La Fase Folicular del Ciclo Estral

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.