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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Interpersonal aggregation involves the combining and weighing of benefits and losses to multiple individuals in the course of determining what ought to be done. Most consequentialists embrace thoroughgoing interpersonal aggregation, the view that any large benefit to each of a few people can be morally outweighed by allocating any smaller benefit to each of many others, so long as this second group is sufficiently large. This would permit letting one person die in order to cure some number of mild headaches (...) instead. Most non-consequentialists reject thoroughgoing interpersonal aggregation despite also believing it is permissible to let one person die in order to prevent many cases of paraplegia instead. Non-consequentialists defend this asymmetry largely on the basis of intuition, and some rely on the notion of relevance to formalize the grounding intuitions. This article seeks to clarify and strengthen the non-consequentialist notion of relevance by engaging with three objections to it. (shrink)

We offer a brief characterization of creativity, followed by a review of some of the reasons people have been skeptical about the possibility of explaining creativity. We then survey some of the recent work on creativity that is naturalistic in the sense that it presumes creativity is natural (as opposed to magical, occult, or supernatural) and is therefore amenable to scientific inquiry. This work is divided into two categories. The broader category is empirical philosophy, which draws on empirical research while (...) addressing questions that have traditionally been regarded as philosophical. The second category is experimental philosophy, a special branch of empirical philosophy in which experiments are designed (by philosophers) with the explicit purpose of addressing philosophical questions. All of this highlights the relative theoretical neglect of creativity, while at the same time suggesting ample opportunity for experimentally minded philosophers to break new ground. (shrink)

John Broome claims that there is a sacrifice-free solution to climate change. He says this is a consequence of elementary economics. After explaining the economic argument in somewhat more detail than Broome, I show that the argument is unsound. A main problem with it stems from Derek Parfit's ‘nonidentity effect.’ But there is hope, since the nonidentity effect underwrites a more philosophical yet more plausible route to a sacrifice-free solution. So in the end I join Broome in asking economists and (...) policymakers to help make this a reality. (shrink)

Open-content communities that focus on co-creation without requirements for entry have to face the issue of institutional trust in contributors. This research investigates the various ways in which these communities manage this issue. It is shown that communities of open-source software—continue to—rely mainly on hierarchy (reserving write-access for higher echelons), which substitutes (the need for) trust. Encyclopedic communities, though, largely avoid this solution. In the particular case of Wikipedia, which is confronted with persistent vandalism, another arrangement has been pioneered instead. (...) Trust (i.e. full write-access) is ‘backgrounded’ by means of a permanent mobilization of Wikipedians to monitor incoming edits. Computational approaches have been developed for the purpose, yielding both sophisticated monitoring tools that are used by human patrollers, and bots that operate autonomously. Measures of reputation are also under investigation within Wikipedia; their incorporation in monitoring efforts, as an indicator of the trustworthiness of editors, is envisaged. These collective monitoring efforts are interpreted as focusing on avoiding possible damage being inflicted on Wikipedian spaces, thereby being allowed to keep the discretionary powers of editing intact for all users. Further, the essential differences between backgrounding and substituting trust are elaborated. Finally it is argued that the Wikipedian monitoring of new edits, especially by its heavy reliance on computational tools, raises a number of moral questions that need to be answered urgently. (shrink)

Efficiency and equity are central concepts for the normative assessment of health policy. Drawing on the work of academic philosophers and philosophically sophisticated economists, this article identifies important philosophical questions implicated by the notions of efficiency and equity and then summarizes influential answers to them. Promising avenues for further philosophical research are also highlighted, especially in the context of health equity and its elusive ethical foundations.

Pragmatism’s heartening recent revival (spearheaded by Richard Rorty’s bold intervention into analytic philosophy Philosophy and the Mirror of Nature) has coalesced into a distinctive philosophical movement frequently referred to as ‘neopragmatism’. This movement interprets the very meaning of pragmatism as rejection of metaphysical commitments: our words do not primarily serve to represent non-linguistic entities, but are tools to achieve a range of human purposes. A particularly thorough and consistent version of this position is Huw Price’s global expressivism. We here critically (...) appraise Price’s understanding of a commitment to pragmatism as a rejection of metaphysics, and argue that such rejection is not as easy or desirable as Price claims. First we argue that Price’s global expressivism itself draws on significant metaphysical assumptions (a ‘word-world’ dualism, and a nominalism concerning the meaning of general terms). Then we seek to resolve neopragmatist anxieties about metaphysics by arguing that metaphysics is indispensable for pragmatist philosophizing insofar as it seeks ways for human beings to realise themselves through practices of understanding reality and their place in it. If, as we argue, metaphysics consists in a maximally general inquiry into the nature and structure of reality, to try to block it seems a puzzling exercise in epistemic self-harm. (shrink)

This paper critically interrogates the anti-fat beliefs that are employed in environmental bioethics, particularly in response to climate change. Fat bodies have been associated with climate change because they are presumed to consume more resources and produce more greenhouse gas emissions. In this paper, we argue that such interpretations employ mistaken assumptions to justify placing disproportionate blame on already oppressed individuals, reinforcing weight stigma, which increases the vulnerability of fat people to a range of harms and disproportionately affects communities of (...) color. For these reasons, conceiving fat bodies as harmful to the environment is both misguided and unjust. (shrink)

A commentary on “Making the Case for Health‐Enhancing Laws after Bloomberg,” in the January‐February 2014issue.

Extant theoretical work on the political resource curse implies that dependence on resource revenues should decrease autocracies’ likelihood of democratizing but not necessarily affect democracies’ chances of survival. Yet most previous empirical studies estimate models that are ill-suited to address this claim. We improve upon earlier studies, estimating a dynamic logit model that interacts a continuous measure of resource dependence with an indicator of regime type using data from 166 countries, covering the period from 1816-2006. We find that an increase (...) in resource dependence at time t - 1 increases the likelihood of autocratic persistence at t, but has no appreciable effect on democratic survival. We go beyond existing empirical studies to show that increases in resource dependence have persistent and substantial cumulative effects on autocracies' likelihood of becoming democratic over the long-term, showing that the total effect of resource dependence on regime type is much larger than the short-term (one period) effect indicates. (shrink)

I argue, contra Mohan Matthen, that at least some aesthetic pleasures arising from the appreciation of aesthetic features of artworks are what he calls ‘r-pleasures’ as opposed to ‘f-pleasures’—and moreover, that the paradigm aesthetic pleasure appears to be an r-pleasure on Matthen's terms. I then argue that talk of r- and f-pleasures does not distinguish different kinds, but two different features of pleasure; so this supposed distinction cannot be used to characterize a sui generis aesthetic pleasure.

This paper considers a problem that arises for free will defenses when considering the nature of God's own will. If God is perfectly good and performs praiseworthy actions, but is unable to do evil, then why must humans have the ability to do evil in order to perform such actions? This problem has been addressed by Theodore Guleserian, but at the expense of denying God's essential goodness. I examine and critique his argument and provide a solution to the initial problem (...) that does not require abandoning God's essential goodness. (shrink)

These comments, which take the form of criticism and response, were the basis of a zoom conversation at the Eastern APA, January 2021. Josh is putting them up on philpapers (with permission from all involved) in case they are helpful to people interested in the themes of this book.

We develop an approach to the problem of de se belief usually expressed with the question, what does the shopper with the leaky sugar bag have to learn to know that s/he is the one making the mess. Where one might have thought that some special kind of “de se” belief explains the triggering of action, we maintain that this gets the order of explanation wrong. We sketch a very simple cognitive architecture that yields de se-like behavior on which the (...) action-triggering functionality of the belief-state is what counts it as de se rather than some prior property of being “de se” explaining the triggering of action. This functionality shows that action-triggering change in belief-state also undergirds a correlative change in the objective involved in the triggered action. This model is far too simple to have any claim to showing how the de se works for humans, but it shows, by illustration, that nothing mysteriously “subjective”” need be involved in this aspect of self-conception. While our exposition is very different from those of Perry and Recanati, all three of us are developing the same kind of view. (shrink)

This paper investigates whether practical interests affect knowledge attributions in cases of testimony. It is argued that stakes impact testimonial knowledge attributions by increasing or decreasing the requirements for hearers to trust speakers and thereby gain the epistemic right to acquire knowledge via testimony. Standard, i.e. invariantist, reductionism and non-reductionism fail to provide a plausible account of testimony that is stakes sensitive, while non- invariantist versions of both traditional accounts can remedy this deficiency. Support for this conceptual analysis of stakes (...) is found through a review of the experimental philosophy literature on stakes effects on knowledge attribution. Finally, a diagnosis is offered for what is needed to provide a more robust defense of the paper’s primary claims in terms of future experimental study. (shrink)

A brief introduction to a diverse and interesting group of papers in contemporary epistemology.

“Applying the Heisenberg Uncertainty Principle to 21st Century Art” was delivered to the 2009 Congress of the International Association of Art Critics (AICA) in Dublin as a guide to critical thinking through a paradigm shift. This new paper uncovers a new critical theory in the form of a formula that has been successfully applied to a universal appraisal of arts across all boundaries, whether they be gender, discipline or culture. The configuration predicted by Pauli as arising from under the collapsed (...) quantum wave is sourced in an ancient icon: the hieros gamos. As her functional role as newspaper critic shifted to a more esoteric passage as performance artist/curator/blogger, the author spent 14 years theorizing; and another 14 years applying a new critical theory to contemporary art. Her (R)evolution series for the Huffington Post places the containment of the hieros gamos at the forefront of contemporary art practice. The goal is the embodiment of Jean Gebser’s 360-degree aperspectival awareness, whereas the shadow is contacted and absorbed into the very body of art. This paper will reveal the strategy for determining holistic art forms containing the 21st century icon that Pauli understood would arise from under the collapsed quantum wave. (shrink)

In this brief review it is not possible to do full justice to this lively and lucidly presented study. It is fair to say, I think, that the considerable merits of this work rest primarily with its intelligent and reliable selection of material, most of which is already available and familiar. This study does not aim to challenge any orthodoxies or present new material of some significant kind. Rasmussen does not need to do this since his real concern is to (...) tell a story about two great thinkers in an engaging manner – a task which he achieves with great success. This is a book that scholars will thoroughly enjoy and appreciate and which will also find many appreciative readers well beyond these boundaries. (shrink)

This dissertation is a critical examination of Kant's use of the notion of "moral progress" throughout all of his writings. The dissertation is divided into two sections. The first looks at Kant's analysis of history and teleology. I argue, against many commentators, that Kant is already aware of the limitations of the concept of teleology with the writing of the first Critique, and thus his important notion of moral progress does not go beyond the bounds set by the first Critique, (...) nor is it merely a misconstrued notion of teleology which is eliminated with the third Critique. ;In the first section I make three main points. First, I argue that Kant gives us two locations for the highest good: in an afterlife and on earth. I argue that we ought to take this division and its implications seriously. Second, I argue that Kant uses the notion of moral progress as a postulate of pure practical reason, necessary for the defense of a highest good on earth. Third, I show that there is a strong connection between moral progress and politics, arguing that political institutions are a necessary but not sufficient condition for moral progress. ;The second section is constructive, attempting to show exactly how this notion of moral progress operates in Kant's philosophy. In the first half, I present an intensive analysis of Kant's concept of the highest good, several problems with its conceivability, and its link between morality and politics. Next, I outline what I take to be the five steps involved in moral progress. In the last chapters I argue that the notion of moral progress is indeed a necessary postulate of practical reason given the rest of Kant's philosophical system. I conclude by showing how my interpretation strengthens Kant's position and gives new insight to his understanding of political theory. (shrink)

The dispute between realists about color and anti-realists is actually a dispute about the nature of color properties. The disputants do not disagree over what material objects are like. Rather, they disagree over whether any of the uncontroversial facts about material objects--their powers to cause visual experiences, their dispositions to reflect incident light, their atomic makeup, and so on--amount to their having colors. The disagreement is thus about which properties colors are and, in particular, whether colors are any of the (...) properties in a particular set that is acknowledged on both sides to exhaust the properties of material objects. In a previous paper we discussed at length one attempt to identify colors with particular properties of material objects--namely, with their dispositions to cause visual experiences. Here we shall discuss a different and perhaps more influential version of realism, which says that the colors of material objects are microphysical properties of their surfaces. We shall call this theory physicalism about color (physicalism, for short). In order to evaluate this theory, however, we shall first have to clarify some methodological issues. Our hope is that we can bring some further clarity to the question of color realism, whether or not we succeed in our critique of the physicalists' answer. (shrink)

The ancient Greeks almost universally accepted the thesis that virtues are skills. Skills have an underlying intellectual structure , and having a particular skill entails understanding the relevant logos. possessing a general ability to diagnose and solve problems . as well as having appropriate experience. Two implications of accepting this thesis for moral epistemology and epistemology in general are considered. Thinking of virtues as skills yields a viable virtue epistemology in which moral knowledge is a species of a general kind (...) of knowledge that is not philosophically suspect. Also, the debate between internalists and externalists in epistemology is subversively resolved as moot by adopting this strategy: the locus of justification for a belief is in the nature of skill. Thus, the contingent fact that some skills allow Homo Sapiens an ‘internal access’. while others do not, is theoretically neutral when considering the nature of justification per se. (shrink)

Although epistasis is at the center of the Fisher-Wright debate, biologists not involved in the controversy are often unaware that there are actually two different formal definitions of epistasis. We compare concepts of genetic independence in the two theoretical traditions of evolutionary genetics, population genetics and quantitative genetics, and show how independence of gene action (represented by the multiplicative model of population genetics) can be different from the absence of gene interaction (represented by the linear additive model of quantitative genetics). (...) The two formulations converge with weak selection but not with strong selection or, for multiple loci, when the aggregated interaction terms are not negligible. As a result of the different formulations of gene interaction, the presence or absence of linkage disequilibrium,/D/, does not necessarily indicate the presence or absence of fitness epistasis. Indeed, linkage disequilibrium is generated in ‘additive’ models in quantitative genetics whenever two (or more) loci experience simultaneous selection. As a research strategy, it is often practical, for theoretical or experimental reasons, to minimize gene interaction by assuming independence of gene action in regard to fitness, or by assuming linear additive effects of multiple loci on a phenotype. However, minimizing the role of epistasis in theoretical investigations hinders our understanding of the origins of diversity and the evolution of complex phenotypes. (shrink)

Both professors and institutions of higher education benefit from a vision of academic life that is grounded more firmly in myth than in history. According to the myth created by that traditional vision, scholars pursue research wherever their drive to knowledge takes them, and colleges and universities transmit the fruits of that research to contemporary and future generations as the accumulated wisdom of the ages. Yet the economic and social forces operating on colleges and universities as institutions, as well as (...) on the interests of faculty members within them, are making the myth embodied in the traditional ideal of the academy more and more difficult to sustain. Questions about what an institution of higher education ought to be, about what professors ought to do, and about what relations professors ought to have to the institutions which employ them are being raised and pushed to the fore. These are not theoretical questions, but practical questions of immediate import that must be answered relatively quickly -- and wisely -- if institutions of higher education and professors are not to find themselves inextricably in the grip of forces they cannot change. The myth of disinterested academic research-however beautiful -- and however beneficial -- is under siege. (shrink)

An understanding of the ethical problems that have arisen in the funding of scientific research at universities requires some attention to doctrines that have traditionally been held about science itself. Such doctrines, we hope to show, are themselves central to many of these ethical problems. It is often thought that the questions examined by scientists, and the theories that guide scientific research, are chosen for uniquely scientific reasons, independently of extra-scientific questions of value or merit. We shall argue that this (...) is an illusion. It is an illusion to think, especially in the present era, that science can even have a coherent direction apart from extra-scientific considerations. (shrink)

This paper provides an examination of some problems caused by the concentration of influence in the capital markets of developed countries. In particular, I argue that large asset managers exercise quasi-political power that is not democratically legitimate. In section two, I will examine the economic driver behind the size and power of the big asset managers: the passive investing revolution. I will discuss several respects in which this revolution has fundamentally changed capital markets, most notably by making a large share (...) of investors universal owners. In the third section, I argue for my central analytical conjecture: asset managers exercise quasi-political power. They use their influence to shape the rules of the game in public capital markets in order to implement social and environmental policies that have traditionally been the exclusive purview of states. “Asset manager capitalism” is a recent term coined to refer to the contemporary system of corporate governance that succeeded the Berle and Means corporation with its dispersed ownership; the argument of this section is that asset manager capitalism is also a new political-economic regime. In the fourth section I defend my central normative claim: asset manager capitalism is an untenable and illegitimate political-economic arrangement, for at least two reasons. First, the power of asset managers is not checked by any institutional constraints, and is not rendered legitimate by any democratic process. More fundamental than this procedural critique is an argument that the interests of asset managers could not be aligned with the public interest, given the fact that the distribution of capital is highly unequal. I conclude by discussing several proposals to reform asset manager capitalism. (shrink)

An eternal society with the abilities of ordinary humans in each year of its existence would have had the ability to actualize a logical contradiction. This fact casts doubt on the metaphysical possibility of an infinite past. In addition to using this paradox in an argument against an infinite past, one can also use the paradox mutatis mutandis as a decisive argument against the sempiternality of God.

I defend Frank Jackson's knowledge argument against physicalism in the philosophy of mind from a criticism that has been advanced by Laurence Nemirow and David Lewis. According to their criticism, what Mary lacked when she was in her black and white room was a set of abilities; she did not know how to recognize or imagine certain types of experience from a first-person perspective. Her subsequent discovery of what it is like to experience redness amounts to no more than her (...) acquisition of these abilities. The physicalist can admit this, since it does not commit one to the view that there are any facts of which Mary was ignorant . I argue against this view, on the grounds that the knowledge of what an experience is like cannot be equated with the possession of any set of abilities. (shrink)

The relationship between economics and the philosophy of natural science has changed substantially during the last few years. What was once exclusively a one-way relationship from philosophy to economics now seems to be much closer to bilateral exchange. The purpose of this paper is to examine this new relationship. First, I document the change. Second, I examine the situation within contemporary philosophy of science in order to explain why economics might have its current appeal. Third, I consider some of the (...) issues that might jeopardize the success of this philosophical project. (shrink)

In this paper, I look at Epictetus' dichotomy of control, how it leads to freedom, and how these topics relate to modern life.

A review of Robert. B. Stewart's edited volume concerning a discussion between William Dembski and Michael Ruse. Further contributions are included from William Lane Craig and others.

Compatibilists argue, famously, that it is a simple incompatibilist confusion to suppose that determinism implies fatalism. Incompatibilists argue, on the contrary, that determinism implies fatalism, and thus cannot be consistent with the necessary conditions of moral responsibility. Despite their differences, however, both parties are agreed on one important matter: the refutation of fatalism is essential to the success of the compatibilist strategy. In this paper I argue that compatibilism requires a richer conception of fatalistic concern; one that recognizes the _legitimacy_ (...) of (pessimistic) concerns about the origination of character and conduct. On this basis I argue that any plausible compatibilist position must concede that determinism has fatalistic implications of some significant and relevant kind, and thus must allow that agents may be legitimately held responsible in circumstances where they are subject to fate. The position generated by these compatibilist concessions to incompatibilism will be called 'compatibilist-fatalism'. (shrink)

What was René Girard’s attitude towards philosophy? What philosophers influenced him? What stance did he take in the philosophical debates of his time? What are the philosophical questions raised by René Girard’s anthropology? In this interview, Paul Dumouchel sheds light on these issues.

This chapter argues that the only tenable unconscious inferences theories of cognitive achievement are ones that employ a theory internal technical notion of representation, but that once we give cash-value definitions of the relevant notions of representation and inference, there is little left of the ordinary notion of representation. We suggest that the real value of talk of unconscious inferences lies in (a) their heuristic utility in helping us to make fruitful predictions, such as about illusions, and (b) their providing (...) a high-level description of the functional organization of subpersonal faculties that makes clear how they equip an agent to navigate its environment and pursue its goals. (shrink)

Martin Heidegger’s preparation of the question of human existence was the focus of his seminal work Being and Time, first published in 1927. This paper refers to Heidegger’s phenomenological work through Heidegger’s colleague and friend Hans-Georg Gadamer to focus on how Heidegger prepares the question of Being and the problem of language in his later work. In his conversation with the Japanese scholar professor Tezuka, the meaning of language in the west appears to restrict an understanding of Being by conceptualising (...) it ad infinitum. To the Japanese the simple term “what is” appears to be closer to Being because it does not attempt to conceptualise it. Therefore, Heidegger, Gadamer and Tezuka’s discussion about ontology concludes that language does get in the way of understanding Being. (shrink)

In the replies to my critics that follow I offer a more detailed account of the specific papers that they discuss or examine. The papers that they are especially concerned with are: “The Material World and Natural Religion in Hume’s Treatise” (Ryan) [Essay 3], “Hume’s Skepticism and the Problem of Atheism” (Fosl) [Essay 12], and “Hume’s Philosophy of Irreligion and the Myth of British Empiricism (Gautier) [Essay 16].

THE PRINCIPLE OF SUPERPOSITION. The need for a quantum theory Classical mechanics has been developed continuously from the time of Newton and applied to an ...

Recasting Hume and Early Modern Philosophy is a collection of essays that are all concerned with major figures and topics in the early modern philosophy. Most of the essays are concerned, more specifically, with the philosophy of David Hume (1711-1776). The sixteen essays included in this collection are divided into five parts. These parts are arranged under the headings of: (1) Metaphysics and Epistemology; (2) Free Will and Moral Luck; (3) Ethics, Virtue and Optimism; (4) Skepticism, Religion and Atheism; and (...) (5) Irreligion and the Unity of Hume’s Thought. A particularly important theme running through many of these essays is the subject of Hume’s irreligious aims and intentions. The fifth and final part of the collection is devoted to an articulation and defence of this specific understanding of Hume’s philosophical thought. (shrink)

In this paper, a criticism of representationalist views of consciousness is developed. These views are often supported by an appeal to a transparency thesis about conscious states, according to which an experience does not itself possess the qualities of which it makes one conscious. The experience makes one conscious of these qualities by representing them, not by instantiating them. Against this, it is argued that some of the properties of which one is conscious are had by the conscious state itself. (...) Only by adopting this view can we account for certain perceptual incompatibilities, such as the fact that one cannot see a stick as being both bent and not bent. This sort of experience is impossible because it would require that an experience have, and not just represent, incompatible features. [Presented at the APA Eastern Div mtg in NY in 2005]. (shrink)

Review Article on Mirowski's More Heat Than Light (1989).

This paper challenges Mäki's argument about commonsensibles by offering a case study from contemporary microeconomics – contemporary revealed preference theory (hereafter CRPT) – where terms like "preference," "utility," and to some extent "choice," are radical departures from the common sense meanings of these terms. Although the argument challenges the claim that economics is inhabited solely by commonsensibles, it is not inconsistent with such folk notions being common in economic theory.

Two controversies exist regarding the appropriate characterization of hierarchical and adaptive evolution in natural populations. In biology, there is the Wright-Fisher controversy over the relative roles of random genetic drift, natural selection, population structure, and interdemic selection in adaptive evolution begun by Sewall Wright and Ronald Aylmer Fisher. There is also the Units of Selection debate, spanning both the biological and the philosophical literature and including the impassioned group-selection debate. Why do these two discourses exist separately, and interact relatively little? (...) We postulate that the reason for this schism can be found in the differing focus of each controversy, a deep difference itself determined by distinct general styles of scientific research guiding each discourse. That is, the Wright-Fisher debate focuses on adaptive process, and tends to be instructed by the mathematical modeling style, while the focus of the Units of Selection controversy is adaptive product, and is typically guided by the function style. The differences between the two discourses can be usefully tracked by examining their interpretations of two contested strategies for theorizing hierarchical selection: horizontal and vertical averaging. (shrink)

This article is the preface to a completed book manuscript, United Nations Human Rights Ethics. Based on the indivisibility of human rights, the Four Freedoms Speech, and the Preamble of the Universal Declaration, the book takes freedom of expression as the one human right. Other rights are modes of this one. For example, one exercises freedom of expression (speech) by exercising the right to life, access to courts, etc.. The book argues that human rights are primarily an ethical concept (introduced (...) by Rousseau) rather than a concept of international law. (shrink)

The question I want to explore is whether experience supports an antireductionist ontology of time, that is, whether we should take it to support an ontology that includes a primitive, monadic property of nowness responsible for the special feel of events in the present, and a relation of passage that events instantiate in virtue of literally passing from the future, to the present, and then into the past.

Proponents of public reason views hold that the exercise of political power ought to be acceptable to all reasonable citizens. This article elucidates the common structure shared by all public reason views, first by identifying a set of questions that all such views must answer and, second, by showing that the answers to these questions stand in a particular relationship to each other. In particular, we show that what we call the ‘rationale question’ is fundamental. This fact, and the common (...) structure more generally, are often overlooked or distorted within the literature. As a result, we argue, several prominent argumentative moves made by both critics and defenders of public reason are unsuccessful. Our overall conclusion is that discussions of public reason views would be more fruitful if they made consistent use of the common structure we identify. (shrink)