Grânulo cortical

Distribuição dos grânulos corticais (CG) no córtex do ovócito humano na metáfase II
Distribuição dos grânulos corticais (CG) no córtex do ovócito humano na metáfase II

Os grânulos corticais são organelos secretores reguladores (variando entre 0,2 µm e 0,6 µm de diâmetro) encontrados no interior dos ovócitos e estão mais associados à prevenção da polispermia após o evento da fertilização.[1] Os grânulos corticais encontram-se em todos os mamíferos, a maioria vertebrados e alguns invertebrados.[2] No interior do ovócito, os grânulos corticais estão localizados ao longo do córtex, a região mais afastada do centro da célula. Após a fertilização, uma via de sinalização induz os grânulos corticais a fundirem-se com a membrana celular do ovócito e a libertarem o seu conteúdo na matriz extracelular do ovócito. Esta exocitose dos grânulos corticais é conhecida como reação cortical. Nos mamíferos, a matriz extracelular do ovócito inclui uma camada circundante de espaço perivitelino, zona pelúcida e, finalmente, células cumulus. Evidências experimentais demonstraram que o conteúdo libertado dos grânulos corticais modifica a matriz extracelular do ovócito, particularmente a zona pelúcida. Esta alteração dos componentes da zona pelúcida é conhecida por reação de zona. A reação cortical não ocorre em todos os mamíferos, o que sugere a probabilidade de outros propósitos funcionais para os grânulos corticais.[1] Para além de modificar a matriz extracelular do ovócito e estabelecer um bloqueio à poliespermia, a exocitose dos grânulos corticais pode também contribuir para a proteção e suporte do embrião em desenvolvimento durante a pré-implantação.[3] Uma vez que os grânulos corticais completam as suas funções, o ovócito não os repõe.[1]

Formação

A formação de grânulos corticais ocorre durante as fases iniciais do crescimento do ovócito. Mais especificamente, nos humanos, macacos, hamsters e coelhos, os grânulos corticais são estabelecidos quando o folículo ovárico é formado por multicamadas. Em ratos e ratinhos, os grânulos corticais foram observados mais cedo no desenvolvimento do folículo, quando o folículo ovárico tem apenas uma camada. Durante as fases iniciais do crescimento do ovócito, o complexo de Golgi aumenta de tamanho, prolifera e produz pequenas vesículas que migram para a região subcortical da célula. Estas pequenas vesículas fundem-se umas com as outras para formar grânulos corticais maduros, que são então estabelecidos como entidades separadas do Golgi.[1] Em alguns organismos, como nos hamsters, a vesícula secretora do Golgi pode fundir-se com uma vesícula secretora do retículo endoplasmático rugoso para finalmente formar um grânulo cortical.[4] Nos mamíferos, o ovócito produz e transloca continuamente grânulos corticais para o córtex até que ocorra a ovulação. Foi demonstrado em modelos animais mamíferos e não mamíferos que a migração dos grânulos corticais depende de processos do citoesqueleto, particularmente da atividade dos microfilamentos. Para os mamíferos, a migração dos grânulos corticais é considerada um indício da maturidade do ovócito e da organização das organelas.[1]

Distribuição

Como resultado da translocação, os grânulos corticais estão uniformemente distribuídos por todo o córtex do ovócito. No entanto, foi observado em roedores que alguns grânulos corticais estão reorganizados, deixando um espaço entre os restantes grânulos corticais. Este espaço é designado por domínio livre de grânulos corticais (CGFD) e é observado em ambas as regiões do fuso meiótico da célula durante a metáfase I e a metáfase II da meiose. Os CGFDs não foram observados em ovócitos felinos, equinos, bovinos, suínos ou humanos. Estudos com ovócitos de roedores sugerem que certos grânulos corticais sofrem redistribuição e/ou exocitose ao longo do ciclo meiótico, estabelecendo assim os CGFDs. Mais especificamente, as evidências incluem maiores quantidades de grânulos corticais em redor dos CGFDs e uma quantidade generalizada reduzida de grânulos corticais da célula durante o ciclo meiótico. Além disso, alguns eventos exocitóticos de grânulos corticais pré-fertilização ocorrem no sulco de clivagem da célula simultaneamente com a formação do corpo polar.[1]

Existe uma variedade de hipóteses sobre a função biológica dos CGFDs e a exocitose dos grânulos corticais pré-fertilização. Por exemplo, a formação dos CGFDs pode ser o mecanismo do ovócito para reter mais grânulos corticais para uso futuro, em vez de os perder para os corpos polares, à medida que estes são expelidos da célula. Como alguns grânulos corticais libertados provêm de uma região próxima dos fusos meióticos, os investigadores colocaram também a hipótese de que os grânulos corticais libertados podem modificar a matriz extracelular do ovócito, pelo que o esperma não consegue ligar-se a esta região. Se o esperma se ligasse a esta região, o ADN paterno, ao descondensar-se, poderia possivelmente romper a integridade do ADN materno devido à sua proximidade. Este bloqueio do esperma num local específico é denominado bloqueio local. Considerando que os ovócitos de roedores têm cerca de 75% menos área de superfície do que os ovócitos de espécies de mamíferos de maior porte, a ligação do espermatozóide nesta região é mais provável, o que pode exigir o bloqueio local. Os investigadores colocam também a hipótese de que o ovócito liberta alguns grânulos corticais antes da fertilização para fazer pequenas modificações na matriz extracelular do ovócito, de modo a que a ligação seja limitada apenas ao espermatozóide capaz de se ligar, apesar destas pequenas modificações.[1]

Referências

  1. a b c d e f g Liu, Min (17 de novembro de 2011). «The biology and dynamics of mammalian cortical granules». Reproductive Biology and Endocrinology. 9 (1). 149 páginas. PMC 3228701Acessível livremente. PMID 22088197. doi:10.1186/1477-7827-9-149Acessível livremente 
  2. Wessel, Gary M.; Brooks, Jacqueline M.; Green, Emma; Haley, Sheila; Voronina, Ekaterina; Wong, Julian; Zaydfudim, Victor; Conner, Sean (2001). The Biology of Cortical Granules. International Review of Cytology. 209. [S.l.: s.n.] pp. 117–206. ISBN 9780123646132. PMID 11580200. doi:10.1016/s0074-7696(01)09012-x 
  3. Hoodbhoy, Tanya; Talbot, P. (dezembro de 1994). «Mammalian Cortical Granules: Contents, Fate, and Function» (PDF). Molecular Reproduction and Development. 39 (4): 439–448. PMID 7893493. doi:10.1002/mrd.1080390413. Consultado em 13 de maio de 2015 
  4. Gulyas, B. J. (1980). Cortical granules of mammalian eggs. International Review of Cytology. 63. [S.l.]: Elsevier. pp. 357–392. ISBN 9780123644633. PMID 395132. doi:10.1016/S0074-7696(08)61762-3