La Fase Folicular del Ciclo Estral

Traducción del Capítulo 8 del libro Pathways to pregnancy and parturition, P.L. Senger, Ed. Current Conception Inc, Pullman, Washington

Nota La fase folicular consiste en cuatro eventos. Ellos son: 1) liberación de gonadotropinas desde la adenohipófisis; 2) preparación folicular para la ovulación; 3) receptividad sexual y 4) ovulación. El estrógeno producido por los folículos en desarrollo causa profundos cambios en el tracto reproductivo e induce el comportamiento reproductivo, preparándose para la copulación. El estrógeno también controla el inicio de la descarga preovulatoria de LH que causa la ovulación. La ovulación es una cascada de cambios fisiológicos y bioquímicos que culminan en una ruptura de los folículos dominantes y la liberación del ovocito. Es importante reconocer que la fase folicular se inicia después de la luteolisis lo que resulta una marcada reducción en la progesterona. Por lo tanto la retroalimentación negativa de la progesterona en el hipotálamo es removida y se libera GnRH a más alta amplitud y frecuencia que durante la fase luteal. Esto hace que se libere FSH y LH en altos niveles, promoviendo el desarrollo folicular y la producción de estrógeno. Los pasos principales del proceso se presentan en la Figura 8-1. Recuerde que en el Capitulo 7 la fase folicular del ciclo estral consiste en proestro y estro. Durante la fase folicular se llevan a cabo 4 eventos significante. Ellos son: 1) liberación de gonadotropina de la glándula pituitaria anterior. 2) la preparación folicular para la ovulación. 3) receptividad sexual. 4) ovulación.

Figura 8.1: Pasos primarios que conducen a la descarga pre-ovulatoria de LH

Recodar del Capítulo 7 que la fase folicular del ciclo estral incluye al proestro y al estro. Durante la fase folicular tiene lugar cuatro eventos significativos. Ellos son: 1) liberación de gonadotropinas desde la adenohipófisis; 2) preparación folicular para la

ovulación; 3) receptividad sexual y 4) ovulación. Estos componentes serán descrito en el resto del capitulo y en el capitulo 11 (Comportamiento Reproductivo).

Figura 8-2: Durante la fase folicular inicial, la frecuencia del pulso de GnRH comienza a incrementarse, causando secreción de FSH y LH desde la adenohipófisis. Estas gonadotrofina estimulan al ovario para secretar estradiol (E2), el cual ejerce un feedback positivo sobre la neurona del centro cíclico hipotalámico. PP.= neurohipófisis OC.= quiasma óptico.

La Liberación de las Gonadotropinas Esta Controlada Por el Estrógeno Ovárico y el GnRH Hipotalámico La fase folicular esta gobernada por el hipotálamo, la adenohipófisis y el ovario, a través de la producción de estradiol y la ausencia de progesterona. La relación entre estos componentes esta ilustrado en la figura 8-2. El hipotálamo juega un rol obligatorio en la regulación del ciclo estral porque produce GnRH, la cual es responsable de estimular la liberación de las gonadotropinas FSH y LH. El centro tónico y el centro cíclico en el hipotálamo controlan la liberación de GnRH. El centro cíclico responde dramáticamente al estradiol alto. Como debería recordar del Capitulo 5, la secreción de GnRH en la hembra está controlada por dos áreas separadas en el hipotálamo. Estas áreas están compuestas por

grupos de cuerpos de células nerviosas, que representan regiones discretas anatómicamente conocidas como núcleos hipotalámicos. Al menos, dos núcleos hipotalámicos (el núcleo ventro medial y el núcleo arqueado) conforman el centro tónico de liberación de GnRH. El centro tónico es el responsable de la secreción basal de GnRH. Las neuronas en este centro liberan pequeños pulsos de GnRH a través de un periodo sustancial de tiempo (días o semanas). El perfil de la liberación GnRH tónico, esta caracterizado por tener pequeños pulsos o episodios (figura 8-3). Estos pulsos tienen variada frecuencia y amplitud dependiendo del grado de actividad nerviosa en el centro tónico. Así, como muchos perfiles hormonales controlados por vía nerviosa, estos patrones son mencionados como un perfil episódico (ver Capitulo 5). Por el contrario, otro centro hipotalámico conocido como centro cíclico (también llamado centro preovulatorio), es el responsable de la liberación preovulatoria de GnRH, que estimula la oleada de LH causando la ovulación. Anatómicamente el centro preovulatorio consiste en el núcleo preóptico, el área hipotalámica anterior y el núcleo supraquiasmático. Este centro libera niveles básales de GnRH hasta que recibe el estimulo apropiado, el cual es un nivel umbral determinado de estrógeno en ausencia de progesterona. Cuando la concentración de estrógeno en sangre alcanza un cierto nivel, se libera una gran cantidad de GnRH de los terminales de las neuronas, cuyos cuerpos celulares están localizados en el centro cíclico. La liberación de GnRH es causada por la despolarización (potencial de acción) que se origina en los cuerpos celulares de las neuronas neurosecretoras. La descarga preovulatoria de GnRH ocurre solo una vez durante el ciclo estral. Sin embargo la liberación tónica de GnRH ocurre durante todo el ciclo estral. La liberación de GnRH a través de los centros tónicos y preovulatorios en el hipotálamo, pueden ser comparados con un grifo de agua. La liberación tónica (basal) es análoga a un grifo que gotea (figura 8-3) en la cual pequeñas cantidades de agua gotean del grifo por un largo tiempo. En contraste la liberación de GnRH del centro preovulatorio es análoga a un grifo abierto por un corto tiempo y luego cerrado rápidamente. Un nivel umbral de estrógeno (sin progesterona) es necesario para abrir el grifo completamente. La liberación GnRH del centro tónico parece ser espontánea. Como se describió arriba la liberación de GnRH desde las terminales nerviosas en el centro tónico del hipotálamo, ocurre en pulsos periódicos. Los controles para los patrones de la secreción pulsátil tónico no están bien comprendidos y no son fáciles de estudiarlos, debido a que estos pulsos pequeños y cortos son difíciles de cuantificar. Cada pulso de GnRH ocurre debido a la simultánea despolarización de varias neuronas GnRH. Cada neurona neurosecretora de GnRH libera una pequeña cantidad de GnRH y la sumatoria de estas pequeñas cantidades permite que ocurra un pulso o episodio. La liberación de GnRH de las neuronas del centro tónico ocurre espontáneamente y de un modo rítmico (ver figura 8-3). De hecho pequeños episodios de GnRH ocurren cada una hora y media a dos horas. La GnRH del centro tónico resulta en una liberación de LH que es generalmente menor que 5 mg/ml de suero sanguíneo.

Figura 8-3: el centro tónico libera pequeñas cantidades episódicas de GnRH en modo pulsátil, similar a un grifo goteando. Esta liberación episódica continúa por periodos sostenidos. El centro cíclico preovulatorio libera a alta amplitudes y altas frecuencias pulsos de GnRH (como una canilla totalmente abierta) en un periodo de tiempo relativamente corto (horas) después de que el E2 ha alcanzado un nivel umbral. Estos pulsos se suman y resultan en una gran descarga preovulatoria. AP= adenohipófisis; OC= quiasma óptico, PP=neurohipófisis.

La liberación GnRH del centro cíclico es controlada por el estrógeno. El ciclo preovulatorio de GnRH esta controlado por la combinación de niveles elevados de estrógeno y baja progesterona. En los mamíferos el estrógeno en presencia de baja progesterona, ejerce un efecto diferencial sobre la GnRH. Por ejemplo el estrógeno en bajos niveles causa una retroalimentación negativa (supresión) en el centro preovulatorio. Es decir, bajos niveles de estrógeno inhiben a las neuronas neurosecretoras de GnRH en el centro preovulatorio. Sin embargo cuando los niveles de estradiol son altos, como serian durante la etapa media final de la fase folicular (figura 8-4), el centro preovulatorio responde dramáticamente liberando altas cantidades de GnRH. Esta respuesta a las concentraciones cada vez mas elevadas de estradiol, se conoce como retroalimentación positiva. Debería reconocer que durante la parte media del ciclo cuando los niveles de estradiol son bajos y la progesterona alta, hay una retroalimentación negativa en el centro preovulatorio, lo que evita pulsos de alta amplitud de GnRH. Durante la fase folicular los folículos comienzan a producir cada vez mas estrógeno (Figura 8-4). Una vez que el estradiol

alcanza un nivel umbral, el centro preovulatorio se “enciende” y libera altas cantidades de LH en respuesta a la GnRH. De hecho la descarga de LH es al menos 10 veces mayor que un pulso de LH tónico. En resumen, el inicio de la fase folicular del ciclo estral requiere de niveles elevados de GnRH. El centro tónico libera una pequeña amplitud de episodio (pulsos) de GnRH la cual estimula la liberación de FSH y de LH de la glándula pituitaria anterior, provocando el crecimiento y desarrollo de los folículos ováricos. El centro cíclico es el responsable de la liberación de altas cantidades de GnRH, lo que causa la oleada de LH que produce la ovulación. El Crecimiento de Folículos Antrales es Estimulado Por la FSH y la LH, e Incluye Tanto el Crecimiento Como la Muerte de Estos Folículos Aun cuando la fase folicular comprende solo alrededor del 20% del ciclo estral, el proceso de crecimiento y degeneración folicular (conocido como dinámica folicular), ocurre continuamente a través del ciclo estral completo. Los folículos antrales de diversos tamaños, se desarrollan en respuesta a los niveles tónicos de FSH y LH, y estos folículos antrales están siempre presentes. Si examinara los ovarios en cualquier punto durante el ciclo estral, vería un número significativo de folículos antrales de diversos tamaños. Los científicos que estudian dinámicas foliculares han clasificado a estos folículos antrales como pequeños, medianos o grandes dependiendo de su diámetro. Por ejemplo, en el chancho la clasificación de pequeño, medio y grande consiste en folículos que miden menos de 3 mm, 4-6 mm y más de 6 mm de diámetro respectivamente. Sin embargo en la yegua, los tamaños de esta misma clasificación son menores de 10 mm, 10-20 mm y más de 20 mm. El número de folículos antrales pequeños puede exceder de 100 para un par de ovarios en un chancho. Los folículos grandes casi siempre se pueden ver en los ovarios de especies que solo ovulan un único folículo, como la vaca y la yegua. Este folículo grande representa, aquellos que han alcanzado el mayor tamaño posible bajo las condiciones endocrinas existentes.

Figura 8-4: Cambios en las hormonas en la fase folicular. Cuando la progesterona cae (p4) la FSH y la LH se incrementan juntas en respuesta a la descarga de GnRH. Ambas Hormonas (FSH y LH) estimulan en los folículos ováricos la producción de estradiol (e2). Cuando los folículos ováricos alcanzan un cierto grado de maduración, producen inhibina, la cual suprime la diferencialmente la secreción de FSH desde la adenohipófisis. De esta forma la FSH no se descarga en la misma magnitud que la LH. Cuando los estrógenos alcanzan un nivel umbral (pico), o curre una descarga preovulatoria de LH que induce la ovulación.

Figura 8-5: Pequeños folículos antrales son reclutados desde el pool ovárico. Luego ellos son seleccionados y luego comienza a sufrir atresia o desarrollan en dominante.

Dinámica de los folículos astrales consiste de: • • • •

Reclutamiento Selección Dominancia Atresia.

La dinámica de los folículos antrales incluye tres eventos principales. Estos son: Reclutamiento, Selección y Dominancia (Figura 8-5). El reclutamiento es la fase de desarrollo folicular en la cual un grupo de pequeños folículos antrales comienzan a crecer y producen atresia. Siguiendo al reclutamiento, un grupo de folículos en crecimiento que no padecen atresia es seleccionado. La selección involucra la emergencia de folículos dominantes (potencialmente ovulatorios) del grupo de los folículos antrales previamente seleccionados. Los folículos seleccionados pueden volverse dominantes o pueden padecer atresia. Cuando el folículo seleccionado va hacia la dominancia, continúan produciendo creciente cantidades de estrógeno como así también de la hormona inhibina. Se debe recordar que la inhibina es una hormona proteica producida por el folículo que selectivamente inhibe la liberación de FSH de la glándula pituitaria anterior. En la vaca y en la yegua, especies monotocas (que dan a luz una sola cría) hay diversos folículos seleccionados, pero solo uno se convertirá en el folículo dominante. Sin embargo en la especies politocas (que dan a luz varias crías) hay múltiples folículos dominantes. La condición de dominancia esta caracterizada por uno o más folículos grandes preovulatorios, los cuales ejercen un efecto inhibitorio mayor sobre los otros folículos antrales del grupo reclutado y seleccionado. Se piensa que esta influencia inhibitoria es causada por una combinación de producción de inhibina por el folículo dominante y un reducido suministro de sangre a algunos folículos. Las concentraciones de FSH contenida en la sangre, junto con un suministro reducido de sangre hacia algunos folículos da como resultado la atresia. Solo continúan su crecimiento aquellos folículos que reciben un alto suministro de sangre (y también alto de gonadotropinas). La atresia ocurre continuamente durante la folículogénesis

El proceso de atresia involucra a mucho más folículos que en el proceso de dominancia. De hecho, más del 90% de los folículos ováricos padecen un proceso degenerativo llamado atresia. Atresia es una palabra griega (A.= no y tercia= perforado). La palabra atresia en el contexto folicular se refiere al cierre o desaparición del antro, que acompaña los cambios degenerativos de un folículo antral. En algún punto durante el periodo reproductivo pospuberal, la proporción de folículo antrales atrésicos es considerablemente alta. Por ejemplo, si se examina ovarios de una rata, alrededor del 70% de folículos antrales entrarían en algún nivel de atresia. En los ratones el 50% son atrésicos, en los conejos el 60% y los humanos 50-75%. Como se puede ver en la Figura 8-6, durante el metaestro (días 3 al 5 en la vaca), es reclutado un grupo de folículos. Sin embargo, estos folículos no encuentran las condiciones endocrinas apropiadas para continuar su desarrollo y padecen atresia dentro del ovario. Durante el diestro, ocurre una segunda onda folicular, pero estos folículos también sufren atresia. Se debe notar que las primeras dos ondas foliculares comienzan o terminan durante momentos en el ciclo en los cuales la progesterona esta aumentando o esta en su nivel mas alto. La ovulación no puede ocurrir bajo la dominancia de la progesterona. Durante la dominancia de la progesterona se liberan bajas cantidades de GnRH, FSH y LH. Se debe decir que aun cuando los folículos en las dos primeras ondas foliculares se vuelven atrésicos, todavía producen algo de estradiol. De hecho, durante la mitad del ciclo, el estradiol aumenta

y disminuye con cada onda folicular, pero las concentraciones en sangre no son altas. Después de la luteólisis (regresión del cuerpo lúteo), se desarrolla una tercera onda de folículos. Uno o más de estos folículos se convertirán en el folículo dominante y preovulatorio. Se debe destacar que la condición endocrina para el desarrollo folicular final existirá solo después de la luteólisis y la subsiguiente declinación de la progesterona. Además el número de ondas foliculares dentro de un ciclo dado varía entre y dentro de las especies. Las ondas foliculares de folículos antrales no son exclusivas del ciclo estral, ya que ocurren antes de la pubertad, durante el embarazo, durante el anestro, y durante el periodo de recuperación pos parto. Sin embargo, las ondas foliculares que ocurren durante estos periodos no producen folículos dominantes, los cuales son los que producen los niveles umbrales de estradiol. La discusión anterior se ha enfocado casi completamente en el crecimiento y atresia de los folículos antrales. Debería reconocer que la mayor parte de la vida del folículo transcurre en una etapa preantral. El reclutamiento, la selección y la dominancia son procesos relativamente cortos si se los compara con las etapas preantrales.

Figura 8-6: Durante un ciclo estral se producen varias ondas foliculares. La tercera onda folicular (la que ocurre luego de la luteólisis) culmina con un folículo dominante que luego ovulara. Note en las figura que las primeras dos ondas foliculares ocurren durante elevados niveles de progesterona (meta estro) o durante el pico de producción de progesterona (diestro). Estos folículos reclutados durante estas fases del ciclo se volverán atrésicos. Únicamente aquellos folículos reclutados durante o después de la luteólisis se volverán elegibles para la ovulación.

Reclutamiento= FSH elevada + LH baja + inhibina sin vestigios Selección = FSH moderada+ LH moderada + inhibina baja Dominancia= FSH baja + LH alta + inhibina alta

Figura 8-7: Condiciones endocrinas relativas durante el reclutamiento, selección y dominancia folicular. Durante el reclutamiento, las hormonas FSH y LH comienzan ha incrementar, promoviendo así desarrollo folicular. Cuando los folículos entran en la fase de selección, comienzan a producir inhibina, la cual frena la secreción de FSH adenohipofisiaria. Así los roles relativo de FSH y LH comienzan a cambiar, declinando el rol de la FSH, a la vez que se incrementa el de la LH. Cuando la fase de dominancia es alcanzada, el folículo de mayor tamaño produce más y más E2, incitando al centro cíclico a liberar una descarga súbita (ondas) de LH. Además, las concentraciones de FSH son reducidas porque la inhibina ha suprimido casi por completo su liberación desde la adenohipófisis. Esto probablemente sea la causa de que el resto de los folículos antrales entren en atresia.

La preparación folicular para la ovulación ocurre bajo una serie de condiciones endocrinas que es diferente de las dos primeras ondas. La diferencia fundamental esta en que la FSH y la LH se encuentran en concentraciones mas altas que durante las ondas previas, debido a que se ha eliminado la inhibición de GnRH impuesta por la progesterona. La figura 8-7 ilustra los roles relativos de la FSH y la LH durante la oleada preovulatoria del desarrollo folicular. Los folículos preovulatorios son reclutados y seleccionados durante el proestro y se vuelven dominantes durante el estro. Los elevados niveles de FSH inducen el reclutamiento de folículos del pool sensitivo de gonadotropina dentro del ovario. Una vez que los folículos son reclutados comienzan a producir estradiol y pequeñas cantidades de inhibina. Cuando los niveles de inhibina se incrementan (durante la selección), el grado de retroalimentación negativa ejercida sobre la glándula pituitaria anterior también se aumenta.

De esta manera, la FSH comienza a declinar y la LH comienza a volverse más importante que la FSH en el desarrollo folicular. Tan pronto como las concentraciones de FSH declinan en un cierto punto, el reclutamiento de otros folículos se detiene. Además, el exceso de folículos en el grupo (aquellos reclutados originalmente) se vuelven atrésicos. La etapa de dominancia está caracterizada por el decrecimiento continúo de FSH y el incremento continuo de LH. El folículo dominante continúa creciendo, aun cuando los niveles de FSH son reducidos, debido aparentemente a que el requerimiento FSH por parte de folículo dominante es reducido. Los niveles de estradiol del folículo dominante están ahora alcanzando el umbral, y el folículo domínate esta alcanzando su tamaño máximo. Cuando los niveles de estradiol alcanzan el umbral, se genera la descarga preovulatoria de LH, lo que altera dramáticamente la función del folículo. La secreción de estrógeno del folículo dominante declina abruptamente una vez que ocurre la descarga preovulatoria de LH. (Figura8-4)

Figura 8-8: “El modelo 2 células, 2 gonadotropinas”. Para la acción de las gonadotropinas en el folículo. Las células de la teca interna contienen receptores para LH. Las células de la teca producen testosterona que difunde a las células de la granulosa las cuales contienen receptores para FSH. La unión de la FSH a sus receptores provoca la síntesis de enzimas responsables para la conversión de la testosterona en estradiol.

El Modelo “Dos Células , Dos Gonadotropinas” Describe la Síntesis de Estrógeno Durante el desarrollo folicular, la LH se une a receptores específicos para LH localizado en la célula de la teca interna (Figura 8-8). La unión de la LH a sus receptores activa una cascada de eventos intracelulares descriptos en el Capitulo 5. El siguiente efecto es la conversión del colesterol en testosterona. Luego la testosterona difunde fuera de las células de la teca interna e ingresa a las células de la granulosa. Las células de la granulosa

contienen receptores para la FSH. Cuando la FSH se une a su receptor se genera la conversión de testosterona a estradiol. Este camino de las dos 2 células y las dos gonadotropinas continúan funcionando hasta que los niveles de estrógeno se incrementan hasta llegar a un umbral que induce la descarga de LH preovulatoria. Un importante paso en al preparación del folículo para la ovulación, es la adquisición de receptores para LH llevada a cabo por las células de la granulosa. Cuando los receptores de LH están presentes la descarga de LH preovulatoria puede ejercer su efecto en el folículo para producir la ovulación El Estrógeno Induce el Comportamiento Reproductivo El estradiol elevado a una baja progesterona induce profundos cambios en la hembra. Durante la fase folicular la hembra se vuelve sexualmente receptiva y la copulación puede llevarse a cabo. Es importante reconocer que el periodo de estro esta estrechamente asociado a la ovulación, pero la precede. El comportamiento del estro termina con la hembra preparada para ser montada por el macho. La fisiología del comportamiento reproductivo será discutido en detallen el Capitulo 11. La ovulación resulta de una cascada de eventos que comienzan con la descarga de LH. La descarga preovulatoria de LH es sumamente importante porque pone en movimiento una serie de eventos bioquímicos que conducen a la ovulación. La ovulación es un complicado proceso que incluye la destrucción final del tejido folicular. En la figura 8-9 se muestran los principales eventos de la cascada preovulatoria que resulta de la descarga de LH.

Figura 8-9: Resumen de los eventos ováricos causados por la descarga súbita de LH responsable de la ovulación

La ovulación comprende: • • •

Un elevado fluido de sangre la ruptura de los tejidos conectivos las contracciones ováricas

Se cree que la hiperemia (un elevado fluido de sangre local) esta controlada a nivel del tejido por la histamina y prostaglandina E2 (PGE2). Se ha demostrado que el flujo de sangre hacia el ovario se incrementa 7 veces luego de la inyección de gonadotropina coriónica humana (hCG), una hormona similar a la LH. Además, hay un elevado flujo de sangre local hacia los folículos dominantes. Acompañando a esta hiperemia local, la teca interna se edematiza, debido al incremento de la permeabilidad vascular ocasionado por la histamina. Esta condición edematosa produce una elevada presión hidrostática alrededor del folículo lo que facilita su ruptura. Además de este incremento, el flujo de sangre ocasionado por la histamina y la PGE2, se piensa que los folículos dominantes producen factores angiogénicos (sustancias que promueven el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos). Se han encontrado factores angiogénicos en el fluido folicular. De esta manera el folículo dominante puede potencialmente controlar su propio flujo sanguíneo durante el desarrollo final. El efecto neto del elevado flujo sanguíneo, tiene como propósito asegurar que el folículo preovulatorio dominante este provisto de los ingredientes metabólicos y hormonales necesarios para la maduración final. El Folículo Domínate Comienza a Producir Progesterona Antes de la Ovulación Luego de la descarga de LH, las células de la teca interna comienzan a producir progesterona en lugar de testosterona. Al comienzo, esta transición involucra solo una pequeña cantidad de progesterona, la cual es producido locamente (a nivel folicular). Esta elevación local de progesterona es esencial para la ovulación debido a que la progesterona produce una enzima llamada colagenaza que es sintetizada por las células de la teca interna. La colagenaza produce la ruptura del colágeno que es el principal componente del tejido conectivo. El tejido conectivo conforma la túnica albugínea, similar al tejido conectivo que recubre al ovario exteriormente. En el mismo momento en que la colagenaza esta digiriéndose al colágeno de la túnica albugínea, las células de la granulosa incrementan su secreción de fluido folicular, lo que incrementa el volumen de fluido en el interior del folículo. De esta manera, el crecimiento folicular esta estrechamente coordinado con la degradación enzimática de la túnica albugínea. Cuando estos dos procesos avanzan, el ápice del folículo, llamado estigma, comienza a empujar hacia fuera y se debilita. La Prostaglandina Produce la Contracción Ovárica y Colabora en la Regeneración Folicular Después de la descarga de LH, tanto la prostaglandina F2 alfa como la prostaglandina E2, son sintetizadas y liberadas localmente por el ovario. La prostaglandina F2 alfa produce la contracción del músculo liso de los componentes del ovario. De esta manera, las contracciones intermitentes pueden incrementar la presión local y forzar al estigma a salir mas dramáticamente de la superficie del ovario. La prostaglandina F2 alfa produce la ruptura de los lisosomas dentro de las células de la granulosa liberando su contenido enzimático.

Estas enzimas liso somáticas producen luego el deterioro del tejido conectivo en el ápice del folículo. El rol de la prostaglandina E2 consiste en ayudar la auto regeneración del folículo en cuerpo lúteo luego de la ovulación. El folículo recibe la orden para su reorganización de la prostaglandina E2. Se cree que la prostaglandina E2 activa un factor de reorganización del tejido llamado plasminógeno. El plasminógeno es un material que produce la disolución de los coágulos sanguíneos. Este no es exclusivo del ovario, sino que se lo encuentra en todo el cuerpo. El plasminógeno ayuda a disolver el coágulo de los cuerpos hemorrágicos. Algunas Especies Necesitan de la Copula Antes Que Pueda Ocurrir la Ovulación Entre los mamíferos hay 2 tipos de ovuladores, que son conocidos como ovuladores espontáneos y ovuladores reflejos (o inducidos). Los ovuladores espontáneos ovulan con una frecuencia regular y no requieren de la copulación. La ovulación es ocasionada completamente en respuesta a cambios hormonales. Algunos ejemplos de ovuladores espontáneos son la vaca, cerda, yegua, oveja y los humanos. Los ovuladores reflejo (inducidos) requieren de la estimulación de la vagina y/o del cuello uterino para que ocurra la ovulación. Algunos ejemplos de ovuladores reflejo son la coneja, algunos miembros de la familia de los felinos, hurón y el visón. Los camélidos (camellos, llamas y alpacas) también son ovuladores inducidos. Con la excepción del conejo, los ovuladores inducidos son copuladores sostenidos. El camino para la ovulación inducida se ilustra en la Figura 8-10.

Figura 8-10: Diagrama esquemático ilustrado el sendero de la ovulación inducida. La estimulación táctil de los nervios sensoriales en la vagina y en el cerviz producida durante la copula, es trasmitida a la medula espinal y eventualmente al centro ciclo del hipotálamo. Si el estimulo es de suficiente magnitud, las neuronas del centro cíclico se disparan, ocasionalmente la liberación de grandes cantidades de GnRH.

Las hembras que son ovuladores reflejas, pueden ser inducida artificialmente utilizando una estimulación eléctrica mecánica. La estimulación táctil asociada a la copulación se convierte en potenciales de acción que viajan a través de un camino nervioso que va desde el órgano reproductivo (la vagina y/o cervix) hasta la medula espinal. Los caminos eferentes inervan al hipotálamo. La elevada frecuencia de potenciales de acción en los nervios sensoriales de la vagina y el cervix producen un incremento en la descarga de las neuronas hipotalámicas, lo cual luego resulta en una descarga preovulatoria de GnRH. Esta liberación de GnRH hace que se libere LH, impulsando la cascada de eventos que conducen a la ovulación. En las gatas, una única copulación inducirá una ovulación en aproximadamente en 50% de las veces. La copulación múltiple produce una amplitud de descarga de LH mucho más alta que la copulación simple. Los ovuladores inducidos particularmente el conejo, generan un excelente modelo experimental ya que el tiempo de ovulación relacionado con el principio de la estimulación del tracto reproductivo puede ser controlado. En el conejo el tiempo de ovulación es altamente preciso relativo a la estimulación. De esta manera, si uno desea recuperar embriones u ovocitos del tracto reproductivo, se puede alcanzar un grado mucho más alto de precisión en los ovuladores inducidos en comparación a los ovuladores espontáneos. Algunos ovuladores espontáneos (vaca) aparentemente tienen algún aporte neural residual del tracto reproductivo, lo que puede alterar el momento de la descarga de LH. Por ejemplo, las investigaciones han demostrado cuando las vaquillonas (pero no las vacas) son inseminadas artificialmente y la inseminación esta acompañada por masajes de clítoris, la descarga de LH cambia hacia el momento de ovulación. La manipulación de la descarga de LH a través de una simulación neural sugiere que el momento de la ovulación puede ser alterado en algún grado en lo ovuladores espontáneos. La Foliculogénesis y la Ovulación Pueden Ser Artificialmente Inducidas Usando Varias Hormonas La comprensión de los requerimientos hormonales básicos para la dinámica folicular y la ovulación, ha permitido la manipulación del momento de la ovulación para el manejo y propósito convenientes. Se han desarrollado dos principales aproximaciones. Estas son la ovulación inducida hormonalmente (generalmente asociada con el estro inducido) y la superovulación. La ovulación inducida hormonalmente requiere de la luteolisis prematura y la luteólisis controlada. La luteólisis prematura puede realizarse usando la administración de prostaglandina F2 alfa exógena. La prostaglandina F2 alfa produce la luteólisis y por lo tanto genera la declinación de la progesterona en la sangre. Esto permite que se libere GnRH endógeno, estimulando la liberación de FSH y LH de la glándula pituitaria anterior. Otro método para inducir la ovulación es tratando el animal con componentes progestacionales (similares a la progesterona). La Norgesterona es una progesterona sintética usada para controlar la ovulación. Las hembras son administradas con norgesterona en la forma de un implante en la oreja (una pequeña capsula inyectada bajo la piel de la oreja). La liberación de norgesterona a través del implante actúa como un cuerpo lúteo artificial. De esta manera la progesterona es alta y por lo tanto evita la liberación de FSH y LH de la glándula pituitaria anterior en cantidades suficientes como para inducir el desarrollo y mantenimiento del folículo domínate. Sin embrago, la norgesterona no evita la luteólisis normal (capitulo 9). De hecho, generalmente los implantes de norgesterona son administrados al ganado junto con una inyección tanto de estradiol como de norgesterona. El

estradiol induce la luteólisis en la vaca, mientras que la norgesterona evita el estro y la ovulación. La eliminación del implante de norgesterona imita la luteólisis, y de esta manera se reinicia el crecimiento folicular y la ovulación. Los componentes progestacionales tales como 6-cloro-6dihidroxi-17acetoxiprogesterona (CAP), 6-metil-17acetoxiprogesterona (MAP) y acetato de melegestrol (MGA), también han sido intensamente investigados con respecto a la sincronización del estro y la ovulación en el ganado. El nivel de sincronía luego que los animales son tratados con estos compuestos progestacionales ha sido bastante alto. Sin embrago la fertilidad siempre ha sido subóptima utilizando estos compuestos. La superovulación (un numero anormalmente alto de ovulaciones) requiere la administración de gonadotropina exógena, lo que produce que sean seleccionados un número anormalmente alto de folículos. Las hembras superovulatorias ovulan un número anormalmente alto de óvulos. Los métodos de superovulación generalmente incluyen inyecciones de gonadotropina coriónica equina (eCG) o FSH seguida de la administración de LH, GnRH o gonadotropina coriónica humana (hCG), varios días después para inducir la ovulación. El principio de la superovulación incluye proveer a la hembra niveles de FSH más altos que los normales, para que un mayor número de folículos sean reclutados y seleccionados. Los dosajes de gonadotropina exógena requerido para inducir la superovulación varían entre las especies.

Las cuatro fases de la maduración del ovocito son: • División mitótica de las células germinales (prenatal) • Arresto nuclear ( dictiotene) • Crecimiento citoplasmático • Reasunción de la meiosis.

La maduración del ovocito no se limita a la fase folicular, sino que sucede durante todo el tiempo de vida de la hembra. La maduración de los ovocitos ocurre en cuatro fases, comenzando durante el desarrollo embrionario de la hembra y continuando durante su vida reproductiva.

Figura 8-11: Esquemas de los principales pasos de la ovogénesis.

La división mitótica ocurre prenatalmente (Capitulo 4) y asegura que las hembras nazcan con una provisión completas de células germinales que proveerán de un reservorio folicular. La última actividad mitótica no ocurre posnatalmente, excepto en el conejo (por unas pocos días pos natales). La ultima división mitótica de las ovogonias a ovocito primario, constituye un importante paso, porque el ovocito primario ingresa en la primera profase meiótica (figura 8-11). La profase meiótica es luego detenida y los núcleos de los ovocitos se vuelven inactivos, permaneciendo así hasta que son estimulados por la gonadotropina después de la pubertad. Esta detención es denominada fase dictiasis (dictiotene) de la profase meiótica. La fase dictiotene es un estado de la meiósis en la cual el núcleo del ovocito primario es arrestado. El ovocito permanece arrestado durante un periodo prolongado de tiempo desde la última etapa fetal hasta la pubertad. Los ovocitos permanecen en este periodo de arresto dictoténico hasta que se produzca la ovulación o incluso hasta mas tarde en algunas especies. El propósito del arresto nuclear es inactivar el ADN de las gametas femeninas, para que este no sea vulnerable a posibles ataques durante la vida de la hembra. Estos ataques o daños al ADN del gameto femenino podrían comprometer la reproducción debido a que posiblemente podría producirse la muerte del embrión luego de la fertilización.

EL Crecimiento del Ovocito Incluye la Formación de un Gran Citoplasma y de la Zona Pelúcida Las hembras neonatales ingresan a un periodo de crecimiento y desarrollo somático en el cual se incrementa el crecimiento del cuerpo, pero las gónadas permanecen inactivas. Sin embargo durante este periodo de crecimiento, algunos de los ovocitos primarios comienzan a acumular grandes volúmenes de citoplasma y desarrollan una banda traslucida alrededor del citoplasma conocido como la zona pelúcida, la cual se forma durante la segunda etapa folicular. Un importante desarrollo durante esta etapa de maduración, es el establecimiento de complejos de unión entre las células foliculares adyacentes y el ovocito, lo que permite una conexión iónica y electrónica entre diferentes tipos de células. Estos contactos celulares son importantes para la comunicación entre ovocitos y las células de la granulosa adyacentes. Estas uniones son conocidas como Gap junctions (uniones de nexo) y son ilustradas en la figura 8-12. Su presencia es especialmente importante luego de la formación de la zona pelúcida, lo que serviría como barrera que limita la difusión de materiales en el ovocito. Se piensa que el crecimiento del ovocito está mediado primariamente por las células de la granulosa del folículo. En realidad, los experimentos in Vitro, han demostrado que los ovocitos no se pueden desarrollar a menos que estén presentes las células foliculares y la gap junctions funcionales. Las gap junctions entre las células de la granulosa y la membrana plasmática del ovocito permanecen intactas hasta el momento de la descarga de LH preovulatoria. Durante la fase de crecimiento, el volumen del citoplasma del ovocito aumenta alrededor de 50 veces. Aparentemente, la habilidad de desarrollo del citoplasma del ovocito es una función directa de la habilidad de la célula para mantener el contacto funcional con las células de la granulosa. En un momento se pensaba que la zona pelúcida era construida exclusivamente por las células foliculares adyacentes al ovocito. Actualmente es evidente que el ovocito es el principal responsable de la síntesis de la zona pelúcida. Los sustratos para el material mucopolisacárido son removidos de la célula de la granulosa hacia el ovocito a través de sus proyecciones en forma de dedos. Los componentes de la zona pelúcida final son sintetizados por el ovocito y luego transferidos fuera del ovocito para formar la espesa y traslucida capa que rodea al citoplasma (Figura 8-12). En el momento de formarse el antro en el folículo, el ovocito ha alcanzado su tamaño citoplasmático completo y aparentemente estos ovocitos tienen el potencial para experimentar una maduración nuclear, siempre y cuando no se haya iniciado la atresia.

Figura 8-12: Relación entre la célula de la granulosa y el desarrollo del ovocito bovino. A) imagen microscópica que muestra la célula de la granulosa (GC) con sus proyecciones (P) penetrando en la zona pelúcida. (ZP). B) Imagen de microscopio electrónico del proceso de la célula de la granulosa (GCP) recorriendo la zona pelúcida (ZP). La membrana plasmática de la célula de la granulosa (GP) esta intacta y forma uniones (IJ) con la membrana plasmática del ovocito (OP). Se cree que estas células de la granulosa dominan el desarrollo del ovocito.

La maduración final y la reanudación de la meiosis se producen cerca del momento de la ovulación Una vez que el folículo ha ingresado en la fase de dominancia, el ovocito entra en reposo para reanudar la meiosis. Se piensa que cuando el ovocito alcanza un estado mínimo critico, adquiere la habilidad para reanudar la meiosis cuando se produce la descarga ovulatoria de LH. Poco tiempo después de la descarga de LH, las gap junctions entre las células de la granulosa y el ovocito se deterioran. Este deterioro precede a la reanudación meiótica, y se piensa que esta disrupción de las comunicaciones entre las células de la granulosa y el citoplasma del ovocito, elimina la inhibición sobre la meiosis. El tiempo de deterioro de las gap junctions varia entre las especies. La reanudación de la meiosis no puede ser explicada totalmente a través de la ruptura de estas uniones celulares. Por ejemplo, en la oveja, cerda, el ratón y hammster, la relación entre las células foliculares y el ovocito es el principal factor que controla la reanudación de la meiosis. Esta claro que este evento se lleva a cabo en el folículo dominante justo antes de la ovulación en la mayoría de los mamíferos. En la perra y en la zorra, la ovulación se produce antes que se reanude la meiosis. El arresto de la etapa dictiotene de la meiosis debe ser interrumpido para permitir la maduración final del ovocito. La descarga de gonadotropina es necesaria para liberar el ovocito de sus inhibidores, aparentemente provistos por las células de la granulosa. Se ha propuesto que el AMP cíclico (cAMP) provisto por las células de la granulosa, es el principal inhibidor de la reanudación de la meiosis. Cuando las proyecciones de nexo se disocian del citoplasma del ovocito, el cAMP ya no está disponible para el ovocito. Otra sustancia, llamada inhibidor meiótico del ovocito (OMI) esta implicado en el control de la reanudación de la meiosis. Sin embargo estas sustancias no han sido purificadas y se desconoce su rol exacto. Una vez que estos inhibidores han sido eliminados, el ovocito esta libre para continuar con la primera división meiótica. La reanudación de la meiosis es compleja y se puede describir usando diversos criterios. En el folículo dominante, el núcleo del ovocito comienza a migrar hacia la periferia y se aplana contra la membrana plasmática del ovocito. La migración periférica del núcleo

constituye un temprano signo morfológico de la iniciación de la maduración final del ovocito. Esta migración se lleva a cabo luego de la descarga ovulatoria de LH en los roedores y los carnívoros. En los rumiantes el núcleo se vuelve polimorfito con varios pliegues. Esta ovulación luego es seguida por una disociación de la membrana nuclear. Luego los cromosomas bivalentes se alinean y las cromátidas son luego separadas por un sistema micro tubular que empuja apartando al cromosoma, formando el “primer cuerpo polar”. La división meiótica generalmente se produce un poco antes de la ovulación. Luego de la fertilización ocurre la segunda división meiótica, expulsándose el “segundo cuerpo polar”. En algunos casos, el primer cuerpo polar se dividirá produciendo dos cuerpos polares (hijos) adicionales. En este caso se puede observar tres cuerpos polares. Algo Más Sobre Fertilidad Aristóteles comentaba que “el camello copula con la hembra desde una postura sentada y el macho la monta y cubre a la hembra… y así pasan todo el día en esta operación.” El significado práctico de esto se relaciona con el uso de camellos como animales de carga durante las operaciones militares. Aristóteles narra que los camellos hembras se le extirpaban los ovarios para prevenir la preñez. Otra razón igualmente importante para la castración del camello hembra, era para prevenir el estro de manera tal que el excesivo tiempo utilizado en copular no interfiera con las operaciones militares. Algunas tribus también descubrieron que colocando piedras en los úteros se prevenía la copulación, durante los viajes y las guerras. Durante el estro (2-4 días) los leones pueden copular más de 100 veces, con cópulas que ocurren cada 5 minutos. Se estima que los leones copulan 3000 veces por cada cachorro que sobrevive durante el año. Un macho copula 157 veces en 55 horas con dos hembras diferentes (los leones son ovuladores inducidos). En el pollo domestico, es la progesterona ovárica la que induce la descarga preovulatoria LH, no el estradiol. Las elefantas shrew y tenrec, son súper ovuladores naturales. Es más, la elefanta tenrec puede ovular más de 40 folículos, pero no se observan camadas superiores a 10 crías. Aproximadamente el 75% de los embriones mueren durante la gestación. La hembra elefante en el estro atrae a los machos liberando una feromona que es excretada en la orina. Esta feromona es potente y puede atraer elefantes que están kilómetros alejados. Los monos “hembras del viejo mundo” tienen una piel sexual (piel peri anal). Bajo la influencia del estrógeno la piel sexual se vuelve hiperemia y turgente. Esto sirve de una señal visual para los machos “anunciando” que es el momento óptimo para la copulación.