“Could a machine think?” asks John R. Searle in his paper Minds, Brains, and Programs. He answers that “only a machine could think1, and only very special kinds of machines, namely brains.”2 The subject of this paper is the analysis of the aforementioned question through presentation of the symbol manipulation approach to intelligence and Searle's well-known criticism to this approach, namely the Chinese room argument. The examination of these issues leads to the systems reply of the Chinese room argument and (...) tries to illustrate that Searle's response to the systems reply does not detract from the symbol manipulation approach. (shrink)

The idea that causation involves the production of changes due to the exertion of influence of something on something else—the core idea of causal realism—used to be the default view. Today this idea is at the heart of (i) transmission/causal process accounts, (ii) mechanistic accounts, and (iii) powers-based accounts. However, as I have previously argued (Ingthorsson 2021) the above-mentioned approaches are based—to varying degree—on the very problematic assumption that causal influence is essentially unidirectional; that it passes from whatever is the (...) cause to the effect. As first pointed out be Mario Bunge (1959), the idea that causal influence is unidirectional is incompatible with what is today considered a scientific fact, notably that all interactions are perfectly reciprocal; whenever any object exerts an influence on any other object, the latter simultaneously exerts the same kind of influence, of the same magnitude, on the former. Drawing on Bunge’s result, I have developed a fourth approach to efficient causation that accepts the reciprocity of interactions (Ingthorsson 2002 & 2021). According to this view a cause is not the action of something on something else that receives the influence, but the reciprocal action between powerful particulars which results in a modification of both sides, producing a new state of affairs. In this paper, I present the core ideas of the four different approaches to causal efficacy, what I think is problematic with the first three and finally attempt to compare how well the four approaches fare in explaining two often discussed types of causal interactions: (i) collisions between billiard balls, and (ii) how water dissolves salt. I argue that only reciprocal actions between powerful particulars can plausibly claim to fully account for these phenomena, in a manner compatible with the theories and findings of the natural sciences. (shrink)

FROM THE HISTORY OF PHYSICS TO THE DISCOVERY OF THE FOUNDATIONS OF PHYSICS By Antonino Drago, formerly at Naples University “Federico II”, Italy – drago@unina,.it (Size : 391.800 bytes 75,400 words) The book summarizes a half a century author’s work on the foundations of physics. For the forst time is established a level of discourse on theoretical physics which at the same time is philosophical in nature (kinds of infinity, kinds of organization) and formal (kinds of mathematics, kinds of logic). (...) This double side of the two dichotomies assures a deep comprehension of theoretical physics by avoiding both a purely philosophical analysis and a purely formal analysis, each manifestly insufficient for representing all the aspects of theoretical physics. Among the many formulations of a physical theory, e.g. Mechanics, also Mach(1) recognized technical differences only, Instead my suggestion is to consider their differences as revealing the characteristic features of their foundations. No more radical differences may exist than those concerning both their kinds of Mathematics and their kinds of Logic. As a fact, after the 20th Century within each of these sciences there exist two antagonist foundations, within Mathematics either the classical one or the constructive one(2); within Mathematical Logic either the classical logic or the intuitionist one(3). Let us take Mechanics as an instance. Being the choices of the Newton’s formulation respectively the actual infinity of the differential equations relying on the infinitesimals and the classical logic, a formulation based on the alternative choices is Lazare Carnot’s,(4) whose mathematics is no more than algebraic-trigonometric and the logic is the intuitionist one, because this formulation makes use of doubly negated propositions, whose corresponding affirmative propositions are idealistic or false; i.e. in these cases the law of double negation fails, as in intuitionist logic occurs. By considering these two dichotomies as the foundations of the physical theories, each couple of choices upon them fashions one out four models of scientific theory, which are baptized through the authors of their most representative theories: Newtonian, Carnotian, Lagrangian, Descartesian. In correspondence four versions of the principle of inertia are recognized, as suggested by respectively: Descartes. Lazare Carnot, Enriques and Cavalieri.(5) All that suggests that the four models of scientific theory may be graphically represented as a compass orientating our minds amid the so numerous physical theories. By taking these dichotomies as interpretative categories, a new interpretative history of Physics including both classical and modern physics results according to a quadrilinear development. The birth of modern physics is characterized by the two theories - Einstein’s paper on special relativity and Einstein’s first paper on quanta - whose choices are the alternative ones to those of the previously dominant physical theory, Newtonian mechanics: in the latter paper Einstein i) declares the dichotomy on the kinds of mathematics (“Introduction”) and then he chooses the discrete mathematics; ii) by using doubly negated propositions he organizes his theory in an alternative way to the deductive-axiomatic one.(6) Moreover, a new history of Philosophy of knowledge results. Kant’s first two a priori transcendental categories represent the physical interpretation of the two choices out of the four pairs of choices on the two dichotomies, i.e. the choices of the dominant theory of mechanics, Newton’s. Hegel’s dialectic was a misleading attempt of anticipating the subsequent intuitionist logic. The book starts by a comparison of different formulations of thermodynamics in order to recognize the first dichotomy on the kind of organization. In chapter 2 the dichotomy on the kind of infinity is recognized through a comparison of Newrton’s mechanics and Lazare Carnot’s. A quickly history of the other classical physical theories is illustrated in chapter 3; it results a foundational conflict between the last two theories, and hence a conflict between their opposite couples of choices. The two main theories of modern physics, special realtivity and quantum mechanics confirm the foundational role played by the two dichotomies which gives reason for the radical change in the history of theoretical physics. Indeed, the opposition of the two main pairs of choices gives reason of the crisis in theoretical physics in the early 1900s. As a global result, the book represents the first interpretation of the entire history of Physics, both classical and modern; This fact proves that the four models of scientific theories can works as a compass (that of the front cover) suggesting a direction among the many physical theories. This new history of physics leads to re-visit both Koyré’s and Kuhn’s historiographies. Their interpretative categories are interpreted and explained through the two dichotomies so that it is possible to suggest à la Koyré categories based on the alternative choices theories to Newton’s as the suitable categories for interpreting the alternative theories to Newton’s mechanics. All that suggests a new interpretation of the crucial step in the history of Western philosophy of knowledge, i.e. the passage from Leibniz to Kant: Leibniz’s suggestion of the two labyrinths of human minds may be seen as a close anticipation of the two above dichotomies. Kant applied them in order to construct the well-known four cosmological proofs, which however he misinterpreted as leading to contradictions, instead to tow different methods of investigation corresponding to the two different kinds of logic.(7) Bibliography 1. Mach E. (1883), Die Mechanik, Leipzig: Brockhaus, Chap. IV, Sect. III. 2. Bishop E. (1967), Constructive Analysis, New York: Mc Graw-Hill. 3. Heyting A. (1962), Intuitionism. An Introduction, Amsterdam: North-Holland. 4. L. Carnot (1783), Essai on the Machines en général, Defay, Dijion (Enlish translation: Springer, Berlin, 2020). Drago A. (2004), “A new appraisal of old formulations of mechanics”, Am. J. Phys., 72(3), pp. 407-9. 5. Vella M.R. (2007), “Le quattro versioni del principio di inerzia”, in M. Leone et al. (eds.), L’eredità di Fermi, Majorana e altri Temi. Napoli: ESI, pp. 147-151. 6. Drago A. (2014), “The emergence of two options from Einstein°s first paper on Quanta”, in Pisano R., Capecchi D., Lukesova A. (eds.), Physics, Astronomy and Engineering. Critical Problems in the History of Science and Society, Scientia Socialis P., Siauliai, 2013, pp. 227-234. 7. This and all in the above points are illustrated by the book Drago A. (2017), Dalla Storia della Fisica ai Fondamenti della Scienza, Roma: Aracne. (shrink)

This thirteenth volume of Collected Papers is an eclectic tome of 88 papers in various fields of sciences, such as astronomy, biology, calculus, economics, education and administration, game theory, geometry, graph theory, information fusion, decision making, instantaneous physics, quantum physics, neutrosophic logic and set, non-Euclidean geometry, number theory, paradoxes, philosophy of science, scientific research methods, statistics, and others, structured in 17 chapters (Neutrosophic Theory and Applications; Neutrosophic Algebra; Fuzzy Soft Sets; Neutrosophic Sets; Hypersoft Sets; Neutrosophic Semigroups; Neutrosophic Graphs; Superhypergraphs; Plithogeny; (...) Information Fusion; Statistics; Decision Making; Extenics; Instantaneous Physics; Paradoxism; Mathematica; Miscellanea), comprising 965 pages, published between 2005-2022 in different scientific journals, by the author alone or in collaboration with the following 110 co-authors (alphabetically ordered) from 26 countries: Abduallah Gamal, Sania Afzal, Firoz Ahmad, Muhammad Akram, Sheriful Alam, Ali Hamza, Ali H. M. Al-Obaidi, Madeleine Al-Tahan, Assia Bakali, Atiqe Ur Rahman, Sukanto Bhattacharya, Bilal Hadjadji, Robert N. Boyd, Willem K.M. Brauers, Umit Cali, Youcef Chibani, Victor Christianto, Chunxin Bo, Shyamal Dalapati, Mario Dalcín, Arup Kumar Das, Elham Davneshvar, Bijan Davvaz, Irfan Deli, Muhammet Deveci, Mamouni Dhar, R. Dhavaseelan, Balasubramanian Elavarasan, Sara Farooq, Haipeng Wang, Ugur Halden, Le Hoang Son, Hongnian Yu, Qays Hatem Imran, Mayas Ismail, Saeid Jafari, Jun Ye, Ilanthenral Kandasamy, W.B. Vasantha Kandasamy, Darjan Karabašević, Abdullah Kargın, Vasilios N. Katsikis, Nour Eldeen M. Khalifa, Madad Khan, M. Khoshnevisan, Tapan Kumar Roy, Pinaki Majumdar, Sreepurna Malakar, Masoud Ghods, Minghao Hu, Mingming Chen, Mohamed Abdel-Basset, Mohamed Talea, Mohammad Hamidi, Mohamed Loey, Mihnea Alexandru Moisescu, Muhammad Ihsan, Muhammad Saeed, Muhammad Shabir, Mumtaz Ali, Muzzamal Sitara, Nassim Abbas, Munazza Naz, Giorgio Nordo, Mani Parimala, Ion Pătrașcu, Gabrijela Popović, K. Porselvi, Surapati Pramanik, D. Preethi, Qiang Guo, Riad K. Al-Hamido, Zahra Rostami, Said Broumi, Saima Anis, Muzafer Saračević, Ganeshsree Selvachandran, Selvaraj Ganesan, Shammya Shananda Saha, Marayanagaraj Shanmugapriya, Songtao Shao, Sori Tjandrah Simbolon, Florentin Smarandache, Predrag S. Stanimirović, Dragiša Stanujkić, Raman Sundareswaran, Mehmet Șahin, Ovidiu-Ilie Șandru, Abdulkadir Șengür, Mohamed Talea, Ferhat Taș, Selçuk Topal, Alptekin Ulutaș, Ramalingam Udhayakumar, Yunita Umniyati, J. Vimala, Luige Vlădăreanu, Ştefan Vlăduţescu, Yaman Akbulut, Yanhui Guo, Yong Deng, You He, Young Bae Jun, Wangtao Yuan, Rong Xia, Xiaohong Zhang, Edmundas Kazimieras Zavadskas, Zayen Azzouz Omar, Xiaohong Zhang, Zhirou Ma.‬‬‬‬‬‬‬‬. (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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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA – 50 ANOS EMANUEL ISAQUE CORDEIRO DA SILVA REPRODUÇÃO ANIMAL: OVULAÇÃO, CONTROLE E SINCRONIZAÇÃO -/- REPRODUÇÃO ANIMAL: OVULAÇÃO, CONTROLE E SINCRONIZAÇÃO DO CICLO ESTRAL -/- ANIMAL REPRODUCTION: OVULATION, CONTROL AND SYNCHRONIZATION OF THE ESTRAL CYCLE -/- Autor: Emanuel Isaque Cordeiro da Silva – IFPE-BJ/CAP-UFPE/EEFCC-BJ/UFRPE 1. INTRODUÇÃO As fêmeas dos animais domésticos possuem em seus ovários, desde praticamente o nascimento, a dotação completa de gametas dos quais vão dispor para o resto de sua (...) vida. No entanto, terão que esperar até a puberdade para que se produza a evolução completa dos folículos (foliculogênese) que darão como resultado as primeiras ovulações. Este momento caracteriza-se, por um lado, pelo início gradual da secreção por parte da hipófise de quantidades importantes de hormonas gonadotropinas (hormonas folículo estimulante «FSH» e sobretudo luteinizante «LH»); por outro lado, pelo aumento da capacidade dos seus ovários para responder a estas secreções. A partir daí, o aparelho reprodutor feminino das fêmeas domésticas deve apresentar, durante todo o período de atividade sexual, alterações morfológicas, endócrinas e fisiológicas, que devem ser repetidas sequencialmente e periodicamente, consoante com a duração e a frequência do ciclo estral característico de cada espécie animal, assegurando assim a liberação de um ou mais ovócitos férteis nos ciclos estrais correspondentes. -/- 2. EVOLUÇÃO DO OVÓCITO E DOS FOLÍCULOS OVÁRICOS O ovário constitui um órgão de armazenamento de ovócitos formados durante a vida fetal ou após o nascimento, os quais permanecerão «latentes», num estado de imaturidade, paralisando a sua atividade de desenvolvimento e crescimento após o processo de mitose pelo qual as células germinativas ou ovogonias evoluem para ovócitos primários. Estes ovócitos devem ser rodeados por células foliculares para alcançar sua maturação e posterior ovulação, constituindo-se, desta maneira, os folículos. Estes últimos, que se localizam no parênquima ovárico, sofrem uma série de mudanças evolutivas que os fazem passar de folículos primordiais (constituídos por um ovócito rodeado de células planas) a folículos maduros ou de Graaf, passando pelos estágios primário, secundário e terciários. A estrutura do ovário e a terminologia correspondente, bem como a sua fisiologia, já foram tratados em trabalhos anteriores. Basicamente, o folículo maduro ou de Graaf, que ressalta já na superfície ovariana como se tratasse de uma pequena vesícula cheia de líquido, encontra-se constituído, no caso dos mamíferos, pelas tecas externa e interna, a folha basal, o ovócito e o seu núcleo ou vesícula germinativa e um acúmulo de células da granulosa chamado cumulus. O antro-folicular ou cavidade intrafolicular formada durante o estágio de folículo terciário possui no seu interior um líquido cuja composição provém do plasma sanguíneo. Por outro lado, o ovócito, que desde a constituição da reserva de folículos primordiais se encontrava em estado de ovócito primário, começa a aumentar de volume (durante a fase de evolução do folículo terciário a folículo maduro) e a cobrir-se de uma membrana celular denominada zona pelúcida. Nos momentos que precedem imediatamente à ovulação reativa-se a meiose, liberando-se o primeiro corpúsculo polar e convertendo-se o ovócito em secundário. Produzida a ovulação retoma-se de novo a meiose, que tinha permanecido em repouso, e depois de ocorrer a fecundação libera-se o segundo corpúsculo polar, passando a ser uma ovotida ou óvulo maduro. -/- 3. A OVULAÇÃO Acabado o crescimento, o folículo maduro ou de Graaf é capaz de responder à descarga pré-ovulatória de gonadotropinas (LH e em menor medida FSH) de tal forma que se produza uma reestruturação completa do mesmo e a subsequente liberação de um ovócito fértil através de um pequeno orifício (estigma) produzido no ponto de ruptura da sua parede celular e das camadas celulares mais superficiais do córtex ovárico, cuja espessura, neste momento, é muito reduzida. No momento da ovulação tanto o líquido folicular como o ovócito são projetados, entre outras causas, pela contração da musculatura lisa que rodeia os folículos para a cavidade peritoneal caindo perto das fimbrias do oviduto ou trompas de Falópio. Esta expulsão, no caso das vacas e ovelhas, ocorre sob a forma de um fluxo fluido, enquanto na coelha ocorre sob a forma de um jato súbito ou de um processo explosivo. No caso da égua, a estrutura dos seus ovários difere das outras fêmeas domésticas, no sentido em que a zona vascular se localiza superficialmente e os folículos se distribuem no interior do ovário. Ao mesmo tempo, a ovulação ocorre unicamente num determinado ponto denominado fossa de ovulação. Por tudo isso, durante a foliculogênese, os folículos vão migrando para a fossa de ovulação, chegando em algumas ocasiões a ficarem presos no interior do ovário, não conseguindo desenvolver-se nem evolucionar (folículo cístico) e que, ao apresentar uma secreção contínua de estrogênios, produz na fêmea um estado de cio permanente ou ninfomania. Nas espécies cuja ovulação é espontânea, o processo supra ocorre periódica e sequencialmente em todos os ciclos estrais com um intervalo conhecido a partir do início do estro ou, no caso da vaca, após o término deste (tabela 1). Por outro lado, nas espécies de ovulação induzida (coelha, gata e fêmeas de furão e camelo) esta ocorre pouco depois de realizado o coito. Nestas espécies, o estímulo coital, favorecido pelas espículas localizadas no pênis do macho, determina por via eferente nervosa a liberação hipotalâmica de GnRH, que em poucos minutos depois provoca a secreção adeno-hepática de LH, que por via sistêmica alcança os folículos, desencadeando os processos fisiológicos que conduzem à ovulação. Tabela 1: Parâmetros que definem o ciclo sexual e tipo de ovulação de algumas espécies domésticas (adaptado e elaborado a partir de DUKES, et. al. 1996). -/- Espécie Duração do ciclo estral Atividade sexual Tipo de ovulação E/I N° de ovócitos Duração do estro Momento da ovulação Vaca 21 dias Poliéstrica contínua E 1 18 horas 11 horas após o final do estro Ovelha 17 dias Poliéstrica estacional E 1-3 29 horas Ao final do estro Porca 21 dias Poliéstrica contínua E 11-24 45 horas 24-36 horas do começo do estro Égua 21 dias Poliéstrica estacional E 1 6 dias 24-48 horas antes do final do cio Cabra 20 dias Poliéstrica estacional E 1-3 40 horas 33 horas do começo do estro Cadela 9 dias Monoéstrica a cada 4-8 E — 7-9 dias 3-4 dias do começo do estro Gata 5 dias Poliéstrica estacional I 3-4 4 dias 27 horas postcoito Coelha 16 dias Poliéstrica I 4-12 Não definida 10 horas postcoito -/- Dado que a vida fértil dos ovócitos, uma vez produzida a ovulação, raramente ultrapassa as 10-12 horas, é importante, sobretudo quando se realiza inseminação artificial ou monta dirigida, determinar, a partir da presença dos sintomas de cio, o período de tempo durante o qual a fertilização numa exploração específica será efetuada, evitando-se assim uma redução da fecundidade. 3.1 Ovulação simples e múltipla Em algumas ocasiões, dependendo da espécie (ver tab. 1), são vários os folículos que apresentam uma evolução completa, chegando a possuir nas células da granulosa receptores de LH, com o qual realiza-se a descarga ovulante de gonadotropinas e produz-se uma ovulação múltipla ou multiovulação, sendo, neste caso, libertados vários ovócitos férteis. No esquema abaixo, observa-se os processos de recrutamento, seleção e dominação da espécie ovina, a partir dos quais um ou vários folículos em crescimento chegam a ovular, bem como a influência das gonadotropinas FSH e LH em cada uma destas fases. Independentemente da influência genética, manifestada pelas diferenças entre espécies, raças e mesmo estirpes, os processos que determinam que entre um grupo de folículos em crescimento sejam um ou vários deles que cheguem a ovular englobam-se sob os termos de recrutamento, seleção e dominação folicular (fig. 1). -/- Figura 1. Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. SILVA, 2019. O recrutamento é definido como a entrada em crescimento terminal de um grupo de folículos gonadodependentes, ou seja, que dentre os folículos em crescimento que existem no reservatório ovariano iniciarão seu crescimento terminal aqueles que possuem receptores à FSH (a partir do estágio primário já os possuem) e tenham igualmente atingido um tamanho determinado, que varia entre as diferentes espécies (2 mm Ø em ovelhas). Geralmente o número de folículos recrutados é duas ou três vezes superior ao número de folículos ovulados. O recrutamento no caso da ovelha ocorre três dias antes da ovulação sob a regressão do corpo lúteo e aumento de FSH. A seleção é caracterizada porque entre os folículos recrutados um ou vários folículos continuam a aumentar de tamanho, enquanto o resto se torna atrésico. No caso da ovelha, o tamanho do folículo no momento da seleção corresponde ao tamanho em que aparecem os receptores de LH sobre a granulosa (folículo terciário) ou quando, como se verá posteriormente, a aromatização de andrógenos em estrogênios é máxima. Por outro lado, a produção de inibina (hormônio gonodal não esteroide) é igualmente elevada. A interação destes dois fatores de retroalimentação (estrogénios e inibina) para a secreção de FSH provoca uma redução dos níveis desta hormona, facilitando a seleção: neste contexto, verificou-se que a injeção de FSH em ovinos bloqueia a seleção produzindo, com efeito, uma multiovulação. No caso da vaca, poderia existir um segundo mecanismo regulador: o folículo maior poderia secretar, em um momento da seleção, um composto de ação parácrina, diminuindo a resposta de outros folículos à ação dos níveis existentes de FSH. A dominância que produz os folículos selecionados está associada com a regressão ou atresia de outros folículos recrutados e com a inibição do recrutamento de novos folículos. Embora os níveis de FSH diminuam, os folículos dominantes persistem porque reduzem suas necessidades em FSH. Esta adaptação a meios mais pobres em FSH poderia explicar-se, entre outras causas, pela ampliação da resposta a esses níveis baixos em FSH graças à produção de IGFI (Insulin Like Growth Factor l), no caso da ovelha, pelo folículo dominante. O IGFI estimula a aromatização dos androgênios em estrogênios e, por sua vez, o estradiol estimula a produção de IGFI nas células granulosas, tornando-a ao mesmo tempo mais sensível ao IGFI. Este laço formado pelo estradiol e IGFI pode desempenhar um papel importante na produção do folículo dominante do estradiol. -/- 4. MECANISMOS NEUROENDÓCRINOS QUE CONDUZEM À OVULAÇÃO A ovulação, propriamente dita, pode ser um bom ponto de partida para explicar os mecanismos neuroendócrinos que se sucedem para alcançar, no próximo ciclo estral, uma nova ovulação. Imediatamente após a ocorrência da ovulação, forma-se um coágulo de sangue no interior do folículo em consequência da hemorragia causada pela ruptura celular (folículo hemorrágico) e que servirá de substrato para o crescimento das células granulosas. Em seguida, as células da granulosa hipertrofiam e proliferam rapidamente, acumulando lipídios e pigmentos carotenoides (luteína) que lhe conferem uma cor amarelada (corpo lúteo). Esta estrutura formada, sob a ação do LH e também da prolactina, começa a produzir progesterona, a qual além de preparar o aparelho reprodutor para uma possível gestação inibe, a nível da hipófise, a secreção cíclica de LH, impedindo assim novas ovulações. À medida que os níveis de progesterona diminuem devido à regressão do corpo lúteo sob a ação da PGF2a (prostaglandina 2a), vários folículos começam seu crescimento sob a ação dos níveis de FSH (cada vez maiores), atingindo o seu crescimento final na fase folicular. Alcançado o estado de terciário, as células da teca interna do folículo, estimuladas pela secreção tônica do LH liberada pela hipófise em pequenas ondas (sem chegar a atingir a quantidade que provoca a ovulação), sintetizam a partir do colesterol, passando por alguns passos intermediários, testosterona, que é depois aromatizada a estradiol sob a ação do FSH pelas células da granulosa (fig. 2). A prolactina, juntamente com o FSH, também influencia o crescimento e a maturação dos folículos, bem como a produção de estrogênios. À medida que avança o crescimento e maturação dos folículos, a concentração de estradiol aumenta (os folículos que em um momento da evolução se tornam atrésicos aportam também uma quantidade importante de estradiol), sendo máxima nos momentos imediatos à ovulação (fig. 3). Este aumento, sustentado na taxa circulante de estrogênios, é a responsável pelo aparecimento do cio nas fêmeas, cujo final, geralmente, exerce um efeito feedback positivo sobre o eixo hipotálamo-hipofisário induzindo o pico pré-ovulatório de LH (e também FSH), que conduz a nova ovulação. Figura 2. Processo de aromatização dos andrógenos em estrógenos. (Adaptado e elaborado a partir de ILLERA, 1994). -/- Figura 3. Crescimento prático folicular, e níveis de progesterona e 17 estradiol (a) e FSH e LH (b), durante o ciclo estral da ovelha. (Elaborado a partir de DURÁN DEL CAMPO, 1980). Nota importante: a ovulação em algumas espécies não é acompanhada do cio (ovulações silentes ou silenciosas), sobretudo nas primeiras ovulações da puberdade e após o anestro estacionário, devido a produção nula da estimulação prévia da progesterona. Embora citado anteriormente que o crescimento folicular começa no final da fase lútea no caso da vaca, a ovelha e a égua, a população de folículos ovulatórios se renova ao longo do ciclo estral, produzindo-se um crescimento e regressão dos folículos, denominado onda folicular. Nestas ondas, que também podem ocorrer durante o período pré-púbere, anestro estacionário e pós-parto, os folículos são receptores à descarga de LH, no entanto, a sua capacidade de produzir estradiol é muito limitada devido a uma deficiência de precursores em tecas ou a uma inadequação da aromatização dos androgênios em estrogênios, com o qual não se atinge a quantidade de estrogênios necessários para produzir a ativação nervosa necessária para a liberação cíclica de LH. Do ponto de vista prático, o conhecimento dos mecanismos neuroendócrinos que se sucedem durante o ciclo estral e que conduzem à ovulação, bem como a sua possível regulação mediante técnicas culturais ou tratamentos hormonais, é de vital importância quando o que se pretende é realizar um controle e sincronização tanto do cio quanto da ovulação. -/- 5. ALTERAÇÕES MORFOLÓGICAS ASSOCIADAS À OVULAÇÃO Nos momentos prévios à ovulação, o folículo ovulatório experimenta uma série de mudanças morfológicas e histológicas regulamentadas endocrinamente e cuja finalidade será a modificação da estrutura do folículo, facilitando a liberação do ovócito fértil. Logo após a descarga pré-ovulatória, ocorre um aumento do fluxo sanguíneo associado a um acúmulo de sangue que dependerá, entre outros, da prostaglandina E2 (PGF2) secretada pelas células granulosas. A teca externa é edemaciada pela difusão do plasma sanguíneo e o volume do antro folicular aumenta pela atração de água exercida pelo ácido hialurônico secretado pelas células do cumulus sob a ação do FSH/LH. Este aumento de volume é facilitado pela dissociação dos feixes de fibras de colágeno da teca externa e da túnica albugínea sob a ação de duas enzimas: a colagenase e a plasmina. A plasmina age em primeiro lugar e aparece como resultado da produção de ativadores do plasminogênio pelas células da granulosa e do cumulus; sua atividade é máxima no ápice do folículo dissociando a matriz proteica dos feixes de fibras de colágeno e ativando o precursor da colagenase. Além disso, a atividade da colagenase é máxima no momento da ruptura do folículo. A maioria das células da granulosa que estão fixadas na lâmina basal se soltam, perdem sua união em colônia e deixam de se dividir (fig. 4). As ligações que as ligavam desaparecem, mas a sua dissociação não é completa devido, provavelmente, à produção local de inibidores da colagenase. As células do cumulus sofrem as mesmas transformações, mas a sua dissociação é total porque estas secretam ácido hialurônico. No entanto, as células que asseguraram, desde o início do crescimento folicular, a ligação entre a granulosa e o ovócito permanecem durante um período mais ou menos longo, ligadas à coroa radiada. Figura 4. Estado de um folículo pouco antes da ovulação. DRIANCOURT, et al. 1991. Pouco antes da ovulação, a lâmina basal desaparece de seu lugar, ocorre uma individualização dos vasos sanguíneos e as células da teca interna penetram no folículo. No ápice do folículo, produz-se uma deficiência na irrigação sanguínea e, portanto, de oxigênio, o que faz com que as células do epitélio ovariano morram. As hidrolases, que nesse momento são liberadas, contribuem para a destruição completa dos tecidos subjacentes. Em definitivo, é o conjunto de fatos comentado supra que conduzem à ruptura do ápice do folículo e provocam um aumento da pressão hidrostática que se traduz em uma contração do folículo expulsando o ovócito e as células da coroa radiada. -/- 6. CONTROLE, SINCRONIZAÇÃO E INDUÇÃO DA OVULAÇÃO 6.1 Introdução O controle e a sincronização da ovulação se situa dentro de um contexto muito mais amplo como é o controle da reprodução, entendendo como tal o governo dos elementos manipuláveis do processo reprodutivo. No âmbito do controle da reprodução, existem muitos objetivos, entre os quais a indução da puberdade, a cobertura em época de anestro, aumento da prolificidade, entre outras. Além disso, o controle da reprodução é necessário para a utilização de determinadas técnicas, como a inseminação artificial ou a transferência de embriões. Com efeito, e consoante com o objetivo pretendido, poderão ser utilizadas diferentes técnicas e métodos, tais como os tratamentos hormonais, o efeito macho, a alimentação (Flushing) e os cruzamentos, tudo isso, por sua vez, empregado nos esquemas de seleção. Neste sentido e como passo prévio à sincronização e indução da ovulação, em muitas ocasiões se realiza também um controle e sincronização do cio. Este último, além de permitir que o criador regule o momento do estro e da cobrição, podendo em algumas espécies suprimir o anestro estacionário, permite que os animais se agrupem em lotes homogêneos e assim poder alimentá-los com as dietas adequadas segundo o estado de gestação, atender os partos e assim diminuir a mortalidade neonatal, programar os desmames e engordar os animais para, por fim, vender os animais por lotes. Na sincronização do cio o que se pretende é atuar sobre o intervalo entre a fase folicular e a fase luteica, modificando, portanto, a duração do ciclo estral (fig. 5). Figura 5. Representação dos métodos de sincronização do ciclo estral: (a) duração normal das fases luteica e folicular: (b) fase luteica cortada: (c) extensão da fase luteica. HUNTER, 1987. Para alcançar esse objetivo, os criadores podem adotar dois métodos: a) Induzindo a regressão do corpo lúteo de um grupo de animais de forma que todos eles iniciem a fase folicular e apresentem o cio num espaço de tempo bastante semelhante (injeções de prostaglandinas) (fig. 5b). b) Alargando artificialmente, através de um bloqueio hormonal, a fase luteica de tal modo que, ao cessar esse bloqueio e injetar-lhes gonadotropinas exógenas, os animais iniciem conjuntamente uma fase folicular seguida de um cio sincronizado (injeções de progesterona, implantes de progesterona ou progestágenos, esponjas vaginais impregnadas de progestágenos) (fig. 5c). 6.2 Objetivos e fundamentos Os tratamentos de controle e sincronização da ovulação têm por objetivo tentar regular, por um lado, o momento exato da ovulação, e por outro, o número de folículos que possam chegar a liberar ovócitos férteis, ao qual pode-se conseguir mediante a intervenção nos processos de recrutamento e seleção dos folículos. O primeiro objetivo permitirá que se realize a inseminação artificial no momento propício, evitando o envelhecimento dos ovócitos e que se possa calcular o momento da fertilização e a fase de desenvolvimento dos embriões (realização de transplantes). Por outro lado, o segundo objetivo ajudará a aumentar a fertilidade e a prolificidade em um rebanho e, no caso de fêmeas doadoras para a transferência de embriões, a relação: número de embriões/fêmea doadora. A indução da ovulação e/ou o aumento da taxa de ovulação pode ser conseguida aumentando os níveis de gonadotropinas no sangue antes do início da atresia folicular, ou seja, 3 a 5 dias antes da ovulação. Por outro lado, a taxa de ovulação pode também ser aumentada através da imunização contra esteroides, embora, por outro lado, permitam uma sincronização de cios. Além disso, o aumento dos níveis de gonadotropinas pode ser conseguido estimulando a sua secreção pelo próprio organismo do animal, por injeção de fatores de liberação hipotalâmicos que estimulem na hipófise a secreção de gonadotropinas, através do manejo dos reprodutores (efeito macho) e da alimentação (Flushing) ou por injeção das gonadotropinas no animal. 6.3 Imunização contra esteroides A imunização contra esteroides é uma técnica eficaz para aumentar a taxa de ovulação de animais que encontram-se em atividade sexual, ou seja, fora do anestro, uma vez que o seu mecanismo de ação baseia-se na alteração do controle endócrino da ovulação devido à ação dos anticorpos contra os esteroides ováricos, especialmente contra a androstenediona. Esta última regula a produção de uma proteína denominada «interleucina l», secretada pelos macrófagos do sistema imunitário e que inibe a diferenciação dos receptores à LH nos folículos, sem afetar a quantidade de sangue do FSH. Por isso, a teoria que tenta explicar o mecanismo de ação dos tratamentos de imunização é a seguinte: «O bloqueio dos esteroides pelos anticorpos do tratamento reduziria a produção de «interleucina l», permitindo assim que um maior número de folículos tivessem receptores à LH e pudessem ovular». Existem dois tipos de imunização: imunização ativa e imunização passiva. Na primeira, a metodologia consiste em tratar o animal com uma série de vacinas por via subcutânea ou intradérmica, pelo menos em duas ocasiões, até que a resposta imunitária atinja o nível desejado e ele próprio produza os anticorpos contra o antígeno (androstenediona) contido no conteúdo da vacina. Por outro lado, na imunização passiva o animal tratado recebe soro, por via intravenosa, de outro animal que foi imunizado (anticorpos policlonais), ou anticorpos monoclonais produzidos mediante técnicas imunológicas modernas. 6.4. Injeções de hormonas gonadotropinas As preparações hormonais de gonadotropinas injetadas num momento adequado do ciclo estral permitem, por um lado, aumentar o número de folículos em desenvolvimento (preparações ricas em atividade FSH) e, por outro lado, controlar e sincronizar o momento da ovulação (preparações ricas em atividade LH). Atualmente, os preparados hormonais à base de LH e FSH puros obtidos a partir de glândulas pituitárias em matadouros deixaram de ser utilizados, já que, além de não serem economicamente rentáveis, a sua conservação e utilização acarreta inúmeros problemas. a) A PMSG ou gonadotropina do soro de égua gestante com atividade predominante em FSH. Este hormônio, que permite aumentar o número de folículos em desenvolvimento, deve ser injetado (em doses variáveis segundo a espécie; tabela 2) no início da fase folicular, imediatamente após a regressão do corpo lúteo, quando as gonadotropinas endógenas do próprio animal estimulam o crescimento folicular. Para determinar esse exato momento, normalmente se realiza uma sincronização do cio. Tabela 2. Doses de aplicação do PMSG e do HCG (em unidades internacionais SI) para regular a quantidade e o momento da ovulação Espécie PMSG HCG Vaca 2000 - 3000 500 - 2500 Ovelha 500 - 800 250 - 500 Porca 750 - 1500 500 - 1000 Adaptado e elaborado a partir de HUNTER, 1987. b) A HCG ou gonadotropina coriónica humana com atividade predominante em LH. Pode ser obtida facilmente, já que se acumula na urina da mulher gestante, servindo sua detecção como teste para a determinação da gestação (teste da rã: origina a ejaculação na rã macho). Uma vez que com esta hormona se pretende controlar o momento da ovulação, a injeção deve ser feita por via intravenosa ou intramuscular, algumas horas antes do animal ter iniciado o estro e portanto a liberação das hormonas gonadotropinas. Pode-se conseguir mediante a injeção, com um intervalo conhecido e em doses adequadas (2), após estimulação com PMSG ou após sincronização do estro. 6.5 Limites das técnicas de controle, sincronização e indução à ovulação Os objetivos almejados durante o tratamento de sincronização e indução da ovulação, acima mencionados, não chegaram a ser alcançados em sua totalidade devido, principalmente, aos seguintes fatores: a) O hipotálamo mediante a liberação em forma de ondas ou pulsações cada um ou dois minutos de fatores liberadores (GnRH) estimula a hipófise para a secreção de hormônios gonadotropinas, o que na prática é muito difícil de se artificializar. b) Como resultado das injeções de hormonas gonadotropas produz-se um feedback dos esteroides gonodais, o qual interfere na secreção de hormonas endógenas e na precisão da resposta. c) As preparações hormonais de natureza proteica provocam a formação de anticorpos no animal, pelo qual a relação dose-resposta não é exata. d) Uma vez que os níveis de resposta tenham sido atingidos, a administração de doses excessivas de gonadotropinas produz uma redução do número de ovulações e interfere nos mecanismos ovulatórios. -/- 7. RESUMO E PRIMEIRAS CONCLUSÕES A ovulação marca o culminar de uma série de alterações morfológicas, fisiológicas e endócrinas que se sucedem no aparelho reprodutor feminino e mais concretamente no ovário e nos folículos ováricos e cujo objetivo é a liberação, após a descarga ovulante de LH, de um ou mais ovócitos férteis, de acordo com as espécies. Da mesma forma, a ovulação se caracteriza pela retomada da meiose e a liberação do primeiro corpúsculo polar, bem como a iniciação da luteinização das células da granulosa e a reestruturação da parede do folículo. Isto ocorre tanto em espécies de ovulação espontânea como induzida. Todas estas alterações são condicionadas pela variação da concentração sanguínea das hormonas gonadotropinas devido ao feedback positivo ou negativo que os esteroides ováricos exercem sobre o hipotálamo em cada uma das fases do ciclo estral. Por este motivo, se num momento preciso do ciclo estral estimula-se a secreção, por parte da hipófise, de hormonas gonadotropinas mediante a injeção de fatores de liberação hipotalâmicos (GnRH) ou a aplicação de algumas técnicas de manejo (efeito macho e Flushing) ou mediante a incrementação da sua concentração no sangue através de injeções de preparações hormonais, será obtido um controle, sincronização e indução da ovulação. Os diferentes tratamentos de sincronização e indução da ovulação, embora apresentem algumas limitações, permitem regular o momento da ovulação e o número de folículos que chegarão a ovular, alcançando em alguns casos uma superovulação, objetivo pretendido na técnica de transplante de embriões. -/- 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- BARUSELLI, Pietro Sampaio; GIMENES, Lindsay Unno; SALES, José Nélio de Sousa. Fisiologia reprodutiva de fêmeas taurinas e zebuínas. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v. 31, n. 2, p. 205-211, 2007. -/- BINELLI, Mario; IBIAPINA, Bruna Trentinaro; BISINOTTO, Rafael Siscôneto. Bases fisiológicas, farmacológicas e endócrinas dos tratamentos de sincronização do crescimento folicular e da ovulação. Acta Scientiae Veterinariae, v. 34, n. Supl 1, p. 1-7, 2006.p -/- BRACKETT, B. G.; JÚNIOR, G. E. A.; SEIDEL, S. M. Avances en zootecnia. Nuevas técnicas de reproducción animal. 1ª ed. Zaragoza: Editorial Acribia, 1988. -/- COLE, H. H.; CUPPS, P. T. Reproduction in domestic animals. 1ª ed. Londres: Academic Press, 1977. -/- CORTEZ, A. A.; TONIOLLI, R. Aspectos fisiológicos e hormonais da foliculogênese e ovulação em suínos. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v. 36, p. 163-173, 2012. -/- CUNNINGHAM, James. Tratado de fisiologia veterinária. Elsevier Health Sciences, 2011. -/- DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Características Gerais dos Bovinos/General Characteristics of Cattle Bovine. Disponível em: philpeople. Acesso em: Fevereiro de 2020. -/- DERUSSI, A. A. P.; LOPES, M. D. Fisiologia da ovulação, da fertilização e do desenvolvimento embrionário inicial na cadela. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v. 33, n. 4, p. 231-237, 2009. -/- DRIANCOURT, M. A. et al. The ovarian function. Paris: INRA, 1991. -/- DUKES, Henry Hugh; SWENSON, Melvin J.; REECE, William O. Dukes fisiologia dos animais domésticos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. -/- DURÁN DEL CAMPO, A. Anatomia, fisiologia de la reproduccion e inseminación artificial en ovinos. Montevideo, Editorial Hemisferio Sur, 1980. 245p. -/- HAFEZ, E. S. E.; HAFEZ, B. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. -/- HUNTER, R. H. F. Reproducción de los animales de granja. Zaragoza: Acribia, 1987. -/- ILLERA, M. Endocrinología Veterinaria y Fisiología de la Reproducción. Zaragoza: Fareso, 1994. -/- MARTIN, Ian; FERREIRA, João Carlos Pinheiro. Fisiologia da ovulação e da formação do corpo lúteo bovino. Veterinária e Zootecnia, v. 16, n. 2, p. 270-279, 2009. -/- RASWEILER IV, John J.; BADWAIK, Nilima K. Anatomy and physiology of the female reproductive tract. In: Reproductive biology of bats. Academic Press, 2000. p. 157-219. (shrink)

It is often assumed that adaptation — a temporary change in sensitivity to a perceptual dimension following exposure to that dimension — is a litmus test for what is and is not a “primary visual attribute”. Thus, papers purporting to find evidence of number adaptation motivate a claim of great philosophical significance: That number is something that can be seen in much the way that canonical visual features, like color, contrast, size, and speed, can. Fifteen years after its reported discovery, (...) number adaptation’s existence seems to be nearly undisputed, with dozens of papers documenting support for the phenomenon. The aim of this paper is to offer a counterweight — to critically assess the evidence for and against number adaptation. After surveying the many reasons for thinking that number adaptation exists, we introduce several lesser-known reasons to be skeptical. We then advance an alternative account — the old news hypothesis — which can accommodate previously published findings while explaining various (otherwise unexplained) anomalies in the existing literature. Next, we describe the results of eight pre-registered experiments which pit our novel old news hypothesis against the received number adaptation hypothesis. Collectively, the results of these experiments undermine the number adaptation hypothesis on several fronts, whilst consistently supporting the old news hypothesis. More broadly our work raises questions about the status of adaptation itself as a means of discerning what is and is not a visual attribute. (shrink)

Philosophers of experiment have acknowledged that experiments are often more than mere hypothesis-tests, once thought to be an experiment's exclusive calling. Drawing on examples from contemporary biology, I make an additional amendment to our understanding of experiment by examining the way that `wide' instrumentation can, for reasons of efficiency, lead scientists away from traditional hypothesis-directed methods of experimentation and towards exploratory methods.

My first paper on the Is/Ought issue. The young Arthur Prior endorsed the Autonomy of Ethics, in the form of Hume’s No-Ought-From-Is (NOFI) but the later Prior developed a seemingly devastating counter-argument. I defend Prior's earlier logical thesis (albeit in a modified form) against his later self. However it is important to distinguish between three versions of the Autonomy of Ethics: Ontological, Semantic and Ontological. Ontological Autonomy is the thesis that moral judgments, to be true, must answer to a realm (...) of sui generis non-natural PROPERTIES. Semantic autonomy insists on a realm of sui generis non-natural PREDICATES which do not mean the same as any natural counterparts. Logical Autonomy maintains that moral conclusions cannot be derived from non-moral premises.-moral premises with the aid of logic alone. Logical Autonomy does not entail Semantic Autonomy and Semantic Autonomy does not entail Ontological Autonomy. But, given some plausible assumptions Ontological Autonomy entails Semantic Autonomy and given the conservativeness of logic – the idea that in a valid argument you don’t get out what you haven’t put in – Semantic Autonomy entails Logical Autonomy. So if Logical Autonomy is false – as Prior appears to prove – then Semantic and Ontological Autonomy would appear to be false too! I develop a version of Logical Autonomy (or NOFI) and vindicate it against Prior’s counterexamples, which are also counterexamples to the conservativeness of logic as traditionally conceived. The key concept here is an idea derived in part from Quine - that of INFERENCE-RELATIVE VACUITY. I prove that you cannot derive conclusions in which the moral terms appear non-vacuously from premises from which they are absent. But this is because you cannot derive conclusions in which ANY (non-logical) terms appear non-vacuously from premises from which they are absent Thus NOFI or Logical Autonomy comes out as an instance of the conservativeness of logic. This means that the reverse entailment that I have suggested turns out to be a mistake. The falsehood of Logical Autonomy would not entail either the falsehood Semantic Autonomy or the falsehood of Ontological Autonomy, since Semantic Autonomy only entails Logical Autonomy with the aid of the conservativeness of logic of which Logical Autonomy is simply an instance. Thus NOFI or Logical Autonomy is vindicated, but it turns out to be a less world-shattering thesis than some have supposed. It provides no support for either non-cognitivism or non-naturalism. (shrink)

Philosophical discussions of species have focused on multicellular, sexual animals and have often neglected to consider unicellular organisms like bacteria. This article begins to fill this gap by considering what species concepts, if any, apply neatly to the bacterial world. First, I argue that the biological species concept cannot be applied to bacteria because of the variable rates of genetic transfer between populations, depending in part on which gene type is prioritized. Second, I present a critique of phylogenetic bacterial species, (...) arguing that phylogenetic bacterial classification requires a questionable metaphysical commitment to the existence of essential genes. I conclude by considering how microbiologists have dealt with these biological complexities by using more pragmatic and not exclusively evolutionary accounts of species. I argue that this pragmatism is not borne of laziness but rather of the substantial conceptual problems in classifying bacteria based on any evolutionary standard. (shrink)

A fiction may prescribe imagining that a pig can talk or tell the future. A fiction may prescribe imagining that torturing innocent persons is a good thing. We generally comply with imaginative prescriptions like the former, but not always with prescriptions like the latter: we imagine non-evaluative fictions without difficulty but sometimes resist imagining value-rich fictions. Thus arises the puzzle of imaginative resistance. Most analyses of the phenomenon focus on the content of the relevant imaginings. The present analysis focuses instead (...) on the character of certain kinds of imaginings, arguing that we resist in such cases given the rich evaluative character of the imaginings prescribed, and the agent-dependent constraints on imagining in such ways. (shrink)

This paper presents an attempt to integrate theories of causal processes—of the kind developed by Wesley Salmon and Phil Dowe—into a theory of causal models using Bayesian networks. We suggest that arcs in causal models must correspond to possible causal processes. Moreover, we suggest that when processes are rendered physically impossible by what occurs on distinct paths, the original model must be restricted by removing the relevant arc. These two techniques suffice to explain cases of late preëmption and other cases (...) that have proved problematic for causal models. (shrink)

Information can be public among a group. Whether or not information is public matters, for example, for accounts of interdependent rational choice, of communication, and of joint intention. A standard analysis of public information identifies it with (some variant of) common belief. The latter notion is stipulatively defined as an infinite conjunction: for p to be commonly believed is for it to believed by all members of a group, for all members to believe that all members believe it, and so (...) forth. This analysis is often presupposed without much argument in philosophy. Theoretical entrenchment or intuitions about cases might give some traction on the question, but give little insight about why the identification holds, if it does. The strategy of this paper is to characterize a practical-normative role for information being public, and show that the only things that play that role are (variants of) common belief as stipulatively characterized. In more detail: a functional role for “taking a proposition for granted” in non-isolated decision making is characterized. I then present some minimal conditions under which such an attitude is correctly held. The key assumption links this attitude to beliefs about what is public. From minimal a priori principles, we can argue that a proposition being public among a group entails common commitment to believe among that group. Later sections explore partial converses to this result, the factivity of publicity and publicity from the perspective of outsiders to the group, and objections to the aprioricity of the result deriving from a posteriori existential presuppositions. (shrink)

It is generally argued that if the wave-function in the de Broglie–Bohm theory is a physical field, it must be a field in configuration space. Nevertheless, it is possible to interpret the wave-function as a multi-field in three-dimensional space. This approach hasn’t received the attention yet it really deserves. The aim of this paper is threefold: first, we show that the wave-function is naturally and straightforwardly construed as a multi-field; second, we show why this interpretation is superior to other interpretations (...) discussed in the literature; third, we clarify common misconceptions. (shrink)

The Quine/Putnam indispensability argument is regarded by many as the chief argument for the existence of platonic objects. We argue that this argument cannot establish what its proponents intend. The form of our argument is simple. Suppose indispensability to science is the only good reason for believing in the existence of platonic objects. Either the dispensability of mathematical objects to science can be demonstrated and, hence, there is no good reason for believing in the existence of platonic objects, or their (...) dispensability cannot be demonstrated and, hence, there is no good reason for believing in the existence of mathematical objects which are genuinely platonic. Therefore, indispensability, whether true or false, does not support platonism. (shrink)

The neutral and nearly neutral theories of molecular evolution are sometimes characterized as theories about drift alone, where drift is described solely as an outcome, rather than a process. We argue, however, that both selection and drift, as causal processes, are integral parts of both theories. However, the nearly neutral theory explicitly recognizes alleles and/or molecular substitutions that, while engaging in weakly selected causal processes, exhibit outcomes thought to be characteristic of random drift. A narrow focus on outcomes obscures the (...) significant role of weakly selected causal processes in the nearly neutral theory. (shrink)

Color-vision defects constitute a spectrum of disorders with varying degrees and types of departure from normal human color vision. One form of color-vision defect is dichromacy; by mixing together only two lights, the dichromat can match any light, unlike normal trichromatic humans, who need to mix three. In a philosophical context, our titular question may be taken in two ways. First, it can be taken at face value as a question about visible properties of external objects, and second, it may (...) be interpreted as the more intangible question of “what it’s like” to be color-blind. (shrink)

I want to combine two hitherto largely independent research projects, scientific understanding and mechanistic explanations. Understanding is not only achieved by answering why-questions, that is, by providing scientific explanations, but also by answering what-questions, that is, by providing what I call scientific descriptions. Based on this distinction, I develop three forms of understanding: understanding-what, understanding-why, and understanding-how. I argue that understanding-how is a particularly deep form of understanding, because it is based on mechanistic explanations, which answer why something happens in (...) virtue of what it is made of. I apply the three forms of understanding to two case studies: first, to the historical development of thermodynamics and, second, to the differences between the Clausius and the Boltzmann entropy in explaining thermodynamic processes. (shrink)

The ontological models framework distinguishes ψ-ontic from ψ-epistemic wave- functions. It is, in general, quite straightforward to categorize the wave-function of a certain quantum theory. Nevertheless, there has been a debate about the ontological status of the wave-function in the statistical interpretation of quantum mechanics: is it ψ-epistemic and incomplete or ψ-ontic and complete? I will argue that the wave- function in this interpretation is best regarded as ψ-ontic and incomplete.

Philosophers now seem to agree that frequentism is an untenable strategy to explain the meaning of probabilities. Nevertheless, I want to revive frequentism, and I will do so by grounding probabilities on typicality in the same way as the thermodynamic arrow of time can be grounded on typicality within statistical mechanics. This account, which I will call typicality frequentism, will evade the major criticisms raised against previous forms of frequentism. In this theory, probabilities arise within a physical theory from statistical (...) behavior of almost all initial conditions. The main advantage of typicality frequentism is that it shows which kinds of probabilities (that also have empirical relevance) can be derived from physics. Although one cannot recover all probability talk in this account, this is rather a virtue than a vice, because it shows which types of probabilities can in fact arise from physics and which types need to be explained in different ways, thereby opening the path for a pluralistic account of probabilities. (shrink)

What does it take to understand a phenomenon ideally, or to the highest conceivable extent? In this paper, we answer this question by arguing for five necessary conditions for ideal understanding: (i) representational accuracy, (ii) intelligibility, (iii) truth, (iv) reasonable endorsement, and (v) fitting. Even if one disagrees that there is some form of ideal understanding, these five conditions can be regarded as sufficient conditions for a particularly deep level of understanding. We then argue that grasping, novel predictions, and transparency (...) are not reasonable conditions for ideal understanding. (shrink)

Over the last 30 years the Indian philosopher-economist Amartya Sen has developed an original normative approach to the evaluation of individual and social well-being. The foundational concern of this ‘capability approach’ is the real freedom of individuals to achieve the kind of lives they have reason to value. This freedom is analysed in terms of an individual’s ‘capability’ to achieve combinations of such intrinsically valuable ‘beings and doings’ (‘functionings’) as being sufficiently nourished and freely expressing one’s political views. In this (...) account, ‘development’ is conceived as the expansion of individuals’ capability, and thus as a concept that goes beyond the economic growth of third world countries. My thesis is a philosophical examination of Sen’s capability approach. In the first part (chapters 1-3) I present and defend my interpretation of Sen’s work. (shrink)

Human development is meant to be transformational in that it aims to improve people's lives by enhancing their capabilities. But who does it target: people as they are or the people they will become? This paper argues that the human development approach relies on an understanding of personal identity as dynamic rather than as static collections of preferences, and that this distinguishes human development from conventional approaches to development. Nevertheless, this dynamic understanding of personal identity is presently poorly conceptualized and (...) this has implications for development practice. We identify a danger of paternalism and propose institutionalizing two procedural principles as side constraints on development policies and projects: the principle of free prior informed consent and the principle of democratic development. -/- . (shrink)

Deployment Realism resists Laudan’s and Lyons’ objections to the “No Miracle Argument” by arguing that a hypothesis is most probably true when it is deployed essentially in a novel prediction. However, Lyons criticized Psillos’ criterion of essentiality, maintaining that Deployment Realism should be committed to all the actually deployed assumptions. But since many actually deployed assumptions proved false, he concludes that the No Miracle Argument and Deployment Realism fail. I reply that the essentiality condition is required by Occam’s razor. In (...) fact, there is a simpler formulation of essentiality which escapes Lyons’ criticisms and rescues the No Miracle Argument and Deployment Realism from their purported historical counterexamples: a hypothesis is essential when it has no proper parts (in Yablo’s sense) sufficient to derive the same prediction. Although essentiality so conceived cannot be detected prospectively, this is just natural, and it is not a problem but an advantage for Deployment Realism. (shrink)

This paper investigates the historical origin and ancestors of typicality, which is now a central concept in Boltzmannian Statistical Mechanics and Bohmian Mechanics. Although Ludwig Boltzmann did not use the word typicality, its main idea, namely, that something happens almost always or is valid for almost all cases, plays a crucial role for his explanation of how thermodynamic systems approach equilibrium. At the beginning of the 20th century, the focus on almost always or almost everywhere was fruitful for developing measure (...) theory and probability theory. It was apparently Hugh Everett III who first mentioned typicality in physics in 1957 while searching for a justification of the Born rule in his interpretation of quantum mechanics. The historically closest concept before these developments is moral certainty, which was invented by the medieval French theologian Jean Gerson, and it became a standard concept at least until the Age of Enlightenment, when Jakob Bernoulli proved the Law of Large numbers. (shrink)

Statistics play a critical role in biological and clinical research. To promote logically consistent representation and classification of statistical entities, we have developed the Ontology of Biological and Clinical Statistics (OBCS). OBCS extends the Ontology of Biomedical Investigations (OBI), an OBO Foundry ontology supported by some 20 communities. Currently, OBCS contains 686 terms, including 381 classes imported from OBI and 147 classes specific to OBCS. The goal of this paper is to present OBCS for community critique and to describe a (...) number of use cases designed to illustrate its potential applications. The OBCS project and source code are available at http://obcs.googlecode.com. (shrink)

This essay argues that gun control in America is a philosophical as well as a policy debate. This explains the depth of acrimony it causes. It also explains why the technocratic public health argument favored by the gun control movement has been so unsuccessful in persuading opponents and motivating supporters. My analysis also yields some positive advice for advocates of gun control: take the political philosophy of the gun rights movement seriously and take up the challenge of showing that a (...) society without guns is a better society, not merely a safer one. (shrink)

In this paper we will demonstrate that a computational system can meet the criteria for autonomy laid down by classical enactivism. The two criteria that we will focus on are operational closure and structural determinism, and we will show that both can be applied to a basic example of a physically instantiated Turing machine. We will also address the question of precariousness, and briefly suggest that a precarious Turing machine could be designed. Our aim in this paper is to challenge (...) the assumption that computational systems are necessarily heteronomous systems, to try and motivate in enactivism a more nuanced and less rigid conception of computational systems, and to demonstrate to computational theorists that they might find some interesting material within the enactivist tradition, despite its historical hostility towards computationalism. (shrink)

The inherently subjective nature of consciousness severely limits our ability to make progress on the problem of consciousness. The inability to acquire objective, publicly available data on the phenomenal aspect of consciousness makes evaluating alternative theories very difficult, if not impossible. However, the anomalous nature of subjective states with respect to our conventional theories of the physical world suggests the possibility of considering other anomalous data around consciousness that happen to be objective. For such purposes, I propose that we examine (...) the psi data gathered under laboratory conditions, which generally receive little attention. I wish to consider whether we have theories or frameworks of consciousness that attempt to account for subjective qualia but also fit the psi data. I argue that Russellian monism can be combined with an argument regarding quantum holism to arrive at a version of cosmopsychism that fits very well with the psi data. While I do not argue that such a framework exhausts the theoretical possibilities, I do suggest we can move forward with a framework that has attractive theoretical features and is also consistent with objective data currently on the table. (shrink)

Statistics play a critical role in biological and clinical research. However, most reports of scientific results in the published literature make it difficult for the reader to reproduce the statistical analyses performed in achieving those results because they provide inadequate documentation of the statistical tests and algorithms applied. The Ontology of Biological and Clinical Statistics (OBCS) is put forward here as a step towards solving this problem. Terms in OBCS, including ‘data collection’, ‘data transformation in statistics’, ‘data visualization’, ‘statistical data (...) analysis’, and ‘drawing a conclusion based on data’, cover the major types of statistical processes used in basic biological research and clinical outcome studies. OBCS is aligned with the Basic Formal Ontology (BFO) and extends the Ontology of Biomedical Investigations (OBI), an OBO (Open Biological and Biomedical Ontologies) Foundry ontology supported by over 20 research communities. We discuss two examples illustrating how the ontology is being applied. In the first (biological) use case, we describe how OBCS was applied to represent the high throughput microarray data analysis of immunological transcriptional profiles in human subjects vaccinated with an influenza vaccine. In the second (clinical outcomes) use case, we applied OBCS to represent the processing of electronic health care data to determine the associations between hospital staffing levels and patient mortality. Our case studies were designed to show how OBCS can be used for the consistent representation of statistical analysis pipelines under two different research paradigms. By representing statistics-related terms and their relations in a rigorous fashion, OBCS facilitates standard data analysis and integration, and supports reproducible biological and clinical research. (shrink)

A critique is given of the attempt by Hettema and Kuipers to formalize the periodic table. In particular I dispute their notions of identifying a naïve periodic table with tables having a constant periodicity of eight elements and their views on the different conceptions of the atom by chemists and physicists. The views of Hettema and Kuipers on the reduction of the periodic system to atomic physics are also considered critically.

*This work is no longer under development* Two major themes in the literature on indicative conditionals are that the content of indicative conditionals typically depends on what is known;1 that conditionals are intimately related to conditional probabilities.2 In possible world semantics for counterfactual conditionals, a standard assumption is that conditionals whose antecedents are metaphysically impossible are vacuously true.3 This aspect has recently been brought to the fore, and defended by Tim Williamson, who uses it in to characterize alethic necessity by (...) exploiting such equivalences as: A⇔¬A A. One might wish to postulate an analogous connection for indicative conditionals, with indicatives whose antecedents are epistemically impossible being vacuously true: and indeed, the modal account of indicative conditionals of Brian Weatherson has exactly this feature.4 This allows one to characterize an epistemic modal by the equivalence A⇔¬A→A. For simplicity, in what follows we write A as KA and think of it as expressing that subject S knows that A.5 The connection to probability has received much attention. Stalnaker suggested, as a way of articulating the ‘Ramsey Test’, the following very general schema for indicative conditionals relative to some probability function P: P = P 1For example, Nolan ; Weatherson ; Gillies. 2For example Stalnaker ; McGee ; Adams. 3Lewis. See Nolan for criticism. 4‘epistemically possible’ here means incompatible with what is known. 5This idea was suggested to me in conversation by John Hawthorne. I do not know of it being explored in print. The plausibility of this characterization will depend on the exact sense of ‘epistemically possible’ in play—if it is compatibility with what a single subject knows, then can be read ‘the relevant subject knows that p’. If it is more delicately formulated, we might be able to read as the epistemic modal ‘must’. (shrink)

We argue that the asymmetry between diverging and converging electromagnetic waves is just one of many asymmetries in observed phenomena that can be explained by a past hypothesis and statistical postulate (together assigning probabilities to different states of matter and field in the early universe). The arrow of electromagnetic radiation is thus absorbed into a broader account of temporal asymmetries in nature. We give an accessible introduction to the problem of explaining the arrow of radiation and compare our preferred strategy (...) for explaining the arrow to three alternatives: (i) modifying the laws of electromagnetism by adding a radiation condition requiring that electromagnetic fields always be attributable to past sources, (ii) removing electromagnetic fields and having particles interact directly with one another through retarded action-at-a-distance, (iii) adopting the Wheeler-Feynman approach and having particles interact directly through half-retarded half-advanced action-at-a-distance. In addition to the asymmetry between diverging and converging waves, we also consider the related asymmetry of radiation reaction. (shrink)

Philosophy is sometimes perceived as an abstract and nerdy discipline dealing with problems of its own creation in an isolated chamber of the Ivory Tower. And there is some truth to this view. But philosophy can help us deal with common problems, such as the disagreements we have in our everyday lives.

The paper is written in response to those who fail to recognize the relation between a patient's mental competency and her state of pain. Some clinicians claim that a proper diagnosis can only be made in the absent of analgesia. Rather, the patient's state of pain directly affects her mental competency and thus her ability to give valid consent. Clinicians should rethink their approach to diagnosis when the patient is in pain.

The term philosophy of chemistry is here construed broadly to include some publications from the history of chemistry and chemical education. Of course this initial selection of material has inevitably been biased by the interests of the author. This bibliography supersedes that of van Brakel and Vermeeren (1981), although no attempt has been made to include every single one of their entries, especially in languages other than English. Also, readers interested particularly in articles in German may wish to consult the (...) bibliography by Dittus and Mayer which also contains some material not included here (Dittus and Mayer, 1992). The aim is to maintain an up-to-date version of this bibliography and to publish a revised version in due course. Suggestions for further inclusions should be sent to the author. (shrink)

This article deals with the most relevant philosophical side of Albert the Great’s analysis of alchemy, aimed at clarifying what alchemical transmutation consists in and whether this process can ultimately be accomplished by men. The Dominican master handles the problem differently in the earlier commentary on Lombardus’ Libri Sententiarum and in works like the De mineralibus, in which a more mature idea of the connection between art and nature is developed. In this respect, Albert’s interpretation intersects with Avicenna’s De congelatione, (...) a fundamental text for the Latin medieval debate on alchemy, whose reception has shaped his understanding of the alchemical art. The Dominican master gradually assumes a more lenient position towards the claims of the alchemical process of transmutation, which he explains by resorting to the similitudes between alchemy and medicine and the comparison of artificial transmutation with natural processes such as the generatio ex putrefactione and the natural formation of minerals. (shrink)

We put forth an account for when to believe causal and evidential conditionals. The basic idea is to embed a causal model in an agent’s belief state. For the evaluation of conditionals seems to be relative to beliefs about both particular facts and causal relations. Unlike other attempts using causal models, we show that ours can account rather well not only for various causal but also evidential conditionals.

In the scientific communities most criticisms are constructive, while they are destructive in the humanistic circles. Indeed, scientists circulate their drafts among colleagues and students, hoping to elicit their comments and suggestions before submitting their work to publication. In contrast, philosophers and political thinkers attack their rivals, without sparing arguments ad hominem or even insults. The reason for this difference is that scientists are after the truth, whereas most humanists fight for more or less noble causes, from swelling their own (...) curricula to joining crusades for or against rationality, realism, justice, or what have you. (shrink)

I analyze the meaning of mass in Newtonian mechanics. First, I explain the notion of primitive ontology, which was originally introduced in the philosophy of quantum mechanics. Then I examine the two common interpretations of mass: mass as a measure of the quantity of matter and mass as a dynamical property. I claim that the former is ill-defined, and the latter is only plausible with respect to a metaphysical interpretation of laws of nature. I explore the following options for the (...) status of laws: Humeanism, primitivism about laws, dispositionalism, and ontic structural realism. (shrink)

El intento de estas páginas es el de seleccionar dentro de la semántica del miedo que contribuye a organizar la imagen moderna del orden político y jurídico el elemento específico del pánico, en la hipótesis de que este último constituya una diferencia que es asimismo un recurso epistémico. Dicho de un modo directo: si el miedo se presenta como una referencia constitutiva del orden, de su constitución como de su mantenimiento, el pánico parece, en cambio, cargado de un signo contrario; (...) nos habla de la disolución de un agregado dado por supuesto y es inclusivo en el perimetrar los límites y las condiciones de posibilidad. El objetivo es aquel de repasar algunos momentos de la historia del pánico buscando argumentar que el pánico es una pasión política, en el sentido de que se refiere a aquello de lo que la político está hecha, y al mismo tiempo es expresión de un límite "pasional" de la política, en tanto que define políticamente un límite interno. Respecto a tal objetivo, esta aportación no reivindica más que los caracteres de un hilvanado necesitante de un desarrollo ulterior por lo que se refiere no solo a aquello que no se incluye (y es obviamente mucho), sino también a los nudos que de forma conscientemente provisional se indican. Además, se limita a una periodizacion histórica que es de alguna manera preliminar, deteniéndose en el umbral de la fase en la cual el pánico es una palabra de un discurso disciplinar, es parte del objeto de un saber codificado (psicología, sociología, ciencia política), incluso si no desempeña necesariamente un rol apaciguador. (shrink)

In this paper we explore Ronald N. Giere’s contributions to the scientific realism debate. After outlining some of his general views on the philosophy of science, we locate his contributions within the traditional scientific realism debate. We argue that Giere’s scientific perspectivism is best seen as a form of carte blanche realism, that is: a view according to which science is a practice aiming at truth, and can warrantably claim to have attained it, to a certain degree; however, it does (...) not place our confidence invariably in some specific feature of scientific representations. (shrink)

Il problema apparentemente insolubile di una giustificazione non circolare dell’induzione diverrebbe più abbordabile se invece di chiederci solo cosa ci assicura che un fenomeno osservato si riprodurrà in modo uguale in un numero potenzialmente infinito di casi futuri, ci chiedessimo anche come si spiega che esso si sia manifestato fin qui in modo identico e senza eccezioni in un numero di casi finito ma assai alto. E’ questa l’idea della giustificazione abduttiva dell’induzione, avanzata in forme diverse da Armstrong, Foster e (...) BonJour: serie talmente regolari di fenomeni sono da un punto di vista logico talmente improbabili che se il mondo fosse puramente casuale (se cioè gli eventi si presentassero con frequenza proporzionale alla loro probabilità logica) esse non potrebbero verificarsi se non per una coincidenza miracolosa. Pertanto, tali regolarità si spiegano solo assumendo che siano prodotte da meccanismi o necessità nomiche; ma se questo è il caso, è corretto concludere che tali regolarità persisteranno anche in futuro senza eccezioni, e dunque le inferenze induttive su di esse sono giustificate. Anche Kornblith argomenta dall’effettivo successo delle inferenze induttive all’esistenza di regolarità oggettive in natura; mentre Sankey parte dall’ uniformità della natura per giustificare l’induzione. Congiungendo le due argomentazioni, dunque, si ottiene di nuovo una giustificazione dell’induzione in base all’argomento del “se non è un miracolo …”. Un ostacolo su questa via è specificare in che senso la natura sia uniforme (dato che ovviamente non lo è in ogni suo aspetto) e di quali regolarità possiamo aspettarci che persistano senza eccezione anche in futuro (dato che evidentemente non tutte lo fanno: l’acqua non bolle sempre a 100°, la pressione non è sempre funzione della temperatura, e così via). Entrano qui in gioco le conoscenze di sfondo e la ripetizione delle osservazioni in condizioni diverse, che ci mostrano quali circostanze siano rilevanti al verificarsi del fenomeno dato. In tal modo, le nostre descrizioni delle regolarità naturali convergono su descrizioni che specificano sia le condizioni individualmente necessarie e congiuntamente sufficienti, sia tutti gli argomenti delle funzioni che costituiscono tali regolarità. Ciò consente di formulare i principi di Uniformità della Natura e di Induzione in modo non generico (e dunque, a seconda della formulazione, vuoto o eccessivo), ma circostanziato: così essi asseriscono, rispettivamente, che la natura è uniforme negli aspetti evidenziati dalle descrizioni su cui convergiamo grazie alle osservazioni ripetute, e che solo queste descrizioni possono essere induttivamente generalizzate. Ciò consente anche di risolvere enigmi alla Goodman, quali: poiché le osservazioni ci hanno mostrato (solo) il verificarsi di una data regolarità fino al momento presente t, come possiamo presumere che essa si verificherà anche dopo t? La risposta è che osservazioni e conoscenza di sfondo non ci dicono che vi sia alcun limite temporale tra le condizioni necessarie della regolarità data. (shrink)

There is an evolution in the Fregean critique of psycho-logism, and the differences between the 1884 and the 1893 stances, when the revision of a psychologistic theory of subjectivity starts to be founded, are particularly relevant.

A discussion of Wolfgang's Stegmüller's ideas on the structuralist conception of theories, especially as presented in his book The Structure and Dynamics of Theories (Springer, 1976).