Auxiliar do terceiro sentido, sexto sentido, ou coisa nenhuma? - O enigma do órgão vomeronasal

1. Auxiliar do terceiro sentido, sexto sentido, ou coisa nenhuma? - O enigma do órgão vomeronasal • Biologia do Desenvolvimento • LicenciaturaemBiologia Humana • Júris: • Prof. Fernando Capela • Prof. Paulo de Oliveira Elaborado por : Ana Caetano nº 28106 FilipaAzevedo nº 28124 4ºsemestre (2ºano) 28 de Junho de 2012

2. Um pouco de história. . . • O órgão vomeronasal foi descrito pela primeira vez por um anatomista e cirurgião holandês FrederickRuysch em 1703, caraterizando um pequeno órgão no nariz de uma criança de dois anos. Mas, foi Kolliker, um anatomista suíço que deu provas da presença do órgão vomeronasal (OVN) no humano e conseguia identificar esta estrutura histologicamente tanto em embriões como em adultos

3. O orgão vomeronasal - características • Localiza-se adjacente ao osso vómer, na mucosa da base do septo nasal, entre o nariz e a boca • Pode ser bilateral ou unilateral • É composto pelo lúmen VN e pelo epitélio VN • Possui quimiorecetores • Tem um nervo vomeronasal que liga o OVN ao bulboolfactório acessório

4. O orgão vomeronasal - características • Alguns estudos apontam para diferentes caraterísticas morfológicas • como diferentes tamanhos na abertura do OVN • Diferentes formas da abertura : oval, elíptica, fissural É considerado um órgão vestigial: Um órgão vestigial é um órgão que não apresenta qualquer função aparente, ou que tem uma função quase nula

5. O OVN noutras espécies • É ativo • Deteta feromonas • Envolvido por estrutura óssea • Liga-se bulbo olfativo acessório, que comunica com o hipotálamo neuroendócrino

6. O OVN noutras espécies • Macacos do Novo Mundo – Platirríneos • Varia desde um tubo alongado até à forma de um saco arredondado • Algumas espécies apresentam linhas nervosas mas com baixa reatividade a estímulos quimiosensoriais • Pensa-se que linhagens de Platirríneos possam apresentar o OVN reduzido ou mesmo vestigial O OVN é extremamente semelhante nos humanos e nos chimpanzés, que é a espécie mais próxima ao Homo Sapiens

7. Desenvolvimento Pré-natal

8. Desenvolvimento Pré-natal Após as invaginações, os sulcos resultantes das mesmas fundem-se originando Evolução do desenvolvimento do OVN Estruturas tubulares, que vão persistir durante todos os trimestres da gestação

9. Desenvolvimento Pré-natal • Segundo Smith (1995) e Smith et al. (1996) o volume e comprimento do OVN parece aumentar durante o crescimento fetal, embora numa proporção menor quando comparado com outras estruturas da zona média da face • Num estudo em que foram analisadas as medidas do volume epitelial e do lúmen do OVN conclui-se que a maioria do volume deste órgão é ocupado pelo lúmen, que aumenta ao longo das 16 a 30 semanas Feto com 16 semanas

10. Óxido Nítrico – Sinal Precoce? • Um estudo realizado com embriões de ratinhos, foram testadas a presença e distribuição da imunoreactividade para a enzima oxido nítrico sintetase tipo I. • Como resultado observou-se que esta enzima é expressa primeiramente nalgumas fibras nervosas extrínsecas e atingem o nervo vomeronasal por volta do 15.º dia e as áreas de desenvolvimento vascular ao 16.º dia • O desenvolvimento dos vasos do OVN dá-se ao 18.º dia Foi possível concluir que no ratinho a síntese de óxido nítrico é um evento precoce no desenvolvimento das estruturas vomeronasais nervosas centrais e periféricas, representando um sinal precice da maturação neuroquímica do OVN

11. Regressão do OVN – verdade ou mito?

12. Complicações do estudo do OVN Facilmente é destruído pelo manuseador

13. Quimiorrecetores do OVN • Os órgãos VN são unidades de recetores pertencentes ao Sistema Olfativo Acessório Órgão Vomeronasal Nervos Vomeronasais Bulbo Olfativo Acessório Recetores quimiosensoriais do epitélio olfativo

14. Quimiorrecetores do OVN Existem três famílias de recetores expressos no epitélio do OVN: V1R; V2R e V3R Os mais importantes são os V1R e V2R, e são recetores acoplados de proteínas G de 7 segmentos transmembranares, que ativam a via de transdução de sinal

15. Famílias de genes V1R e V2R • O Tamanho e a composição destas famílias de genes são diferentes consoante a espécie de mamífero. • Por exemplo no caso dos V1Rs, há mais de 100 V1Rs funcionais no rato, enquanto que no humano e chimpanzé apenas 5 se encontram intactos no genoma, acompanhados de um grande número de pseudo-genes. O mamífero que até agora apresentou o maior reportório de genes desta família foi o ornitorrinco que conta com 270 genes intactos.

16. Desenvolvimento Pós-natal 27 cadavéres - Septo nasal 2 – 86 anos Dissecados, descalcificados, seccionadosemsérie, corados e examinados Estudos actuais Dia 37 Gestação Nascimento Estado Adulto A presença do vomeronasal foireportadacomoumaestruturahomóloga, com uma forma semelhante a um ducto, emtodas as idades

17. Desenvolvimento Pós-natal Evidências do estudo

18. Desenvolvimento Pós-natal Anatomia Comparada Grande desafio relacionado com a Ontogenia e Filogenia dos vertebrados > 200 anos • Muita confusão e imprecisões: • Persistência • Identificação • Localização • Tamanho • Morfologia • Função Alguns livros descrevem o OVN incorretamente ou afirmam que ele não está presente no ser humano

19. Desenvolvimento Pós-natal Definição complicada nos humanos Típico OVN Leva ao ducto nasopalatino Semelhante ao epitélio olfativo neurossensorial

20. Desenvolvimento Pós-natal Definição complicada nos humanos O orgão vomeronasal humano não expõe nenhuma destas características Maioria dos estudos Células Neuronais no OVN A estrutura, no entanto, pode ser considerada um OVN, uma vez que é homóloga ao verdadeiro orgão, noutras espécies Podem acabar por desaparecer mais tarde

21. Desenvolvimento Pós-natal O OVN tem sido descrito como sendo a abertura da fossa nasopalatina, localizada no recesso nasopalatino OVN e fossa nasopalatina são independentes Moranet al. (1991, 1995) localizou as aberturas do OVN, 1 mm acima da base do nariz Zbaret al. (2000) localizou as aberturas do OVN, de 1 a 3 mm acima da base do nariz O tubo epitelial do OVN em si não pode ser observado grosseiramente

22. Desenvolvimento Pós-natal 2 aos 68 anos Maior OVN 3 mm Crescimento em comprimento após nascimento

23. Desenvolvimento Pós-natal Ramificações intactas dos nervos terminais e trigémeos O OVN é um orgão regressivo que assumiu uma função dutalna sua forma atual Não é químiosensorial Transporta as secreções seromucosas desde as glândulas circundantes do septo nasal Jacobson (1813)

24. Desenvolvimento Pós-natal No desenvolvimento posterior, tanto no pré-natal como no pós-natal, os OVN humanos são estruturas tubulares que se abrem para a câmara nasal através de aberturas anteriores Diferente Maioria dos primatas Semelhante Otolemur (prossímios) Chimpanzés

25. Funcionamento Funções Viscerais Possível diferenciação do Nervo I

26. Funcionamento Detetam geralmente substâncias químicas distintas, quase sempre não voláteis Regulam o comportamento reprodutivo e outros comportamentos sociais Nervo vomeronasal

27. Funcionamento Em animais – não humanos O OVN nestes animais serve para detetar feromonas emitidas por certos animais, como possíveis parceiros, predadores e/ou presas, apesar de certas hormonas serem detetadas pelo epitélio olfativo Alguns animais usam distintos movimentos faciais para conduzir compostos químicos a este orgão

28. Funcionamento Humanos Potencial recetor Compostos da pele humana Demonstraram o dimorfismo sexual Despolarização Local Compostos da pele humana Estimulantes olfativos 16 androsteronas e estrenos

29. Funcionamento Humanos Androsteronas Glândula apócrina Nódulo que representa um orgão vomeronasal funcional Não há consenso científico sobre conexão neural entre o OVN de humanos adultos e o seu cérebro

30. Feromonas Humanas Papel Biológico Karlson e Luscher (1959) ”substâncias que são segregadas para o exterior por um individuo e recebidas por um segundo individuo da mesma espécie, no qual exercem uma reação específica, como por exemplo, um comportamento ou processo evolutivo, bem definidos” Podem estar em todos os fluídos e secreções corporais e são regulados/produzidos, em parte, pelo conjunto de genes responsáveis pelas funções imunitárias - humanleucocyteantigen- HLA Conferem um cheiro único a cada individuo, que pode serpreditivo de subtis diferenças entre genótipos

31. Feromonas Humanas Papel Biológico Karlson e Luscher (1959) ”substâncias que são segregadas para o exterior por um individuo e recebidas por um segundo individuo da mesma espécie, no qual exercem uma reação específica, como por exemplo, um comportamento ou processo evolutivo, bem definidos” Inclui, agora, o conceito de benefícios mútuos, tanto para o recetor como para o emissor

32. Feromonas Humanas Papel Biológico A androestradiona ativou a parte anterior do córtex pré-frontal lateral inferior, para além das áreas olfativas e do córtex temporal superior Atenção, perceção visual, reconhecimento e cognição Efeitos no metabolismo cerebral, sem deteção consciente – sinais químicos modelarão o estado psicológico, sem serem conscientemente discernidos

33. Feromonas Humanas Papel Biológico Há quatro classes de feromonas:

34. Conclusão Possível papel na deteção de feromonas Sinalização e modulação comportamental e social intraespecífica, principalmente, sexual Evidências frágeis, mas parecem acumular-se

35. Conclusão Funcionalidade posta em dúvida em adultos humanos Possibilidade dos recetores serem não-funcionais em seres humanos Na maioria sãopseudo-genes Há a hipótese de ser o próprio epitélio olfativo a reconhecer as feromonas, como acontece noutras espécies

36. Conclusão A influência destes sistemas, mesmo que venha a ser provada, deve ser subtil e indireta, dada a complexidade comportamental e social da nossa espécie Nós temos uma vontade própria capaz de contornar determinações biológicas

37. Conclusão Hipótese explicativa do eventual vestigialismo do OVN JianzhiZhang (2003) “com o desenvolvimento de um esquema sexual de cores já não são necessárias feromonas para perceber se a fêmea está pronta para acasalar” OVN perdeu importância Deixou de ser vital à reprodução Reconhecer-se o modelo humano como essencialmente visual pode requerer alguma reconsideração

38. Conclusão Questão-chave Escassez de evidências convincentes que comprovem a presença de um VNO funcional Há muito por explorar

39. Conclusão Resultados extremamente variáveis – falta de consenso Os humanos são obstinadamente diferentes

40. Fim! Obrigadapela vossaatenção.

41. Bibliografia • Bhatnagar, K.P., & Smith, T.D. (2001). The human vomeronasal organ. III. Postnatal development from infancy to the ninth decade. Journal of Anatomy, 199, 289–302. • Wysocki, C. & Preti, G. Facts, fallacies, fears and frustrations with human pheromones. Anat. Rec. A 281, 1201–1211 (2004). • Ferreira, E., Pombinho, J., Tacanho, J. P., Cerqueira, M. M., Ribeiro, T. (s/d). Feromonas. • Smith, T. D., Garrett, E. C., Bhatnagar, K. P., Bonar, C. J., Bruening, A. E., Dennis, J. C., Kinznger, J. H., Johnson, E. W. and Morrison, E. E. (2011), The Vomeronasal Organ of New World Monkeys (Platyrrhini). AnatRec, 294: 2158–2178. doi: 10.1002/ar.21509 • Zancanaro, C., Merigo, F., Mucignat-Caretta, C. and Cavaggioni, A. (2002), Neuronal nitric oxide synthase expression in the mouse vomeronasal organ during prenatal development. EuropeanJournalofNeuroscience, 16: 659–664. doi: 10.1046/j.1460-9568.2002.02113.x • Smith, T.D., Bhatnagar, K.P., 2000. The human vomeronasal organ. Part II. Prenatal development. J. Anat. 197, 421–436. • Young JM, Massa HF, Hsu L, Trask BJ. Extreme variability among mammalian V1R gene families. GenomeRes 2010;20:10-18

42. Bibliografia • Grus, W. E. and Zhang, J. (2006), Origin and evolution of the vertebrate vomeronasal system viewed through system-specific genes. Bioessays, 28: 709–718. doi: 10.1002/bies.20432 • Smith, T.D., Siegel, M.I., Mooney, M.P., Burdi, A.R., Burrows, A.M.,Todhunter, J.S., 1997. Prenatal growth of the human vomeronasal organ. Anat. Rec. 248, 447–455. • CARVALHO, Maria de Fátima Pereira de; ALVES, Adriana Leal  and  BARROS, Mirna Duarte. Study on the Morphology and Frequency of the Vomeronasal Organ in Humans. Int. J. Morphol. [online]. 2008, vol.26, n.2, pp. 283-288. ISSN 0717-9502.  doi: 10.4067/S0717-95022008000200006.  Netografia • http://www.cf.ac.uk/biosi/staffinfo/jacob/teaching/sensory/pherom.html(acedido a 26/06/2012) • http://academic.reed.edu/biology/professors/srenn/pages/teaching/web_2007/emmylinh/ontogeny.html(acedido a 25/06/2012)