La edad del primer ciclo estral de la hembra bovina marca el comienzo de la pubertad y está afectada por la raza, la nutrición y por la estación al momento del nacimiento.
La edad promedio de la pubertad varía entre los 10 y 12 meses en razas lecheras y, entre 11 y 15 meses en razas productoras de carne. En la especie bovina el inicio de la pubertad se asocia más al peso corporal que a la edad. Una vez que la pubertad ha sido alcanzada, la actividad cíclica se mantendrá excepto durante la preñez y de 3 a 6 semanas luego del parto con altas producciones de leche, en condiciones patológicas o por balance energético negativo.
En las novillas la duración promedio del ciclo estral es de 20 días y, de 21 días en vacas, con rangos normales de 18 a 22 días y 18 a 24 días, respectivamente. El promedio de duración del estro es de 15 horas; sin embargo hay un amplio rango que va de 2 a 20 horas. La ovulación es espontánea y ocurre generalmente 12 horas luego de finalizado el celo.
El ciclo estral está dividido en 2 fases. Una fase luteal que se extiende desde el día 2-3 luego del celo hasta el día 16-19 y, una fase folicular que va desde la regresión del CL hasta el día de la ovulación. Estas dos grandes fases del ciclo se clasifican fisiológicamente en proestro, estro (que corresponderían a la fase folicular), metaestro y diestro (que corresponderían a la fase luteal). Cada uno de estos estadios está coordinado principalmente por 4 órganos (hipotálamo, hipófisis, ovarios y útero). Todo el mecanismo está mediado por un sistema neuroendocrino muy complejo, donde cada uno de estos órganos secreta una o más hormonas que, perfectamente sincronizadas, se unirán a los receptores específicos de los órganos reproductivos (blanco o diana) involucrados y donde éstos últimos segregarán sus propias hormonas y producirán los efectos correspondientes, muchos de ellos apreciables externamente en el animal.
El primer concepto clave es que ningún mediador químico (hormona en este caso) puede ejercer su efecto si su órgano efector no tiene adquiridos sus receptores específicos. Sin este concepto básico es imposible entender la fisiología reproductiva.
El ciclo estral de la vaca es una sucesión de eventos de origen endocrino que comienzan cuando se inicia la primera ovulación en la pubertad y se continúan durante toda su vida útil, excepto en condiciones de preñez, anestro posparto u otros tipos de anestros.
Las principales hormonas involucradas en estas fases son: la GnRH o factor liberador de gonadotropinas hipofisarias, secretada por el hipotálamo; la FSH y la LH secretadas por la hipófisis; el E2, Inhibina y P4 producidas en el ovario y la PG secretada por el útero. La oxitocina secretada en la hipófisis y en el ovario y los andrógenos, también juegan un papel importante en la regulación del ciclo estral.
Partiendo de la base que casi todos los eventos reproductivos están dentro del ciclo estral, se considera que, particularmente la fase folicular, es la más importante ya que en los últimos años con la ayuda de la ultrasonografía y la medición de las concentraciones de las hormonas en sangre mediante RIA se ha podido detallar cada uno de los eslabones de esta secuencia.
El desarrollo folicular en los bovinos se produce de acuerdo a un patrón de ondas de crecimiento folicular. En el bovino se pudo determinar que el ciclo estral está caracterizado por la presencia de 2 ó 3 ondas de crecimiento folicular, no obstante existe una particularidad observada entre cebuínos y taurinos respecto al número de ondas por ciclo estral. Investigaciones realizadas en animales de la raza Holstein han demostrado la predominancia de 2 ó 3 ondas de crecimiento folicular por ciclo estral. En cebuínos se describe una mayor incidencia de 3 ondas, habiendo sido descrito también de 4 ondas de crecimiento folicular por ciclo estral En las hembras taurinas cada onda folicular ocurre cada 11 días (9-14) de acuerdo a un patrón. Este desarrollo sincronizado, (reclutamiento) de folículos desde 3-4 mm en ambos ovarios está caracterizado por una baja concentración de E2, P4, aumento de [FSH] y ausencia de inhibina. Estos folículos son estimulados por acción de la FSH que se prolonga por 2-3 días hasta que uno de ellos es seleccionado por cambios en las concentraciones (dependencia) de FSH a LH; esta fase se caracteriza por alta [E2], baja [FSH], moderada [LH] y moderada frecuencias de pulsos, aumenta la amplitud de la LH y no hay inhibina y además hay presencia de factores de crecimiento insulino-dependientes (IGF-I) y activina-A. Hacia el día 6 se establece la dominancia de ese folículo seleccionado sobre los otros llamados subordinados que terminan atresiándose. Esta fase está caracterizada por baja [FSH], alta [LH], alta [inhibina] y se incrementa la [P4] por secreción del CL. En esta fase además se incrementan los receptores de membrana de LH en el folículo dominante en crecimiento, lo que le permite responder a altas [LH] y a la amplitud de pulsos de la misma hormona (dado por la baja secreción de E2) lo que lo induce a seguir creciendo. La secreción de FSH se mantiene baja y continúa una alta [andrógenos].
Bajo la influencia de altas [andrógenos] el folículo dominante entra en una fase estática de crecimiento aproximadamente en el día 8. Mientras continúa la fase estática, la [andrógenos] comienza a disminuir y la [FSH] comienza a aumentar. Esto estimula la emergencia de la segunda onda folicular alrededor del día 11 del ciclo. La amplitud del pulso de la LH se reduce así como la secreción de E2 aumenta. En este momento, el incremento de E2, asociado al incremento de andrógenos, deprime la secreción de LH circulante. Los cambios cíclicos en las concentraciones de esteroides y gonadotropinas continúan para mantener el patrón de ondas foliculares hasta que ocurre la luteólisis y se concreta la fase folicular.
Siguiendo con la descripción primaria, en una vaca con 2 ondas foliculares, el folículo dominante de la primera onda no ovulará y se atresiará porque está en medio de una fase luteal con alta concentración de P4. Este primer folículo dominante puede ovular si es inducida la regresión del CL al inyectarle PG entre los 6 y 8 días pos celo. En caso de proseguir normalmente, un nuevo grupo de folículos comienza a crecer hasta que un nuevo folículo es seleccionado y se transforma en dominante, el cual logrará ovular por acción de la LH en una fase previa estrogénica y coincidiendo con la luteólisis, por lo cual el intervalo al celo será más corto. Si el folículo dominante está en una fase estática o de regresión o no ha sido seleccionado, deberá ocurrir el proceso de selección y la aparición del celo se retrasará. En las vacas con 3 ondas foliculares, que tienen un ciclo estral más largo (23-24 días), sucederá lo mismo con el FD en la segunda onda y el que ovulará será el FD de la tercera onda folicular. Este FD comenzará a producir cantidades mayores de E2 e inhibina, lo que hará disminuir la cantidad de FSH. Esto trae como consecuencia que con menores concentraciones de FSH los folículos que estaban creciendo junto con el FD se atrofien. Este momento o mecanismo se llama “desviación”.
Las ondas foliculares no solo ocurren en el ganado que está ciclando sino que están presentes en las terneras prepúberes desde los 2 meses de edad, en vacas preñadas e incluso en vacas con anestro posparto
Comportamiento sexual relacionado con el medio ambiente (Ciclo estral)
El comportamiento sexual de la hembra bovina depende sobre todo de una fina secuencia en la sintonía y balance de las hormonas ováricas e hipotálamohipofisarias que actúan en el tracto reproductivo antes, durante y después del celo.
Una de las principales fallas en lograr preñeces en una inseminación, es la falta o el defecto en la detección de celos con la consecuente falta de inseminación de hasta un 30% de los animales presentados a la misma.
Hay tiempos y signos importantes a tener en cuenta desde el proestro hasta la inseminación. El proestro dura aproximadamente 1- 2 días y 6 a 10 horas antes del celo la vaca; comienza con manifestaciones externas como hiperactividad, vulva enrojecida, descarga de mucus claro y espeso, micciones frecuentes, intenta montar a otras vacas, muge como un toro (presencia de andrógenos en sangre) y en el caso de las vacas lecheras, la duración del celo está estrechamente relacionada con el nivel de producción láctea. Lo principal es que no se deja montar por otras vacas.
El celo tiene una duración variable entre razas desde 6-20 horas. Se destaca que la mayor actividad sexual en un hato ya sean vacas o novillas, se manifiesta durante la noche. El inicio de los celos se producen en un 70% entre las 6:00 PM y las 6:00 AM del día siguiente y dentro de este período, el 60% entre las 0:00 AM y la 3:00 AM. Esto es importante a la hora de definir el momento de la IA y los momentos de observación. El tiempo más improductivo para detectar celos es la tarde. El signo más exacto de celo es la inmovilidad de la vaca cuando la montan otras vacas (comportamiento homosexual). Es interesante hacer notar que una vaca en celo acepta casi siempre más a una compañera que a otras, existiendo una gran competencia por el liderazgo.
Tiempos y signos que deben considerarse:
- a) Duración del celo: 6-20 horas.
- b) Duración de la monta: 3-5 segundos.
- c) Cantidad de montas durante el período: 35-50 promedio.
- d) Formación de grupos sexualmente activos.
- e) Peladuras sobre la cola e isquiones y cuando monta, el mucus espeso se transforma en filamentoso y pende de la comisura inferior de la vulva.
- f) Marcas en los flancos cuando el terreno está sucio.
- g) Cantidad de hembras juntas en celo donde se potencializan las manifestaciones de celo.
Si una vaca se deja montar supuestamente entre 35-50 veces y la duración de monta es de 3-5 segundos/monta; se concluye que se dispone solamente de 2 a 4 minutos para detectar una vaca en celo durante el período de aceptación de monta.
Los animales tienen manifestaciones muy específicas en momentos muy precisos que se repiten y siguen un patrón; esto se debe a que hay una causa/efecto en la interrelación de las hormonas actuantes en cada uno de esos momentos; cuándo comienza una, cuándo acaba su efecto o, por el contrario, cómo se solapan una con otra. En este proceso son esenciales los “primming” (estimulación y/o maduración) de las hormonas para que otras logren su efecto y los receptores, que puedan adquirir la capacidad de unirse específicamente a determinada hormona o fármaco y que, como consecuencia de tal unión se inicie una serie de procesos a nivel celular que, en última instancia, determinarán la respuesta fisiológica.
Sincronización de celos (Ciclo estral)
Se utilizan diferentes sistemas de sincronización-inducción de celos y/u ovulaciones para realizar IACD o IATF. Los protocolos IATF que se describen abajo y que fueron diseñados como controladores tanto de la función luteal como folicular, no sólo tienen una aplicación en este tipo de manejo reproductivo sino también en los programas de superovulación y brindan grandes posibilidades en la sincronización de receptoras de embriones sin la necesidad de detección de celos.
Existen cuatro drogas principales que se utilizan en la sincronización y/o inducción del celo en el ganado de carne: PG, GnRH, P4 y BE, no obstante sólo desarrollaremos aquellas que utilizamos (PG, GnRH y BE).
Prostaglandina F2α
Las prostaglandinas son sintetizadas en varios tejidos de los animales domésticos tanto de hembras como de machos y tienen una amplia variedad de funciones. El ácido araquidónico es el precursor de las prostaglandinas más relacionadas con la reproducción, en particular de las unidades F2α y E2, las cuales son producidas en el útero. La PG actúa sobre los receptores de alta especificidad a nivel del CL provocando la liberación de OXT luteal. La oxitocina luteal provoca mayor liberación de PG endógena, estimula sus receptores de baja afinidad y provoca la caída de P4 y la liberación de más OXT luteal.
El control neuroendocrino de la cascada luteolítica estaría explicado entonces según Mc Cracken et al. (1999), de la siguiente forma:
1- Hacia el fin de la fase luteal baja la acción de la P4 por retroalimentación negativa de la propia P4 en el hipotálamo.
2- Aumenta la secreción de E2 por el folículo dominante que:
– estimula el hipotálamo para generar pulsos de OXT y
– aumenta la concentración de los receptores endometriales de OXT.
3- Los niveles subluteolíticos de PG endometrial se liberan.
4- La PG actúa sobre los receptores de alta receptividad a nivel del CL provocando la liberación de OXT luteal.
5- La OXT luteal provoca mayor liberación de PG, estimula sus receptores de baja afinidad y provoca la caída de P4 y la liberación de más OXT luteal.
6- El sistema continúa retroalimentándose.
El mecanismo de acción de la PG se hace a nivel local por transferencia o intercambio vascular a contracorriente, desde la vena útero-ovárica hacia la arteria ovárica. El mecanismo de liberación de la PG se realiza en forma pulsátil e interviene en la regulación neuroendocrina del ciclo estral mediante su efecto luteolítico, mientras que el E2 interviene en el ablandamiento del cérvix durante el proestro y estro.
La PG induce la regresión del CL, por un efecto de venoconstricción que podría inducir hipoxia a nivel ovárico, lo que a su vez conduciría a la luteólisis. Otra hipótesis del efecto luteolítico (pérdida del tejido luteal) por acción de la PG, estaría dado en parte por el aumento de la concentración del Ca++ libre intracelular que estimularían las endonucleasas que fragmentan el DNA, mecanismo común en los procesos de apoptosis e importante en la regresión del cuerpo lúteo en la vaca.
Desde que se demostró que las prostaglandinas tenían propiedades luteolíticas, las PG sintéticas han sido ampliamente usadas en la sincronización de celos en bovinos. Si bien la PG es el tratamiento más utilizado para la sincronización de celos, tiene algunas limitantes importantes como por ejemplo la baja sincronización en los celos inducidos y los porcentajes de preñez han resultado inaceptables respecto a los de las IATF.
La capacidad de la PG para inducir luteólisis ha sido explotada extensivamente como una herramienta para manipular el ciclo estral en los animales domésticos. Las hembras deben estar ciclando y en un estadio específico de su ciclo estral.
Si bien esta hormona en su forma sintética puede ser usada efectivamente para regresar el CL en bovinos entre los días 6 y 14, es inefectiva en diestro tardío (porque la luteólisis ya haya comenzado por acción de la PG endógena (Seguin, 1997), en el proestro (días 16 a 21) y en el estro, metaestro y diestro temprano (día 0 a 5) del ciclo estral como lo demostraron los trabajos realizados en vaquillonas y vacas lecheras por Momont y Seguin (1983) y Wiltbank et al. (1995). Tampoco es efectiva en el período de reposo sexual en vacas en anestro fisiológico por amamantamiento debido a la ausencia de un cuerpo lúteo y en aquellos animales en anestro por subnutrición. Su combinación con progestágenos en protocolos de inseminación a tiempo fijo ha sido un instrumento aplicado en las últimas décadas.
Estudios preliminares en los cuales se realizó detección de celos y seguidos por estudios de ultrasonografía de los patrones de las ondas foliculares, han demostrado que el intervalo desde la administración de la PG hasta el celo y la ovulación dependen del estado de desarrollo del folículo dominante al momento de la aplicación de la misma. Cuando la administración de la PG se hace de 6-8 días luego de la ovulación, ovula el FD de la primera onda folicular en dos a tres días, mientras que si la PG es aplicada 12 días luego de la ovulación, el resultado es una ovulación del FD de la segunda onda folicular en cinco días. Estos datos explican la variabilidad en los intervalos desde el tratamiento con PG al estro y ovulación en animales tratados aleatoriamente dentro del ciclo estral.
Algunos de los protocolos más usados con PG sintéticas con la finalidad de sincronizar celos son:
- Detección de celos e IA durante 5 días; al sexto día se inyecta una dosis de PG y se continúa detectando celos e inseminando por 5 a 10 días más. Este sistema se utiliza por dos razones: para bajar el costo de la droga y el semen utilizados y por otra parte para ir evaluando la ciclicidad del rodeo.
- Realizar palpación rectal e inyección de PG en aquellas vacas que presentan CL y luego hacer detección de celos e IA por 5 a 6 días.
- Inyección de 2 dosis de PG a todos los animales con un intervalo de 11-14 días entre dosis seguido por un período de 5 días de detección de celos e inseminación a partir de las 36 horas de la segunda dosis de PG. Teóricamente, todos los animales deberían tener un CL que respondiera a la PG en el segundo tratamiento
GnRH (ciclo estral)
La hormona que juega uno de los roles más importante en la fase folicular del ciclo estral es la GnRH. Ésta, a través de su acción directa en la liberación de LH y FSH, tiene la habilidad de ovular los folículos maduros para formar un CL en el primer caso e inducir el reclutamiento y estimular el crecimiento folicular en el segundo. La síntesis y secreción de la GnRH establece la interfase crítica entre los sistemas endocrino y nervioso que controlan la reproducción. Esta interrelación entre los dos sistemas se hace por medio de mediadores hormonales como ya fue descrito en ciclo estral y control endocrino.
Uno de estos sistemas es el sistema Hipotálamo-Hipofisario-Gonadal que se encuentra regulado por la GnRH, sintetizada por las neuronas hipotalámicas, transportada por el sistema porta-hipotálamo-hipofisario y estimulando la hipófisis a segregar dos hormonas gonadotróficas, la LH y FSH que serán volcadas a la circulación para actuar sobre el ovario y estimularlo a producir esteroides gonadales. Estos esteroides regulan a su vez tanto la función hipotalámica como la hipofisaria completando el circuito de este eje. Knobil (1980) colabora con el descubrimiento de los pulsos de GnRH en la circulación portal y demuestra que esta pulsatilidad es esencial para mantener la síntesis y la secreción de la gonadotropina. La acción dependería de la concentración y frecuencia de los pulsos que llegan a los receptores.
Así, se ha observado que la respuesta secretora es mayor ante la secreción de un segundo impulso de GnRH que ante el primero si los pulsos están separados por un tiempo definido. A este efecto se le llama self-priming o autopotenciación. A cantidades fisiológicas del péptido, se observa inicialmente una caída en el número de receptores (downregulation), con menor respuesta del gonadotropo. Esta primera fase es seguida por una segunda con aumento en el número de receptores (upregulation), pero que no implica una mayor sensibilidad al gonadotropo. Esto se debería a que los gonadotropos responden cerca del máximo secretor con un mínimo del 20% de los receptores ocupados. Concentraciones fisiológicas pequeñas del decapéptido, estimulan la síntesis del receptor y lo mantiene a niveles fisiológicos, en cambio, concentraciones altas y constantes provocan “downregulation” de los receptores y desensibilización a los gonadotropos por mecanismos complejos como la internalización del complejo receptor-GnRH y modificaciones en los segundos mensajeros. La importancia de estos eventos es que explicarían la base del uso farmacológico de la GnRH y sus agonistas, ya que su administración masiva y continua lleva, luego de una descarga masiva de FSH y LH, a la supresión de la secreción gonadotrófica.
Desde el punto de vista práctico se puede inferir que a partir de la síntesis de agonistas de esta hormona, es que se han desarrollado diferentes aplicaciones para este fármaco, como por ejemplo tratamientos de quistes ováricos, estimulación de la ovulación, manejo de las ondas foliculares, desarrollo de sistemas de sincronización de ovulaciones para las inseminaciones artificiales y transferencia de embriones, etc.
E2
Los E2 naturales son esteroides con 18 átomos de carbono y un anillo fenólico A (anillo aromático con un grupo hidrófilo en el carbono 3) y un grupo hidrófilo ß cetónico en el carbono 17 del anillo D. El anillo fenólico A es la estructura responsable de la alta afinidad ligada a receptores de. Los E2 se producen en la teca interna y las células de la granulosa del folículo ovárico con el control sinérgico de la FSH y la LH. Están distribuidos en todo el organismo y se acumulan en las células del tejido adiposo. El estradiol 17ß es el más potente de los principales E2 que se encuentran tanto en humanos como en animales. Es segregado por el ovario y se oxida fácilmente transformándose en estrona en el hígado y está ligado en más del 50% a proteínas plasmáticas. Este esteroide es el de acción más corta debido a que el grupo hidroxilo 17ß no está esterificado, al contrario de lo que pasa con esteroides sintéticos como el cipionato de estradiol que sí está esterificado y le brinda protección contra el ataque metabólico, por lo tanto lo hace de acción más prolongada que el primero. Los otros dos estrógenos sintéticos son el valerato y el BE, todos de alguna forma esterificados del esteroide matriz. El BE se produce por la esterificación del carbono 3 y tiene un período de acción más corto que el cipionato y más largo que el 17ß-estradiol.
La acción farmacológica de los E2 depende si son administrados durante la fase de niveles elevados de P4, donde inducen la regresión folicular y la emergencia de una onda folicular sincrónica, o si son administrados en la fase de bajos niveles de P4, induciendo la liberación de LH y la ovulación por el mecanismo de retroalimentación positiva. El aumento de LH en conjunto con la secreción sostenida de FSH promueve la maduración folicular. Por lo tanto el aumento de la secreción de estradiol como resultado de la maduración folicular, promueve el pico preovulatorio de LH provocando la ovulación. Por el contrario si se administra una dosis de 5 mg de estradiol, las concentraciones de FSH en plasma se suprimen y como consecuencia se suprimen los folículos antrales.
Una de las ventajas de usar el E2 en vez de la GnRH en los protocolos IATF, es que aumenta el tono uterino facilitando la inseminación y las manifestaciones del celo no se suprimen y pueden ser visualizadas.
Otro aspecto relevante en la respuesta a la administración de BE (no así del 17β estradiol) en vacas y vaquillonas estaría dada por la mayor masa corporal y la mayor capacidad de metabolizar las hormonas en las primeras, lo cual minimizaría la luteólisis prematura inducida por el BE. Por otra parte, hay estudios que han reportado que las concentraciones de 17β Estradiol encontradas en plasma en vacas intactas y ovariectomizadas una vez que alcanzan el pico máximo, comienzan a declinar hasta 36 horas luego de la administración, sugiriendo que este hecho es menos probable que cause luteólisis prematura que cuando se administra BE que alcanza la línea basal de concentración aproximadamente a las 96 horas. Esto reafirma el concepto de la acción más prolongada del BE frente al E17β.
Bibliografía disponible en geneticabovina.fer@gmail.com
Carlos H Rusiñol Mayero. MV.
