Em formação

Que razão evolutiva existe para ter o ducto urinário e os órgãos reprodutivos tão próximos?


Como diz a velha piada, "Deus deve ter sido um engenheiro civil. Quem mais colocaria um depósito de lixo direto em uma área de recreação?"

Mas talvez não fosse Deus. Existe alguma razão evolutiva (ou histórico para) ter o ducto urinário e os órgãos reprodutivos próximos um do outro (em humanos e em muitos outros vertebrados)?

Para ser claro, não estou perguntando por que não é em outro lugar. Estou perguntando de onde veio o "design" original que se espalhou por toda parte.


Sim existe.

Para se reproduzir, o material precisa deixar um organismo e entrar em outro e, em espécies com fecundação interna, os ovos precisam sair mais tarde. Pense em um organismo parecido com um verme: é basicamente um tubo com uma abertura em cada extremidade, essas duas aberturas são as opções fáceis de onde você pode localizar sua transferência reprodutiva (e possivelmente a postura de ovos). Posicioná-lo na extremidade da cabeça tem desvantagens óbvias em termos de consumo acidental, de modo que deixa o posicionamento na extremidade da excreção.

Uma vez evoluído, não há razão convincente para alterar fundamentalmente este plano corporal, particularmente porque outros animais mostram pouco ou nenhum sinal de compartilhar nossa repulsa pelas excreções corporais.

Editar: Já se passaram alguns anos desde que escrevi esta resposta e não tenho mais certeza se ela está correta. Eu mudei para trabalhar com C. elegans, que é o tipo de organismo que atenderia à ideia de "organismo parecido com um verme" de que eu estava falando, mas o problema é o seguinte: eles não têm sua abertura reprodutiva perto de qualquer abertura do intestino, mas com sua própria abertura localizada no meio o organismo. Se os organismos existentes não seguem o plano corporal que sugeri, o argumento realmente é válido?


A razão está em nossos ancestrais wormed cordados - um orifício usado para eliminar resíduos também pode funcionar como um orifício para ejetar os ovos. Minha zoologia de vertebrados está um pouco enferrujada, então eu sugiro pegar qualquer livro de primeiro curso sobre o assunto, a maioria deles cobre extensivamente a evolução dos órgãos reprodutivos / urinários.


Existe alguma razão evolutiva (ou histórico para) ter o ducto urinário e os órgãos reprodutivos próximos um do outro (em humanos e em muitos outros vertebrados)?

Porque funciona.

A evolução não faz crescer nem remove coisas porque podem ser funky ou úteis. A evolução é ditada pela capacidade de sobrevivência dos organismos. Se uma mudança ajuda um organismo a sobreviver para transmitir seus genes, ela é mantida. Do contrário, é eliminado do pool genético com o tempo. Contanto que uma mudança não ajude ou prejudique significativamente, ela pode ser mantida por centenas, milhares, até milhões de gerações.

Falando evolutivamente, eles estão onde estão porque somos mamíferos que eram formalmente quadrípedes que se tornaram bípedes. O desenho estereotípico quadrípede tem os órgãos reprodutivos localizados perto da pelve. Provavelmente porque eles estão mais bem protegidos lá. Membros traseiros poderosos para chutar e dentes e garras desagradáveis ​​na frente. Também dá acesso fácil para o acasalamento, o que é muito importante se você quiser dar continuidade à espécie. Em quadrípedes, pode ser muito estranho se a genitália estiver localizada perto da caixa torácica

Na verdade, você pode encontrar vários motivos pelos quais os órgãos estão localizados onde estão. Existem muitas vantagens e muitas desvantagens, mas no final a explicação mais simples será "Porque podemos sobreviver com eles lá." As vantagens superaram as desvantagens para a história de nossa espécie até agora, e até que isso mude, eles provavelmente permanecerão onde estão.


O corpo humano possui três canais de excreção de substâncias, um para cada uma das três fases físicas da matéria: pulmões para substâncias gasosas, como o CO2, ânus para substâncias sólidas como fezes e canal urinário para substâncias líquidas.

Descobriu-se que o esperma é líquido, por isso usa o mesmo canal da urina líquida.


Evolução da vagina dos mamíferos

O título e aquela pequena imagem à esquerda devem ser uma sugestão suficiente, mas se não, continue a ler.

R: A vagina. Não temos sorte?

Existe uma velha piada sobre design ruim: que tipo de designer direcionaria os canos de esgoto direto para o centro do centro de entretenimento? É um bom ponto. Não faz sentido do ponto de vista do design ter nossos sistemas reprodutivo e excretor tão intimamente misturados, mas faz muito sentido de um ponto de vista puramente histórico. Em certo sentido, reprodução é uma função excretora - estamos liberando gametas produzidos internamente e já temos um conjunto perfeitamente bom de tubos indo de nosso interior para o exterior, então por que não usá-los? Só que em nossa linhagem, que se especializou em cuidar muito bem de nossos gametas e zigotos, o encanamento se tornou cada vez mais elaborado, e aquela parte do sistema que antes era apenas uma passagem conveniente tornou-se um destino e uma residência de longo prazo no seu direito.

O desenvolvimento nos conta parte da história. Os tratos reprodutivo e urinário estão todos entrelaçados no desenvolvimento inicial, surgindo juntos de dois pares de dutos, os dutos de Müller e Wolff, que são modificados de maneiras complexas para formar uma série de rins (guardamos apenas o último, os metanefros) , um conjunto de vias para os testículos masculinos e ainda outro conjunto para os ovários femininos.

Em mamíferos não-terianos, todos esses complicados tubos têm um destino comum, uma única saída para o mundo externo: a cloaca. "Cloaca" significa esgoto em latim, e seu nome é apropriado. A terminação do intestino grosso está aqui, assim como as extremidades dos ureteres dos rins e dos dutos dos ovários ou testículos. Tudo é despejado na cavidade da cloaca, fazendo um belo guisado de fezes, urina e esperma ou óvulos. Mmm-mmm. A cloaca é o cilindro cinza na parte inferior da figura A, abaixo, nos três primeiros organismos, anfíbios, pássaros / répteis e monotremados (minhas desculpas pela obscuridade da imagem, é a melhor cópia que tenho).


(Clique para ampliar a imagem)
Evolução do sistema reprodutivo dos tetrápodes. (A) Sistema urogenital feminino das principais linhagens de tetrápodes. Inf,
infundíbulo Ov, ovário Ovd, oviduto Ut, útero (ou região produtora de concha em animais não terianos) Vg, vagina Kd, rim
Ud, ducto urinário Rc, reto Ub, bexiga urinária Cl, cloaca. (B) Ovo de tetrápode. *, a casca de pássaros e alguns répteis
é altamente calcificado. MPS, camada de mucopolissacarídeo específica para marsupial. (C) Filogenia de tetrápodes mostrando grandes transições
na reprodução de mamíferos. Divergência de anfíbios e amniotas (A). Divergência de pássaros / répteis e mamíferos
(B). Divergência de monotremados e therians (C). Divergência de marsupiais e placentários (D).

A organização fundamental da parte reprodutiva do trato urogenital dos vertebrados é direta: é um tubo com um funil em uma extremidade que captura os óvulos liberados pelo ovário e os conduz a um orifício externo. Ao longo do caminho, as células que revestem o tubo secretam produtos úteis, como albumina e gema, e depositam uma casca, podendo atuar armazenando temporariamente o ovo antes de sua liberação final.

Os mamíferos marsupiais e placentários dispensaram a maioria dessas funções e expandiram outras. Uma parte do oviduto adquiriu um epitélio ricamente vascularizado e especializações para investir e nutrir um embrião residente, tornando-se um útero. Essa é uma função incrível e inovadora em si, mas, além disso, formou um canal novo e separado, a vagina. A vagina é uma estrutura inteiramente nova, que não possui homólogo em anfíbios ou répteis.

Este é uma observação interessante. É uma estrutura totalmente original que surgiu algum tempo depois da divisão monotremato-marsupial, uma novidade evolucionária. Como isso aconteceu? Como podemos estudar um evento único que ocorreu há mais de 150 milhões de anos?

Wagner e Lynch têm uma proposta para responder a ambas as perguntas. O mecanismo geral para gerar novas estruturas é a ortodoxia evo-devo:

  1. Um efeito colateral epigenético de outras mudanças evolutivas no corpo, levando a uma nova estrutura física nos organismos.
  2. A consolidação genética e individuação da nova estrutura.

(Observe que isso propõe fenótipo antes genótipo, que é um tanto herético para o neodarwinismo. Isso não deve incomodar nem um pouco a turma evo-devo, é claro.)

Como estudar tal processo do passado?

O pressuposto básico de uma abordagem evolucionária molecular para o estudo das novidades evolutivas
é aquele mudanças na regulação do desenvolvimento tenho
deixaram vestígios na estrutura molecular do
genoma e um estudo comparativo do genoma
estruturas devem ser capazes de identificar
mudanças coincidentes com uma novidade fenotípica. (ênfase minha)

Esse processo de consolidação e individuação teria deixado cicatrizes detectáveis ​​no genoma - os genes envolvidos teriam adquirido as mudanças necessárias para fixar o fenótipo na população. Novamente, como seria de se esperar da perspectiva da evo-devo, essas mudanças teriam sido feitas nos genes reguladores que controlam a expressão gênica específica do tecido. Que genes devemos examinar? Vejamos os órgãos therian de interesse e aqui estão alguns prováveis ​​candidatos: os genes HoxA que possuem domínios específicos de região no trato reprodutivo feminino.


Padrão de expressão do gene Hox e a evolução de
o trato reprodutivo feminino. (uma) HoxA-13 para HoxA-9 estão
localizados na extremidade 5 'do cluster HoxA e são expressos em
as mesmas regiões no adulto e no embrião: HoxA-13
(verde), HoxA-11 (amarelo), HoxA-10 (laranja) e HoxA-9
(azul). (b) Filogenia de tetrápodes mostrando fêmeas representativas
sistemas reprodutivos de cada grupo (ovários anfíbios
mostrado apenas à esquerda).

Os genes HoxA-9 a HoxA-13 são expressos em ordem ao longo do ducto de Müller embrionário e também continuam a ser expressos na idade adulta, de forma que todas as células da vagina expressam HoxA-13, enquanto as células do colo do útero todas tenho o HoxA-11 ligado (por algum motivo, acho que é um conhecimento maravilhoso, e só tenho que dizer ...Viva o HoxA-13! Acabou de se tornar meu gene Hox favorito.)

Portanto, a questão é se há alguma evidência de que esses genes Hox particulares têm sinais de qualquer conjunto de mudanças que estão associadas a transições particulares na evolução dos vertebrados - em particular, existem diferenças que podem ser rastreadas até a transição entre os monotremados e a terapia, e entre os placentários e os marsupiais. A resposta parece ser sim: o diagrama à direita é uma medida do número de mudanças sinônimas a não sinônimas no HoxA-11, que é um indicador das pressões seletivas que moldaram o gene.

Além disso, eles identificaram onde essas mudanças ocorreram, e elas não estão no homeodomínio (a parte da proteína que se liga a sequências específicas no DNA, mas na extremidade do terminal amino.

Os modelos 3-D abaixo mostram onde os aminoácidos relevantes (em amarelo) acabam na proteína dobrada. O interessante aqui é que as proteínas regulatórias não apenas interagem entre si, mas também com de outros proteínas regulatórias que se ligam simultaneamente. É toda uma cadeia de interações - proteínas regulatórias ligando-se ao DNA e também ligando-se umas às outras em um complexo chamado enhancersome - que determina o nível de expressão de um gene específico.


Estrutura da proteína HoxA-11. Este modelo de proteína tridimensional foi calculado por modelagem comparativa como parte do
o projeto MODBASE. (A) Modelo mostrado como fitas. (B) Modelo renderizado com uma superfície molecular. A ligação ao DNA
o homeodomínio é mostrado em vermelho. A região carboxi-terminal do exon 2 é mostrada em azul. Resíduos identificados como sendo sob
a seleção direcional (positiva) na linhagem do caule de eutherianos é mostrada em amarelo. Resíduos substituídos na linhagem de tronco de
therians mas não identificados na seleção são mostrados em verde. Observe que todos esses locais de aminoácidos afetam os aminoácidos que são
previsto para ser colocado na superfície da molécula, como esperado, se a seleção for conduzida por novas interações proteína-proteína.

Ainda há muito a ser feito. Os genes Hox estão bem acima na cadeia de genes reguladores, portanto, há muitos outros genes a jusante que precisam ser resolvidos. Também estamos muito longe de descobrir como esses padrões de expressão gênica definem os processos morfogenéticos que criam essa adorável nova estrutura, a vagina. O importante, porém, é que existem essas perguntas esperando para serem respondidas - os investigadores têm um programa de pesquisa.

Propomos que um programa de pesquisa para explicar
novidades evolucionárias tem que se concentrar na questão
se novos personagens surgem por meio do
evolução de novas ligações regulatórias entre genes de desenvolvimento. Além disso, propomos que um
análise detalhada da evolução do desenvolvimento
genes envolvidos no desenvolvimento de um derivado,
novo personagem pode revelar mudanças moleculares que
poderia estar causalmente envolvido na origem das novidades evolutivas. O estudo de caso apresentado aqui
sugere que os métodos estatísticos de
evolução são fortes o suficiente para fornecer
hipótese para teste experimental. O sucesso de
este programa de pesquisa dependerá da capacidade de conectar os padrões de evolução molecular com
o papel funcional dessas mudanças moleculares.

Essa é a coisa legal da biologia evolucionária: perguntas interessantes, ancestrais estimulantes e a promessa de ferramentas para responder mais.

Lynch VJ, Roth JJ, Takahashi K, Dunn CW, Nonaka DF, Stopper GF, Wagner GP (2004) Adaptive evolution of HoxA-11 e HoxA-13 na origem do útero em mamíferos. Proc Biol Sei. 271 (1554): 2201-7.

Wagner GP, Lynch VJ (2005) Evolução molecular das novidades evolutivas: a vagina e o útero de mamíferos Therian. J Exp Zoolog B Mol Dev Evol. [Epub ahead of print]


Sistema reprodutor masculino

O sistema reprodutor masculino é um agrupamento de órgãos que constituem os sistemas reprodutivo e urinário de um homem. Esses órgãos realizam as seguintes funções em seu corpo:

  • Eles produzem, mantêm e transportam esperma (as células reprodutoras masculinas) e sêmen (o fluido protetor em torno do esperma).
  • Eles descarregam esperma no trato reprodutivo feminino.
  • Eles produzem e secretam hormônios sexuais masculinos.

O sistema reprodutor masculino é composto de partes internas (dentro do corpo) e externas (fora do corpo). Juntos, esses órgãos ajudam você a urinar (livrar seu corpo de resíduos líquidos), ter relações sexuais e ter filhos.

Quais são as estruturas reprodutivas masculinas externas?

A maior parte do sistema reprodutor masculino está localizada fora da cavidade abdominal ou pélvis. As partes externas do sistema reprodutor masculino incluem o pênis, o escroto e os testículos.

O pênis é o órgão masculino para a relação sexual. Tem três partes:

  • A raiz: Esta é a parte do pênis que se fixa à parede do abdômen.
  • O corpo ou eixo: Com a forma de um tubo ou cilindro, o corpo do pênis é composto por três câmaras internas. Dentro dessas câmaras, há um tecido erétil especial semelhante a uma esponja que contém milhares de grandes espaços que se enchem de sangue quando você está sexualmente excitado. À medida que o pênis se enche de sangue, fica rígido e ereto, o que permite a penetração durante o sexo. A pele do pênis é solta e elástica, permitindo mudanças no tamanho do pênis durante uma ereção.
  • A glande: Esta é a extremidade em forma de cone do pênis. A glande, também chamada de cabeça do pênis, é coberta por uma camada solta de pele chamada prepúcio. Essa pele às vezes é removida em um procedimento chamado circuncisão.

A abertura da uretra - o tubo que transporta o sêmen e a urina para fora do corpo - está localizada na ponta da glande do pênis. O pênis também contém muitas terminações nervosas sensíveis.

O sêmen, que contém esperma, é expelido (ejaculado) pelo final do pênis quando o homem atinge o clímax sexual (orgasmo). Quando o pênis está ereto, o fluxo de urina da uretra é bloqueado, permitindo que apenas o sêmen seja ejaculado no orgasmo.

O escroto é um saco de pele frouxo em forma de bolsa que fica atrás do pênis. Ele contém os testículos (também chamados de testículos), bem como muitos nervos e vasos sanguíneos. O escroto protege seus testículos, além de fornecer uma espécie de sistema de controle climático. Para o desenvolvimento normal do esperma, os testículos devem estar a uma temperatura ligeiramente mais fria do que a temperatura corporal. Músculos especiais na parede do escroto permitem que ele se contraia (contraia) e relaxe, movendo os testículos para mais perto do corpo para aquecê-lo e protegê-lo ou para longe do corpo para diminuir a temperatura.

Testículos (testículos)

Os testículos são órgãos ovais do tamanho de azeitonas muito grandes que ficam no escroto, presos em ambas as extremidades por uma estrutura chamada cordão espermático. A maioria dos homens tem dois testículos. Os testículos são responsáveis ​​pela produção de testosterona, o principal hormônio sexual masculino, e pela produção de espermatozoides. Dentro dos testículos, existem massas enroladas de tubos chamados túbulos seminíferos. Esses túbulos são responsáveis ​​pela produção dos espermatozoides por meio de um processo denominado espermatogênese.

O epidídimo é um tubo longo e enrolado que fica na parte de trás de cada testículo. Ele carrega e armazena células de esperma que são criadas nos testículos. Também é função do epidídimo levar os espermatozoides à maturidade - os espermatozoides que emergem dos testículos são imaturos e incapazes de fertilização. Durante a excitação sexual, as contrações forçam o esperma para o canal deferente.

Quais são os órgãos reprodutivos masculinos internos?

Você tem vários órgãos internos - também chamados de órgãos acessórios - que desempenham um papel importante no sistema reprodutor masculino. Esses órgãos incluem:

  • Vas deferens: O canal deferente é um tubo longo e muscular que vai do epidídimo para a cavidade pélvica, logo atrás da bexiga. O canal deferente transporta o esperma maduro para a uretra em preparação para a ejaculação.
  • Dutos ejaculatórios: Esses dutos são formados pela fusão dos vasos deferentes e das vesículas seminais. Os dutos ejaculatórios desaguam na uretra.
  • Uretra: A uretra é o tubo que transporta a urina da bexiga para o exterior do corpo. Nos homens, tem a função adicional de expelir (ejacular) o sêmen quando você atinge o orgasmo. Quando o pênis está ereto durante o sexo, o fluxo de urina é bloqueado da uretra, permitindo que apenas o sêmen seja ejaculado no orgasmo.
  • Vesículas seminais: As vesículas seminais são bolsas em forma de saco que se fixam aos canais deferentes próximos à base da bexiga. As vesículas seminais produzem um fluido rico em açúcar (frutose) que fornece aos espermatozoides uma fonte de energia e ajuda a sua capacidade de se mover (motilidade). O fluido das vesículas seminais constitui a maior parte do volume do fluido ejaculatório, ou ejaculação.
  • Próstata: A próstata é uma estrutura do tamanho de uma noz localizada abaixo da bexiga urinária na frente do reto. A próstata contribui com fluido adicional para a ejaculação. Os fluidos da próstata também ajudam a nutrir o esperma. A uretra, que carrega a ejaculação a ser expelida durante o orgasmo, passa pelo centro da próstata.
  • Glândulas bulbouretrais: As glândulas bulbouretrais, ou glândulas de Cowper, são estruturas do tamanho de ervilhas localizadas nas laterais da uretra, logo abaixo da próstata. Essas glândulas produzem um líquido límpido e escorregadio que é despejado diretamente na uretra. Este fluido serve para lubrificar a uretra e neutralizar qualquer acidez que possa estar presente devido a gotas residuais de urina na uretra.

Como funciona o sistema reprodutor masculino?

Todo o sistema reprodutor masculino depende de hormônios. São substâncias químicas que estimulam ou regulam a atividade de suas células ou órgãos. Os principais hormônios envolvidos no funcionamento do sistema reprodutor masculino são o hormônio folículo-estimulante (FSH), o hormônio luteinizante (LH) e a testosterona.

FSH e LH são produzidos pela glândula pituitária. Ele está localizado na base do cérebro e é responsável por muitas funções em seu corpo. FSH é necessário para a produção de esperma (espermatogênese). O LH estimula a produção de testosterona, necessária para dar continuidade ao processo de espermatogênese. A testosterona também é importante no desenvolvimento das características masculinas, incluindo massa e força muscular, distribuição de gordura, massa óssea e desejo sexual.

Um homem pode passar pela menopausa?

Menopausa é um termo usado para descrever o fim da função menstrual normal de uma mulher. Nas mulheres, isso é marcado por mudanças na produção de hormônios. Uma das maiores mudanças para uma mulher após a menopausa é que ela não pode mais ter filhos. Os testículos, ao contrário dos ovários, não perdem a capacidade de produzir hormônios. Se um homem for saudável, ele pode produzir espermatozoides até os 80 anos ou mais.

Por outro lado, mudanças sutis na função dos testículos podem acontecer desde os 45 a 50 anos de idade, e de forma mais dramática após os 70 anos. Para muitos homens, a produção de hormônios pode permanecer normal na velhice, enquanto outros podem têm produção de hormônio em declínio mais cedo. Às vezes, isso pode ser resultado de uma doença, como diabetes.

Não está claro se a diminuição da função testicular contribui para sintomas como fadiga, fraqueza, depressão ou impotência.

A & quot menopausa masculina & quot pode ser tratada?

Se os seus níveis de testosterona estiverem baixos, a terapia de reposição hormonal pode ajudar a aliviar os sintomas, como perda de interesse por sexo, depressão e fadiga. No entanto, a reposição dos hormônios masculinos pode piorar o câncer de próstata e também piorar a aterosclerose (endurecimento das artérias).

Você deve fazer um exame físico completo e testes laboratoriais devem ser realizados antes de iniciar a terapia de reposição hormonal. Ainda há muitas perguntas sem resposta sobre quantos homens de meia-idade poderiam se beneficiar com a terapia de reposição hormonal. Converse com seu médico sobre todos os prós e contras desse tratamento e qual é a melhor opção para você.


TRANSPORTE NORMAL DE URINA E MICTURIÇÃO

A produção de urina é uma função tanto da filtração renal-glomerular quanto da reabsorção tubular e é rigidamente regulada pelo estado de hidratação sistêmica e equilíbrio eletrolítico. O filtrado urinário passa pelo néfron à medida que passa pelo córtex e pela medula e é concentrado por meio de um mecanismo de contra-corrente. A urina sai do rim pelas papilas renais e é transportada pelo sistema coletor superior. O músculo liso que envolve os cálices, a pelve renal e os ureteres é do tipo sincicial, sem junções neuromusculares discretas. Em vez disso, a excitação do músculo liso é espalhada de uma célula muscular para a seguinte. Em humanos, acredita-se que as células atípicas do músculo liso, localizadas próximo à borda pélvical, atuem como os marca-passos da peristalse do trato urinário (49, 50). Essas células iniciam contrações peristálticas unidirecionais que, por sua vez, promovem o fluxo de urina para a frente. Recentemente, Hurato et al. demonstraram que o rompimento da região pélvical dos segmentos mais distais do trato urinário evitou o peristaltismo. Além disso, o cátion-3 ativado por hiperpolarização (HCN3), uma isoforma de uma família de canais conhecida por iniciar a atividade elétrica no cérebro e no coração, foi isolado na mesma distribuição espacial das células atípicas do músculo liso da junção pélvical. A inibição desta proteína de canal causou uma perda de atividade elétrica na junção pélvical e levou à atividade elétrica aleatória e perda do peristaltismo coordenado (51). Resta saber se as células positivas para HCN3 são iguais às do músculo liso atípico. As contrações ureterais normais ocorrem de duas a seis vezes por minuto e é o avanço da onda de contração que força o bolo urinário para baixo ao longo dos ureteres e depois para a bexiga (52). Algumas bactérias uropatogênicas parecem ter desenvolvido uma maneira de superar o fluxo normalmente protetor de urina que resulta das contrações ureterais peristálticas. Estudos recentes demonstraram que a maioria das UPEC tem a capacidade de prejudicar a contratilidade ureteral por meio de um mecanismo dependente de cálcio e que esse mecanismo é dependente da interação FimH-urotelial (53, 54).

O ciclo de micção é mais bem pensado como duas fases distintas: armazenamento de urina / enchimento da bexiga e micção / esvaziamento da bexiga (55). As propriedades viscoelásticas da bexiga permitem aumentos no volume da bexiga com pouca alteração nas pressões do detrusor ou intravesical. Além disso, durante o enchimento da bexiga, os reflexos simpáticos espinhais (T12 & # x02013L2) são ativados que, por meio da modulação da transmissão parassimpático-ganglionar, inibem as contrações da bexiga e aumentam a resistência à saída da bexiga por meio da ativação do músculo liso (56). A resistência à saída da bexiga também aumenta durante o enchimento, secundário ao aumento da atividade do esfíncter uretral externo por meio de um reflexo espinossomático (reflexo de guarda) (57). À medida que a bexiga atinge sua capacidade, a atividade aferente de tensão, volume e receptores nociceptivos são transmitidos via fibras A & # x003b4 e C através dos nervos pélvico e pudenal até a medula espinhal sacral (56). Os sinais aferentes sobem na medula espinhal até o centro de micção pontina no tronco cerebral rostral. Aqui, os sinais são processados ​​sob forte influência do córtex cerebral e de outras áreas do cérebro. Se a micção for considerada apropriada, o reflexo de micção / esvaziamento da bexiga é iniciado. O padrão de atividade eferente que se segue é completamente revertido, produzindo fluxo parassimpático sacral e inibição das vias simpáticas e somáticas. Primeiro, o esfíncter uretral externo relaxa e logo em seguida uma contração coordenada da bexiga causa a expulsão da urina (56, 58) (Fig. 4).

Mecanismo de armazenamento e esvaziamento. A. Armazenamento de urina. O disparo aferente da bexiga de baixo nível, secundário à distensão da bexiga, aumenta o fluxo simpático para a saída da bexiga e o esfíncter uretral externo (& # x02018 reflexo de proteção & # x02019). A sinalização simpática também atua inibindo as contrações do músculo detrusor. B. Anulação. Na capacidade da bexiga, a atividade aferente de alto nível da bexiga ativa o centro de micção pontina. Isso, por sua vez, inibe o reflexo de guarda. O centro de micção pontina ativado, sob condições apropriadas, levará ao fluxo parassimpático para a bexiga e para o músculo liso do esfíncter interno. O relaxamento do esfíncter urinário é logo seguido por uma grande contração coordenada do detrusor, levando à expulsão da urina da bexiga. (Reimpresso e adaptado da referência 58 com permissão do editor.) Doi: 10.1128 / microbiolspec.UTI-0016-2012.f4

O fluxo de urina para a frente é fundamental para a manutenção de um trato urinário saudável. Qualquer processo estrutural ou funcional que impeça o fluxo da urina tem o potencial de promover a estase urinária, daí a patogênese da ITU. Nas próximas seções, iremos elaborar aquelas anormalidades anatômicas e fisiológicas que podem afetar tanto o armazenamento quanto o esvaziamento da urina e, por sua vez, promover a patogênese da ITU.


DISCUSSÃO

Aplicamos a histologia para descrever as gônadas bissexuais (Figs. 2, 6) e para interpretar as estruturas únicas do sistema de ducto genital, ou seja, DCGD, caracterizado por ter um oviduto contido no lúmen do ducto espermático, no preto protândrico porgy (Fig. 8). Essas estruturas diferem marcadamente da estrutura do sistema de ducto genital nos teleósteos gonocorísticos (Redding e Patino, 2000), e essas características são o primeiro relato em peixes. Este sistema DCGD único é sugerido para facilitar a prontidão reprodutiva e a reprodução bem-sucedida quando os peixes estão acompanhando a mudança de sexo.

Uma ilustração esquemática das estruturas anatômicas que cercam as gônadas bissexuais, dutos reprodutivos com estrutura de "dupla cânula ducto genital", o ducto mesonéfrico e outros tecidos na cavidade abdominal do porgo preto protândrico. A: anus ADP: tecido adiposo CT: tecido conjuntivo GP: poro genital INT: intestino MD: ducto mesonéfrico OC: cavidade ovariana OD: oviduto OT: tecido ovariano SD: ducto espermático TDC: cavidade testicular média TMC: cavidade testicular principal TT: testicular tecido UB: bexiga urinária UP: poro urinário.

Em teleósteos gonocorísticos, os dutos e ovidutos do espermatozoide dos peixes machos e fêmeas são considerados uma extensão do testículo e do ovário, respectivamente (Redding e Patino, 2000). No entanto, há uma escassez de literatura detalhando sua arquitetura morfológica e funções fisiológicas. A configuração da gônada no pargo negro (Fig. 6A) pertence ao tipo delimitado de tecidos germinativos em peixes hermafroditas (Sadovy e Shapio, 1987). Uma configuração dorsoventral da gônada bissexual ovário-testículo antes da mudança de sexo (Figs. 6A-C), a separação do ovário e testículo pela túnica albugínea e a progressão ontogenética de masculino para feminino contribuem para o padrão único característico da coexistência de um ducto espermático externo e um oviduto interno (Fig. 8). Apesar de sua coexistência, o ducto espermático não se abriu no poro genital da papila entre o poro urinário e o ânus até a primeira estação de desova. O oviduto também persistiu dentro do lúmen do ducto espermático na região proximal, mas cresceu independentemente e tornou-se uma extremidade romba na região distal do sistema de ducto genital. Como o ducto espermático, o oviduto não se conectava ao poro genital até que ocorresse a mudança de sexo. Também descobrimos que em alguns peixes os oócitos nos ovários desenvolveram-se até o estágio vitelogênico, embora os ovidutos não se estendessem aos poros genitais (dados não publicados).

Inferimos que alguns fatores desconhecidos podem ser secretados dos tecidos ao redor dos ductos para induzir o ducto genital apropriado a se estender e se diferenciar em ductos funcionais ou sofrer morte celular programada. Suzuki e Shibata (2004) investigaram o processo de desenvolvimento da formação do ducto genital no medaka, Oryzias latipes, e sugeriram que a formação do ducto genital distal se originou da região ventral do mesênquima néfrico. Sugerimos que o desenvolvimento do ducto e oviduto espermático no porgo negro é derivado dos tecidos somáticos do testículo e do ovário, respectivamente. No entanto, também existe a possibilidade de impacto recíproco entre o mesênquima néfrico da região caudal e o dos ductos genitais, ocorrendo regressão e desenvolvimento alternados desses dois ductos. Quando os porgies negros passam por uma mudança de sexo, o desenvolvimento de seus sistemas reprodutivos inclui não apenas gametas masculino / feminino (Chang et al., 1994) e suas células somáticas associadas, mas também o respectivo alongamento e regressão das passagens reprodutivas do ovário e testículo .

During early gonadal development, the primordial gonad buds out a second branch (Fig. 1C) for the formation of the ovarian cavity (the female reproductive passage within the gonad), a pattern which is consistent with one of two patterns of ovarian development in teleosts (Liem et al., 2001 ). The putative ovarian and testicular tissues in the black porgy begin to differentiate at the regions around the ovarian cavity and ventral parts of the gonads, respectively at about 4–5 months of age (Lee et al., 2008 Fig. 9). After differentiation in the bisexual gonad, the ovary and testis are separated by the tunica albuginea (Fig. 2A) within which the male reproductive passage (we termed testicular main cavity) in the gonad is then formed. Spermatogenesis occurs within the cysts in the lobules constituting the testis. Spermatozoa are released from mature cysts and lobules and then are gathered into the interspace of the testis we termed the testicular middle cavity. Spermatozoa streams within the testis from the testicular middle cavity are gathered again into the testicular main cavity. However, spermatozoa within the mature testis do not have the ability to swim until being spermiated out into the environment.

Developmental profiles of the gonad and reproductive passages within the gonad during natural sex change. The developmental processes can be illustrated by the following nine steps: (1) The gonad was still undifferentiated at 6 weeks of age and budded out a branch from the base at about 14 weeks of age. (2) The gonad, in which the putative ovarian and testicular tissues had just developed, formed the ovarian cavity, which served as the female reproductive passage at about 16–20 weeks of age. (3) The connective tissue within the tunica albuginea, which surrounded the ovarian tissue, formed the testicular main cavity, which served as the male reproductive passage later in the spawning seasons, and it separated ovarian and testicular tissues during the prespawning season. (4) The swelling testicular main cavity (TMC) full of spermatozoa extruded the ovarian cavity to the margin of the gonad, in which ovarian tissue grouped as a cell nest distributed along one side opposite to the TMC during the first spawning period. (5) Ovarian lamella started to develop and testicular tissue regressed after the first spawning season, whereas the TMC and testicular middle cavity (TDC) gradually shrank. (6) Ovarian tissue proliferated during the intersex period but female germ cells were still at the primary oocyte stage. The TMC and TDC became regressed within the testicular tissue. (7) Testicular tissue proliferated again and ovarian tissue regressed before the second spawning period. Fish became functional males during the second spawning season. The TMC and TDC swelled from the mass of spermatozoa. (8) Testicular tissue regressed and ovarian tissue grew after the second spawning period. The TMC and TDC shrank. (9A) The fish remained as functional males (no sex change) when testicular tissue grew and became the functional testis during the third spawning period. (9B) Testicular tissue further regressed and became residue during the intersex period the TMC and TDC were already absent. Primary oocytes proceeded to vitellogenesis during the prespawning period and developed into vitellogenic oocytes. These fishes succeeded in changing sex during the third spawning period, and the ovarian cavity served as a female reproductive passage. BG: branched gonad MAV: main artery and vein MOT: mature ovarian tissue MTT: mature testicular tissue OC: ovarian cavity OL: ovarian lamella OT: ovarian tissue PGC: primordial germ cells PO: primary oocytes POT: putative ovarian tissue PTT: putative testicular tissue RTT: residues of testicular tissue TDC: testicular middle cavity TMC: testicular main cavity TT: testicular tissue UDG: undifferentiated gonad VO: vitellogenic oocytes.

The main vascular systems of the gonad in the black porgy were present near the ovarian tissues (Fig. 9). Small blood vessels and capillaries were distributed through every ovarian lamella (Lee et al., 2008 ) and cyst (Huang et al., 2002 ). The vascular system was revealed from partially emptied testicular tissue within the middle and main cavities (Fig. 5B–E). The space and shape of the testicular main and middle cavities were not regular. They were enlarged by a mass of spermatozoa during the spawning period and then shrunk just like cracks within the gonad during the nonspawning season. The genital duct system within the gonad of the black porgy was not observed to have definitive passage and ductal structures. That is the reason why we use “cavity” instead of “duct” (as proposed by Grier et al., 1980 ) to label the reproductive passages within the gonads of teleosts.

In 3-year-old fish, some of the black porgies underwent natural sex changes when approaching the third spawning season. This occurred when ovarian tissues proliferated and testicular tissue degenerated (Lee et al., 2008 Wu et al., 2008 ). During natural sex change, tissues of the sperm duct either became totally degenerated along the genital duct or left remnants near the urinary pores. Long-term estradiol administration resulted in the development of the ovary and successful sex change (Lee et al., 2000 , 2001 Du et al., 2003 Lee et al., 2004 ). We also observed that estradiol administration induced oviduct development but inhibited sperm duct development in the fish (unpublished data). Based on these results during early gonadal development and later sex change, we suggest that the development and regression of the male and female reproductive passages in the black porgy is dependent on that of the testicular and ovarian tissues.

We also made the novel observation that a unique “ovarian cavity crack” structure appeared between the gonads and the genital ducts. Temporally, the “four-stranded gonad” structures only appeared before the first spawning period and existed in a very small area. We suggest that the role of the ovarian cavity crack is to balance the inner pressure among the two blind-ended genital ducts, the abdominal cavity and the microenvironment.

In conclusion, this is the first detailed investigation of the histological characteristics and development of the genital duct system in the protandrous black porgy. Their unique DCGD structures, which include an oviduct contained within the lumen of the sperm duct in the proximal region and two detached ducts in the distal region, greatly differ from the known configuration of the genital ducts in the gonochoristic teleosts. The dorsoventral configuration of the ovary-testis bisexual gonad before sex change, the separation of ovary and testis by the tunica albugenia, and the ontogenetic expression first as male and later as female result in the coexistence of an outer sperm duct and inner oviduct. The oviduct and sperm duct extend and develop from the ovary and testis, respectively. The success of the sex change in the protandrous porgy relies not only on the changes of alternate germ cells but also on the development of the somatic cells of the genital duct systems. These data provide important information to further understand how the protandrous black porgy optimizes reproductive success through their unique genital duct system and also sheds light on the various strategies of reproduction in vertebrates.


A bug's (sex) life: Diving beetles offer unexpected clues about sexual selection

Studies of diving beetles suggest sperm evolution may be driven by changes in female reproductive organs, challenging the paradigm of post-mating sexual selection being driven mostly by competition among sperm.

Studying female reproductive tracts and sperm in diving beetles (Dytiscidae), researchers from the University of Arizona and Syracuse University have obtained a glimpse into a bizarre and amazing world of sperm that can take on a variety of forms -- including joining together into conglomerates that navigate the twisted mazes of the female reproductive tract.

Analyses of the evolutionary relationships among diving beetles reveal that sperm form appears to follow function dictated by female reproductive organs.

"Our findings show that sexual selection isn't always all male-male competition," said Dawn Higginson, the study's lead author who is a postdoctoral research associate at the UA's Center for Insect Science, who did much of the work for this study with her doctorate advisor Scott Pitnick, a professor of biology at Syracuse University in Syracuse, N.Y.

"Rather than standing at the sidelines, it appears that females can take the lead in driving the evolution of male sexual traits," Higginson said.

The study results will be published the week of Feb. 6 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Unlike most mammals in which fertilization involves large numbers of simple-built, individual sperm cells racing for the egg through a rather straightforward female reproductive tract, many other animal groups, especially invertebrates such as mollusks and insects, have evolved complex anatomical variations in both sperm and female reproductive organs.

According to Pitnick, sperm shape does not show much variation in species whose eggs are fertilized after they have left the female, such as most fish, for example.

"But once internal fertilization evolves, something happens and evolution goes crazy," he said. "In almost every animal group with internal fertilization that has been looked at, sperm have evolved into a real diversity of forms."

Although copulation and fertilization occur within hours or days of each other in mammals and other groups, it is more common for the female to store the sperm she received from one or several males, sometimes for years, and exert control over when and how her eggs are fertilized.

For this study, Higginson compared features of female reproductive tracts and sperm from 42 species of diving beetles. Close to 4,000 species of diving beetles occur worldwide.

"Diving beetles can be found in just about every puddle of water," she said. "Here in the Arizona desert, most cattle tanks or natural pools will have numerous species of them. They're everywhere, except salt water, which they can't tolerate."

All are voracious predators, such as the Great Diving Beetle, which is common in Europe. Both larva and adult stalk small fish or tadpoles underwater, until they pounce and subdue them with pointy mandibles shaped like curved daggers.

In an attempt to better understand sperm evolution, Higginson and Pitnick came across descriptions of paired sperm in diving beetles dating back more than a hundred years. Female reproductive tracts in these animals were not systematically investigated until ten years ago.

Previous studies on the interaction between sperm and female reproductive organs established simple relationships between the two such as duct length and sperm length, but did not look much farther than that, Higginson said.

She remembered squashing a spermatheca, which is the part of the female tract that stores the sperm, on a microscope slide, and out came a single, enormous mass of sperm, all connected to each other and swirling and wiggling around. Previous studies had reported diving beetle species whose sperm cells join up in pairs, but seeing lots of individual sperm cells aggregating into one single conjugate was something unexpected and new.

"I could see the tails beating and moving the whole conjugate around," Higginson said. "As far as sperm goes, this is clearly unlike anything we have ever seen before."

In some species she found hundreds or even thousands of sperm cells stacked up like badminton birdies, forming a long, fairly rigid rod of sperm resembling a fuzzy worm as it moves around inside the female. In other species, sperm are connected by their heads with some kind of glue.

Higginson then set out to investigate what evolutionary forces are the most likely to drive all this unexpected diversity. In an unprecedented effort, she measured many different parameters such as overall sperm length, head length, tail length, length of the female ducts, area of the sperm storage chambers, presence of conjugates, head shape and so on. Using statistical tools to analyze evolutionary relationships among traits, she then reconstructed the most likely evolutionary relationships between sperm and female reproductive tracts.

"We can reconstruct what the ancestors of these diving beetles looked like," Higginson explained. "We find they had conjugated sperm and rather compact female reproductive tracts. The female morphology undergoes evolutionary change, and then sperm compensates for that. We can't say from this study that the males are catching up but it's suggesting there could be an arms race."

Pitnick said: "When you look at the intricate morphology of the reproductive tracts, you can't help but think that sperm needs Swiss army knives and compasses to make it through there. The females make it really complicated."

"In most cases of sexual selection, we expect co-evolution between a female preference for a male trait, like flashy tails in peacocks," Higginson said. "Females prefer males with flashy tails, and then females want bigger and flashier tails after that, setting up a co-evolutionary cycle. We are not positive that this is happening here, but is possible that all this diversity we see in the sperm is the equivalent of flashy peacock feathers, and females have evolved reproductive tracts that favor one kind of sperm over another."

"Perhaps there is something else that is influencing the evolution of the female reproductive tract," she added. "Perhaps it has to be big enough to handle an egg properly or something like that. The point is that the females are driving the sexual evolution. The sperm cells just have to keep up."

Pitnick added that given that no other cell type evolves as rapidly as sperm, variations in compatibility between sperm and the female reproductive system could be an important engine of speciation.

"If populations become separated and those traits are evolving rapidly in different directions, they will separate into two different species very quickly."

As in many other species, female diving beetles may not have a lot of control over with whom they mate, and that may be a driving factor in the evolution of intricate reproductive systems.

Being insects that spend most of their lives underwater, the beetles have to breathe air regularly.

"They come to the surface and take a little bubble with them when they swim back down," Higginson said. "Male diving beetles have suction cups on their feet that they use to grab on to the females. They can even prevent the females from breathing when they're holding on to their backs, which may be an attempt to pressure them into mating."

"One reason for this situation in which sperm from different males compete inside the female may be that females can mate with whomever they encounter and choose later," she said.


Perineum

The perineum is the region between the genitals and the anus, including the perineal body and surrounding structures.

Objetivos de aprendizado

Describe the perineum and its functions

Principais vantagens

Pontos chave

  • The perineum refers to both external and deep structures.
  • Perineal tears and episiotomy often occur in childbirth with first-time deliveries, but the risk of these injuries can be reduced by preparing the perineum through massage.
  • The perineum is an erogenous zone for both males and females.

Termos chave

  • lower rabbus: The term for perineum often used in the UK.
  • perineum: The region of the body inferior to the pelvic diaphragm and between the legs. It is a diamond-shaped area on the inferior surface of the trunk which includes the anus and, in females, the vagina.
  • episiotomy: A surgical incision through the perineum made to enlarge the vagina and assist childbirth.
  • perineal body: A pyramid-shaped fibromuscular mass in the middle line of the perineum at the junction between the urogenital triangle and the anal triangle.

In human anatomy, the perineum is the surface region between the pubic symphysis and coccyx in both males and females, including the perineal body and surrounding structures. The boundaries vary in classification but generally include the genitals and anus. It is an erogenous zone for both males and females.

Perineum Illustration: Illustrated drawing of the muscles of the female perineum.

The term perineum may refer to only the superficial structures in this region or be used to include both superficial and deep structures. The term lower rabbus is used colloquially in the UK to describe this structure. Perineal tears and episiotomy often occur in childbirth with first-time deliveries, but the risk of these injuries can be reduced by preparing the perineum through massage.

The perineum corresponds to the outlet of the pelvis. Its deep boundaries are:

  • The pubic arch and the arcuate ligament of the pubis
  • The tip of the coccyx
  • he inferior rami of the pubis and ischial tuberosity, and the sacrotuberous ligament

The perineum includes two distinct regions separated by the pelvic diaphragm. Its structures include:

  • Superficial and deep perineal pouches
  • Ischioanal fossa, a fat-filled space at the lateral sides of the anal canal bounded laterally by obturator internus muscle, medially by pelvic diaphragm and the anal canal.
  • Anal canal
  • Pudendal canal, which contains internal pudendal artery and the pudendal nerve

Sistema reprodutivo

In simple terms, reproduction is the process by which organisms create descendants. This miracle is a characteristic that all living things have in common and sets them apart from nonliving things. But even though the reproductive system is essential to keeping a species alive, it is not essential to keeping an individual alive.

In human reproduction, two kinds of sex cells or gametes are involved. Sperm, the male gamete, and a secondary oocyte (along with first polar body and corona radiata), the female gamete must meet in the female reproductive system to create a new individual. For reproduction to occur, both the female and male reproductive systems are essential. It is a common misnomer to refer to a woman’s gametic cell as an egg or ovum, but this is impossible. A secondary oocyte must be fertilized by the male gamete before it becomes an “ovum” or “egg.”

While both the female and male reproductive systems are involved with producing, nourishing and transporting either the oocyte or sperm, they are different in shape and structure. The male has reproductive organs, or genitals, that are both inside and outside the pelvis, while the female has reproductive organs entirely within the pelvis.

O Sistema Reprodutor Masculino

The male reproductive system consists of the testes and a series of ducts and glands. Sperm are produced in the testes and are transported through the reproductive ducts. These ducts include the epididymis, vas deferens, ejaculatory duct and urethra. The reproductive glands produce secretions that become part of semen, the fluid that is ejaculated from the urethra. These glands include the seminal vesicles, prostate gland, and bulbourethral glands.

Figure 3. The reproductive structures of the human male are shown.

Table 2 describes the major components of the male reproductive system.

Table 2. Components of the Male Reproductive System
Estrutura Location & Description Função
Bulbourethral glands (2) Pea sized organs posterior to the prostate on either side of the urethra. Secretion of gelatinous seminal fluid called pre-ejaculate. This fluid helps to lubricate the urethra for spermatozoa to pass through, and to help flush out any residual urine or foreign matter. (< 1% of semen)
Epididymis Tightly coiled duct lying just outside each testis connecting efferent ducts to vas deferens. Storage and maturation of sperm.
Pênis Three columns of erectile tissue: two corpora cavernosa and one corpus spongiosum. Urethra passes through penis. Male reproductive organ and also male organ of urination.
Prostate gland Surrounds the urethra just below the urinary bladder and can be felt during a rectal exam. Stores and secretes a clear, slightly alkaline fluid constituting up to one-third of the volume of semen. Raise vaginal pH.(25-30% of semen)
Seminal vesicles (2) Convoluted structure attached to vas deferens near the base of the urinary bladder. About 65-75% of the seminal fluid in humans originates from the seminal vesicles. Contain proteins, enzymes, fructose, mucus, vitamin C, flavins, phosphorylcholine and prostaglandins. High fructose concentrations provide nutrient energy for the spermatozoa as they travel through the female reproductive system.
Testes Inside scrotum, outside of body. Gonads that produce sperm and male sex hormones.Production of testosterone by cells of Leydig in the testicles.
Uretra Connects bladder to outside body, about 8 inches long. Tubular structure that receives urine from bladder and carries it to outside of the body. Also passage for sperm.
Vas deferens Muscular tubes connecting the left and right epididymis to the ejaculatory ducts to move sperm. Each tube is about 30 cm long. During ejaculation the smooth muscle in the vas deferens wall contracts, propelling sperm forward. Sperm are transferred from the vas deferens into the urethra, collecting fluids from accessory sex glands en route

O sistema reprodutivo feminino

Reproduction can be defined as the process by which an organism continues its species. As noted earlier, in the human reproductive process, two kinds of gametes are involved: the male gamete (sperm) and the female gamete (egg or ovum). These two gametes meet within the female’s uterine tubes located one on each side of the upper pelvic cavity, and begin to create a new individual. The female needs a male to fertilize her egg she then carries offspring through pregnancy and childbirth.

Figure 4. The reproductive structures of the human female are shown. (credit a: modification of work by Gray’s Anatomy credit b: modification of work by CDC)

Female Reproductive System

  • Produces eggs (ova)
  • Secretes sex hormones
  • Receives the male spermatazoa during
  • Protects and nourishes the fertilized egg until it is fully developed
  • Delivers fetus through birth canal
  • Provides nourishment to the baby through milk secreted by mammary glands in the breast

The major components of the female reproductive system are shown in Table 3.

Table 3. Components of the Male Reproductive System
Estrutura Location & Description Função
Ovaries (2) Ovoid structures on either side of the uterus in the pelvic cavity Primary sex organs of female contain ovarian follicles that contain the oocytes. Oocytes are released during the ovulation stage of the menstrual cycle.
Fallopian Tubes (2) Extend from lateral ares of uterus to near the ovaries Transport oocyte to uterus after fertilization and are the sites where fertilization by sperm actually occurs
Uterus Pear shaped structure divided into the fundus and the cervix Site of fetal development during gestation
Vagina Located between rectum and urethra smooth muscle lined with an epithelial mucous membrane Path for menstrual blood and tissue to leave the body, as well as the fetus during childbirth. Produces a variety of secretions for lubrication and receives secretions that facilitate fertilization.
Vulva Externally located: labia majora and minora, mons pubis, clithoris, vestibule, greater and lesser vestibular glands Sexual function: heavily innervated and provide pleasure when properly stimulated.
Perineum Area between vagina and anus Helps form the muscular floor of pelvis can be torn during vaginal childbirth
Mammary glands Superficial to pectoral muscles Provide nourishment to the baby through milk secretions

Comparing Male and Female Reproductive Systems

Semelhanças

The reproductive systems of the male and female have some basic similarities and some specialized differences. They are the same in that most of the reproductive organs of both sexes develop from similar embryonic tissue, meaning they are homologous. Both systems have gonads that produce (sperm and egg or ovum) and sex organs. And both systems experience maturation of their reproductive organs, which become functional during puberty as a result of the gonads secreting sex hormones.

Tabela 4
Indifferent Male Female
Gonad Testis Ovary
Müllerian duct Appendix testis Fallopian tubes
Müllerian duct Prostatic utricle Uterus, proximal vagina
Wolffian duct Rete testis Rete ovarii
Mesonephric tubules Efferent ducts Epoophoron
Wolffian duct Epididymis Gartner’s duct
Wolffian duct Vas deferens
Wolffian duct Seminal vesicle
Wolffian duct Prostate Skene’s glands
Urogenital sinus Bladder, urethra Bladder, urethra, distal vagina
Urogenital sinus Bulbourethral gland Bartholin’s gland
Genital swelling Scrotum Labia majora
Urogenital folds Distal urethra Labia minora
Genital tubercle Pênis Clitoris
Prepuce Foreskin Clitoral hood
Bulb of penis Vestibular bulbs
Glans penis Clitoral glans
Crus of penis Clitoral crura

Differences

The differences between the female and male reproductive systems are based on the functions of each individual’s role in the reproduction cycle. A male who is healthy, and sexually mature, continuously produces sperm. The development of women’s “eggs” are arrested during fetal development. This means she is born with a predetermined number of oocytes and cannot produce new ones.

At about 5 months gestation, the ovaries contain approximately six to seven million oogonia, which initiate meiosis. The oogonia produce primary oocytes that are arrested in prophase I of meiosis from the time of birth until puberty. After puberty, during each menstrual cycle, one or several oocytes resume meiosis and undergo their first meiotic division during ovulation. This results in the production of a secondary oocyte and one polar body. The meiotic division is arrested in metaphase II. Fertilization triggers completion of the second meiotic division and the result is one ovum and an additional polar body.

The ovaries of a newborn baby girl contain about one million oocytes. This number declines to 400,000 to 500,000 by the time puberty is reached. On average, 500-1000 oocytes are ovulated during a woman’s reproductive lifetime. When a young woman reaches puberty around age 10 to 13, a promary oocyte is discharged from one of the ovaries every 28 days. This continues until the woman reaches menopause, usually around the age of 50 years. Occytes are present at birth, and age as a woman ages.

Video Review

Watch the first three videos in this playlist for a review of the reproductive system:


Nephridium : Meaning, Physiology and Function

An excretory tubule which opens to the exte­rior through the nephridiopore and the inner end of the tubule is blind (associated with termi­nal cells or solenocytes) in the protonephridium or opens in the coelom through the ciliated funnel or called nephrostome in metanephridium.

Research Work on Excretory System:

The excretory system in Annelida has had a long history. Many zoologists namely Gegenbaur (1833), Stephenson (1930), Goodrich (1946), K. N. Bahl (1934, 󈧮, 󈧱, 󈧲, and ‘47) and Ramsay (1947) worked on nephridia of different species in Annelida. K. N. Bahl worked on nephridia of Pheretima posthuma and Ramsay worked on Lumbricus.

Structure of a Typical Nephridium:

(i) A typical nephridium (Fig. 17.58) con­sists of a nephrostome or a ciliated funnel which hangs into the coelom and leads to the nephridial duct.

(ii) The nephridial duct or body of the nephridium may be long, short, con­voluted or modified otherwise.

(iii) The duct is ciliated internally, situ­ated transversely and is accompa­nied by blood vessels.

(iv) The nephridial duct opens to the exterior by an opening, called nephridiopore.

In general, the excretory system consists of paired lobes, called nephridia, which are metamerically arranged and the inner aper­ture of the nephridium lies in the coelom, and the outer aperture is situated in the integument.

Each nephridium develops from a single cell, called nephroblast. The nephridia are ectodermal in origin.

Classification of Nephridium:

Prof. K. N. Bahl classified nephridia which appears to be most plausible and accepted all over the world.

In following up the developmental stages of nephridium of Annelida two types of nephridial systems are encountered (Fig. 17.58). They are (A) Provisional or embry­onic nephridia and (B) the Permanent ne­phridia.

(A) Provisional or embryonic nephridia:

Embryonic nephridia are temporary struc­tures and disappear as soon as permanent nephridia start developing.

It is divided into following:

1. Embryonic head nephridia:

(i) Paired in larva and embryos.

(ii) Their ends lie in the embryonic head cavity.

(iii) Solenocytes at the end of the tube occur.

(iv) They are found in many polychaetes and oligochaetes.

(v) They are branched occasionally, e.g., Echiurus, Polygordius.

2. Embryonic trunk nephridia:

(i) Strictly segmentally arranged.

(ii) Occur one pair in each segment.

(iii) Funnel opening into trunk region.

Embryonic trunk nephridia:

Embryonic trunk nephridia may persist in those forms where permanent nephridia do not develop. Five such pairs of nephridia persist in Nereis. In most oligochaetes perma­nent nephridia are absent in some of the anterior segments. The same is true for many polychaetes and hirudinea.

It is probable that provisional nephridia were present in the larval stage and subsequently permanent nephridial development never occurred there. Thus the absence of permanent nephridia in the anterior segments may be explained.

Structurally embryonic nephridium is similar to those of permanent nephridium. But in Glycera and Phyllodoce the inner aper­ture and in Hirudinea both inner and outer apertures are absent.

(B) Permanent nephridia:

Characters same as typical nephridium:

(i) Ciliated nephrostome opening into coelom.

(ii) Long internally coiled duct opens externally by nephridiopore.

(iii) Nephrostome and nephridiopore may occur in the same segment or the former a segment forward.

Depending upon the size and number present in a segment the nephridia are divided into 4 types:

(a) Meganephridia or Holonephridia.

(b) Micronephridia or Meronephridia

(a) Meganephridia or Holonephridia:

These are large in size and one pair in each segment.

(b) Micronephridia or Meronephridia:

These are small and numerous in each segment. It is believed that the micro-ne­phridia are nothing but broken or disinte­grated meganephridia.

These are formed by the modification of salivary glands in buccal and pharyngeal region in the form of clusters, found in oligochaeta, aid in digestion.

These are derived from micro or macro-nephridia, incompletely branched and are grouped together. These are usually found in one or several of pre-clitellar segments of many earthworms.

Bahl (1942) states that they represent an intermediate stage between a holonephridium and a group of completely separated meronephridia.

Again, the nephridia may be closed or open according to the presence of nephrostome:

When the nephridium possesses a funnel.

Lacking a funnel in the nephridium.

The nephridia may be exonephric type or enteronephric type according to their open­ing to the exterior, found in pheretima:

Having exterior opening, e.g., Integumentary ne­phridia.

Open into the enteric canal, e.g., Septal nephridia and pharyngeal nephridia.

All the nephridia in Pheretima are of micronephric type. The nephridia of Lumbricus, Chaetogaster and Nereis are meganephric. It is believed that the micronephridia are nothing but broken or disintegrated meganephridia.

In Megascolecidae both micronephridia and meganephridia are present even in the same segment. In Serpula meganephridia are present in the anterior segments while micronephridia occur in the posterior segments.

Some polychaetes possess Protonephridia in which inner end of each nephridium ter­minates in flame cells and there is no neph­rostome, as seen in flatworms and usually other type of nephridia, called metanephridia in which inner end of the nephridium has an open funnel or nephrostome.

Permanent Nephridia in different Classes:

In most polychaetes metanephridia are present.

A typical metanephridium consists of the following:

(a) An inner ciliated aperture opening into the body cavity or coelom and is called nephrostome.

(b) A canal or coiled tube connected to the nephrostome. The canal is dilated internally and sometimes its internal wall is glandular.

(c) A terminal end which usually terminates in a laterally placed aper­ture, called nephridiopore.

In Errantia each segment has a pair of nephridia. Arenicola is provided only with six pairs. In Capitellidae there may be one to six pairs of permanent nephridia in each of the trunk segments. In Terebellidae there are one to three pairs of nephridia in the thorax.

Sabellidae and Serpulidae have one pair in the thorax. But in all these families numerous nephridia occur in the posterior segments. Numerous nephridia are housed in Earthworm. The wide funnels and short ducts of these nephridia suggest that they serve as gonoducts in some forms.

In many polychaetes like Phyllgdoce segmentally arranged ciliated funnels, called coelomoducts, are present (Fig. 17.59). These ducts rarely open to the outside and often coalesce partially or completely with the nephridia and thus the function of excretory and reproductive ducts combine in one set of segmental organ.

(C) Protonephridia:

Some families like Phyllodocidae and Glyceridae have protonephridia in place of metanephridia. In protonephridia (Fig. 17.60), the ciliated coelomic aperture (neph­rostome) is absent.

The tubes thus open blindly in the coelom and are branched. Separate or groups of specially modified cells, called solenocytes, remain attached to the blind end of the tubes. Each solenocyte is a round cell with a slender tubular projec­tion which anchors on the blind tube.

Electron micrographs show that the long tube of protonephridium consists of a mem­brane with more than 15 longitudinal ridges or rods and internally carries an unusually long flagellum to drive the internally accu­mulated fluid (Fig. 17.60).

In oligochaetes metane­phridia are usually present in all segments excepting a few anterior segments. A meta­nephridium differs from a protonephridium in having a ciliated funnel or nephrostome. In aquatic forms reproductive segments lack nephridia.

As a rule there is one pair of nephridia in each segment but in Brachidrilus, there are two pairs, in Trinephros, there are three pairs, and there are four pairs in Acanthoarilus in each segment. In tropical Megascolecidae, the nephridial primordia in each segment splits and as a result numer­ous nephridia occur in each segment. These nephridia are called diffused or plectonephric nephridia.

Beddard (1895) erroneously stated that these nephridia are connected with one another so as to form a network. But according to Bahl (1919) each ne­phridium is a separate and discrete structure and there is no network of any kind. In the tropical Phretima posthuma many nephridia open into the pharynx (Peptonephric) and in the alimentary canal (Enteronephric). This is a device for the reabsorption of water.

In Hirudinaria the perma­nent nephridium is lacking in many anterior and posterior segments. The metanephridium consists of a ciliated nephrostome or funnel that leads into an ampulla filled with amoebocytes and closed off against a nephridial duct.

Besides the nephrostome all parts of the nephridium are formed by a close set of gland cell traversed by intracel­lular spaces or ducts. The nephrostome may start from the coelomic spaces, from ventral median channel (Glossiphonia), from contrac­tile spherical enlargement or ampullae (Haemopis) or from blood sinuses in which the testes lie (Hirudo).

In Pontobdella distinct nephridium is ab­sent and its place is taken up by a complex network situated on the ventral side of the body.

The anal tubes in Echiuroidea are con­sidered as excretory structures. The nephridia act as osmoregulatory organs specially in freshwater forms.

Each mesodermal pouch in ancestral coelomates was provided with a pair of ducts, called coelomoducts (gonoducts), which served as a passage for the exit of gametes and a single nephridial tubule, for the removal of nitrogenous wastes.

These primitive nephridia resembled the platy- helminthic type of excretory organs. That is, they consisted of ectodermal tubules project­ing into the coelom and ending in special­ised cells, called solenocytes.

In many polychaetes the association be­tween the coelomoduct (gonoduct) and ne­phridium makes an interesting study. In­stead of remaining separate they show total or partial fusion and form a dual segmental organ, called nephromyxia. As the nephrid­ium is ectodermal in origin and the coelomoduct is mesodermal in origin a nephromixium is formed by the participa­tion of both ectoderm and mesoderm.

The nephromixium performs two functions. In one hand, it serves the function of excretion and on the other hand, it also serves as a passage for the exit of gametes. In some cases they share the same external opening but when the association between them becomes very close they often share the same duct.

The combinations of the coelomoduct and the nephridium are of the following types:

In this case the coelomoduct becomes united to a proto­nephridium. Both reproductive and excre­tory products are conveyed to the exterior by it. Protonephromyxia condition occurs in Phyllodoce.

In this case the coelomoduct becomes united to a metanephridium as in Hesione.

In this case com­plete fusion between the coelomoduct and the nephridium results in the formation of a simple funnel-like organ only. Mixonephridia condition is most prominent in Arenicola.

(F) Ciliated Organs:

The coelomoducts alone become very much reduced in some case and give rise to ciliated organs which do not open to out­side. In Nereis such ciliated organs are found and they remain attached to the dorsolateral longitudinal muscles.

Physiology of Nephridium:

In most annelids, the blood vascular sys­tem and coelom (if present) are involved in the excretion of waste products. The poly­chaetes in which the blood-vascular system is absent or reduced contain protonephridia. The remaining groups of polychaetes and others possess blood-vascular system and metanephridia.

In proto-nephridia, the ultra­filtration of the coelomic fluid takes place with the help of terminal cells (e.g. solenocytes) and the filtrate fluid passes down through the protonephridial tubule. Along the protone­phridial tubule some sub-substances such as salts and amino acids are reabsorbed and the chief excretory product ammonia is excreted through the nephridiopore.

The mouth of metanephridium contains open ciliated funnel or nephrostome through which coelomic fluid is drawn by the action of cilia of funnel and the fluid when passing through the metanephridium tubule, some substances like salts, aminoacids are resorbed and the nitrogenous waste products like ammonia (20%), amino acids and urea (40%) are excreted and the urea level varies in different groups of annelids in which envi­ronment they live.

Functions of Nephridium:

(i) It eliminates the liquid nitrogenous waste products from the body to the exterior.

(ii) It eliminates the basic and non-volatile acid radicals from the body.

(iii) It maintains the water balance of the body.

(iv) It regulates the osmotic relation be­tween the blood and tissue.

(v) In some cases they act as gonoducts (coelomoducts) by conveying repro­ductive units.


Why are the loop of Henle and vasa recta important for the formation of concentrated urine?

The loop of Henle is part of the renal tubule that loops into the renal medulla. In the loop of Henle, the filtrate exchanges solutes and water with the renal medulla and the vasa recta (the peritubular capillary network). The vasa recta acts as the countercurrent exchanger. The kidneys maintain the osmolality of the rest of the body at a constant 300 mOsm by concentrating the filtrate as it passes through the loop of Henle.

Describe the structure of the kidney.

Externally, the kidneys are surrounded by three layers. The outermost layer is a tough connective tissue layer called the renal fascia. The second layer is called the perirenal fat capsule, which helps anchor the kidneys in place. The third and innermost layer is the renal capsule. Internally, the kidney has three regions—an outer cortex, a medulla in the middle, and the renal pelvis in the region called the hilum of the kidney, which is the concave part of the “bean” shape.


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