FISIOLOGIA DEL CICLO ESTRAL

BOVINO

Marcos G. Colazo Alberta Agriculture & Rural Development

Edmonton, Alberta, Canada

PLAN La fisiologia y endocrinologia del ciclo

estral La dinamica folicular y luteal durante

el ciclo estral Procesos fisiologicos y

endocrinologicos durante la pubertad y el retorno a la ciclicidad

Brevemente una introduccion al

control del ciclo estral

Ciclo Estral Bovino

Promedio 21 dias (17 to 24)

Dos fases: luteal (14-18 dias) y folicular (4-6 dias)

Cuatro estadios – Proestro (Dias 18-20)

– Estro (Dia 0)

– Metaestro (Dias 1 - 3)

– Diestro (Dias 4 - 17)

Hormonas del Ciclo Estral

Hormona Producida Accion

GnRH Hipotalamo Liberacion LH & FSH

FSH Hipofisis Crecimiento folicular

LH Hipofisis Ovulacion & formacion del CL

Estrogeno Foliculo Estro & pico de GnRH

Progesterona CL & Placenta Mantenimiento de la preñez

Prostaglandina F2

Utero CL regresion

SPH-H

FSH LH

Gonadotrofos

Nervios Eferentes

GnRH

Hipofisis Anterior

Hipofisis Posterior

Oxytocin

Hipotalamo

GnRH

Eje Hipotalamo-Hipofisis

Kisspeptinas-E2/P4 Neuronas Secretoras

PO & PV PV & A

Estimulos: Externos Nutricionales/hormonales

LH FSH

GnRH

Hipofisis

Hipotalamo

Ovario

Eje Hipotalamo-Hipofisis-Ovario Fase Luteal

F CL

Adaptado de Knobil y Neill, 1998

T S

E2

Inhibina

-

P4

-

-

-

LH FSH

GnRH

Hipofisis

Hipotalamo

Ovario

Eje Hipotalamo-Hipofisis-Ovario Fase Folicular

F CL

Adaptado de Knobil y Neill, 1998

T S

E2 P4

+

PGF2

+

Ciclo Estral - continuado

Fase Luteal - Alta P4, Baja LH - Desarrollo del CL - Ondas foliculares & regresion

Fase Folicular - Baja P4, Alto E2, Alta LH - Pico de GnRH LH&FSH Ovulacion

Pico LH - Inicio del celo (± 2 horas)

Ovocito reinicia la meiosis

Ovulacion entre 24 y 32 horas

Reconocimiento materno de la preñez

Dia 15 – 17

Regresion luteal – Day 16 - 19

Ciclo Estral - continuado

Luteolisis in Rumiantes

Ovario CL

FP

E2

P4

OX

Endometrio

E2R

OXR

Adaptado de McCracken et al., 1984

Fosfolipasa A & Ciclogenasa

PGF2

HIPOFISIS OX

Rol del utero en la regresion CL

Histerectomia afecta la duracion del ciclo estral

Chanchito de la India (Loeb, 1923)

Rumiantes (Wiltbank and Casida, 1956)

Cerdo (Du Mesnil Du Buisson and Dauzier, 1959)

Yegua (Ginther, 1971)

Histerectomia no altera la luteolisis

Mono (Burford and Diddle, 1936)

Mujer (Beavis et al., 1969)

Identificacion de la PGF2 -Luteolisis-

Pharris y Wyngarden (1969) propusieron PGF2 como la luteolisina.

PGF2 es rapidamente metabolizada a traves de un solo pasaje por los pulmones (Ferreira and Vane, 1967).

Cada cuerno uterino secreta 25 g/h dentro de la vena uterina, pero esta cantidad en forma sistema no indujo luteolisis (McCracken, 1971).

El mecanismo de “contracorriente”

Inicial demostracion del mecanismo

de “contracorriente” en la oveja (McCracken et al., 1971)

~ 1% de [3H] PGF2 colocado en la VU aparecio en la AO (McCracken et al., 1972)

Arteria ovarica

Vena ovarica

Arteria y Vena ovarica

Dinamica Folicular

Desarrollo folicular-Definiciones

Iniciacion del crecimiento (Foliculogenesis)

- Crecimiento desde el estado de foliculo primordial

Reclutamiento (Emergencia)

- Rapido crecimiento de foliculos ~4 mm (dependiente de las gonadotrofinas-FSH)

Seleccion o Desviacion

- Seleccion de un foliculo (Futuro Dominante)

Dominancia

- El foliculo seleccionado suprime el crecimiento de otros

Atresia - Muerte (>99%)

Endocrinologia

Iniciacion del crecimiento

-? No esta claro

Ideas: Factores de crecimiento (BMPs, GDF9, kit

ligand, etc).

-Foliculos primarios y secundarios tienen:

receptores FSH en granulosa.

receptores LH en teca.

-Factores de crecimiento importantes para los

foliculos preantrales.

Endocrinologia

Reclutamiento o Emergencia -LH y FSH importante para el crecimiento folicular -FSH es necesaria para que los foliculos puedan crecer mas alla de 4 mm in diameter -Un aumento en los niveles de FSH estimula la emergencia de la onda folicular.

7

8

9

10

11

12

13

2

4

6

8

10

12

14

16

24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

7

9

11

13

15

2

4

6

8

10

12

14

16

Pla

sm

a F

SH

(n

g/m

l)

Fo

llicle

dia

me

ter (m

m)

Dias desde la ovulacion

FSH

FSH

Dos ondas (n=11)

Tres ondas (n=5)

OV

OV OV

A

A D B

C B

C

Onda1 Onda2 Onda 3

Onda 1 Onda 2

Foliculo Dominante

Foliculo Dominante

OV

Adams et al., 1992

Seleccion o Desviacion -Asociado con una disminucion de FSH (mas sensible a la LH). -El DF es capaz de sobrevivir a las bajas concentraciones de FSH (LHr en CG). -Mecanismos intracelulares (moleculares)?.

Endocrinologia

Desviacion – disminucion de FSH

FSH (ng/m

l)

Diametr

o (m

m)

Dias desde la desviacion Ginther et al., 1996

FD

FS

FD produce E2 y Inhibina que inhiben FSH -Dominancia

Dias desde la emergencia de la onda

Con

cent

racion

y d

iametr

o

-4 0 2 14

FD

E2

FSH

I

10

FC

FS

FR

5

Modelo 2-celulas 2-gonadotrofinas

Teca Granulosa

Cholesterol

Testosterona

Testosterona

LH FSH

Estrogeno

P450

AROMATASE

Modelo 2-celulas 2-gonadotrofinas

Teca Granulosa

Cholesterol

Testosterona

Testosterona

LH FSH

ESTROGENO

LH

P450

AROMATASE

IGFBP IGFBP IGF-I BP-Pr

Onda folicular Patrones de crecimiento

2-Ondas 3-Ondas

Dia de la Emergencia Onda 1 0 0 Onda 2 10 8-9 Onda 3 --- 16 Dia de la Luteolysis 16 19 IEOv (dias) 20 23 Dia 0 = ovulacion Ginther et al., 1989

2-Ondas foliculares2-Ondas foliculares

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Days of Estrous Cycle

Fo

llic

le S

ize (

mm

)

P4

P4

P4

P4

P4

FSHLH

18

15

12

9

4

P4

PGF

P4

E2

E2

E2E2

E2

E2

E2

P4

P4

P4

18

15

12

9

4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Fo

llic

le S

ize

(m

m)

Days of Estrous Cycle

3-Ondas foliculares3-Ondas foliculares

FSHLH

PGF

E2

E2

E2

E2

E2

E2

E2

E2E2

E2

E2

E2

P4

ONDAS FOLICULARES

Dinamica folicular

Onda: 4 to 5 mm foliculos emergen

Onda precedida por un aumento FSH

Foliculo dominante - LH receptores

Foliculos subordinados regresan

Nueva onda cada 8 a 10 d

Pico de LH – Ovulacion

2- vs. 3-ondas foliculares

Diferencias entre poblaciones?

Repetibilidad??

Raza??

Nutricion??

Fertilidad ??

Gestacion P4 endogena o exogena

– Supresion del FD-Dosis – 4 meses

– Regular emergencia de ondas foliculares

Excepto en los ultimos 21 dias – E2

Relacion entre FSH & onda folicular

– Pico de FSH antes de la onda (83%)

– Diametro FD & IEOn disminuye

– FSH aumenta hasta el ultimo mes

Pubertad y Retorno a la Ciclicidad

Pubertad

Es la culminacion de una serie de eventos que resultan en una ovulacion acompañada de celo y una fase luteal normal (Moran et al., 1989).

-

Estradiol

Estradiol feedback

GnRH

Follicle diametro

Pre-puberal

LH

- -

Day and Anderson, 1998

Ovulacion Peri-puberal Puberal

Pubertad en vaquillas

+

Vaquillas Prepuberes

Evans et al., 1994

Edad en dias

El diametro maximo del FD aumenta con la edad en terneras

Dias desde la emergencia de la onda Evans et al., 1994

Periodo Prepuberal Ondas foliculares regulares FSH & emergencia de la onda Dominancia aumenta con edad

– LH Fol. diameter IEOndas

Primera ovulacion (pubertad) 54-56 semanas

Primer ciclo is corto (7.7±0.2 dias)

Dias post-parto

Vaca lechera postparto

Crowe, 2008

Vaca de carne postparto

Crowe, 2008

Dias post-parto

Periodo postparto

Leche Carne

1st Onda (Dia) 4 (2-7) ≤ 10

Onda ovulatoria (%) 1°(54) >1°(78)

1° Ovulacion (Dia) 21 (10-55) 31

1° Estro (Dia) 59 (17-139) ----

Ciclos cortos (%) 25 78

Periodo postparto

“Priming de progesterona” relacionado Comportamiento sexual – E2? Largo del ciclo estral

Periodo anestro % ciclos cortos En vacas de carne:

Periodo anovulatorio mas largo Mayor porcentaje de ciclos cortos

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ≥10

Intervalo (semanas) desde el parto

%

n = 73

50%

Tasa acumulativa de ovulacion Vacas lecheras postparto

Colazo, no publicado

1 2 3 Cyst

% Vacas 42 25 21 12

Lactancia 2.1 2.6 2.3 2.9

Diametro fol. a la 1° U/S 9.3a 8.2a 5.6b 10.2a

% ciclos cortos 31 31 60 50

BCS (56 DEL) 2.9a 2.8ab 2.7b 2.9a

% IA 97a 94ab 100a 66b

TC 43 29 27 17

ab P < 0.05

Dinamica Folicular y Fertilidad

Onda folicular

Colazo, no publicado

Primera ovulacion postparto en vacas lecheras

35 DEL 35 DEL

No. Vacas 183 (67%) 89

TF (mm) 1° U/S 8.0 6.1 Int.(d) FD 10mm 10.2 13.0 Int.(d) FD 16mm 16.0* 29.5 Int. (d) ovulacion 22.3* 49.5 CC Parto 3.5 3.5 DCC Parto-56DEL -0.5 -0.7 CMS (35/56 DEL; Kg/d) 16.1/17.4* 14.8/16.3 PL (35/56 DEL; Kg/d) 34.8/36.2* 32.4/33.8

Colazo, no publicado

Factores que regulan el periodo de Anestro

Amamantamiento

Nutricion (BCS)

Complicaciones Postparto (dystocia, retencion de placenta, metritis, problemas metabolicos):

– Reducido consumo de materia seca

– Retrazo en la involucion uterina

RESUMEN 1) Ciclo estral bovino 17 a 24 dias 2) Folliculos crecen en ondas 3) Periodicos aumentos de FSH provocan las

ondas 4) Seleccion = Disminucion FSH & sensibilidad a

la LH 5) Ondas foliculares continuan hasta un pico de

LH – Preñez, prepuber, anestro 6) # de ondas = IEOv 7) P4 suprime LH & crecimiento del FD 8) Pulsos de LH determinaran el destino final del

FD 9) PGF2 induce luteolysis –contracorriente-

Control del ciclo

Acortando la fase luteal (Prostaglandin 2)

Extendiendo la fase luteal (Progestagenos)

0

10

20

30

40

50

60

% e

n c

elo

36 48 60 72 84 96 108 120 132 144

Horas despues de la segunda PGF

Total en celo: 86% Colazo, no publicado

Distribución de celos en novillas Holstein tratadas con 2 PGF separadas

14 días

N = 132

15

12

9

6

4

Dias

FOLICULO PERSISTENTE

Sub-luteal

progesterona

en plasma

Ovocito de baja fertilidad

LH

puls

os

Foli

cu

lo (m

m)

Protocolos que sincronizen la onda folicular, la regresion del CL, la

ovulacion, y permitan la inseminacion artificial a

tiempo fijo (IATF)

Muchas Gracias ! Marcos G Colazo

Research Scientist, Alberta Agriculture & Rural Development

Edmonton, Alberta, Canada E-mail: marcos.colazo@gov.ab.ca; mgcolazo@yahoo.com