domingo, 24 de mayo de 2015

Ciclo estral bovino

CICLO ESTRAL
BOVINO

TABLA DE CONTENIDO
1._ PRESENTACIÓN ...................................................................................................... 2_
2._ INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 2_
3._ DINÁMICA FOLICULAR EN EL BOVINO DURANTE EL CICLO ESTRAL .... 2_
4._ ENDOCRINOLOGIA Y CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO
FOLICULAR DURANTE EL CICLO ESTRAL BOVINO ...................................... 5_

1. PRESENTACIÓN
Este documento revisa el ciclo estral bovino, definiéndolo como una serie de eventos que empiezan con un celo, y terminan en el celo siguiente y se caracterizan por el crecimiento y la regresión de folículos y cuerpo lúteo, en un promedio de 21 días.
Puntualiza la dinámica folicular y el desarrollo de ondas en cada ciclo estral y la endocrinología y características del desarrollo folicular durante el ciclo estral bovino.
2. INTRODUCCIÓN
En los últimos 20 años, se logró una mejor comprensión de la fisiología reproductiva en el ganado vacuno, particularmente relacionado a la función ovárica, debido al uso de la ecografía y el desarrollo de ensayos hormonales mas exactos (Sartori y Barros, 2011).
El ciclo estral representa un patrón cíclico de actividad ovárica que permite a las hembras ir de un periodo reproductivo de no receptividad a uno de receptividad permitiendo establecer el apareamiento y el subsecuente establecimiento de la gestación (Forde et al, 2011). El inicio del ciclo estral ocurre al momento de la pubertad, en donde la hembra bovina entra a un periodo de ciclicidad reproductiva que continua a través de toda su vida, a excepción del periodo de gestación o de balance energético negativo en el cual prevalece el anestro (revisado por Sartori y Barros, 2011).
3. DINÁMICA FOLICULAR EN EL BOVINO DURANTE EL CICLO ESTRAL
El crecimiento, desarrollo y maduración de los folículos ováricos es un proceso fundamental para la alta eficiencia reproductiva en los animales de granja
CICLO ESTRAL BOVINO

 (Forde et al., 2011). Durante el desarrollo fetal se establece un número fijo de folículos primordiales, el crecimiento de un folículo ovárico toma un período de 3-4 meses y se categoriza como estadío gonadotrofina independiente y gonadotrofina dependiente (Webb et al., 2004).
Las opiniones científicas sobre la foliculogénesis en el bovino han variado a través de la historia de la investigación (Adams y Pierson, 1995). A Rajakoski  (1960) se le ha acreditado la proposición inicial de la teoría de las ondas de crecimiento folicular durante el ciclo estral bovino. Basado en la evaluación anatómica e histológica de ovarios obtenidos de vacas  sacrificadas en días conocidos del ciclo estral, concluyó que ocurrían dos ondas de crecimiento de folículos antrales (5mm de diámetro). No obstante resultados de trabajos histológicos posteriores realizados por otros autores refutaron el fenómeno de las ondas y apoyaron la noción de que el crecimiento folicular era continuo e independiente de las fases del ciclo. Si bien algunos autores apoyaban la teoría de que los folículos se desarrollaban en periodos u ondas, la mayoría de los investigadores estaban de acuerdo con la noción de que el crecimiento folicular era continuo e independiente de las fases del ciclo. La confusión y controversia continuó hasta la segunda mitad de la década del 80, en que trabajos utilizando ultrasonografía de tiempo real documentaron convincentemente que el crecimiento folicular en el bovino ocurre simulando ondas (Sirois y Fortune, 1988; Ginther et al., 1989a y Savio et al., 1990). Desde ese momento se ha realizado un importante número de trabajos que demuestran que el patrón de ondas se repite en casi todos los estadios de la vida de la vaca, incluyendo la preñez (Ginther et al., 1996) y el periodo postparto (Savio et al., 1990 ). En estudios de vaquillonas prepúberes (Evans et al., 1994), la composición de las ondas foliculares no ovulatorias fueron muy similares a la de animales maduros y se concluyó que el fenómeno de emergencia de ondas se establece temprano, en el periodo prepuberal (alrededor de las dos semanas de vida).
3.1 Ondas foliculares
Una onda de crecimiento folicular involucra el desarrollo sincrónico de un grupo de folículos (Ginther et al., 1989a), durante 2-3 días que son detectados por ultrasonografía a un diámetro de 3-4mm (Adams y Pierson, 1995 y Adams, 1999). La velocidad de crecimiento es similar durante aproximadamente dos días. Está caracterizada por el desarrollo de un gran folículo, llamado dominante, el cual es anovulatorio si ocurre durante la fase luteal y ovulatorio si ocurre en la fase folicular (Ginther et al., 1996); y varios folículos subordinados que invariablemente se atresian. Los resultados de estos primeros estudios de la dinámica folicular dio lugar a la hipótesis de que el folículo dominante suprime el crecimiento de los folículos subordinados en la onda existente, y la aparición de la onda folicular siguiente. El apoyo a esta hipótesis fue proporcionada en una serie de estudios que implica el tratamiento sistémico con la porción proteica del líquido folicular y por electrocauterización del folículo dominante (Adams et al., 1992)
3.2 Patrón de dos ondas versus tres ondas
Si bien se ha descrito que en 95% de los ciclos estrales hay dos o tres ondas de desarrollo folicular, hay diferencias entre los estudios en cuanto a la preponderancia de animales con dos o tres ondas. Algunos investigadores han observado una preponderancia de ciclos estrales de dos ondas (Ginther et al., 1989a), mientras que otros indican una preeminencia de ciclos de tres ondas (Sirois y Fortune, 1988 y Bo et al., 1993) y otros han observado una distribución igual (Adams y Pierson, 1995).
Para el patrón de dos ondas (Figura 1), la primera onda comienza, en promedio, el día 0 (día de la ovulación) y la segunda onda comienza en el día 10 (Ginther et al., 1989a). Cada onda está compuesta de varios folículos individualmente identificables a partir de un diámetro de 4mm. Se describieron en el desarrollo del folículo dominante de la primera onda una fase de crecimiento, una fase aparentemente estática, y una fase de regresión. El folículo dominante de la segunda onda es el ovulatorio y el diámetro máximo alcanzado no difiere del de la primera onda (promedio 16mm). Los folículos subordinados en cada  onda incrementan su diámetro durante unos pocos días, el mayor de ellos puede alcanzar un diámetro promedio de 8 mm, tres días después de la emergencia de la onda, luego tienen una pequeña fase estática y regresionan. Para el patrón de tres ondas (Figura 1) la emergencia de las ondas ocurren en promedio en los días 0, 9 y 16; las dos primeras son anovulatorias. Las características del folículo dominante de la primera onda entre el patrón de dos ondas y el patrón de tres ondas no es diferente, pero la segunda onda emerge 1 a 2 días más temprano en los animales con dos ondas que en los de tres ondas. Además, existe una gran variabilidad individual en cuanto al día de emergencia de cada onda, especialmente la segunda onda que puede comenzar entre los días 6 a 12 (Ginther et al., 1989a; Bo, et al., 1993; Adams y Pierson, 1995 y Ginther et al., 1996).
El cuerpo lúteo comienza su regresión más temprano en los ciclos de dos ondas (día 16) que en los de tres ondas (día 19) afectando correspondientemente el intervalo interovulatorio (20 días y 23 días respectivamente; Ginther et al., 1989a). En ambos casos, el folículo dominante en el momento que ocurre la lute_lisis se torna en folículo ovulatorio y la emergencia de la onda siguiente se produce el día 0 muy cerca del día de la ovulación. La longitud del ciclo de la vaca varía de acuerdo a su patrón de desarrollo folicular entre 20 y 23 días, por lo que el ciclo de 21 días histórico no existe, sino como un producto de los promedios entre los ciclos de 2 y 3 ondas (Adams et al., 2008).
A su vez, se encontró que animales Bos indicus pueden tener ciclos con 4 ondas de desarrollo folicular (Bo et al., 1993 y Figueredo et al., 1997). Si bien los factores que afectan el desarrollo folicular no han sido enteramente dilucidados, aparentemente no hay diferencias de fertilidad entre las vacas de dos y tres ondas. Sin embargo factores como el nivel nutricional, stress calórico, especie, edad o anestro lactacional pueden modificar el patrón de desarrollo folicular (Murphy et al., 1990; Savio, et al., 1990; Roche et al., 1992 y Adams y Pierson, 1995). Para mencionar uno de ellos, se reportó que el nivel nutricional bajo estuvo asociado a una proporción más alta de ciclos de tres ondas (Murphy et al., 1990).
_
4. ENDOCRINOLOGIA Y CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO FOLICULAR
DURANTE EL CICLO ESTRAL BOVINO
La vaca es poliéstrica anual (cicla todo el año) y cada ciclo dura entre 17 y 23 días, el celo entre 6 y 18 hs, y la ovulación tiene lugar entre 24 y 30 hs después de comenzado el celo.
Después de la ovulación, el cuerpo lúteo (CL) se desarrolla y la concentración plasmática de progesterona aumenta entre el día 4 y 12 del ciclo para permanecer constante hasta la lute_lisis, que comienza entre los días 16 a 19 (Mapletoft et al., 1999). Todos estos cambios durante el ciclo estral del bovino están regulados por una delicada interacción entre las hormonas sintetizadas y secretadas
 en el hipotálamo:hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH);
 la hipófisis: hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH);
los ovarios: progesterona (P4), estradiol (E2) e inhibina y el
 útero: prostaglandina F2_ (PGF), constituyendo lo que se conoce comúnmente como eje hipotalámico-hipofisiario-gonadal-uterino. Este control es ejercido a través de un sistema de regulación mediante el cual una hormona o producto de secreción puede inhibir la liberación de otra hormona (retroalimentación negativa) o, por el contrario, estimular la síntesis y liberación de una mayor cantidad de hormona (retroalimentación positiva)
La naturaleza ha desarrollado estrategias que permiten a algunos folículos continuar el crecimiento y ovular (un folículo en el caso de las especies mono ovulares como la vaca), mientras que al mismo tiempo minimiza la atresia de los folículos del pool de reserva, suprimiendo el reclutamiento entre ondas. El mecanismo que regula la dinámica folicular está basado en respuestas diferenciales a la hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH) (Ginther et al., 1996). Los aumentos periódicos de las concentraciones de FSH circulantes son responsables de las emergencias de las ondas foliculares, por lo tanto las vacas con 2 ondas tienen 2 aumentos y las de 3 ondas tienen 3 aumentos de FSH (Ginther et al., 1989a; Figura 1).
A su vez, la FSH circulante es suprimida por la retroalimentación negativa de los productos de los folículos en crecimiento (principalmente estradiol e inhibina), previendo la emergencia de una nueva onda (Adams y Pierson, 1995).
Además de los factores endócrinos se han estudiado factores reguladores intragonadales que intervienen en el control aut_crino y parácrino de la función ovárica (Ginther et al., 1996). En general se piensa que estos factores intraováricos modulan el número y desarrollo de los folículos en crecimiento, principalmente a través de la regulación de las gonadotrofinas o de la respuesta a las mismas. Sin embargo, los efectos supresivos del folículo dominante sobre los subordinados, se ejercen aparentemente a través de canales sistémicos más que aut_crinos o parácrinos (Ginther et al., 1996).
La supresión periódica de FSH favorece las reservas del ovario previendo el reclutamiento continuo de los folículos antrales grandes, ya que el 99% de ellos irá a atresia. El aumento de FSH permite el crecimiento folicular suficiente para que algunos folículos adquieran la capacidad de responder a LH. Al mismo tiempo que los perfiles de crecimiento del folículo dominante y el de los subordinados comienzan a diferenciarse (momento de la selección) la FSH declina rápidamente (alrededor del 2º día de la emergencia de la onda). El folículo destinado a ser dominante tiene más receptores de LH, ventaja competitiva sobre los otros folículos destinados a ser subordinados, que le permite sobrevivir sin FSH (Ginther et al., 1996). Sin embargo, la respuesta a la LH y la habilidad de convertirse en folículo dominante no es un proceso del todo o nada y parece ser más una diferencia cuantitativa y no absoluta entre los folículos de una onda.
Los folículos subordinados pueden convertirse en dominantes si el folículo dominante original es removido (Adams y Pierson, 1995 y Ginther, et al., 1996).
Además, la competencia por la LH entre muchos folículos dominantes se manifiesta en animales superestimulados con altas dosis de FSH por el menor diámetro máximo que alcanzan comparado con un solo folículo dominante (Adams y Pierson, 1995). La supresión continua de LH como consecuencia de la secreción de progesterona de la fase luteal causa que el folículo dominante pare sus funciones metabólicas y comience a regresionar. Este cese de la secreción de los productos foliculares (estrógeno e inhibina) produce el aumento de FSH que va a ser la responsable del comienzo de la emergencia de la siguiente onda folicular, repitiéndose el ciclo. Por último la liberación de la supresión progestacional en la luteolisis permite el incremento de la frecuencia de los pulsos de LH, un mayor crecimiento del folículo dominante y concentraciones muy altas de estradiol, que induce finalmente el pico de LH, que es seguido por la ovulación (Mapletoft et al., 1999).
4.1 Control local versus sistémico
Los dos ovarios actúan como una sola unidad; por ejemplo, cada onda folicular incluye folículos de ambos ovarios que responden al unísono. En un estudio de las relaciones intra ováricas (Ginther et al., 1989b), los autores concluyeron que el folículo dominante suprime a los subordinados y una nueva onda emerge más bien por canales sistémicos (end_crinos) que locales. Solo un folículo del par de ovarios es seleccionado para ser dominante, el lado del desarrollo del folículo dominante es al azar, y el folículo dominante tiene la misma probabilidad de residir en el mismo ovario, o en el ovario contralateral al que tiene mayor cantidad de folículos subordinados. El lado del cuerpo lúteo o del folículo dominante de una onda folicular anterior no tiene efecto en el lado del folículo ovulatorio. Aunque factores intrafoliculares (aut_crinos y parácrinos) son importantes para el crecimiento, la salud y muerte de un folículo individual, no existe una documentación convincente in vivo que un folículo afecte el estado de salud/regresión de sus folículos vecinos por un efecto local (Adams et al., 2008).
4.2 Gonadotrofinas y sus receptores
La emergencia de una onda folicular y la selección del folículo dominante están asociadas con un incremento temporal y la caída en las concentraciones de FSH (Adams et al., 1992). La emergencia de una onda folicular es precedida por un incremento en el plasma de las concentraciones de FSH, tanto en ondas espontáneas como inducidas. Los productos foliculares, especialmente aquellos del folículo dominante, son responsables de la supresión de la liberación de FSH y, por lo tanto, de la emergencia de la siguiente onda folicular. Al final del período de dominancia (en la ovulación o en la fase medio-estática de un folículo dominante no ovulatorio), las concentraciones circulantes de FSH comienzan a incrementarse 1,5 a dos veces en los siguientes 2 días, y alcanzan el pico aproximadamente 12-24h antes de la emergencia de la onda (cuando el futuro folículo dominante tiene 4-5mm de diámetro). Si un folículo dominante existente es removido (por ejemplo en una ablación folicular), comienza un incremento en la FSH dentro de las 12h posteriores, resultando en la emergencia de una nueva onda folicular dentro de las 24h posteriores (Bergfelt et al., 1994).
Intervalo interovulatorio de 2 ondas
Intervalo interovulatorio de 3 ondas
Figura 1: Desarrollo de la dinámica folicular ovárica y secreción de gonadotrofina durante un ciclo estral de dos y tres ondas en ganado bovino. Los folículos dominantes y subordinados están indicados como círculos abiertos (viables) o sombreados (atrésicos). Un aumento en la circulación de FSH (línea gruesa) precede la emergencia de cada onda. Un aumento en la concentración circulante de LH (línea delgada) precede a la ovulación. El aumento de LH es precedido por un aumento de la frecuencia de pulsación de LH como resultado de la baja circulación de la concentración de progesterona (periodo de lute_lisis y luteogénesis respectivamente).
Fuente: Adams et al., 2008
La selección del folículo dominante está asociada con un descenso sanguíneo de las concentraciones de FSH durante los 3 primeros días del inicio de la onda. El pico más bajo en la concentración de FSH se alcanza a los 4 días posteriores de la emergencia de la onda, y las concentraciones se mantienen bajas por los siguientes 2-3 días. Los receptores para FSH están presentes solo en las células de la granulosa, mientras los receptores para LH están localizados tanto en las células de la teca como de la granulosa de las paredes de los folículos antrales. El folículo dominante adquiere más receptores para LH en las células de la granulosa que los folículos subordinados y es por tanto capaz de cambiar la dependencia de gonadotrofina a LH durante el punto más bajo de concentración de FSH, y continuar el crecimiento mientras los subordinados regresionan (Adams et al., 2008).

4.3 Productos ováricos y uterinos
El cuerpo lúteo es la principal fuente de progesterona; la morfología del cuerpo lúteo y la concentración plasmática de progesterona son buenos indicadores de la síntesis de progesterona dentro del cuerpo lúteo (Singh et al., 2003). La intensa angiogénesis, la proliferación de las paredes de la células de la teca y la granulosa del folículo ovulado, y su diferenciación (luteinizacion) durante los primeros 5-6 días después de la ovulación (metaestro) resulta en un incremento progresivo en las concentraciones plasmáticas de progesterona desde <1ng/ml en los 3 días posteriores a la ovulación a aproximadamente 3 ng/ml en el día 6. Las concentraciones plasmáticas de progesterona alcanzan el pico entre los 10 y 14 días posteriores a la ovulación (>4 ng/ml), seguido por un descenso en la concentración después del día 16 debido a la luteolisis (muerte celular por hipoxia debido a la hialinizacion de los vasos sanguíneos) inducida por la PGF liberada desde el endometrio de la hembra no gestante. El folículo dominante de ambas ondas, ovulatoria y no ovulatoria producen estradiol. Se requieren de las células de la teca para la conversión de progesterona a andrógenos, y de la enzima aromatasa para convertir el andrógeno a estradiol, ésta está localizada exclusivamente en las células de la granulosa. Después de la emergencia de la onda, el estradiol contenido en el licor folicular del folículo dominante en crecimiento incrementa como mínimo 20 veces el día de la selección (3 días posteriores a la emergencia de la onda), seguido por un triple descenso en la fase estática temprana del folículo dominante anovulatorio (6 días), antes del regreso a la línea base en la fase de regresión temprana (11 días; Singh et al., 2003). El pico en la concentración de estradiol en el líquido folicular de un folículo ovulatorio es dos veces más alto que el pico en el folículo dominante no ovulatorio. Un tratamiento con estradiol exógeno durante la fase luteal induce la regresión del folículo dominante existente, probablemente por la supresión de LH y FSH, seguido por un rebote de la FSH y sincronización de una nueva onda folicular (Bo et al., 1995 y Adams, 1999). Este tratamiento es la base de muchos protocolos actuales de sincronización de ovulación para inseminación artificial a tiempo fijo y superestimulación. Además de estradiol, que tiene la mayor acción inhibitoria sobre la FSH, los folículos en crecimiento producen otros factores así como el factor de crecimiento similar a insulina (IGFs), inhibina y folistatina (Singh et al., 1999) que además regulan la liberación y disponibilidad de FSH. Aunque el folículo dominante juega el rol más importante, todos los folículos de una onda en emergencia contribuyen a la supresión del incremento de una onda de FSH.
La liberación de ambas, FSH y LH es inducida por pulsos de GnRH del hipotálamo, pero porque la liberación de FSH esta profundamente influenciada por productos foliculares y porque la vida media de esta es más larga que la LH, los episodios de liberación de FSH son menos aparentes que los de LH. La frecuencia y amplitud de los pulsos de LH están influenciadas por las concentraciones circulantes de ambos, progesterona y estradiol. Altos niveles de progesterona producidos por un cuerpo lúteo funcional durante el diestro o gestación suprime la frecuencia de pulsos de LH (Jaiswal, 2007). Por lo tanto, folículos dominantes crecen más y permanecen dominantes por un intervalo más largo cuando la frecuencia de pulso de LH es elevada (en caso de concentración baja de progesterona; Adams, 1999). El incremento en las concentraciones de estradiol con descenso de la progesterona después de la luteolisis incrementa más la frecuencia de pulsos de LH, culminando en un gran aumento preovulatorio de LH. Esta es seguida de ovulaci􀀀 n 24-32 h posteriores.
Después de la ovulación, se forma el cuerpo luteo a partir de las células foliculares remanentes y se produce un incremento progresivo de las concentraciones circulantes de progesterona, a medida que el cuerpo luteo crece. La concentracion de progesterona permanece elevada durante la vida del cuerpo luteo y es esencial para el desarrollo y mantenimiento embrionario y el establecimiento de la gestaci􀀀 n. Las concentraciones circulantes de progesterona ademas bloquean la onda preovulatoria de LH y la ovulación.
4.4 Comportamiento del celo
Posterior a la luteólisis, las concentraciones séricas de progesterona decrecen y la concentracio n de estradiol 17_producida por el foliculo dominante se incrementa. El descenso de la progesterona y el incremento de estradiol son los responsables del evidente comportamiento de celo y del pico preovulatorio de GnRH/LH. El estro o celo es el periodo de receptividad sexual, que dura entre 30 min y 27 h en Bos taurus (Lopez et al., 2004 y entre 1 y 20h en Bos indicus (revisado por Bo et al., 2003).
Se calculó que para vacas lecheras el promedio de duración de celo fue de 8,1 h con 9,1 eventos o montas registradas durante la duración del estro. Existe evidencia (Lopez et al., 2004) que la duración del estro decrece a medida que la producción láctea se incrementa (14,7 y 2,8 h en vacas productoras de 24 o 55 kg de leche respectivamente). Para vaquillas la duración del celo aparentemente es mas larga, 12-14 h. Tanto la duración del estro como la intensidad en la expresión del celo se ven afectados por una serie de factores ambientales que incluyen tipo de suelo, tamaño del grupo sexualmente activo y presencia del toro (revisado por Forde et al., 2011).
En ganado Bos indicus, el comportamiento del celo, cuando se detecta (<50% de las vacas) fue mas corto (10,5± y 13,6± 1,2 h posterior a inducción con PGF y celo natural respectivamente) que cuando se comparó con ganado europeo y hubo una mayor incidencia de celos nocturnos (Sartori y Barros, 2011).
5. CONCLUSIONES
El ciclo estral en bovinos tiene típicamente 17-23 días de duración. El celo puede durar entre 1-27-h. Durante los ciclos estrales normales suele haber dos a tres ondas de crecimiento folicular (ocasionalmente cuatro ondas) cada uno con un periodo de emergencia y selección seguido por atresia u ovulación del folículo dominante. Las hormonas FSH y LH son las principales reguladores de la foliculogénesis y la producción de esteroides. La LH es la hormona luteotropa mas importante en el ganado vacuno. La frecuencia de pulsos de LH es la que afecta el destino final de un folículo dominante seleccionado. La secreción pulsátil PGF de origen uterino es la principal señal hormonal que induce la regresión del cuerpo lúteo y da paso de la fase luteal a la fase folicular del ciclo estral.

No hay comentarios: