Reproducción Animal - Programa Integración de Tecnologías a la

Dra. LINA XIOMARA LADINO MEDINA
Directora Científica
Laboratorios Chalver de Colombia – División Veterinaria
Médico Veterinaria y Zootecnista
Universidad Del Huila
Esp. Biotecnología Reproductiva Bovina
Universidad de Córdoba – Argentina
Esp. Gerencia de Mercadeo Estratégico
Universidad Surcolombiana
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INTRODUCCIÓN
Los múltiples avances en la ciencia han llevado a mejorar las ganaderías con fines
zootécnicos, hoy en día la aplicación de la inseminación artificial, transferencia
embrionaria, sexaje de embriones han permitido avanzar mucho a nivel productivo. Pese
a esto los diferentes proceso aplicados en la reproducción hacen parte de las estrategias
para una excelente rentabilidad productiva, así como es de importante analizar el entorno
medioambientales y las características genéticas de los animales para mejorar su
producción resulta relevante profundizar en los evento fisiológicos normales durante la
reproducción a fin de que el manejo farmacológico que se aplica a ellos tenga un objetivo
razonable y no sea solamente una prescripción sin sentido ni una “receta de cocina”. Por
lo tanto este manual pretende abordar los aspectos fisiológicos más relevantes del ciclo
estral bovino, relacionando la utilización y aplicabilidad de los productos que hacen parte
de nuestra Línea Hormonal.
En nuestro medio la ganadería bovina abarca más de 40 millones de hectáreas,
generando el 35% del empleo agropecuario a nivel nacional. Es el 3,6% del porcentaje
total del producto interno bruto y el 27% del agropecuario, resaltando su importancia en la
economía. El número de cabezas de ganado alcanzan los 25 millones de acuerdo a la
información de Fedegan (2007) en las dos cadenas productivas, carne y leche. La
distribución del 90% de los bovinos se encuentras en la región del Caribe, Piedemonte
amazónico, Piedemonte Llanero y los Valles interandinos, predominando el ganado cebú
y sus cruces; en las zonas frías se destaca el ganado lechero tipo Holstein, Pardo Suizo y
Jersey. De acuerdo con los datos del Corpoica el sistema de producción más usado es
tipo carne (60%), 34% doble propósito y 6% leche (Gutiérrez, 2007).
De acuerdo con algunos estudios solo cerca del 2,18% de las vacas son servidas por
inseminación y el 98% son apareadas por monta natural (Obando y Martínez, 1998), con
la primera aparición de la inseminación artificial en el país en el año de 1937 con la
inseminación se unas perras por José Velásquez y Miciades Martínez, posteriormente en
el año de 1946 el Ministerio de Agricultura preparó al primer grupo de profesionales en
esta disciplina. Aún así el uso de la inseminación artificial en nuestros días, en ganaderías
doble propósito esta por debajo del 5% en regiones como la costa Atlántica (Avendaño,
2007). En la actualidad la transferencia de embriones es de las tecnologías más
avanzadas y en el 2007 y de acuerdo con los reportes aproximadamente 1000 ganaderías
trabajan con esta tecnología.
Empresas como CGR, Vitrogen, Ctelca, Sembrio,
Mayavista, Embriogen y Cryogen son las más importantes en superovulación,
congelamiento y transferencia de embriones. Por ejemplo la alianza entre Cetelca, CGR y
Vitrogen ha producido un total de 60.868 de embriones y 12.610 preñeces con un total de
32% de preñez. Entre el 2005 y el 2006 se ha colectado en Colombia un total de 3.875
vientres, y se transfirieron un total de 25.398 embriones (Gutiérrez, 2007).
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1. CICLO ESTRAL BOVINO
El ciclo estral (CE) es el período de tiempo comprendido entre dos celos, empieza con el
estro y termina al aparecer el celo siguiente. La duración del ciclo estral en condiciones
tropicales es de 18 a 23 días en la mayoría de los animales, con un promedio de 21 días.
En el caso de novillas Holstein en la Sabana de Bogotá, en condiciones de
semiestabulación, el estro tiene una duración promedio de 10.6 horas y la mayoría de los
animales entran en calor entre las 4 pm y las 10 pm. Lo anterior implica que algunos
animales en celo pueden escapar a la observación (Hernández et al, 2008).
El ciclo estral comprende dos fases, una fase folicular con mayor influencia de
estrógenos y una fase de cuerpo lúteo donde predomina la hormona progesterona. En
cada una de las fases se presentan varios cambios morfológicos, fisiológicos y endocrinos
en varias etapas del ciclo las cuales se relacionan a continuación.
1.1 FASE FOLICULAR
Abarca un período corto del ciclo estral, comprende desde el inicio de la regresión del
cuerpo lúteo a la ovulación involucrando el proestro y el estro. La fase estrogénica del
ciclo estral representa la etapa en la cual se facilita la cópula, el ascenso de los
espermatozoides a través del tracto genital de la hembra y la fertilización bajo la influencia
de los estrógenos. Por acción de estas hormonas, las glándulas vestibulares de la vagina
aumentan la secreción mucosa, hay vasodilatación, aumento de la motilidad y relajación
del cérvix y el moco liberado se hace más acuoso. En el útero y el oviducto aumentan la
motilidad y el epitelio de revestimiento puede formar cilias. Por el efecto vasodilatador de
los estrógenos en el tracto reproductivo, hay cantidades variables de edema
especialmente en la capa propia-submucosa del útero. En la vagina, hay infiltración de
linfocitos en el epitelio y subepitelio, así como presencia de glóbulos rojos en la propiasubmucosa.
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Proestro: es considerado la porción inicial de la fase folicular que comienza con la
regresión funcional del cuerpo lúteo. En esta fase ocurre un incremento en las
concentraciones de estradiol, caracterizado por un aumento en el tono uterino y la
presencia de moco traslúcido en la vulva.
•
Estro: es la porción tardía de la fase folicular que finaliza con la ovulación del
folículo dominante. En esta fase el crecimiento y maduración del folículo
preovulatorio ocurre en asociación con la disminución en las concentraciones de
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estradiol y el pico de gonadotropinas, principalmente LH, el cual se presenta
aproximadamente 29 horas antes de la ovulación (Peter et al, 2009).
La detección del estro reviste significado económico, por cuanto el tiempo de
inseminación (artificial o natural), debe hacerse al final del estro. La ovulación sucede
entre 24 y 30 horas de iniciado el estro el óvulo tiene una viavilidad de 6-10 horas; los
espermatozoides viven entre 24 y 30 y el tiempo requerido por el espermatozoide para ser
transportado desde el sitio de la inseminación hasta el lugar de la fertilización es de 4-8
horas (Bó, et al. 2007). Existen varios métodos para la detección del celo y se considera
que una hembra está en celo cuando permite la monta de otros animales dos veces
consecutivas, permaneciendo quieta, se suma adicionalmente el nerviosismo del animal,
el enrojecimiento de la mucosa, secreción de moco vaginal y tumefacción de la vulva.
1.2 FASE LÚTEA
Abarca desde la ovulación a la regresión del cuerpo lúteo, involucrando el metaestro y
diestro. Se caracteriza por la dominancia posterior a la ovulación de la hormona
progesterona, con la subsiguiente formación y maduración del cuerpo lúteo.
•
Metaestro: es el tiempo inmediatamente después del estro, es considerada como
los 5 días posteriores a la ovulación. Durante este período en el ovario ocurre la
luteinización de las células foliculares del folículo dominante previo y la formación
del cuerpo lúteo.
•
Diestro: comienza después del metaestro y finaliza cerca del inicio de la regresión
del cuerpo lúteo próximo al tiempo del proestro. Durante esta etapa el cuerpo lúteo
madura y mantiene las concentraciones de progesterona hasta el reconocimiento
materno. En caso de no haber preñez, la regresión del cuerpo lúteo ocurre por
acción de la PGF2α en el diestro tardío.
Los cambios asociados en las diferentes fases se encuentran ilustrados en la siguiente
gráfica:
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Figura 1. Comportamiento hormonal durante el ciclo estral (Tomado de Ramírez, 2009)
1.3 DESARROLLO FOLICULAR
El interés de estudiar el desarrollo folicular radica en la importancia que tiene la obtención
de un mayor número de ovocitos para los procesos de fertilización in vitro con miras a
aumentar la cantidad de individuos de una misma hembra con características genéticas
deseables, o en los programas de preservación de especies animales amenazadas de
extinguirse.
Esta ampliamente documentado que la vaca es un animal que presenta una sola
ovulación por cada ciclo estral, aunque en contadas ocasiones hay ovulaciones dobles.
Desde el período fetal hay crecimiento folicular en los ovarios, pero la ovulación no ocurre
sino hasta cuando el animal llega la pubertad. Los folículos que regresan sufren un
proceso de degeneración conocido como atresia o atrofia folicular.
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El folículo es la unidad estructural y funcional de los ovarios. La foliculogénesis es el
proceso de formación, crecimiento y diferenciación folicular, abarca desde el estadio de
folículo primordial hasta el de folículo preovulatorio (Ver Figura 2).
Figura 2. Foliculogénesis bovina
El desarrollo folicular ovárico es un proceso dinámico complejo, caracterizado por una
proliferación marcada y una diferenciación de células foliculares, proporcionando un
medio ambiente óptimo para la maduración del ovocito y su preparación para la
fertilización después de la ovulación. Durante este proceso se presentan señales
endocrinas, paracrinas y autocrinas dentro del ovario y un intercambio de señales
endocrinas entre los ovarios y la hipófisis, además envuelve una combinación de
interacciones entre hormonas, factores de crecimiento, sistemas de comunicación celular
y genes.
1.3.1 Formación de los folículos en el Ovario
Los ovocitos presentes en el ovario adulto se originan de un número definitivo de células
germinales primordiales derivadas de la masa celular interna del blastocito en desarrollo.
En los mamíferos, la hembra cuenta con una reserva de ovocitos que han interrumpido su
crecimiento en los folículos primordiales, única fuente de ovocitos para ser ovulados
durante su vida reproductiva.
Los ovocitos se originan de las células germinales primordiales en el embrión,
específicamente en el endodermo del saco vitelino embrionario y migran por medio de
movimientos a través del mesenterio dorsal hasta la cresta gonadal del mesonefro, este
proceso se desarrolla hacía el día 35 de gestación en el ganado (Ver figura 3).
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Figura 3. Migración de las células germinales primordiales en el embrión bovino.
La mayoría de las especies de mamíferos, presentan proliferación de ovocitos por división
mitótica, proceso que ocurre en la fase de desarrollo fetal y culmina cerca al nacimiento.
Los folículos primordiales aparecen hacia los 120-130 días en bovinos, 70 días en ovinos
y porcinos de gestación. En el caso de las terneras al nacimiento tienen una dotación de
folículos primordiales de 42.000 a 325.000, pero a los 10-15 años este número se reduce
de a 1.000 - 5.000.
El folículo primordial está compuesto de un ovocito cuyo crecimiento se ha detenido
(poco antes del nacimiento) en la fase de diploteno de la profase I de la meiosis y está
rodeado por una sola capa plana de células escamosas de la pregranulosa, esta capa de
células tiene forma plana o cuboidal, llamadas foliculares, sufren hiperplasia para
agruparse en varias hileras de células y conforman un folículo primario.
Cuando los folículos salen de la reserva, pasan de ser folículos primordiales a ser
folículos primarios en transición y las células escamosas pregranulosas que los rodean
se transforman en células cuboidales granulosas y empiezan a proliferar.
Simultáneamente, la membrana celular del ovocito se recubre de una capa de
glicoproteínas conocida como la zona pelúcida (ZP),
posteriormente las células
foliculares cuboidales comienzan a separarse para formar el antro o cavidad folicular.
Después hay diferenciación de las células mesenquimales ubicadas por fuera del acúmulo
de las células foliculares para formar la teca interna. Las células de la teca interna
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adquieren capacidad esteroidogénica, lo cual incluye el desarrollo de receptores para las
hormonas gonadotrópicas FSH y LH, dependiedo del grado de maduración del folículo.
No hay ovulación durante la vida pre-natal ni en la pre-pubertad. Sin embargo, existe un
crecimiento folicular continuo de varios folículos que se desarrollan hasta su maduración,
o sea, hasta cuando se desarrolla completamente la teca interna formándose
completamente la zona pelúcida y el cúmulo ovígero (acúmulo de células foliculares que
rodean el ovocito). Consecutivamente a este crecimiento, los folículos se atrofian y
comienza una nueva “onda” de crecimiento folicular. Mientras tanto, hay cientos de miles
de folículos primordiales que permanecen como tales sin entrar en las mencionadas
ondas de crecimiento folicular.
Conforme los folículos continúan su desarrollo a través de estructuras primarias,
secundarias y preantrales adquieren capas sucesivas de células granulosas, aumentan el
tamaño del ovocito y se rodean de las células de la teca. Cuando la reserva disponible de
folículos primordiales se acaba, la función reproductiva culmina.
El desarrollo de un folículo primordial hasta una estructura primaria en transición, está
regulado por varios factores de crecimiento que ejercen su acción dentro del ovario. La
regulación endocrina de la foliculogénesis envuelve a las gonadotropinas, hormonas y
factores de crecimiento producidos localmente. Existe evidencia de que la foliculogénesis,
hasta la etapa en la que se forma el antro folicular, es independiente de la FSH y se ha
confirmado que la fase inicial de la foliculogénesis es estimulada por otros factores,
mientras que el folículo antral requiere gonadotropinas.
Los factores que controlan el crecimiento folicular inicial no se conocen. La acción de las
gonadotropinas no es necesaria, de hecho se han realizado estudios en animales
hipofisectomizados evidenciando que los folículos preantrales se pueden desarrollar en
estos casos. A pesar de estos datos, el crecimiento folicular está bajo control genético y la
forma de presentarse se relaciona con la especie animal, por ejemplo, el proceso gradual
de desarrollo y diferenciación de un folículo, desde una estructura primordial hasta el
folículo preovulatorio, toma aproximadamente 8 semanas en roedores y alrededor de 6
meses en mamíferos mayores como el humano y el bovino.
1.3.2. Fases del desarrollo folicular
Las células pre-granulosas derivadas del epitelio ovárico se diferencian en células
granulosas, rodean a los ovocitos I quedando así formados los folículos primordiales
(Ver figura 4). Estos se caracterizan histológicamente porque el ovocito I detenido en la
profase de su primer división meiótica (diploteno) está rodeado por una capa plana de
células de la granulosa. Estos folículos forman la reserva gametogénica o «población de
folículos de reserva» que una hembra va a utilizar en toda su historia reproductiva. Es a
partir de esta población que se origina toda la población de folículos en crecimiento, en el
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bovino se ha estimado la presencia de 42.00-325.000 folículos primordiales y la mayoría
se atresian antes de adquirir las condiciones de folículo preovulatorio.
Figura 4. Folículo Primordial
Las células planas de la granulosa antes de comenzar a dividirse por mitosis se
diferencian en una capa de células de forma cúbica que rodea al ovocito I. Cuando esto
sucede los folículos se clasifican en folículos primarios. En esta etapa el ovocito
comienza a rodearse de una capa celular amorfa de glicoproteínas denominada zona
pelúcida. Las células de la teca interna comienzan a rodear por fuera a las células de la
granulosa (Ver figura 5).
Figura 5. Folículo primario
Las células de la granulosa aumentan de tamaño y número denominándose folículo
secundario. Las células tecales se diferencian en una capa externa y otra interna
rodeando por fuera a las células de la granulosa. Hasta este estadio los folículos se
clasifican en preantrales debido a que aún no se ha formado la cavidad antral (Ver figura
6).
(a)
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(b)
Figura 6. Estructura de Folículo secundario (a) y Folículo preantral (b).
Los folículos terciarios o folículos antrales se caracterizan histológicamente por la
presencia de la cavidad antral y por estar rodeados de varias capas cúbicas de células de
la granulosa que comienzan a secretar el líquido folicular, que al acumularse produce un
reordenamiento de las mismas en células del cúmulo y murales (Ver figura 7). En este
estadio las características histológicas son la presencia de la teca interna constituida por
tejido conectivo y la teca externa formada por una capa de colágeno atravesada por
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capilares con miofibroblastos diferenciados de los fibroblastos del estroma. A nivel
molecular se caracterizan por una mayor expresión de receptores para FSH en las células
de la granulosa. Las células de la teca expresan receptores para LH. Los folículos
terciarios se clasifican en dominantes y subordinados. Los folículos dominantes, a
diferencia de los subordinados, expresan en las células de la granulosa además de los
receptores para FSH, receptores para LH.
Figura 7. Microfotografía y representación esquemática de un folículo antral de la vaca.
Los folículos preovulatorios o folículos de De Graaf, en honor a quien fuese el primer
científico en examinar ovarios humanos en 1672, tienen la capacidad de responder al
estímulo de la LH produciendo cambios morfológicos y bioquímicos desencadenando la
ovulación. Todos estos cambios se desarrollarán más adelante al describir los
mecanismos implicados en la ovulación. En la yegua el folículo preovulatorio es mayor a
35 mm y en la vaca entre 10 a 20 mm. Posterior al desarrollo del folículo antral, el ovocito
permanece rodeado por una capa de células de la granulosa (cumulus oophurus),
manteniéndose unidas a la pared folicular por medio del tallo de células de la granulosa
(Ver figura 8).
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Figura 8. Estructura de un folículo de Graff.
A continuación se resume el crecimiento folicular desde la etapa de folículo primordial
hasta la de folículo ovulatorio en la siguiente gráfica:
1.4 ENDOCRINOLOGÍA DE LA FOLICULOGÉNESIS
La actividad de los ovarios está regulada por la interacción de mecanismos endocrinos
sistémicos y factores locales (paracrinos-autocrinos). El hipotálamo libera GnRH que de
acuerdo al patrón de secreción, produce los mecanismos moleculares necesarios para la
liberación de FSH (hormona folículoestimulante) y LH (hormona luteinizante) de la
hipófisis. Los folículos se desarrollan hasta el estadio preantral sin requerir de las
hormonas gonadotróficas. En la yegua los folículos pueden crecer hasta 2 mm en
ausencia de FSH. Es decir, que la activación inicial de folículos primordiales es
gonadotrófica independiente y comienza en la vida fetal.
Para que los folículos puedan pasar del estado preantral, la granulosa y la teca deben
desarrollar receptores para las gonadotropinas, los de FSH se producen en la granulosa
y los de LH en la teca. Se describen a continuación las hormonas que participan en el
desarrollo folicular:
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√ HORMONA DE LIBERACIÓN DE GONADOTROFINAS (GNRH):
El hipotálamo es el órgano encargado de convertir las señales neurológicas originadas en
estímulos externos e internos en descargas hormonales. Uno de sus productos es la
hormona GnRH. Luego de ser secretada, la GnRH es acumulada en la eminencia media
hasta que se produce la despolarización neuronal. Como respuesta al estímulo adecuado,
la GnRH entra a capilares fenestrados y llega a la hipófisis vía vasos portales, según los
pulsos liberados se secreta como respuesta la FSH o LH.
La GnRH está regulada por la secreción endógena de diversas hormonas entre ellas la
melatonina. Esta última se libera por estímulo de la oscuridad, es decir, que un impulso
nervioso percibido por la retina se transforma en liberación de melatonina desde la
glándula pineal. Por lo tanto, la cantidad de horas luz influye en la secreción de GnRH en
las especies fotoperiódicas. Las especies animales cuyos ciclos reproductivos se
encuentran afectados por las horas luz, se clasifican en fotoperiódicos positivos y
fotoperiódicos negativos. En las especies fotoperiódicas positivas como la equina, el
aumento de las horas luz (en forma natural o artificial), produce una disminución de la
liberación de melatonina, permitiendo la liberación de GnRH y estimulando la biosíntesis
de FSH y LH. Es decir, que en especies con gestaciones prolongadas, como la equina, la
melatonina inhibe el eje hipotálamo- hipofisario- gonadal determinando que la temporada
reproductiva sea primavera- verano. En cambio, en las especies con gestaciones cortas
(oveja, cabra), la melatonina estimula el eje hipotálamo-hipofisario-gonadal estableciendo
que la temporada reproductiva sea otoño- invierno. Este mecanismo evolutivo permite que
los animales centralicen las pariciones durante la primavera-verano.
√ HORMONAS GONADOTRÓFICAS:
La hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH) son glicoproteínas
producidas por la hipófisis. Al igual que la hormona gonadotrofina coriónica equina (eCG)
y la tirotrofina (TSH), están formadas por la unión de las subunidades α y β. La subunidad
α es específica de especie y es idéntica en las otras hormonas glicoproteícas
mencionadas. La subunidad β determina la función biológica de cada hormona.
o HORMONA FOLÍCULO ESTIMULANTE (FSH):
La FSH es necesaria para el reclutamiento de folículos antrales. Las células de la teca
interna de los folículos terciarios responden al estímulo de la FSH produciendo
andrógenos y estimulando la activación de la enzima aromatasa en las células de la
granulosa y transformando a los andrógenos en estradiol. La FSH también está
involucrada en el aumento de la vascularización del folículo dominante. El aumento de la
irrigación permite una mayor obtención de nutrientes. Bajo la influencia de la FSH, las
células de la granulosa se dividen por mitosis incrementando las capas que rodean al
ovocito I y aumentando el tamaño folicular. La FSH junto con el estradiol estimula la
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formación de la cavidad antral y la expresión de receptores para LH en las células de la
granulosa del folículo preovulatorio.
o HORMONA LUTEINIZANTE (LH):
La función de la LH es reiniciar la meiosis en el folículo preovulatorio, desencadenar la
ovulación y controlar el desarrollo y mantenimiento del cuerpo lúteo (CL). Ejerce su acción
uniéndose a receptores de membrana en las células de la granulosa y tecales del folículo
preovulatorio. Produce un aumento de AMPc vía adenil ciclasa, estimulando la conversión
de colesterol en pregnenolona y desencadenando los sucesos de la ovulación. La
concentración de LH es baja durante la mitad de la fase luteal, aumenta pocos días antes
del estro y alcanza su mayor concentración en plasma generalmente un día antes de que
se produzca la ovulación.
* LIBERACIÓN DE GONADOTROPINAS DURANTE EL CICLO ESTRAL
La liberación de gonadotropinas se da de forma pulsátil y está determinado por la
secreción de GnRH desde el hipotálamo. De hecho si se administra de forma continua
GnRH o sus análogos, el sistema puede inactivarse; la ocupación continua de los
receptores de GnRH en las células gonadotrópicas interrumpe la señal intracelular para la
síntesis y liberación de gonadotropinas.
De forma general, el sistema generador de pulsos para la liberación de gonadotropinas se
incrementa en la fase folicular y disminuye en la fase luteínica del ciclo estral. Los
estrógenos disminuyen la amplitud del pulso y la progesterona disminuye la frecuencia de
secreción de gonadotropinas, por lo tanto durante la fase folicular, la frecuencia del pulso
aumenta por la ausencia de progesterona, mientras que su amplitud disminuye por la
presencia de estrógenos. La combinación de aumento de la frecuencia y disminución de
la amplitud de los pulsos es importante en la fase final del crecimiento para la nutrición del
folículo antral en desarrollo.
El aumento súbito y constante de estrógenos, que se presentan durante uno o varios días
en la fase final del desarrollo del folículo antral, provoca un incremento de la secreción de
gonadotropinas mediante el aumento de la frecuencia de liberación pulsátil de GnRH; el
objetivo del aumento súbito en la concentración de gonadotropinas es la inducción de
cambios dentro del folículo que conduzcan a su ruptura, causando la ovulación; su
duración es corta (de forma general 12 a 24 horas), debido posiblemente a la disminución
de la concentración de estrógenos, la cual se produce a medida que los folículos
responden al pico preovulatorio de gonadotropinas. Este mecanismo eficaz, permite al
folículo comunicar su estado de madurez al hipotálamo y a la adenohipófisis mediante la
producción de estrógenos en cantidades que aumentan al progresar la maduración
folicular.
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Al comienzo de la fase folicular, cuando la concentración de estrógenos es baja, se
almacena y se segrega poca cantidad de FSH y LH, a medida que la concentración de
estrógenos aumenta, la secreción de FSH y LH se incrementa lentamente al igual que su
almacenamiento. Es durante esta fase del ciclo que los estrógenos tienen un efecto
positivo sobre la síntesis y el almacenamiento de gonadotropinas. El efecto negativo de
los estrógenos en la secreción de FSH y LH impide que las gonadotropinas almacendas
se segreguen antes de hora. A medida que la fase folicular avanza, mayores
concentraciones de estrógenos van a sensibilizar las células gonadotropas. A los pulsos
de GnRH que ahora se producen se responde cada vez más con intensidad. Cada
impulso de GnRH provoca la secreción de los gránulos y activa el almacén intracelular
para el siguiente pulso, dicha sensibilización se ve reforzada con la multiplicación de los
receptores de GnRH, proceso que también depende de los estrógenos.
En el folículo dominante se producen estrógenos, andrógenos, inhibina y somatostatina
que son antagonistas de la acción de FSH. Cada onda de crecimiento folicular se genera
a partir de un aumento en la secreción de FSH 2 a 4 días antes de la iniciación de la
primera onda de crecimiento folicular.
Durante la maduración folicular el núcleo del ovocito se mantiene en arresto meiótico,
existe control en la secreción de FSH en la hipófisis por parte de los esteroides y la
inhibina, los cuales ejercen una retroalimentación negativa. La inhibina es producida por
las células foliculares y suprime la secreción de FSH durante el desarrollo folicular en la
fase luteal temprana. En los programas de superovulación la aplicación de FSH o de
algún análogo busca inducir el crecimiento de un mayor número de folículos y favorecer la
posibilidad de ser dominantes.
Basicamente el control endocrino de la maduración folicular se basa en las células de la
granulosa y de la teca. Al comienzo el número de receptores de FSH de una célula de la
granulosa es limitado, de forma que un folículo en desarrollo puede multiplicar hasta cierto
punto los receptores de FSH de una célula de la granulosa. El aumento del número de
células de la granulosa sin embargo, le permite aumentar rápidamente el número de
receptores de FSH; los estrógenos sintetizados tienen un efecto mitógeno (estimulante de
la mitosis), el destino del folículo dependrá de su habilidad para aumentar el número de
sus células de la granulosa, aumentando indirectamente sus receptores de FSH.
A medida que el folículo adquiere cada vez más células de la granulosa se sintetiza
continuamente y de forma creciente estrógenos. Los estrógenos secretados tienen dos
efectos importantes, primero a nivel folicular en donde inducen la invasión de vasos
sanguíneos por la teca interna, recibiendo mayor cantidad de sangre que el resto de
folículos de su oleada en desarrollo. En la hipófisis, en donde ejerce el segundo efecto, la
concetración creciente de estrógenos junto con el incremento en la producción de inhibina
impide que sigua creciendo la secreción de FSH mediante una retroalimentación negativa.
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Una vez la secreción de FSH alcanza el nivel máximo comienzan a bajar las
concentraciones en sangre durante varios días, mientras que los folículos crecen de 4 a
8.5 mm. De forma general los folículos crecen a una tasa similar, hasta cuando aparece el
folículo dominante, de mayor tamaño que los demás, alcanzando un diámetro de 8.5 mm,
los demás son denominados subordinados. El estradiol producido en cantidades
crecientes por parte del folículo dominante inhibe la secreción de FSH, además los
factores insulínicos de crecimiento (IGF) y la inhibina contribuyen en la disminución de la
secreción de está hormona. La diferencia en el tamaño entre los folículos subordinados y
el dominante se presenta en un lapso de 8 horas, cuando los niveles séricos de FSH
declinan.
El folículo antral en desarrollo por acción de la FSH y los estrógenos inicia la formación de
receptores de LH en la granulosa, mientras que la FSH comienza a disminuir. La
secreción creciente de estrógenos por parte del folículo antral finalmente resulta en el
inicio del pico preovulatorio de gonadotropinas, en las últimas fases de desarrollo el
folículo pasa progresivamente a estar bajo el control de la LH a medida que atraviesa su
última fase de crecimiento antes de alcanzar la ovulación.
En el caso de los machos, los mecanismos que regulan el control de la secreción de
gonadotropinas son similares a los de la hembra: pulsos de GnRH, que inician en el
hipotálamo y afectan la secreción pulsátil de estas hormonas, activando la secreción de
testosterona desde los testículos. La diferencia fundamental con la hembra, es que ésta
necesita un pico de gonadotropinas para la ruptura de la superficie ovárica y la
consecuente liberación de los ovocitos; los machos no requieren autorregulación positiva
para la liberación de gonadotropinas, ya que los gametos se producen y liberan de forma
continua en un sistema tubular que se abre al exterior, eliminado la necesidad de un pico
de liberación de gonadotropinas.
La secreción de gonadotropinas también se encuentra regulada por péptidos y hormonas
proteícas. Por ejemplo la B-endorfina que inhibe la secreción de LH, la inhibina, la cual se
describió anteriormente y la tercera sería la prolactina, su secreción es pulsátil, y su
control sobre las gonadotropinas es más importante en la inhibición, además la prolactina
ejerce su efecto sobre la glándula mamaria y la lactación en los mamíferos. Las
sustancias que inhiben la secreción de prolactina son la dopamina (catecolamina) y el
GABA (ácido γ aminobutírico). Los agonistas de la dopamina como cabergolina,
bromocriptina se pueden utilizar para suprimir la secreción de prolactina en casos de
hiperprolactinemia. En perras por ejemplo se utiliza cabergolina para acortar los espacios
entre los celos y causar luteólisis. En el caso contrario dentro de las sustancias que
favorecen la liberación de la prolactina se encuentra el péptido intestinal vasoactivo (PIV),
el cual inhibe la secreción de dopamina en el hipotálamo. Los estrógenos pueden
incrementar esta secreción hormonal disminuyendo la sensibilidad de los lactotrópos a la
dopamina.
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√ PRODUCCIÓN FOLICULAR DE ESTRADIOL:
La regulación de la secreción de estradiol ha dado lugar al modelo conocido como «dos
células dos gonadotrofinas». La síntesis de estrógenos se produce por la proximidad de
las células de la teca y de la granulosa. Las células de la teca producen andrógenos
(testosterona y androstenodiona) bajo la influencia de LH, la cual difunde a través de la
membrana propia hasta la granulosa, donde los andrógenos se transforman en
estrógenos (17-estradiol). La FSH se une a sus receptores en las células de la granulosa
y produce el aumento de la enzima aromatasa. Esta enzima convierte a los andrógenos
en estradiol, es decir, las células de la teca interna y granulosa actúan en forma conjunta
para lograr la síntesis de estradiol (Ver figura 10).
Figura 10. Representación esquemática de la síntesis de estrógenos
√ SISTEMA DEL FACTOR DE CRECIMIENTO TIPO INSULÍNICO (IGF):
Estos factores se denominan así por tener una secuencia de aminoácidos muy similar a la
insulina, estos factores se producen en el hígado por medio de la acción de la hormona
GH (Hormona de crecimiento). Los IGFs (IGF-1 e IGF-2) funcinan como moduladores de
la acción de las gonadotropinas a nivel celular. Estimulan la proliferación y diferenciación
de las células de la granulosa y de la teca. La acción del IGF consiste en estimular la
proliferación de las células de la granulosa, la síntesis de hormonas esteroideas y también
la producción de inhibinas y activinas. En otras palabras, amplifica la respuesta
17
1
desencadenada por la FSH. La acción de IGF está regulada por la enzima proteolítica
PAPP-A, por sus siglas proteína plasmática asociada a la preñez.
√ FAMILIA DE FACTORES TRANSFORMADORES DE CRECIMIENTO (TGF):
Los miembros de esta superfamilia, integrada por más de 40 proteínas, regulan la
proliferación y diferenciación en una amplia variedad de tejidos. Las inhibinas y activinas
son producidas por las células de la granulosa del folículo dominante. Están formadas por
la unión de las subunidades α y β. Tanto las inhibinas como las activinas actúan en forma
paracrina, inhibiendo o estimulando el crecimiento de los folículos subordinados
respectivamente. Las inhibinas además actúan en forma sistémica inhibiendo la secreción
de FSH a nivel de la hipófisis. La secreción de las inhibinas es estimulada por la FSH
formando así un circuito de regulación.
1.5. OVULACIÓN
La ovulación es la culminación de una serie de mecanismos complejos desencadenados
por la elevación de LH que como resultado producen la expulsión del ovocito del folículo
preovulatorio. Los sucesos de ovulación abarcan cambios bioquímicos, fisiológicos y
morfológicos. Predecir el momento exacto de la ovulación es difícil y requiere práctica en
la palpación y observación ultrasonográfica transrectal. De acuerdo con los datos
fisiológicos, se ha calculado la duración necesaria para el desarrollo del folículo antral
hasta el punto de ovulación en alrededor de 10 días en animales domésticos.
En grandes animales el desarrollo del folículo antral se ha divido en dos fases: una lenta
que dura 4 a 5 días, seguida de una segunda fase de crecimiento con igual duración para
finalizar en la ovulación. El folículo en fase de crecimiento rápido requiere la exposición a
unos pulsos más rápidos de gonadotropinas al tercer o cuarto día, de modo que al menos
un folículo puede completar su patrón de desarrollo normal hasta la ovulación. Este
incremento de gonadotropinas suele coincidir con el inicio de la regresión del cuerpo
lúteo, que permite de forma pasiva el incremento de los pulsos de secreción de
gonadotropinas (Ver figura 11 y 12).
Figura 11. Esquema de folículo antral. Rol de la LH y FSH antes de la ovulación, síntesis de estrógenos
(Fuente: Hernández et al, 2008).
18
1
Figura 12. Diagrama de folículo antral y la acción de la LH previo a la ovulación.
(Fuente: Hernández et al, 2008).
El ovocito es expulsado por la fosa de ovulación. Los procesos que ocurren durante la
ovulación han sido descriptos por diferentes mecanismos la contracción muscular y
bioquímico.
-
Mecanismo de contracción muscular:
Este mecanismo se basa en la presencia de células musculares lisas en la teca externa. A
esto se suma la contracción producida por contracciones espasmódicas de la musculatura
lisa de los vasos sanguíneos ováricos producidos como respuesta al estímulo producido
por la PGF2α y PGE2.
-
Mecanismo bioquímico:
El aumento preovulatorio de la LH aumenta la expresión de las enzimas proteolíticas y
sus factores inhibitorios permitiendo que la ovulación sea un proceso controlado. Por un
lado, la plasmina aumenta a través de la activación del plasminógeno. La procolagenasa
se activa en colagenasa rompiendo el colágeno de la teca externa y disminuyendo la
tensión de la pared folicular. La plasmina aumenta tanto en las células granulosas como
en las células tecales por estímulo de la LH, pero la regulación en uno y otro tipo celular
es diferente, sirviendo como control en la degradación del folículo. A medida que se
suceden los cambios de degradación del tejido conectivo se produce la formación del
estigma en el ápice folicular. El estigma es la zona más delgada de la pared folicular por
donde se liberará el ovocito en el momento de la ovulación.
La acción de eicosanoides: prostaglandinas (PG), tromboxanos y lipoxidasas
intervienen en el proceso de la ovulación de diferente forma:
•
PGF2α y PGE2: intervienen en la ruptura de la pared folicular a través de la
liberación de las enzimas contenidas en los lisosomas y en cambios
19 1
vasculares. La administración de inhibidores de la síntesis de PGF2α como
la indometacina bloquea la ruptura de la pared folicular.
•
Los tromboxanos aumentan su expresión en folículos preovulatorios. Su
acción es antagónica al efecto producido por las prostaglandinas a nivel
vascular, logrando que la ovulación sea un proceso autocontrolado.
•
Las lipoxidasas medidas por radioinmunoensayos muestran un incremento
como respuesta a la LH, pero la inhibición farmacológica de las mismas
facilita el proceso de ovulación. Queda aún por determinar la función de las
mismas.
La ovulación, por lo tanto, es un proceso dinámico donde se produce ruptura de la pared
folicular por la activación de enzimas proteolíticas y cambios vasculares (Ver figura 13).
Los cambios en el aumento de la irrigación y en la producción del edema han llevado a
comparar el proceso de la ovulación con un proceso inflamatorio.
Figura 13. Representación esquemática de la ovulación
1.6 DESARROLLO DEL CUERPO LÚTEO
Como se menciono anteriormente el folículo está compuesto por dos tipos de células: las
células de la teca (productoras de androstenediona a partir de progesterona) y las células
de la granulosa (reciben el metabolito, lo aromatizan y convierten en estradiol). Poco
antes de la ovulación, durante el pico preovulatorio de LH, las células de la granulosa que
recubren el folículo preovulatorio adquieren la capacidad de producir progesterona a partir
del colesterol y pierden la capacidad de producir estrógenos debido a la inhibición de la
producción de la enzima aromatasa, fenómeno conocido como luteinización.
20
2
Es bien sabido que el cuerpo lúteo es una glándula endocrina transitoria, cuyo principal
producto de secreción es la progesterona, por lo cual participa en varios procesos como:
1. Reconocimiento, adhesión e implantación del cigoto.
2. Mantenimiento de la gestación en estadios tempranos.
3. Regulación de la dinámica folicular.
Para describir la funcionalidad del CL, se puede dividir la regulación luteal en tres etapas:
formación, mantenimiento y regresión del cuerpo lúteo.
-
FORMACIÓN CUERPO LÚTEO:
El cuerpo lúteo se forma a partir de la pared del folículo, que se destruye y pliega después
de la ovulación. La ruptura del folículo conduce a una degradación de los tejidos que
rodean la granulosa y a la liberación de la sangre de los vasos de la teca en el interior de
la cavidad. Los pliegues tisulares que protruyen hacia el interior de ésta contienen células
de la teca y de la granulosa, el sistema vascular que servirá de soporte al crecimiento y
diferenciación celular. Aunque las células de la granulosa son predominantes en el cuerpo
lúteo, las de la teca contribuyen de forma importante en la configuración de la estructura.
Durante la luteinización, hay hipertrofia e hiperplasia de las células de la teca interna,
mientras que las de la granulosa no presentan divisiones celulares. Las células grandes
(>15 mm) del cuerpo lúteo provienen de las células granulosas y las pequeñas de las
tecales y ambos tipos de células son capaces de secretar progesterona. La progesterona
es secretada en forma de gránulos por las células luteales grandes en un 80%, producen
además relaxina, oxitocina y otras moléculas. Adicionalmente las células luteales grandes
poseen casi todos los receptores para la PGE2 y PGF2α. Las células pequeñas poseen
casi todos los receptores de LH, y contribuye también con un 15% de la secreción de
progesterona (Bó et al., 2007, Hernández et al., 2008, Hafez, 2003).
Como se menciono anteriormente se denomina Luteinización al proceso que siguen las
células de la granulosa durante el cambio de secreción de estrógenos a progesterona,
comienza con el establecimiento del aumento preovulatorio de LH y se acelera con la
ovulación.
En la mayoría de las especies domésticas, el cuerpo lúteo produce una cantidad
significativa de progesterona en las primeras 24 horas después de la ovulación. En otras
como el perro y los primates, se producen pequeñas cantidades de progesterona durante
el aumento preovulatorio de LH. Este período abarca en la yegua del día 0 al 5 y en la
vaca del día 5 al 10 pos-ovulación. A las 10-12 horas posovulación el CL de la yegua ya
produce altas concentraciones de progesterona, esto se relaciona con la alta
concentración sérica de LH posovulación (Ver figura 14).
21
2
Figura 14. Producción de progesterona durante el ciclo estral
-
MANTENIMIENTO DEL CUERPO LÚTEO.
El cuerpo lúteo se mantiene tanto en animales gestantes como en no gestantes debido a
un patrón pulsátil lento de liberación de LH (un pulso cada 2 o 3 horas), luteotropina más
importante.
-
REGRESIÓN DEL CUERPO LÚTEO.
La regresión del cuerpo lúteo es importante en los grandes animales que no están
gestando para que puedan entrar en un nuevo ciclo reproductivo en el menor tiempo
posible. La duración del cuerpo lúteo después de la ovulación debe permitir los siguientes
procesos:
1. La síntesis y liberación de factores para el inicio y desarrollo de la gestación.
2. Que un animal no gestante entre en un nuevo ciclo reproductivo, En grandes animales
dura aproximadamente 14 días.
Después de varias investigaciones hoy se sabe que el útero es el responsable del control
del ciclo vital del cuerpo lúteo, principalmente en grandes animales. La regresión se logra
por la acción de la sustancia uterina denominada Prostaglandina F2α (PGF2α), en la
mayoría de especies animales (vacas, cabras, yeguas, cerdas y ovejas).
En ausencia del reconocimiento materno de la preñez, se produce la regresión del CL
alrededor del día 16-17 en la vaca. La regresión resulta en una caída rápida de las
concentraciones de progesterona a valores menores de 1 ng/mL, los niveles de
progesterona se deben a la acción sobre el ovario de la PGF2α secretada por el útero. El
efecto parece ser local, ya que la remoción del cuerno uterino ipsilateral al cuerpo lúteo
evita la regresión luteal, no ocurre lo mismo si se remueve el cuerno del lado contrario al
CL.
22
2
La PGF2α es liberada en una serie de pulsos más o menos de 5 a 8, los cuales se
presentan en intervalos de 6 a 8horas iniciando antes de la regresión luteal. En los
rumiantes y porcinos la PGF2α es metabolizada eficientemente en el pulmón, por lo tanto
existe un mecanismo local en donde la prostaglandina sintetizada en el endometrio se
transportada entre la vena útero-ovárica y la arteria a través de un mecanismo de
contracorriente en el cuerno ipsilateral al CL (Ver figura 15). El mecanismo de
contracorriente implica el movimiento de moléculas a través del sistema vascular desde
los sitios de mayor concentración (vena uterovárica) hasta áreas de menor concentración
(arteria ovárica).En equinos, la PGF2α se metaboliza muy poco en el pulmón y no existe
el mecanismo local debido a que la arteria no está en contacto directo con la pared de la
vena útero-ovárica, por lo que la llegada de la PGF2α se realiza de forma sistémica.
Figura 15. Vía de secreción de la PGF2a. La PGF2α, se sintetiza en las células del endometrio, si no se
produce gestación se vierte a las venas uterinas. Se ilustra el mecanismo de contracorriente en vaca, cerda
y oveja, donde la PGF2α pasa a través de la vena uterina llegando a la arteria ovárica que transcurre
sinuosamente sobre el vaso sanguíneo. (Imagen modificada de Engelhardt, et al. 2002)
El patrón de síntesis y liberación de la PGF2α es importante para causar su efecto
luteolítico. La síntesis es máxima por el endometrio, el proceso se inicia hacia el día 11-13
en el ovino y hacia el día 16-17 en la vaca, yeguas y cerdas. La secreción se realiza en
pulsos que se incrementan a medida que avanza el proceso luteolítico. La prostaglandina
ejerce un efecto de reducción del flujo sanguíneo del cuerpo lúteo, estructura altamente
vascularizada (Ver figura 16).
23
2
Figura 16. Mecanismo de acción producido por la PGF2α en el cuerpo lúteo (Modificado de
Hernández, 2008)
Además de la PGF2α otras hormonas participan de la lisis del CL. Los estrógenos tienen
un efecto positivo sobre el útero en su habilidad de liberar PGF2α para esto, es necesario
que la progesterona haya actuado previamente sobre las células endometriales. Los
estrógenos tienen un feedback positivo sobre ellos mismos al aumentar sus propios
receptores en el endometrio y producen aumento de los receptores para oxitocina. El CL
de los rumiantes posee receptores para oxitocina y para estradiol, sugiriendo que los
estrógenos tendrían una acción directa sobre la lisis del CL, la PGF2α en estos animales,
actuaría sobre el CL por dos mecanismos:
1. Estimulando a las células luteales grandes a secretar oxitocina, produciendo un
mecanismo de retroalimentación positiva al estimular la liberación de más PGF2α por
parte del endometrio.
2. Regulando directamente su propia síntesis estimulando a las células del endometrio a
producir PGF2α. La PGF2α que sale del útero por el sistema venoso y llega al ovario
por el los vasos arteriales, estimula adicionalmente la liberación de oxitocina en el
cuerpo lúteo, dicha oxitocina induce una mayor secreción de PGF2α en el endometrio,
estableciendose una retroalimentación positiva entre estas hormonas que conduce al
aumento de los niveles de PGF2α y posterior destrucción del cuerpo lúteo. Antes del
día 6 se considera que el cuerpo lúteo es una estructura inmadura, y es maduro a
partir del día 6, la diferencia entres estas estructuras se halla en que el cuerpo maduro
tiene la capacidad de producir PGF intraluteal que asegura el proceso de luteólisis.
Esto expliacaría por qué una sola aplicación de PGF2α antes del día 4 no produce
luteólisis, pero dosis repetidas o una sola inyección a partir del día 5 sí produce la
regresión del CL (Bó, et al 2007).
1.7 DINÁMICA FOLICULAR DURANTE EL CICLO ESTRAL
24
2
El proceso de crecimiento continuo y regresión de folículos antrales que conduce al
desarrollo del folículo preovulatorio se conoce como dinámica folicular y se refiere al
crecimiento de dichas estructuras en oleadas o grupos. Se ha establecido que existe un
patrón de ondas de crecimiento folicular en el ciclo estral de la vaca de forma normal se
presenta de dos ó tres, comienza con el desarrollo de un grupo de 3 a 6 folículos o hasta
24 folículos, todos con un diámetro igual o mayor a 3 mm. Después de varios días, uno de
ellos se vuelve dominante (aumenta su tamaño en mayor proporción que los demás y
adquiere gradulamente capacidad ovulatoria) e inhibe el desarrollo de los demás folículos,
llamados subordinados, que empiezan a atrofiarse. Solamente en la última onda del ciclo,
el folículo dominante continúa su crecimiento para llegar a ser el folículo ovulatorio, ya que
el folículo de la onda anterior también sufre atresia (Ver figura 17).
La primera onda de desarrollo folicular se detecta el día de la ovulación, considerado
como el día cero (0) en los ciclos de 2 ó 3 ondas. La segunda onda comenzaría el día 9 ó
10 en ciclos de 2 ondas, en los ciclos de tres ondas la segunda onda se presenta entre el
8 ó 9 día, en estos ciclos la tercera onda emerge el día 15 ó 16, aunque estos patrones
están sujetos a la varibilidad individual. La presentación de ondas en desarrollo folicular
se ha reportado por medio del uso de ultrasonografía en novillas antes de la pubertad y en
vacas posparto antes de la primera ovulación. En animales en gestación las ondas en
desarrollo persisten hasta aproximadamente tres semanas antes del parto.
En una onda de crecimiento folicular el desarrollo de forma sincrónica de un grupo de
folículos a partir de un díametro de 4 mm, proceso que ocurre en los dos ovarios. Durante
unos 2 ó 3 días todos los folículos crecen y uno de ellos es selecionado para segur
creciendo y ser el dominante, mientras los demás sufren atresia. El grupo de folículos
empieza a crecer al recibir una señal hasta ahora desconocida de este grupo de folículos
que reaccionan a las gonadotropinas se selecciona una cohorte aproximadamente de 3-5
folículos de los cuales se destacará el dominante. De acuerdo con reportes recientes la
emergencia de ondas foliculares en el ganado se caracteriza por el crecimiento (en 2-3
días) de 8-41 folículos pequeños que son detectados inicialmente por medio de
ultrasonografía a un diámetro de 3-4 milímetros (Adams et al , 2008).
25
2
Figura 17. Representación esquemática de la dinámica folicular en bovinos. Durante el ciclo estral de la vaca
regularmente se preentan 2 ó 3 oleadas foliculares. En cada oleada, un grupo de folículos es escogido de la reserva para que inicien
un proceso de crecimiento, de este conjunto uno o varios son seleccionados y finalmente uno de ellos se convierte en dominante, el
resto sufre atresia, en tanto que el folículo dominante de la última oleada está destinado a ovular. Durante el ciclo estral, la formación
de la cavidad antral se inicia en el bovino cuando el folículo alcanza un diámetro de 0.2 a 0.4 mm, llegando hasta uno de 15 a 20 mm
en la fase preovulatoria en el caso del folículo dominante. La incidencia de atresia folicular es muy alta, precisamente antes del
crecimiento final que resulta en la formación del folículo dominante.
√ FASES DEL DESARROLLO FOLICULAR
Independientemente de la especie y del número de oleadas de cada una, el desarrollo
folicular tiene tres fases:
A. RECLUTAMIENTO: etapa en la que un grupo de folículos adquiere la habilidad
para responder a las gonadotropinas y empieza a crecer rápidamente.
B. SELECCIÓN: proceso en la que un grupo de folículos son seleccionados para
continuar creciendo.
C. DOMINANCIA: etapa donde un folículo se desarrolla de forma más rápida que el
resto, suprimiendo el crecimiento de los subordinados e impidiendo el reclutamiento
de un nuevo grupo de estructuras foliculares.
El desarrollo folicular presenta una fase de dependencia de las gonadotropinas y otra de
independencia. En la primera de ellas la FSH conduce el reclutamiento folicular y la LH
continua el desarrollo folicular hasta el estado preovulatorio. Hay aumento transitorio en
los niveles circulantes de FSH antes del reclutamiento de un grupo de folículos y éstos se
caracterizan porque expresan el mRNA que codifica la elaboración de las aromatasas en
las células foliculares.
26
2
o RECLUTAMIENTO FOLICULAR
El reclutamiento folicular se refiere a la formación de una población de folículos antrales
de donde uno o varios, dependiendo de la especie (monotoca o politoca) es seleccionado
para la ovulación. En cada ciclo ovárico es reclutado un grupo de folículos primordiales
que crecen de manera continua debido a los incrementos en la concentración de FSH.
Aún se desconoce por qué algunos folículos inician su crecimiento tan pronto como se
forman, mientras que otros permanecen en latencia durante meses, años o décadas.
En la última década se han propuesto dos conceptos en cuanto al reclutamiento folicular,
el reclutamiento inicial y el reclutamiento cíclico.
-
Reclutamiento inicial: se atribuye a que dejan de estar presentes factores
inhibitorios que mantenían a los folículos en latencia. Se considera que es un
proceso continuo que se inicia poco después de la formación del folículo, mucho
antes de la pubertad. Tan pronto como ocurre la formación del folículo, algunos
de ellos dejan la reserva y empiezan a crecer. Este proceso se conoce como
activación folicular. Cuando algún folículo sale de esta reserva sigue creciendo
hasta la ovulación o hasta que degenera.
-
Reclutamiento cíclico: el reclutamiento cíclico tiene inicio después de la
pubertad y resulta del incremento en los niveles de la FSH en la circulación
sanguínea durante cada ciclo ovárico. El incremento en los niveles de FSH
comienza dos días antes de la emergencia de una onda folicular. Durante el
reclutamiento cíclico, solamente sobrevive un número limitado de folículos y los
demás sufren atresia. Los ovocitos en los folículos que sobreviven completan su
crecimiento, adquieren su zona pelúcida y son competentes para reiniciar la
meiosis.
Con la posibilidad de uso del ultrasonido el reclutamiento es detectado como el
crecimiento de un grupo de folículos de 4 mm que ocurre durante los primeros 5 días del
ciclo estral y posteriormente a los 10 a 16 días en vacas con tres oleadas. El pico sérico
de la FSH ocurre al momento o poco antes de que el futuro folículo dominante de la
oleada resultante alcance un diámetro de 4 mm. Al parecer, los primeros folículos de 3
mm de una oleada aparecen durante el ascenso en el pico de FSH y siguen creciendo
hasta que los niveles de la hormona alcanzan niveles basales. La primera y segunda onda
folicular están precedidas por un aumento en los niveles séricos de FSH.
o SELECCIÓN
FOLICULAR
Una vez que los folículos primordiales comienzan a diferenciarse, es decir abandonan la
población de folículos de reserva tienen dos caminos posibles a seguir: ovular o sufrir
atresia. Alrededor del 99% de los folículos que comienzan la activación se atresian sin
llegar nunca a ovular. El proceso de atresia puede ocurrir en cualquier momento de la
foliculogénesis, se relaciona con varios cambios de tipo morfológico, bioquímico e
27
2
histológico, que varían con la etapa de crecimiento folicular y con la especie animal. Los
cambios que se presentan se relacionan con una disfución de las células de la granulosa
y con la alteración del paso de sustancias nutritivas del plasma en los folículos. Este
proceso de degeneración se acompaña de pérdida del ovocito, células de la granulosa y
receptores para varias hormonas (Hafez, 2003).
El proceso de selección se presenta al final de la fase de crecimiento. El folículo
dominante crece a una tasa constante y el resto de folículos sufren atresia o crecen a una
velocidad menor para después finalmente dejar de hacerlo, fenómeno denominado
(desviación) (Ginter, 2001). La desviación durante la oleada folicular en bovinos empieza
con una reducción en la tasa de crecimiento constante en el folículo dominante.
En vaquillas la desviación de la tasa de crecimiento de los dos folículos de mayor
diámetro tiene inicio cuando el diámetro del futuro folículo dominante y el del subordinado
son de 8.5 y 7.7mm, respectivamente, 2 a 3 días después de iniciada la oleada mientras
que en yeguas se presenta cuando el diámetro del futuro folículo dominante es de 22mm
y el subordinado mide 19mm, 6 días después del inicio de la oleada.
El ovocito del folículo preovulatorio se encuentra en profase meiótica hasta la ovulación,
con el pico de LH preovulatorio se activa el proceso de meiosis, pero esta no se completa
sino hasta después de la fertilización, cuando ingresa el espermatozoide.
√ DIFERENCIAS ENTRE EL FOLÍCULO DOMINANTE Y LOS SUBORDINADOS
Los cambios moleculares que llevan a la desviación folicular pueden ocurrir en cualquier
folículo terciario, es decir que todos los folículos pertenecientes a una misma onda tienen
la capacidad de ser dominantes, esto se comprueba al remover quirúrgicamente el folículo
dominante una vez producida la selección, el folículo subordinado que le sigue en tamaño
de la misma onda pasará a dominar sobre los otros.
Por muchos años se consideró que el mecanismo de selección folicular estaba regulado
únicamente por factores endocrinos, hoy se sabe que previo a los cambios en las
concentraciones hormonales de forma evidente y aún así antes de que los cambios de
tamaño sean visibles ecográficamente, el mecanismo de selección está determinado por
mecanismos intraováricos, específicamente a nivel del folículo.
Los factores intrafoliculares que han sido sugeridos son aquellos relacionados con el
sistema de los factores de crecimiento similares a la insulina (IGF), esteroides, inhibina,
activina, receptores de gonadotropinas, factores angiogénicos entre otros. Los factores
implicados de forma temporal o funcional son en IGF, el estradiol y los receptores de la
hormona luteinizante (LH), el mecanismo que los activa aún no está muy claro, pero
ocurre durante un descenso progresivo de las concentraciones circulantes de FSH y un
incremento inicial en la de LH (Ver figura 18 y 19). El intervalo desde que empieza la
disminución de los niveles de FSH y el inicio de la desviación es de 3 días en la vaca y la
yegua. Después de haber iniciado la desviación, las concentraciones de FSH siguen
bajando durante 10 a 20 horas en vaquillas y durante varios días en las yeguas, se ha
señalado que el folículo seleccionado suprime la secreción de FSH.
28
2
Figura 18. Rol de la hormona FSH durante el ciclo estral
Figura 19. Rol de la hormona LH durante el ciclo estral
Una característica del folículo dominante es su mayor capacidad para la producción de
estradiol tanto en vacas como en yeguas. En la vaca el estradiol comienza a
incrementarse en la circulación al momento que inicia la desviación, lo que ocasiona el
descenso de FSH como se ilustra en la figura.
29
2
Figura 20. Rol de los estrógenos durante el ciclo estral
La selección del folículo dominante se asocia a concentraciones sanguíneas decrecientes
de FSH durante los tres primeros días de la onda. Las concentraciones más bajas de FSH
se alcanza cuatro días después de la aparición de la onda y las concentraciones
continúan siendo bajas durante los siguientes 2-3 días. Los receptores de FSH solamente
están presentes en las células granulosas, mientras que los receptores de LH se
encuentran localizados tanto en las células granulosas como en las tecales en la pared de
los folículos antrales. El folículo dominante adquiere más receptores de LH sobre sus
células granulosas que sus subordinados y por lo tanto puede sustituir su dependencia a
la gonadotropina por la dependencia a la LH durante la concentración más baja de FSH y
continuar creciendo mientras se degeneran los subordinados (Ver figura 21)
Figura 21. El folículo dominante inhibe la secreción de FSH y expresa más receptores para LH y
aumenta la secreción del factor de crecimiento insulínico. (Fuente: Hernández et al, 2008)
30
3
Los altos niveles de progesterona producidos por un CL funcional durante el diestro o la
gestación inhiben la frecuencia de los pulsos de LH (Ver figura 22). El aumento de las
concentraciones de estradiol y la disminución de la progesterona después de la luteólisis
aumentan aún más la frecuencia de los pulsos de LH, dando como resultado un gran
incremento preovulatorio de LH.
Figura 22. Rol de la hormona progesterona durante el ciclo estral.
31
3
Representación esquemática del rol hormonal durante el ciclo estral de la vaca.
32
3
2. MANEJO FARMACOLÓGICO DEL CICLO ESTRAL
BOVINO
En hatos con manejo intensivo se programan los celos e inseminaciones mediante
manipulación hormonal del ciclo estral buscando lograr fertilidad al primer servicio y en el
caso de animales en anestro la inducción del celo fértil de manera sincronizada. Los
esquemas de sincronización de ovulaciones han sido desarrollados para resolver el
problema de escasa manifestación del celo en época de estrés calórico y han dado
buenos resultados en hatos con mala detección de calores.
2.1 PRINCIPIOS DE LA SINCRONIZACIÓN DE ESTROS.
Las hormonas que se usan para sincronizar el estro son idénticas a las hormonas
reproductivas encontradas en el hipotálamo (GnRH), ovario (estradiol y progesterona) y
útero (prostaglandina) o análogos de ellas. El primer método de sincronización se
desarrollo en el año de 1960 con la utilización de progestágenos para bloquear la
ovulación, el problema de este método fue la baja tasa de concepción debido al
envejecimiento de los folículos. Años después se desarrollaron protocolos a base de
PGF2α, para lograr mejor eficiencia se combinaron los dos protocolos, sin embargo, un
período muy prolongado de acción de los progestágenos deprime el porcentaje de
concepción. Con el estudio de la dinámica folicular se logro determinar que la persistencia
del folículo dominante era la causa de la baja fertilidad, buscando mejorar esto se
desarrollaron programas de control folicular, a fin de controlar la fase lútea y el tiempo de
ovulación. En la actualidad la mayoría de los métodos de sincronización utilizan:
•
•
•
•
Control del crecimiento folicular (en inglés follicular wave).
Prevención de la ovulación prematura y promoción de la ovulación en vacas en
anestro.
Inducción de la lisis del cuerpo lúteo en vacas que se encuentran en ciclo.
Sincronización del celo o la ovulación al final del tratamiento o ambos.
2.2 CONTROL DEL CRECIMIENTO FOLICULAR (FOLLICULAR WAVE)
Como es bien sabido cuando se manipula las “oleadas” foliculares se mejora la fertilidad,
ya que los folículos dominantes se hacen más uniformes en el tamaño y madurez en el
hato. Para lograr este objetivo se usan dos métodos básicos:
1º. Aplicación de una dosis ovulatoria de GnRH, la cual induce la liberación de LH,
provocando la ovulación y luteinización de los folículos dominantes. Tiene como
desventaja que se debe contar con folículos maduros, ya que los folículos en fase de
reclutamiento no responden a la acción de la GnRH por carencia de receptores para LH.
La dosis recomendada de GnRH es de 50 a 100 µg por vaca.
2º. Utilización del benzoato de estradiol o cipionato. Cuando hay dominancia
progestacional (por acción de progestágenos endógenos o exógenos), el estradiol reduce
la secreción de LH e induce atresia del folículo dominante y una nueva oleada folicular. En
33 3
caso contrario cuando no hay progestágenos, el estradiol induce la liberación de GnRH,
causando la síntesis de LH, provocando de este modo la ovulación y luteinización del
folículo dominante. El estradiol actúa directamente sobre el folículo dominante para inducir
atresia y al mismo tiempo inhibir la síntesis y liberación de FSH. También induce la
regresión del cuerpo amarillo si se aplica al inicio del ciclo estral.
Los estrógenos en soluciones oleosas para aplicación parenteral se absorben
rápidamente, de forma general los estrógenos esterificados poseen absorción retardada
después de su administración intramuscular, un éster es una cadena compuesta por
átomos de carbono adheridos a la hormona esteroide matriz en la posición del carbono
17. El benzoato de estradiol es un éster sintético del estrógeno natural (estradiol).
Posterior a su administración éstos ésteres son absorbidos e hidrolizados hacia el
estradiol, estrógeno más activo. En estudios realizados con el benzoato de estradiol, este
suprime el desarrollo folicular cuando es administrado al momento de la inserción del
implante combinado con la administración de 50 ó 100 mg, de progesterona vía
imtramuscular en protocolos de superovulaciones. Bó y colaboradores (2007) reportan
que de varias dosis evaluadas de benzoato de estradiol (1 mg, 2.5 mg y 5 mg),
combinadas con progesterona, la más efectiva fue la de 2.5 mg , con un comienzo de una
nueva onda folicular de 3,9 días (con un rango de 3 a 4 días).
Rol hormonal durante el ciclo estral en una hembra bovina con dos ondas foliculares.
2.3 INVOLUCIÓN DEL CUERPO LÚTEO EN VACAS
Una sola inyección de PGF2α es eficaz para inducir la luteolisis a partir del día 5 a 7 del
ciclo. La presentación del celo varía con el momento en que se aplica la prostaglandina o
su análogo, por lo general el intervalo es corto cuando de aplica al inicio del ciclo en los
días 7 a 9, o en una etapa más tardía 14 a 16, coincidiendo con la presentación de la
primera y segunda oleada de crecimiento folicular. Si se aplicara la prostaglandina entre
34
3
los días 10 y 12, la presentación del celo se reparte entre los tres y 10 días posteriores
debido a que la primera oleada folicular se encuentra en proceso de atresia y aún está
muy inmadura la segunda y no está cerca de un estado preovulatorio.
Con la administración de dos dosis de prostaglandina se logra una mayor sincronía de
celos con un intervalo de 11 a 14 días de diferencia o si se establece una sincronía
folicular siete días antes de la inyección de prostaglandina, los celos se presentan 72 a 96
horas.
2.4 MANIFESTACIÓN DE CELOS Y OVULACIÓN
El celo en las vacas será más evidente cuanto más estrógenos tanto exógenos como
endógenos presente. Puede haber manifestación del celo sin ovulación, y una vaca con
ovulación puede tener una fase lútea corta si se le aplican estrógenos únicamente. Esta
demostrado que la combinación de estrógenos en una sincronización folicular utilizando
progesterona mejora la tasa de concepción. Es por esto que en muchos hatos se
recomienda añadir estrógenos al programa de sincronización, especialmente en aquellas
vacas en anestro o anovulatorias al inicio del procedimiento. Se pueden mejorar los
índices de fertilidad aplicando una dosis de GnRH ovulatoria, 48 horas después de la
segunda dosis de PGF2α e inseminando a tiempo fijo.
2.5 MÉTODOS DE SINCRONIZACIÓN
● MÉTODOS CON PROSTAGLANDINAS (PGF2α)
La sincronización estral con prostaglandina F2 alfa se basa en que ésta destruye el CL
con la consecuente presentación temprana del estro, para esto se administra análogos de
la PGF2α. En vista de que el 95% de esta prostaglandina se oxida casi de inmediato en
los pulmones, y debido a sus efectos broncoconstrictores potentes, surgieron los análogos
de esta hormona natural, con los que se incrementa el poder luteolítico y se disminuyen
los efectos colaterales. Existen varios protocolos, por ejemplo la utilización de PGF2α: Se
utilizan dos inyecciones IM de PGF2α con ocho días de intervalo, se realiza inseminación
artificial (IA) al momento de detectar celos e inseminar am-pm.
35
3
-
Alternativa 1: se utiliza la inyección de todos los animales, inseminando los
que se detecten en celo (am-pm) tras la inyección. Las hembras no detectadas
en celo reciben una segunda inyección en 11 - 14 días y se someten a
detección de celos e I. A.
-
Alternativa 2: Detección del calor e inseminar durante los primeros 6 días, las
vacas que no entren en calor recibirán una inyección de PGF2α, las vacas son
inseminadas a celo detectado.
36
3
● MÉTODOS CON GNRH Y PROSTAGLANDINAS (PGF2α)
Se puede lograr la sincronización de una oleada folicular y un celo posterior si se aplica
GnRH y siete días después PGF2α. La inyección de GnRH induce la ovulación de los
folículos dominantes y el posterior desarrollo de una nueva onda folicular y posteriormente
la inyección del análogo de prostaglandina 7 días después induce la luteólisis. De esta
forma, dos o tres días después de la inyección de la prostaglandina se presenta celo y la
ovulación del nuevo folículo dominante. A pesar de que con este protocolo de
observaban más estros sincrónicos, no se tenía la suficiente precisión al momento de la
ovulación para realizar la inseminación artificial a tiempo fijo. La aplicación de una
segunda dosis de GnRH, la cual causa la ovulación del folículo dominante 1.5 a 2 días
después de la aplicación de la PGF (Bó, 2007).
Existen varios protocolos de sincronización de estros y ovulaciones con GnRH y
prostaglandina. Uno de ellos es el Ovsynch (abreviatura de Ovulation Synchronization),
que es muy usado en bovinos lecheros para inseminar a tiempo fijo sin detectar celos.
El esquema es: GnRH - (7 días) - PGF2 alfa - (2 días) - GnRH - (17 - 24 horas) - I.A. La
segunda GnRH provocará la ovulación del folículo dominante sincronizado. La
inseminación se realiza de 16 a 18 horas después de la segunda dosis de GnRH. De
acuerdo con estudios realizados, el pocentaje de gestación es del 50% sin detección de
estros (Bó, 2007)
La fertilidad mejora si se hace una "presincronización" (Presynch) para tener a las
vacas en fase lútea temprana al iniciar el Ovsynch: PGF2 alfa - (14 días) - PGF2 alfa - (12
- 14 días) - Ovsynch (ver Figura). Hasta un 20% de las vacas puede presentar celo los
días 6 - 9 del Ovsynch, se inseminan (am-pm) y se suspende el tratamiento.
37
3
Con el fin de simplificar un poco el Ovsynch se desarrolló el protocolo Cosynch
(Coordinated Synchonization), en el que se reduce de 4 a 3 el número de veces que se
maneja el ganado al realizar la inseminación al mismo tiempo que se aplica la segunda
GnRH: GnRH - (7 días) - PGF2 alfa - (2 días) - GnRH + I.A.
Este protocolo se usa más en ganado de carne, aunque se puede emplear en ganado
lechero, con o sin presincronización. Los resultados son similares al Ovsynch, siendo
posible obtener 40 - 45% de gestación en ganado de carne. En Ovsynch y Cosynch la
fertilidad es mejor con I.A. a calor detectado (am-pm).
El método Selectsynch (Selective Synchronization) se desarrolló con base en los
resultados obtenidos al inseminar a calor detectado las vacas sometidas a los
tratamientos anteriores. El protocolo es: GnRH - (7 días) - PGF2 alfa - I.A. al calor
detectado (am-pm). La observación para detección de celos se hace desde 24 - 48 horas
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antes de la prostaglandina y se continúa por 5 - 7 días. Si hay estro antes de la
prostaglandina se debe suspender el tratamiento e inseminar (am-pm). Como algunas
hembras no manifiestan el celo después del tratamiento la alternativa para estos casos es
la de detectar celos hasta 48 - 60 horas después de la PGF2 alfa, inseminar las que
manifiesten celo y las que no lo hicieron se inseminan a las 60 – 72 horas aplicándoles
GnRH al momento de la I. A., convirtiendo el tratamiento en un Cosynch con unas horas
más entre la prostaglandina y el servicio.
Recientemente se ha desarrollado un nuevo esquema llamado Heatsynch (abreviatura de
"sincronización de calores"), que es similar al Ovsynch pero se utiliza estradiol (1 mg) en
vez de la segunda aplicación de GnRH . El esquema es: GnRH - (7 días) - PGF2 alfa - (1
día) - estradiol - (2 días) - I.A. En el método Ovsynch la segunda GnRH estimula el pico
de LH que provoca la ovulación; en condiciones fisiológicas la secreción de GnRH que va
a causar el pico ovulatorio de LH se produce por retroalimentación del estradiol producido
en el folículo dominante. La razón para utilizar el estradiol es que es mucho más barato
que la GnRH, pero su efecto es más lento. La GnRH provoca el pico de LH una hora
después de su aplicación, por otra parte en estudios realizados aplicando 1 mg de
benzoato de estradiol o 17B-estradiol después de la remoción del CIDR demostrarón que
la ovulación se indujo aproximadamente a las 52 horas (Bó, et al 2007). Por lo cual se
palica solo 24 horas después de se aplica solo 24 horas después de la prostaglandina
(día 8) y la inseminación se hace hasta 48 horas después de inyectarlo.
39
3
● MÉTODOS CON PROGESTÁGENO, ESTRADIOL, PROSTAGLANDINA Y ESTRADIOL
(P.E.P.E)
El empleo de progestágenos (progesterona o sus análogos) se fundamenta en la acción
inhibitoria de la progesterona para la manifestación del celo. Al administrarlos en
dispositivos vaginales (durante 7 días), implantes subcutáneos (9 días) o por vía oral (14
días) actúan como un CL artificial y mientras ejercen su acción la vaca no manifiesta estro
y al retirarlos permiten la presentación del celo.
En la actualidad se utiliza los dispositvos intravaginales de progesterona, existen
diferentes dispositivos con progesterona: PRID (Sanofi), CIDR-B (Pfizer), DIB (Syntex),
Cue-Mate (Bioniche) y los TRIU-B (Biogénesis), cada uno varia en la forma y
concentración de progesterona, por ejemplo el CDR-B contiene1.3 g de progesterona y el
DIB 1 g de progesterona (Ver figura).
Formas de los diferentes dispositivos de liberación controlada de progesterona, en la parte de arriba se
encuentran los intravaginales y en la parte inferior de la figura se encuentra el implante subcutáneo.
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4
Con la creación de estos dispositivos se han desarrollado una gran variedad de
protocolos, al principio se utilizaban durante un periodo de 14 a 21 días logrando una
buena sincronía de celos pero una baja fertilidad, por la formación de folículos
persistentes, con el fin de inducir regresión luteal se combino el protocolo con benzoato
de estradiol al momento de la inserción del dispositivo, utilizándose en ese momento una
capsula de 10 mg. Posteriormente con el avance de la ciencia se combino la aplicación de
PGF, pero los resultados obtenidos fueron variables ya que cuando se utilizaban en una
fase luteal tardía (después del día 14) se reportaba una baja fertilidad.
En la actualidad se han desarrollado protocolos donde se sincroniza los celos utilizando
los dispositivos intravaginales con progesterona combinados con: progesterona, estradiol
y prostaglandina. Este protocolo busca sincronizar el desarrollo folicular de forma que los
animales tengan un folículo en crecimiento y con capacidad de ovular al momento de
retirar el dispositivo. La aplicación de benzoato de estradiol más progestágeno en
estudios realizados resulta en un comienzo sincrónico de una nueva onda folicular (en
promedio 4.3 días) independiente del momento del ciclo estral en el cual se administre
(Bó et al, 2007).
En estudios realizados en Nueva Zelanda, se recomienda inducir el pico preovulatorio de
LH con la administración de estradiol, esto produce un feed-back positivo sobre la GnRH,
y la dosis utilizada fue de 0.75 mg ó 1 mg de EB a las 24 horas de removido el CIDR-B.
Los resultados obtenidos demostrarón que el pico de LH se da en promedio a las 16,1
horas después de la aplicación del benzoato y la ovulación 40 horas después (66 horas
promedio después de removido el dispositivo). Considerando que los espermatozoides
tardan entre 8 a 12 horas en llegar al sitio de la fertilización se recomienda entonces
realizar la inseminación entre las 52 y 56 horas de haber retirado el dispositivo (Bó, et al.
2007).
En algunos protocolos se ha recomendado la utilización de cipionato de estradiol en vez
de benzoato de estradiol para inducir la ovulación y reducir el número de veces que se
maneja a los animales. Desde el punto de vista farmacológico la diferencia del cipionato
con el el benzoato de estradiol radica en que el primero tiene una vida media mayor y por
lo tanto no se sincroniza adecuadamente la emergencia de una nueva onda folicular, es
por esto que se prefiere utilizar estrógenos con una vida media corta como la del
benzoato de estradiol.
A continuación se describen diferentes protocolos recomendados en vacas y novillas a
celo detectado o a tiempo fijo:
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4
Protocolo para Vacas - inseminación a tiempo fijo
Protocolo para Novillas - inseminación a tiempo fijo
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4
Protocolo en Vacas con inseminación a celo detectado
Protocolo en Novillas a celo detectado
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