El Ciclo Estral Bovino. II

Regulación Neuroendocrina

MVZ. MC. Alejandro Jiménez J.
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En el artículo “El ciclo estral bovino «Fases y etapas» publicado en la edición No. 75 de esta revista se trató de forma general los componentes de dicho ciclo, sus rangos de duración y lo que sucede en ellas. En esta ocasión corresponde hablar de su regulación neuroendocrina, hormonas involucradas y eventos que se desarrollan. El ciclo estral (CE) está gobernado de forma jerárquica por tres niveles: el hipotálamo, la hipófisis y el ovario comunicándose y retroalimentándose uno al otro constantemente.

MECANISMO DE COMUNICACIÓN ENTRE EL HIPOTÁLAMO, HIPÓFISIS Y OVARIO

Cada uno de estos integrantes se comunican entre sí por medio de 2 vías: la sanguínea y la neuronal. La primera transporta factores liberadores producidos en el hipotálamo hasta el lóbulo anterior de la hipófisis (adenohipófisis), a través de una red capilar compleja localizada entre estas estructuras que facilita el paso de sustancias desde la eminencia media (en el hipotálamo) hasta la adenohipófisis sin pasar por la circulación general. Además, permite el flujo retrógrado de sustancias adenohipofisiarias, estableciendo una retroalimentación de onda corta hacia el hipotálamo. Esta red de vasos sanguíneos se conoce como el sistema porta hipotálamico-hipofisiario (Figura 1).

La otra vía, consiste en la proyección directa de terminales axónicas desde el hipotálamo hasta el lóbulo posterior de la hipófisis (neurohipófisis), donde liberan sus productos directamente a la circulación general (Figura 1). De esta manera el hipotálamo se comunica con la hipófisis y ésta a su vez lo hace con el ovario por vía sanguínea de forma sistémica.

HIPOTÁLAMO Y GnRH

Anatómicamente, el hipotálamo es una parte del encéfalo situada en la zona central de la base del cerebro, está debajo del tálamo y es el regulador central del sistema neuroendocrino dado que él coordina funciones esenciales relacionadas con el mantenimiento del cuerpo y su relación con el entorno, lo forman núcleos neuronales especializados, la mayoría secretoras llamados núcleos hipotalámicos.

Y es aquí donde se encuentran los centros de secreción tónica y preovulatoria de GnRH (Figura 2), cuyas neuronas producen la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), que estimula la secreción de las hormonas FSH y LH por parte de la hipófisis.

FIGURA. 2 Núcleos hipotalámicos e hipófisis.
	AHA Área hipotalámica anterior.
	PON Núcleos preópticos.
	SCN Núcleo supraquiasmático.
	ARC Núcleo arqueado.
	VMN Núcleo ventromedial.
	ME Eminencia media.
	DHA Área hipotalámica dorsal.
	DMN Núcleo medio dorsal.
	NH Neurohipofisis (no forma parte).
	MB Cuerpomamilar(noformaparte).
	PM Núcleo premamilar.
	OC Quiasma óptico (no forma parte).
	PVN Núcleos paraventriculares.
	PHA Área hipotalámica posterior.
	PT Tallo infundibular de la hipófisis (no forma parte).
	SON Núclos supraópticos.
	AH Adenohipofisis (no forma parte).
	Centro de secreción tónica de GnRH
	Centro preovulatorio o fásico de GnRH

Centro de secreción preovulatorio o fásico de GnRH

Lo componen: el área hipotalámica anterior, los núcleos preópticos y el supraquiasmático del hipotálamo (Figura 2); es responsable de la liberación en forma cíclica de un pico preovulatorio de esta hormona, en respuesta de altas concentraciones de estrógenos (E2) proveniente de folículos maduros y bajas de progesterona (P4). Esta condición es alcanzada durante el estro, produciendo una retroalimentación positiva sobre este centro que responde liberando mayor cantidad de GnRH ocasionando que la hipófisis anterior reaccione secretando el pico preovulatorio de LH. En condiciones naturales, dicho centro es estimulado únicamente una vez en el CE. Por el contrario, el diestro cuando las concentraciones de E2 son bajas y las de P4 altas, hay una retroalimentación negativa sobre dicho centro inhibiéndolo. En resumen, elevadas concentraciones de GnRH son esenciales para iniciar la fase folicular del CE (ver artículo “El ciclo estral bovino «Fases y etapas»”).

Centro de secreción tónica de GnRH

Lo componen: el núcleo ventromedial, el núcleo arqueado y la eminencia media (Figura 2), es el responsable de la producción basal en forma de pequeños pulsos (producción de pequeños tonos de forma constante) de esta hormona, liberados a intervalos de tiempo regulares como días o semanas; cuya frecuencia y amplitud puede variar dependiendo de la época del año, etapa del CE, edad del animal y estado nutricional, entre otros. En realidad, los pequeños pulsos de GnRH ocurren cada 1.5 a 2.0 h durante la fase folicular y durante la fase lútea ocurren cada 4 a 8 h. Dependiendo de la frecuencia de esta secreción se produce un mayor o menor desarrollo folicular durante todo el ciclo.

El GnRH actúa principalmente a nivel adenohipofisiario, aunque puede tener funciones importantes a nivel cerebral, mediando procesos en el inicio de la pubertad, receptividad sexual, así como algunos efectos directos a nivel gonadal. En forma terapéutica, el GnRH se utiliza como un inductor de la ovulación, del desarrollo folicular y, en la vaca ha probado su efectividad en el tratamiento de quistes foliculares.

HIPÓFISIS Y GONADOTROPINAS

La hipófisis o glándula pituitaria está formada por la adenohipófisis o lóbulo anterior, neurohipófisis o lóbulo posterior y el lóbulo intermedio. Se ubica en la parte ventral del cerebro debajo del hipotálamo (Figura 3).

FIGURA 3. Hipófisis, localización y estructura. Adaptado de Del Rio, 2012.

La adenohipófisis es una estructura de origen epitelial derivada del epitelio del paladar, posee células especializadas en la producción de gonadotropinas (FSH y LH) llamados gonadotropos. Además, produce otras sustancias como péptidos opioides (cuadro 1). Su acción está sujeta al control hipotalámico por medio de hormonas liberadoras y/o inhibidoras que llegan a la adenohipófisis por la circulación portal ya mencionada. En el cuadro 1 se resume los efectos de las hormonas producidas en la adenohipófisis, sus órganos blanco y las hormonas hipotalámica que las regulan.

La neurohipófisis es una estructura de origen nervioso compuesta principalmente por prolongaciones de neuronas hipotalámicas provenientes del núcleo paraventricular cuyos axones se extienden hasta la hipófisis posterior, donde se almacena y posteriormente se libera hacia la circulación general las neurohormonas provenientes del hipotálamo. Como ejemplo están la oxitocina (OT) y la hormona antidiurética (ADH), la primera tiene efecto sobre las contracciones uterinas, y de la glándula mamaria durante la lactación, además promueve la secreción de prostaglandina F2 alfa (PGF2) que causa la regresión del cuerpo lúteo (CL) al final del diestro; y la segunda regula la retención de líquidos y la vasoconstricción. Por último, la parte intermedia es poco importante en mamíferos, aunque en otros vertebrados es relevante por su secreción de la hormona estimulante de los melanocitos (MSH) que regula los cambios en la pigmentación de la piel.

ACCIÓN DE LAS GONADOTROPINAS SOBRE LOS FOLÍCULOS DEL OVARIO

Durante la mayor parte del CE éstas son secretadas en forma tónica e inducen el crecimiento folicular, la maduración de los ovocitos, secreción de E2, ovulación, desarrollo del CL y secreción de P4. Al respecto, cabe mencionar que el desarrollo folicular ocurre en grupos llamados oleadas oliculares; en la vaca se registran de 2 ó 3 oleadas por CE, siendo el último grupo el que produce la ovulación (Fig. 5).

Cuando los folículos se encuentran etapas tempranas de desarrollo las células de la granulosa producen activina que retroalimenta positivamente a la hipófisis para liberar FSH pero a medida que crecen se produce una reducción en las concentraciones circulantes de FSH ya que las mismas células que antes estimularon su secreción ahora producen inhibina la cual retroalimenta negativamente sobre la hipófisis; resultando en una baja de FSH pues han aparecido en las células de la teca interna receptores para LH que estimula la producción de andrógenos (testosterona), mientras que la FSH se requiere para realizar la conversión de éstos a E2 en las células de la granulosa y tanto E2 como FSH promueven el crecimiento del folículo, estimulando la mitosis de las células de la granulosa y la secreción de líquido folicular por lo tanto, los folículos entran en una etapa dependiente de gonadotropinas hasta la maduración final del folículo (Figura 4).

FIGURA 4. Esquema del desarrollo folicular mostrando sus estructuras y tamaños relativos.

Conforme las células esteroidogénicas del folículo que ovulará aumentan en número y actividad; es decir, crece el E2 es producido en cantidades crecientes lo que desencadena la conducta de estro (ver artículo “El ciclo estral bovino «Fases y etapas»”) y durante el metaestro alcanza un umbral que retroalimenta positivamente el centro de secreción preovulatoria de GnRH, provocan- do la liberación de un gran pico de esta hormona, que a su vez induce la secreción del pico preovulatorio de LH. Como respuesta, el folículo dominante sufre una serie de cambios que resultan en la ovulación. Adicionalmente, el pico preovulatorio de LH también inicia el proceso de luteinización de las células foliculares. El E2 y la inhibina disminuyen súbitamente después de esto, permitiéndose el incremento en las concentraciones FSH que estimula el desarrollo de más folículos. Sin embargo, se mantiene una secreción tónica de pequeños pulsos de LH que son necesarios para completar la formación del CL y estimular la secreción de P4 (Figura 5).

Durante el diestro la P4 producida por el CL inhine al hipotálamo, pero entre los 14-16 días del ciclo ocurre una desensibilización programada a sus efectos (aun en animales gestantes). Pues la secreción de E2 de los folículos en desarrollo facilitan la síntesis endometrial de receptores para OT, entonces el hipotálamo libera un pico de OT y en respuesta el endometrio secreta PGF2???? en un patrón pulsátil que eventualmente causa la lisis del CL ya que éste también; en respuesta secreta su propia OT (OT lútea) lo que retroalimenta positivamente al endometrio y finalmente la P4 disminuye por debajo de 1 ng/ml marcando el fin del diestro. Al término de esta etapa los niveles de LH son muy bajos y la FSH tiene incrementos que coinciden con el desarrollo de la siguiente oleada folicular (Figura 5).

FIGURA 5. Esquema del ciclo estral bovino mostrando etapas, estructuras ováricas, desarrollo folicular y concentraciones hormonales relativas.

Luego, en el proestro conforme los folículos crecen y se desarrolla un nuevo folículo destinado a ovular se incrementa la frecuencia de los pulsos de secreción de LH que conducen a la maduración del folículo ovulatorio provocando el estro y por retroalimentación positiva al hipotálamo por los E2 se desencadena el pico preovulatorio de GnRH y LH respectivamente, cerrándose así el ciclo (Figura 5).

RESUMEN DE HORMONAS REPRODUCTIVAS IMPLICADAS EN EL CICLO ESTRAL DE LOS MAMÍFEROS

CUADRO 2. Resumen de algunas hormonas reproductivas. Fuente: Creación del autor.

LITERATURA CITADA Y RECOMENDADA

• Hernández Cerón Joel. (2012). Fisiologia clínica de la reproducción de bovinos lecheros. México D.F.
• Del Rio, Diana Cecilia. (2012). Distribución y caracterización de la respuesta de [Ca2+] de tirotropos a TRH en rebanadas de hipófisis de ratón macho adulto. Tesis de Licenciatura. Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F.
• Galina C. y Valencia J. (Eds) (2009). Reproducción de los animales domésticos. México D.F.: Limusa.
• Low, M.J. (2011). En Williams textbook of endocrinology (eds. Melmed, S., Polonsky, K.S., Larsen, P.R. & Kronenberg, H.M.). Saunders/Elsevier, Philadelphia, USA.
• Hernández J. y Zavala J. (Eds) (2007). Reproducción bovina. México D.F.: FMVZ-UNAM.
• Senger P.L. (2005). Pathways to Pregnancy and Parturition. Washington State, USA: Current Conceptions Inc.

Artículo publicado en Entorno Ganadero Febrero-Marzo