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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Accounts of the concepts of function and dysfunction have not adequately explained what factors determine the line between low‐normal function and dysfunction. I call the challenge of doing so the line‐drawing problem. Previous approaches emphasize facts involving the action of natural selection (Wakefield 1992a, 1999a, 1999b) or the statistical distribution of levels of functioning in the current population (Boorse 1977, 1997). I point out limitations of these two approaches and present a solution to the line‐drawing problem that builds on the (...) second one. (shrink)

Similarly to other accounts of disease, Christopher Boorse’s Biostatistical Theory (BST) is generally presented and considered as conceptual analysis, that is, as making claims about the meaning of currently used concepts. But conceptual analysis has been convincingly critiqued as relying on problematic assumptions about the existence, meaning, and use of concepts. Because of these problems, accounts of disease and health should be evaluated not as claims about current meaning, I argue, but instead as proposals about how to define and use (...) these terms in the future, a methodology suggested by Quine and Carnap. I begin this article by describing problems with conceptual analysis and advantages of “philosophical explication,” my favored approach. I then describe two attacks on the BST that also question the entire project of defining “disease.” Finally, I defend the BST as a philosophical explication by showing how it could define useful terms for medical science and ethics. (shrink)

"Modern History" versions of the etiological theory claim that in order for a trait X to have the proper function F, individuals with X must have been recently favored by natural selection for doing F (Godfrey-Smith 1994; Griffiths 1992, 1993). For many traits with prototypical proper functions, however, such recent selection may not have occurred: traits may have been maintained due to lack of variation or due to selection for other effects. I examine this flaw in Modern History accounts and (...) offer an alternative etiological theory, the Continuing Usefulness account, which appears to avoid such problems. (shrink)

I argue that ductal carcinoma in situ (DCIS), the tumor most commonly diagnosed by breast mammography, cannot be confidently classified as cancer, that is, as pathological. This is because there may not be dysfunction present in DCIS—as I argue based on its high prevalence and the small amount of risk it conveys—and thus DCIS may not count as a disease by dysfunction-requiring approaches, such as Boorse’s biostatistical theory and Wakefield’s harmful dysfunction account. Patients should decide about treatment for DCIS based (...) on the risks it poses and the risks and benefits of treatment, not on its disease status. (shrink)

Patients should not always receive hard data about the risks and benefits of a medical intervention. That information should always be available to patients who expressly ask for it, but it should be part of standard disclosure only sometimes, and only for some patients. And even then, we need to think about how to offer it.

Some experts have argued that patients should routinely be told the specific magnitude and absolute probability of potential risks and benefits of screening tests. This position is motivated by the idea that framing risk information in ways that are less precise violates the ethical principle of respect for autonomy and its application in informed consent or shared decisionmaking. In this Perspective, we consider a number of problems with this view that have not been adequately addressed. The most important challenges stem (...) from the danger that patients will misunderstand the information or have irrational responses to it. Any initiative in this area should take such factors into account and should consider carefully how to apply the ethical principles of respect for autonomy and beneficence. (shrink)

With the growing focus on prevention in medicine, studies of how to describe risk have become increasing important. Recently, some researchers have argued against giving patients “comparative risk information,” such as data about whether their baseline risk of developing a particular disease is above or below average. The concern is that giving patients this information will interfere with their consideration of more relevant data, such as the specific chance of getting the disease (the “personal risk”), the risk reduction the treatment (...) provides, and any possible side effects. I explore this view and the theories of rationality that ground it, and I argue instead that comparative risk information can play a positive role in decision-making. The criticism of disclosing this sort of information to patients, I conclude, rests on a mistakenly narrow account of the goals of prevention and the nature of rational choice in medicine. (shrink)

This paper delves into the nature of intellectual property rights in aesthetic creations, particularly works of visual art and literary works. The discussion focuses on copyrights interests, but there are also implications for trademark and patent rights. The argument assumes a fairly conventional definition of "property," namely, the set of legal relations between the owner and all other persons relating to the use, enjoyment and disposition of a tangible thing. The problem with such a definition as applied to aesthetic creations (...) is that no ordinary tangible thing necessarily embodies a creation which can exist in multiple copies, so the paper takes the transcendent view that the tangible thing subject to legal relations is the entire terra firma or material universe being shaped in the image, sounds or words of the aesthetic creation. Therefore, the paradigm suggested for intellectual property is a monopoly on shaping the entire physical universe, thus the Worldmaking concept. It then follows that intellectual property in an aesthetic creation enables the owner to stop plagiarists from using any part of the material world to recreate in the audience the imaginative experiences first created by the protected work. (shrink)

Some experts have argued that patients facing certain types of choices should not be told whether their risk is above or below average, because this information may trigger a bias (Fagerlin et al. 2007). But careful consideration shows that the comparative risk heuristic can usefully guide decisions and improve their quality or rationality. Building on an earlier paper of mine (Schwartz 2009), I will argue here that doctors and decision aids should provide comparative risk information to patients, even while further (...) research is conducted. (shrink)

While several tests and strategies are recommended for colorectal cancer (CRC) screening, studies suggest that primary care providers often recommend colonoscopy without providing information about its risks or alternatives. These observations raise concerns about the quality of informed consent for screening colonoscopy.

Imagine you fly home from vacation with your one-and-a-half-year-old son who is traveling for free as a “lap child.” In the airport parking lot, you put him into his forward-facing car seat, where he sits much more contentedly than he did in the rear-facing one that was mandatory until his first birthday. After he falls asleep on the way home, you transfer him to his crib without waking him, lowering the side rail so you can lift him in more easily. (...) -/- Many parts of this idyllic parenting picture are deemed unacceptably risky according to recent child safety proposals. While these proposals all aim to improve child safety, their possible impact is unclear because there has been little discussion of the absolute risk and risk reduction involved in each. And while precise figures are lacking, rough estimates indicate that the magnitudes are quite small. I will argue that this risk and benefit data raises important questions about the proposals, including whether parents might reasonably believe that the small absolute risk reduction offered by the proposed changes does not justify the attendant burdens. This possibility—termed the “prevention paradox” in other contexts—highlights ethical and theoretical challenges in this area of public health. (shrink)

Consider the following patient: a 40-year-old man who has had back pain that radiates down his left leg, on and off for 2 months. He performs his normal activities and does not have any “red flag”...

Trademarks are not just property; they are aesthetic creations that pervade everyday experience. As pervasive aesthetic creations having literary, pictorial, graphic, sculptural, and musical content, trademarks deserve aesthetic analysis. So this paper discusses the origins, strength, appeal, and effectiveness of trademarks within the context of aesthetic considerations such as meaning, intention, authorship, and mode of creation. Also reviewed are morphemic and phonemic analysis of trademarks, semantic positioning, the dichotomy between creation and discovery of trademarks, and the differences between trademarks and (...) titles. The discussion is confined to "word marks" consisting of alphanumeric characters because discussing other kinds of marks (such as designs, configurations, sounds, colors, and scents) would raise issues well beyond the scope of a single article. (shrink)

Part I of this article advanced a new theory of humor, the Enlightenment Theory, while contrasting it with other main theories, including the Incongruity, Repression/Relief/Release, and Superiority Theories. The Enlightenment Theory does not contradict these other theories but rather subsumes them. As argued, each of the other theories cannot account for all the aspects of humor explained by the Enlightenment Theory. Part II shows how the Enlightenment Theory meets challenging issues in humor theory where other theories falter, including failed humor, (...) motivation for humor, tickling, laughing gas, and sadistic humor. Also mentioned are the Enlightenment Theory's application to literary and musical humor and the relationship of wit to humor. -/- . (shrink)

Part I of this article advances a new theory of humor, the Enlightenment Theory, while contrasting it with other main theories, including the Incongruity, Repression/Relief/Release, and Superiority Theories. The Enlightenment Theory does not contradict these other theories but rather subsumes them. As argued, each of the other theories cannot account for all the aspects of humor explained by the Enlightenment Theory. The discussion is illustrated with examples of humor and explores the acts and circumstances of humor, its literary and artistic (...) expressions, and its physical reactions. Part II shows how the Enlightenment Theory meets challenging issues in humor theory where other theories sometimes falter, including issues such as failed humor, motivation for humor, tickling, laughing gas, and sadistic humor. Also mentioned are literary and musical humor and the relationship of wit to humor. (shrink)

Ethics should guide the design of electronic health records (EHR), and recognized principles of bioethics can play an important role. This approach was adopted recently by a team of informaticists designing and testing a system where patients exert granular control over who views their personal health information. While this method of building ethics in from the start of the design process has significant benefits, questions remain about how useful the application of bioethics principles can be in this process, especially when (...) principles conflict. For instance, while the ethical principle of respect for autonomy supports a robust system of granular control, the principles of beneficence and non-maleficence counsel restraint due to the danger of patients being harmed by restrictions on provider access to data. Conflict between principles has long been recognized by ethicists and has even motivated attacks on approaches that state and apply principles. In this paper we show how using ethical principles can help in the design of EHRs by first, explaining how ethical principles can and should be used generally, and then by, discuss how attention to details in specific cases can show that the tension between principles is not as bad as it initially appeared. We conclude by suggesting further ways in which the application of these (and other) principles can add value to the ongoing discussion of patient involvement in their health care. This is a new approach to linking principles to informatics design that we expect will stimulate further interest. (shrink)

“Never attribute to malice that which is adequately explained by stupidity”—so says Hanlon’s Razor. This principle is designed to curb the human tendency toward explaining other people’s behavior by moralizing it. We ask whether Hanlon’s Razor is good or bad advice. After offering a nuanced interpretation of the principle, we critically evaluate two strategies purporting to show it is good advice. Our discussion highlights important, unsettled questions about an idea that has the potential to infuse greater humility and civility into (...) discourse and debate. (shrink)

Most people do not know there are different kinds of medical studies; some are conducted on people who already have a disease or medical condition, and others are performed on healthy volunteers who want to help science find answers. No matter what sort of research you are invited to participate in, or whether you are a patient when you are asked, it’s entirely up to you whether or not to do it. This decision is important and may have many implications (...) for your health and well-being, as well as those of other patients now and in the future. Making a good decision – the right one for you – requires you to become educated about topics you may not have thought about before, some of which may be quite complicated. This chapter explains the key issues to help you make a good decision. (shrink)

Although there is a growing recognition that older adults and those with extensive comorbid conditions undergo cancer screening too frequently, there is little information about patients’ perceptions regarding cessation of cancer screening. Information on older adults’ views of screening cessation would be helpful both for clinicians and for those designing interventions to reduce overscreening.

Objective: There are benefits and risks of giving patients more granular control of their personal health information in electronic health record (EHR) systems. When designing EHR systems and policies, informaticists and system developers must balance these benefits and risks. Ethical considerations should be an explicit part of this balancing. Our objective was to develop a structured ethics framework to accomplish this. -/- Methods: We reviewed existing literature on the ethical and policy issues, developed an ethics framework called a “Points to (...) Consider” (P2C) document, and convened a national expert panel to review and critique the P2C. -/- Results: We developed the P2C to aid informaticists designing an advanced query tool for an electronic health record (EHR) system in Indianapolis. The P2C consists of six questions (“Points”) that frame important ethical issues, apply accepted principles of bioethics and Fair Information Practices, comment on how questions might be answered, and address implications for patient care. -/- Discussion: The P2C is intended to clarify whatis at stake when designers try to accommodate potentially competing ethical commitments and logistical realities. The P2C was developed to guide informaticists who were designing a query tool in an existing EHR that would permit patient granular control. While consideration of ethical issues is coming to the forefront of medical informatics design and development practices, more reflection is needed to facilitate optimal collaboration between designers and ethicists. This report contributes to that discussion. (shrink)

A speaker's use of a declarative sentence in a context has two effects: it expresses a proposition and represents the speaker as knowing that proposition. This essay is about how to explain the second effect. The standard explanation is act-based. A speaker is represented as knowing because their use of the declarative in a context tokens the act-type of assertion and assertions represent knowledge in what's asserted. I propose a semantic explanation on which declaratives covertly host a "know"-parenthetical. A speaker (...) is thereby represented as knowing the proposition expressed because that is the semantic contribution of the parenthetical. I call this view parentheticalism and defend that it better explains knowledge representation than alternatives. As a consequence of outperforming assertoric explanations, parentheticalism opens the door to eliminating the act-type of assertion from linguistic theorizing. (shrink)

Assertion is widely regarded as an act associated with an epistemic position. To assert is to represent oneself as occupying this position and/or to be required to occupy this position. Within this approach, the most common view is that assertion is strong: the associated position is knowledge or certainty. But recent challenges to this common view present new data that are argued to be better explained by assertion being weak. Old data widely taken to support assertion being strong has also (...) been challenged. This paper examines such challenges and finds them wanting. Far from diminishing the case for strong assertion, carefully considering new and old data reveals that assertion is as strong as ever. (shrink)

Background: In prevalence studies of sexually transmitted infections (STIs), investigators often provide syndromic management for symptomatic participants, but may not provide specific treatment for asymptomatic individuals with positive laboratory test results due to the delays between sample collection and availability of results as well as logistical constraints in recontacting study participants. Methods: To characterize the extent of this issue, 80 prevalence studies from the World Health Organization’s Report on global sexually transmitted infection surveillance, 2018, were reviewed. Studies were classified as (...) to whether clinically relevant positive results were returned or if this was not specified. Results: More than half (56%) of the cited studies did not specify if participants were notified of clinically relevant positive STI test results. The percentages were similar for low- and middle-income country populations (57%) and high-income country populations (53%). Conclusions: The absence of documentation of the provision of test results raises the possibility that in some instances, results may not have been communicated, with potential negative effects for participants, their sexual partners, and newborns. From an ethical perspective, clinically relevant results should be returned to study participants and treating clinicians in a timely fashion to ensure appropriate management of identified infections. Study authors should document if they returned test results to study participants and report on numbers lost to follow-up. (shrink)

La oposición a una estricta separación entre las dimensiones dialéctica y retórica de la actividad argumentativa es una de las aportaciones más destacadas y peculiares de la denominada escuela holandesa sobre argumentación. Frans H. van Eemeren y Peter Houtlosser reaccionaron contra una separación estricta entre dialéctica y retórica en varios trabajos, pero uno de los más inspiradores es sin duda su artículo “William the Silent’s argumentative discourse” (1998) presentado en la ciudad de Ámsterdam con ocasión de la cuarta conferencia (...) organizada por la International Society for the Study of Argumentation (ISSA). Sobre este tema siguieron investigando para presentar un análisis de la perspectiva dialéctica inherente al caso de Guillermo I de Orange en un congreso de la Japan Debate Association en Tokio (van Eemeren y Houtlosser, 2000). (shrink)

Propositions are traditionally regarded as performing vital roles in theories of natural language, logic, and cognition. This chapter offers an opinionated survey of recent literature to assess whether they are still needed to perform three linguistic roles: be the meaning of a declarative sentence in a context, be what is designated by certain linguistic expressions, and be the content of illocutionary acts. After considering many of the relevant choice-points, I suggest that there remains a linguistic basis for propositions, but not (...) for some of the traditional reasons. (shrink)

Speakers offer testimony. They also hedge. This essay offers an account of how hedging makes a difference to testimony. Two components of testimony are considered: how testimony warrants a hearer's attitude, and how testimony changes a speaker's responsibilities. Starting with a norm-based approach to testimony where hearer's beliefs are prima facie warranted because of social norms and speakers acquire responsibility from these same norms, I argue that hedging alters both components simultaneously. It changes which attitudes a hearer is prima facie (...) warranted in forming in response to testimony, and reduces how much responsibility a speaker undertakes in testifying. A consequence of this account is that speakers who hedge for strategic purposes deprive their hearers of warrant for stronger doxastic attitudes. (shrink)

Lying is standardly distinguished from misleading according to how a disbelieved proposition is conveyed. To lie, a speaker uses a sentence to say a proposition she does not believe. A speaker merely misleads by using a sentence to somehow convey but not say a disbelieved proposition. Front-and-center to the lying/misleading distinction is a conception of what-is-said by a sentence in a context. Stokke (2016, 2018) has recently argued that the standard account of lying/misleading is explanatorily inadequate unless paired with a (...) theory where what-is-said by a sentence is determined by the question under discussion or QUD. I present two objections to his theory, and conclude that no extant theory of what-is-said enables the standard account of the lying/misleading distinction to be explanatorily adequate. (shrink)

Sentences like ⌜δ is indescribable⌝ appear to state that the speaker is unable to do what the speaker just did. This is known as the "paradox of ineffability." An explanation for how such sentences can be true is widely thought to be a pre-requisite for showing the coherence of ineffability. This paper offers a dissolution of the paradox. I argue that the relevant sentences are always false. However, I show that the falsity of such sentences does not entail that ineffability (...) is incoherent. That ⌜δ is indescribable⌝ can never be truthfully said does not entail that ineffability cannot be coherently explicated. (shrink)

Across numerous languages, the attitude verb "think" is learned later than other attitude verbs like "want." But why? This essays advances a new hypothesis: children initially treat think as a veridical yet non-factive verb akin to a class of verbs I call "confirmatives." This hypothesis is argued to better explain existing data that troubles other hypotheses, and to find support from the ease with which children represent knowledge but not belief.

Epistemic contextualism in the style of Lewis (1996) maintains that ascriptions of knowledge to a subject vary in truth with the alternatives that can be eliminated by the subject’s evidence in a context. Schaffer (2004, 2005, 2007, 2008, 2015), Schaffer and Knobe (2012), and Schaffer and Szabo ́ (2014) hold that the question under discussion or QUD always determines these alternatives in a context. This paper shows that the QUD does not perform such a role for "know" and uses this (...) result to draw a few lessons about the metasemantics of context- sensitivity. (shrink)

We argue that knowledge is not the norm of belief given that ‘I believe’ is used to hedge. We explore the consequences of this argument for the normative relationship between belief and assertion.

Epistemic terms of various syntactic categories can uniformly be used to do the same thing—to hedge. This essay clarifies hedging as a phenomenon and explains how hedging happens by advancing the positional theory. The guiding idea is that, in uttering declaratives, speakers signal what their epistemic position is towards the content put into play by the declarative. The default signal is that the speaker knows. But when an epistemic term hedges, the term overrides the default. The non-default signal sent is (...) that the speaker or someone else occupies the position indicated by the term. To make that idea precise, the positional theory treats hedging as a discourse function. Terms hedge because of how a declarative containing an epistemic term is situated within a discourse. (shrink)

A speaker’s use of a sentence does more than contribute a content to a conversation. It also expresses the speaker’s attitude. This essay is about which attitude or attitudes are expressed by using an interrogative sentence to ask a question. With reference to eight lines of data about how questions are circulated in conversation, it is argued that a desire to know the question’s answer(s) is expressed.

A traditional problem with the performative hypothesis is that it cannot assign proper truth-conditions to a declarative sentence. This paper shows that the problem is solved by adopting a multidimensional semantics on which sentences have more than just truth-conditions. This is good news for those who want to at least partially revive the hypothesis. The solution also brings into focus a lesson about what issues to consider when drawing the semantics/pragmatics boundary.

Unlike other sources of evidence like perception and memory, testimony is intimately related to natural language. That intimacy cannot be overlooked. In this chapter, I show how cross-linguistic considerations are relevant to the epistemology of testimony. I make my case with declaratives containing grammaticalized evidentials. My discussion has a negative and a positive part. For the negative part, it is argued that some definitions of testimony are mistaken because they do not apply to testimony offered by a declarative containing an (...) evidential. The positive component discusses a new puzzle noted by McCready (2015) that evidentials raise about the justificatory status of testimony-based beliefs. (shrink)

A conviction had by many Christians over many centuries is that natural language is inadequate for describing God. This is the doctrine of divine ineffability. Apophaticism understands divine ineffability as it being justified or proper to negate statements that describe God. This paper develops and defends a version of apophaticism in which the negation involved is metalinguistic. The interest of this metalinguistic apophaticism is two-fold. First, it provides a philosophical model of historical apophaticisms that shows their rational coherence. Second, metalinguistic (...) apophaticism enables a minimal understanding of ineffability that is independently plausible given its minor commitments. (shrink)

This paper argues that "that"-clauses do not reference propositions because they are not intersubstitutible with other expressions that do reference propositions. In particular, "that"-clauses are shown to not be intersubstitutible with propositional anaphors like "so." The substitution failures are further argued to support a semantics on which "that"-clauses are predicates.

Evidentials indicate a source of evidence for a content, and sometimes do more. Depending on the language, they also express the speaker's belief in that content or its possibility. This paper is about how to explain the expression of belief. It argues that semantic explanations are better than illocutionary explanations in two ways. First, a general argument is provided that a semantic explanation is preferable. Second, a case study is given to the evidentials of Cuzco Quechua to argue that a (...) semantic explanation is preferable to the illocutionary explanation that has been proposed in great detail by Faller (2002, 2012, 2014). The upshot is that illocutionary explanations of how belief is expressed are dispensable for at least some languages with grammaticalized evidentials. (shrink)

What sort of epistemic positions are compatible with inquiries driven by interrogative attitudes like wonder and puzzlement? The ignorance norm provides a partial answer: interrogative attitudes directed at a particular question are never compatible with knowledge of the question’s answer. But some are tempted to think that interrogative attitudes are incompatible with weaker positions like belief as well. This paper defends that the ignorance norm is exhaustive. All epistemic positions weaker than knowledge directed at the answer to a question are (...) compatible with having an interrogative attitude towards that question. We offer two arguments for this conclusion. The first is based on considerations about the role of hedging in inquiry. The second is conditional on considerations related to the aim of inquiry as a goal-directed activity. (shrink)

A naturalistic theory of intentionality is proposed that differs from previous evolutionary and tracking theories. Full-blown intentionality is constructed through a series of evolvable refinements. A first, minimal version of intentionality originates from a conjectured internal process that estimates an organism’s own fitness and that continually modifies the organism. This process produces the directedness of intentionality. The internal estimator can be parsed into intentional components that point to components of the process that produces fitness. It is argued that such intentional (...) components can point to mistaken or non-existing entities. Different Fregian senses of the same reference correspond to different components that have different roles in the estimator. Intentional components that point to intentional components in other organisms produce directedness towards semi-abstract entities. Finally, adding a general, population-wide means of communication enables intentional components that point to fully abstract entities. Intentionality thus naturalized has all of its expected properties: being directed; potentially making errors; possibly pointing to non-existent, abstract, or rigid entities; capable of pointing many-to-one and one-to-many; distinguishing sense and reference; having perspective and grain; and having determinate content. Several examples, such as ‘swampman’ and ‘brain-in-a-vat’, illustrate how the theory can be applied. (shrink)

Surprisingly little has been written about hedged assertion. Linguists often focus on semantic or syntactic theorizing about, for example, grammatical evidentials or epistemic modals, but pay far less attention to what hedging does at the level of action. By contrast, philosophers have focused extensively on normative issues regarding what epistemic position is required for proper assertion, yet they have almost exclusively considered unqualified declaratives. This essay considers the linguistic and normative issues side-by-side. We aim to bring some order and clarity (...) to thinking about hedging, so as to illuminate aspects of interest to both linguists and philosophers. In particular, we consider three broad questions. 1) The structural question: when one hedges, what is the speaker’s commitment weakened from? 2) The functional question: what is the best way to understand how a hedge weakens? And 3) the taxonomic question: are hedged assertions genuine assertions, another speech act, or what? (shrink)

In medical settings, machines are in close proximity with human beings: with patients who are in vulnerable states of health, who have disabilities of various kinds, with the very young or very old, and with medical professionals. Machines in these contexts are undertaking important medical tasks that require emotional sensitivity, knowledge of medical codes, human dignity, and privacy. -/- As machine technology advances, ethical concerns become more urgent: should medical machines be programmed to follow a code of medical ethics? What (...) theory or theories should constrain medical machine conduct? What design features are required? Should machines share responsibility with humans for the ethical consequences of medical actions? How ought clinical relationships involving machines to be modeled? Is a capacity for empathy and emotion detection necessary? What about consciousness? -/- The essays in this collection by researchers from both humanities and science describe various theoretical and experimental approaches to adding medical ethics to a machine, what design features are necessary in order to achieve this, philosophical and practical questions concerning justice, rights, decision-making and responsibility, and accurately modeling essential physician-machine-patient relationships. -/- This collection is the first book to address these 21st-century concerns. (shrink)