nécessités métaphysiques. Il développe une conception sémantique reposant sur des principes comprenant, d’une part, ses Principes de Possibilité — qui fournissent les conditions nécessaires et suffisantes pour un nouveau concept, « l’admissibilité » — et d’autre part des caractérisations de la possibilité et de la nécessité a l’aide de ce nouveau concept. Je me concentre sur une caractéristique structurelle, a savoir l’application récursive a l’œuvre dans la spécification de «l’admissibilité ». Apres avoir esquisse la proposition de Peacocke, j’introduis un personnage fictif, Peacocke-prudent. Je soutiens que la cohérence de ce personnage montre que la proposition de Peacocke ne peut pas être satisfaite. Je conclus en conjecturant qu’un échec similaire se présentera pour toutes les tentatives de fonder l’épistemologie de la nécessité métaphysique sur de telles bases semantiques. (shrink)

A central area of current philosophical debate in the foundations of mathematics concerns whether or not there is a single, maximal, universe of set theory. Universists maintain that there is such a universe, while Multiversists argue that there are many universes, no one of which is ontologically privileged. Often model-theoretic constructions that add sets to models are cited as evidence in favour of the latter. This paper informs this debate by developing a way for a Universist to interpret talk that (...) seems to necessitate the addition of sets to V. We argue that, despite the prima facie incoherence of such talk for the Universist, she nonetheless has reason to try and provide interpretation of this discourse. We present a method of interpreting extension-talk (V-logic), and show how it captures satisfaction in `ideal' outer models and relates to impredicative class theories. We provide some reasons to regard the technique as philosophically virtuous, and argue that it opens new doors to philosophical and mathematical discussions for the Universist. (shrink)

Black holes are extremely relativistic objects. Physical processes around them occur in a regime where the gravitational field is extremely intense. Under such conditions, our representations of space, time, gravity, and thermodynamics are pushed to their limits. In such a situation philosophical issues naturally arise. In this chapter I review some philosophical questions related to black holes. In particular, the relevance of black holes for the metaphysical dispute between presentists and eternalists, the origin of the second law of thermodynamics and (...) its relation to black holes, the problem of information, black holes and hypercomputing, the nature of determinisim, and the breakdown of predictability in black hole space-times. I maintain that black hole physics can be used to illuminate some important problems in the border between science and philosophy, either epistemology and ontology. (shrink)

Discussion of new axioms for set theory has often focused on conceptions of maximality, and how these might relate to the iterative conception of set. This paper provides critical appraisal of how certain maximality axioms behave on different conceptions of ontology concerning the iterative conception. In particular, we argue that forms of multiversism (the view that any universe of a certain kind can be extended) and actualism (the view that there are universes that cannot be extended in particular ways) face (...) complementary problems. The latter view is unable to use maximality axioms that make use of extensions, where the former has to contend with the existence of extensions violating maximality axioms. An analysis of two kinds of multiversism, a Zermelian form and Skolemite form, leads to the conclusion that the kind of maximality captured by an axiom differs substantially according to background ontology. (shrink)

La pertinence de la métaphysique analytique a fait l'objet de critiques : Ladyman et Ross, par exemple, ont suggéré d'abandonner ce domaine. French et McKenzie ont défendu la métaphysique analytique en affirmant qu'elle développe des outils qui pourraient s'avérer utiles pour la philosophie de la physique. Dans cet article, nous montrons dans un premier temps que cette défense heuristique de la métaphysique peut être étendue au domaine scientifique de l'ontologie appliquée, qui utilise des théories et outils issus de la métaphysique (...) analytique. Dans un deuxième temps, nous développons le parallèle que font French et McKenzie entre les mathématiques et la métaphysique pour montrer que l'ensemble du domaine de la métaphysique analytique, étant donné son utilité non seulement pour la philosophie mais également pour la science, devrait continuer à exister en tant que domaine largement autonome. (shrink)

Wright's _Truth and Objectivity_ seeks to systematise a variety of anti-realist positions. I argue that many objections to the system are avoided by transposing its talk of truth into talk of warrant. However, a problem remains about debates involving 'direction-of-fit'. -/- Dummett introduced 'anti-realism' as a philosophical view informed by mathematical intuitionism. Subsequently, the term has been associated with many debates, ancient and modern. _Truth and Objectivity_ proposes that truth admits of different characteristics; these various debates then concern which characteristics (...) truth has, in a given area. This pluralism of truth is at odds with deflationism. I find fault with Wright's argument against deflationism. However, transmission of warrant across the Disquotational Schema suffices to ground Wright's proposal, which survives as a pluralism of classes of warrant. -/- The two main debates concern whether truths are always knowable (Epistemic Constraint) and whether disagreements in an area must be down to some fault of one of those involved (Cognitive Command). I introduce Assertoric Constraint, relating to Epistemic Constraint, where truths cannot outstrip the availability of warrant for their assertion. I solve a structural problem by a comparison with a constitutive analysis of Moore's Paradox. The relativism of blameless disagreement is problematic. Wright's response invokes a sort of ignorance which he calls `Quandary'. I criticise this before proposing an alternative. -/- I agree with Wright that Dummett's original anti-realism does not belong among the positions which Wright seeks to systematise. However, two candidates show that the proposal suffers a weakness. Wright thinks Expressivism misguided, and implicitly rules out his earlier non-cognitivism about necessity. I argue that Expressivism has promise, and I endorse Wright's Cautious Man argument for non-cognitivism about necessity; both involve play with `direction-of-fit'. I conclude that this sort of anti-realist debate needs to be accommodated by the proposal. (shrink)

LandryElaine, * ed. Categories for the Working Philosopher. Oxford University Press, 2017. ISBN 978-0-19-874899-1 ; 978-0-19-106582-8. Pp. xiv + 471.

Set-theoretic and category-theoretic foundations represent different perspectives on mathematical subject matter. In particular, category-theoretic language focusses on properties that can be determined up to isomorphism within a category, whereas set theory admits of properties determined by the internal structure of the membership relation. Various objections have been raised against this aspect of set theory in the category-theoretic literature. In this article, we advocate a methodological pluralism concerning the two foundational languages, and provide a theory that fruitfully interrelates a ‘structural’ perspective (...) to a set-theoretic one. We present a set-theoretic system that is able to talk about structures more naturally, and argue that it provides an important perspective on plausibly structural properties such as cardinality. We conclude the language of set theory can provide useful information about the notion of mathematical structure. (shrink)

Three important 20th-century American films prominently feature a hotel as the site for morally ambiguous and sexually charged events depicted in the plot: Orson Welles's Touch of Evil (1958), Alfred Hitchcock's Psycho (1960), and Joel and Ethan Coen's Barton Fink (1991). While all three films have a multiplicity of elements that present how hotel spaces open horizons displaying human behaviors both normal and abnormal, moral and immoral, secret and public, sane and insane, the paper presents an extended argument for (...) seeing these particular cinematic efforts as being built around the same theme: that transgression (of a violent, misogynous nature) is the path to transcendence. (shrink)

Arguments for the effectiveness, and even the indispensability, of mathematics in scientific explanation rely on the claim that mathematics is an effective or even a necessary component in successful scientific predictions and explanations. Well-known accounts of successful mathematical explanation in physical science appeals to scientists’ ability to solve equations directly in key domains. But there are spectacular physical theories, including general relativity and fluid dynamics, in which the equations of the theory cannot be solved directly in target domains, and yet (...) scientists and mathematicians do effective work there (McLarty 2023, Elder 2023). Building on extant accounts of structural scientific explanation (Bokulich 2011, Leng 2021), I argue that philosophical accounts of the role of equations in scientific explanation need not rely on scientists’ ability to solve equations independently of their understanding of the empirical or experimental context. For instance, the process of formulating solutions to equations can involve significant appeal to information about experimental contexts (Curiel 2010) or of physically similar systems (Sterrett 2023). Working from a close analysis of work in fluid mechanics by Martin Bazant and Keith Moffatt (2005), I propose an account of heuristic structural explanation in mathematics (Einstein 1921, Pincock 2021), which explains how physical explanations can be constructed even in domains where basic equations cannot be solved directly. (shrink)

-/- [Posted here is article as originally published (same title) in ALSA Forum VI (1982) pp. 1-17 plus rebuttal by Thomas D. Barton, pp. 18-22].

James a maintes fois célébré les rencontres philosophiques et l’on sait les efforts de James et de Bergson pour se voir, lors des passages de James en Europe. Proximité physique ne signifie évidemment pas convergence ni capillarité philosophiques, comme l’apprend à ses dépens Agathon dans le Banquet de Platon. Or, le rapprochement, mais aussi les confusions, entre la philosophie de Bergson et celle de James, voire entre « bergsonisme » et « pragmatisme », restent un passage obligé de l’étude des (...) deux hommes. Si cette confusion — peut-être ces familles de confusions — sont caractéristiques du début du XXe siècle , il serait sans doute illusoire de croire que nous en sommes sortis aujourd’hui. C’est en France une expérience encore très répandue chez le jamesien que devoir se justifier par rapport au « bergsonisme », et c’en est une autre pour le « bergsonien » que de devoir dire qu’il n’est pas forcément « pragmatiste ». Ces glissements ont déjà été maintes fois analysés et je tiendrai ici pour acquis que Horace Kallen , Floris Delattre , Ralph Barton Perry et Millic Capek , qui ont procédé à la revue de détail, nous ont donné suffisamment d’éléments pour qu’il ne soit pas nécessaire de reprendre le dossier dans son ensemble. Le propos sera plutôt de décomposer un travers de lecture que l’on inflige généralement aux deux auteurs à partir d’un terrain plus limité : le thème du « courant », ou flux (stream), de conscience, thème prétendument commun aux deux hommes. Je vais pour cela tenter d’identifier, dans la première section, deux grandes manières d’aborder le rapport entre les deux hommes qui ont conduit à méconnaître leur apport propre. L’une interdit tout simplement de les lire comme philosophes, même si elle est couramment pratiquée, ce que j’illustrerai à la lumière de deux exemples. L’autre type de lecture engage, lui, un contresens sur la thèse même de James, et c’est ici que la face critique de ce chapitre se retourne en argument positif. Le cœur de ce contresens est de croire que James aurait introduit le thème du courant de pensée ou de conscience, et que ce serait là son originalité. Or, comme il est normal chez un auteur pragmatiste après tout, l’originalité réside dans l’usage qui est fait de ce thème. En examinant dans la deuxième section les rouages de ce contresens, dont il n’est pas certain que tous les lecteurs de Bergson l’aient totalement évité alors même qu’ils pensaient le déposer, on tentera donc de préciser tout d’abord en quoi le thème lui-même n’est pas spécifiquement jamesien, ensuite en quoi le propos de James n’est pas tant de décrire ce flux pour lui-même que de nous expliquer ce qui nous guette si nous le négligeons systématiquement, enfin quelles sont les fonctions remplies par les passages sur le courant de conscience dans l’argument de James. (shrink)

GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. 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Behaviorism was a peculiarly American phenomenon. As a school of psychology it was founded by John B. Watson (1878-1958) and grew into the neobehaviorisms of the 1920s, 30s and 40s. Philosophers were involved from the start, prefiguring the movement and endeavoring to define or redefine its tenets. Behaviorism expressed the naturalistic bent in American thought, which came in response to the prevailing philosophical idealism and was inspired by developments in natural science itself. There were several versions of naturalism in American (...) philosophy, and also several behaviorisms. Most behaviorists paid homage to Darwinian functionalism; all forswore introspection and made learned changes in behavior the primary subject matter and explanatory domain of psychology. They differed in their descriptions of behavior, modes of explanation, and attitudes toward mentalistic concepts. Watson was a strict materialist who wanted to eliminate all mentalistic talk from psychology. Edward Chace Tolman (1886-1959) regarded mind as a biological function of the organism. He permitted mentalistic terms such as 'purpose' in behavioral description, and posited intervening processes that included 'representations' of the environment, while requiring such processes be studied only as expressed in behavior. Clark L. Hull (1884-1952) developed a hypothetical-deductive version of behaviorism, akin to Tolman's functionalism in positing intervening variables but without his cognitivist constructs. B. F. Skinner (1904-90) rejected intervening variables and developed his own account of the behavior of the whole organism, based on the laws of operant conditioning. The naturalism in American philosophy of the early twentieth century showed respect for the natural sciences, especially biology and psychology. John Dewey (1896, 1911), George Santayana (1905, 1920), and F. J. E. Woodbridge (1909, 1913) expressed this attitude. It animated the neorealism of E. B. Holt and Ralph Barton Perry, who gave special attention to psychology, and the evolutionary naturalism and critical realism of Roy Wood Sellars. This naturalism differed from Watson's in regarding mind as part of nature from a Darwinian and functionalist perspective, and treating behavior as the product of the mental functioning. It fed Tolman's version of behaviorism. It was not materialistic or physical-reductionist. Only later, with Quine and logical empiricism, was behaviorism seen as essentially physicalistic. (shrink)