- Introducción
- El ciclo del estro en los
mamíferos - Ciclo menstrual en los
primates - Regulación hormonal del
ciclo sexual femenino - Regulación hormonal de la
reproducción masculina - Principales hormonas participantes
en la reproducción mamífera
La reproducción en los mamíferos es un proceso
minuciosamente orquestado que requiere la preparación
coordinada de muchos tejidos en el
cuerpo de la hembra, pues no sólo debe liberarse un
óvulo del ovario; los tejidos del
aparato
reproductor deberán estar además preparados
para transportar tanto a los óvulos como los
espermatozoides a un sitio común en el que pueda llevarse
a cabo la fecundación. En caso de que así
suceda, el embrión temprano deberá llevarse a la
porción del útero que está preparada para
recibirlo y satisfacer sus requerimientos nutricionales durante
el transcurso del embarazo. En
el aspecto conductual, la hembra debe indicar al macho su
disposición favorable a la copulación, y el macho a
su vez deberá estar dispuesto a responder.
La mayor parte de las preparaciones para la
reproducción son de naturaleza
cíclica. Las hormonas
actúan como mediadoras de los cambios en las características estructurales y funcionales
de los tejidos reproductores masculinos y femeninos, con
frecuencia interactuando en ciclos de retroalimentación estrechamente
controlados. En la actualidad se reconoce que existe una fuerte
influencia neural en la reproducción y que las influencias
ambientales y psíquicas pueden ejercer profundos efectos
en los patrones reproductivos.
El ciclo del estro
en los mamíferos
El término estro originalmente sólo
se refería a la existencia de un periodo de fuerte deseo
sexual que se manifestaba mediante la conducta. Sin
embargo, conforme se ha adquirido más nformación
sobre los cambios concomitantes que se llevan a cabo dentro del
cuerpo, se ha comprobado que el estro ocurre próximo
periodo de ovulación y que la conducta característica tan sólo representa
una indicación externa de que todos los complicados
mecanismos internos de la reproducción están
preparados para activarse funcionalmente. Si no se presenta
preñez durante ese lapso, suceden cambios regresivos, y el
siguiente periodo de preparación deberá sobrevenir
antes que las condiciones nuevamente sean favorables para la
reproducción.
Esta serie de cambios iterativos se conoce como el
ciclo sexual o estrual (Han-sel y Convey, 1983) ya
falta de preñez, sus fases son:
1) un breve lapso de preparación total para la
reproducción, acompañado de deseo sexual
(estro);
2) un periodo durante el cual las
preparaciones infructíferas sufren una regresión
posestro o metestro), y
3) un periodo
de descanso (diestro), seguido de
4) un periodo de cambios preparatorios activos
(proestro) que conducirá al siguiente estro,
cuando todo esté nuevamente dispuesto para la
reproducción.
Existe gran diversidad entre los animales con
respecto a la duración de este ciclo. En algunos
sólo ocurre una vez al año, siendo el estro tan
temporal, que cuando nacen las crías las condiciones son
favorables para su crianza. Se dice que las especies que
sólo tienen una temporada de reproducción anual son
monoestruales, en tanto que los animales que
presentan varios periodos se llaman poliestruales. Con
base en los conocimientos actuales, parecería que el ritmo
poliestrual generalmente representa la condición
fundamental entre los mamíferos. Aunque muchos factores lo
disfrazan o modifican en diferentes casos, se encuentra sin
confusión en las formas que más se han estudiado.
No resultaría irrazonable suponer que el estro anual, como
en la familia de
los ciervos, se haya constituido mediante la supresión de
otros periodos, sobre todo debido a la recurrencia continua de
preñeces de larga duración que sucedía al
que en un principio sólo fuera el más favorable de
muchos ciclos de estro. Se sabe asimismo que además de la
preñez, otros factores pueden interrumpir este ciclo y que
la inanición, la exposición
extrema a elementos de peligro o las enfermedades graves pueden
incluso suprimirlo. Una causa que quizá contribuyó
a la disminución del ritmo poliestrual al monoestrual,
operante entre las hembras que no lograban preñarse, fue
la inclemencia de las condiciones en las que viven muchos
animales silvestres durante el invierno o en temporadas
áridas.Muchos de los animales que sólo tienen una
temporada de reproducción al año (las ovejas, por
ejemplo) cuando viven en estado
silvestre, desarrollan un ritmo poliestral cuando están
bajo domesticación. Una preñez prolongada posterior
a cada estro puede por tanto ocultar una condición
poliestrual, hecho que por lo común súcede entre
gran cantidad de animales silvestres. Sin embargo, esto se torna
obvio cuando no se permite que el animal se preñe en
condiciones de domesticación o bajo condiciones
experimentales en el laboratorio. A
continuación, tras' un estro infructuoso, se presenta un
breve intervalo de regresión, descanso y
preparación, seguido al poco tiempo por otro
estro. Dado que las condiciones de vida en domesticación
son relativamente uniformes, la supresión del estro por
inanición o exposición a posibles elementos
dañinos no sucede, y los periodos de reproduc'ción
continúan recurriendo a intervalos medianamente
constantes, hasta que uno de ellos se ve consumado con el
embarazo.
Otros mamíferos que atraviesan por lapsos breves
de gestación, como el conejo, pueden ser poliestruales,
excepto en invierno. La luz es al parecer
un factor de iniciación critico entre estos animales, ya
que su hipófisis únicamente activa la producción de suficientes hormonas
estimulantes delfolículo (FSH) para poner en marcha el
ciclo reproductivo completo, cuando la cantidad diaria promedio
de luz rebasa cierto
umbral.
Ciclo menstrual en
los primates
Entre los primates, el ciclo sexual femenino se
caracteriza por la menstruación, secreción
uterina de sangre, moco y
residuos celulares a intervalos periódicos
(aproximadamente de cuatro semanas en seres humanos). En la mujer la
menstruación suele iniciarse (menarqula) a los 12 a
14 años de edad, y continúa hasta la
menopausia, que normalmente se presenta en los años
finales de su cuarta década de vida. La duración de
la menstruación suele ser de cuatro a cinco días,
si bien hay considerable variabilidad individual tanto en la
duración del periodo como en el intervalo en el que
ocurre.
El ciclo menstrual puede dividirse en tres fases
principales:
1) menstruación;
2)
fase proliferativa ofolicular, y
3) lafase secretoria o luteinica. Será
más sencillo seguir los cambios si se comienza con las
condiciones justo después que finaliza el periodo
menstrual. La figura 2-8 representa muy esquemáticamente
los cambios que se suscitan en el revestimiento mucoso del
útero durante el ciclo. Las bandas negras descendentes
indican la abrupta disminución de espesor que resulta de
la esfacelación menstrual. Las estructuras
tubulares que se
muestran al interior de la mucosa representan a las
glándulas uterinas. La parte inferior de sombreado
'más oscuro es la llamada capa basal, que está por
abajo del nivel requerido para la esfacelación y a partir
de esta capa se inician los procesos de
reparación y crecimiento de la fase proliferativa. La
restauración del revestimiento epitelial se lleva a cabo
con asombrosa rapidez por la proliferación de células
que se encuentran en la parte profunda de las glándulas,
que hasta ahora han permanecido sin alteraciones en la capa
basal.
Conforme aumenta el espesor de la mucosa, la longitud de
las glándulas se incrementa, aunque durante toda la fase
proliferativa se conservarán delgadas y relativamente
derechas. Sus luces son pequeñas y desprovistas de
cualquier cantidad conspicua de secreción.
Después de la ovulación, la fase
proliferativa poco a poco se transforma en la fase secretoria.
Las paredes de las glándulas se tornan irregulares,
aumenta el tamaño de su luz y puede observarse una
cantidad considerable de secreción al interior de las
glándulas. También se presenta un sorprendente
incremento en el carácter
conspicuo de las pequeñas arterias que abastecen la
porción superficial de la mucosa, las cuales tienden a
seguir un curso espiral y cuyo enrollamiento se torna mucho
más notorio en esta etapa. Una semana después de la
ovulación, el cuadro histológico refleja por
completo el aumento de actividad. Las glándulas
están muy hinchadas; los pequeños vasos
sanguíneos, congestionados, y el espesor de la mucosa se
ha incrementado en unos 405 mm, del milímetro o
menos que había inmediatamente después del
último periodo. En esta etapa el útero está
por completo preparado para el implante y la nutrición del joven
embrión.
Si no llega a implantarse el óvulo fecundado, las
actividades de la fase secretoria cesan durante la breve fase
isquémica que de inmediato precede a la
menstruación. Se reduce el flujo sanguíneo a la
región superficial de la mucosa uterina, a pesar de que el
flujo de los vasos que abastecen a las capas más profundas
permanece ininterrumpido. En la región superficial los
corpúsculos de lóbulos blancos comienzan a emigrar
hacia el estroma, en tanto que los tejidos, al verse desprovistos
de circulación activa, empiezan a deteriorarse. Cuando la
duración de la fase isquémica ha sido de algunas
horas, las arterias espirales comienzan a abrirse por doquier y
la sangre se derrama
en los capilares superficiales, desgarrando sus debilitadas
paredes, de forma tal que se presenta una extravasación de
sangre hacia los tejidos subyacentes al revestimiento epitelial.
Al poco tiempo, el ahora
tejido superficial necrótico, la sangre extravasada que
permanece sin coagular, la sangre adicional que rezume de la
superficie recién desvestida y la secreción de las
bocas abiertas de las glándulas se conjuntan para emerger
como la hemorragia menstrual. Una vez iniciado el proceso,
procede a gran velocidad en
una región dada, si bien el revestimiento uterino no
está afectado de manera simultánea en su totalidad.
Durante la fase temprana del periodo se va implicando una
región tras la otra, hasta el tercer día, en que se
habrá desvestido esencialmente la superficie uterina. La
reparación de las regiones que al principio fueron las
primeras en ser afectadas comienza de inmediato, y poco antes del
cese de la menstruación ya estará en marcha una
nueva fase proliferativa
Regulación
hormonal del ciclo sexual femenino
A partir de las primeras investigaciones
acerca de la naturaleza del
proceso reproductivo se comprobó el estrecho
entrelazamiento en las funciones y
respuestas de los componentes del aparato
reproductor femenino.
Aun cuando al poco tiempo se reconoció que las
hormonas
funcionan como coordinadoras, ha tomado décadas de
esmerado trabajo comprender las complejas interacciones
implicadas en la regulación hormonal de los
fenómenos reproductivos. El florecimiento inicial de la
disciplina de
la endocrinología reproductiva sucedió entre 1920 y
1940, cuando un grupo de
inteligentes investigadores delimitó las hormonas
fundamentales y las vías de control entre la
glándula hipofisaria y los órganos de la
reproducción durante varias fases del ciclo sexual. Este
trabajo se ha resumido bien en un tratado dirigido por Young en
1961. Los siguientes avances principales radicaron en el
reconocimiento de la importante relación entre el cerebro y la
hipófisis y la elaboración de
radioinmunovaloraciones que permitían estimar los valores
hormonales en líquidos corporales en forma muy precisa.
Con la reciente identificación de las moléculas
celulares receptoras de hormonas, en la actualidad es posible
formular preguntas importantes sobre los mecanismos hormonales a
nivel molecular.Existen varios niveles de regulación
hormonal de la reproducción . El primero es el propio
cerebro, el cual
recibe y procesa muchos tipos de estímulos, de los cuales
los más relevantes para la reproducción se
canalizan a través de una región próxima a
la base del cerebro, conocida como hipotalamo. Por
ejemplo, la oveja es estimulada hormonalmente por un fotoperiodo
decreciente, en tanto que en otros animales, como el conejo , la
copulación es un estímulo importante que por
último conduce a la ovulación. Existen otros
estímulos sensoriales, como las sensaciones olfativas, que
también pueden influir en las funciones
endocrinas. Hoy día es obvio que la mayor parte de estos
estímulos exógenos se traducen en cambios de la
actividad endocrina por la influencia que ejerce el
hipotálamo en la hipófisis. Las células
del hipotálamo asimismo son sensibles a niveles de ciertas
hormonas sexuales que están en la sangre. Como respuesta a
esta diversidad de estímulos, el hipotálamo produce
una serie de factores liberadores, además de
factores inhibidores, que se transportan al lóbulo
anterior de la hipófisis por un conjunto de vasos
sanguíneos especializados llamado sistema portal
hipotalamo hipofisario, que la estimulan a secretar sus
hormonas.
La hipófisis representa el segundo nivel de
control hormonal
. Al estimularse mediante los factores liberadores
hipotalámicos y al responder directamente a las hormonas
sexuales en la sangre, la hipófisis anterior liberados
hormonas gonadotrópicas: la hormona
luteinizante (LH) y la FSH, glucoproteinas con pesos
moleculares aproximados de 28 000 y 35 000, respectivamente. Un
solo factor decapeptídico de liberación del
hipotálamo promueve la liberación de las LR y FSH a
partir de la hipófisis. Laprolactina es otra
hormona hipofisaria que antiguamente recibía el nombre de
hormona luteotrópica. Se trata de una
proteína cuyo peso molecular es de unos 30 000 y que
participa en gran diversidad de funciones reguladoras que con
frecuencia difieren en gran medida entre los
vertebrados.
Los ovarios representan el tercer nivel de control
hormonal, el cual asume los tejidos placentarios durante el
embarazo. Los folículos ováricos producen las
hormonas esteroides, 17~-estradiol1 y progesterona,
secretadas en la sangre.
El cuarto nivel de regulación hormonal implica
los efectos de las hormonas esteroides ováricas sobre una
extensa variedad de tejidos en todo el cuerpo . El
estrógeno circulatorio, por ejemplo, que se produce
actúa sobre los tejidos reproductivos con objeto de
prepararlos para el transporte de
gametos. También se incrementa la formación de
cilios en el epitelio de las trompas de Falopio y aumenta la
actividad del músculo liso de la trompa. La mucosa uterina
inicia la estructuración que se requiere para la
implantación del huevo fecundado, y el moco cervical se
torna menos viscoso para facilitar el paso de los espermatozoides
de la vagina hacia el útero. Después de la
ovulación, la progesterona (producto del
cuerpo amarillo o lúteo) prepara aún más al
endometrio para recibir el embrión implantado.
Además de los tejidos reproductivos primarios, los senos
se tornan altamente receptivos al estrógeno y la
progesterona en tanto que otros caracteres sexuales secundarios,
como el de la distribución de grasa corporal, se deben a
los efectos de las hormonas esteroides
ováricas.
Durante el ciclo sexual normal, justo antes de empezar
el periodo menstrual, comienza a madurar un grupo de
folículos ováricos , tal vez debido a un ligero
incremento en la FSH de la hipófisis. Como resultado de la
estimulación de las FSH y LR, los folículos
comienzan a producir estradiol, y por último, todos ellos,
excepto uno, se degeneran. El folículo preovárico
restante secreta cantidades crecientes de estradiol en la fase
folicular tardía del ciclo . Este drástico aumento
de estradio sobre el eje hipotalamohipofisario, y un día
después de presentarse la concentración pico en la
sangre, la hipófisis, quizá como respuesta al
incremento del factor liberador hipotalámico, despliega un
pico agudo de LH y FSH. El pico de la LH es el estimulo final
requerido para la maduración folicular y a
continuación se lleva a cabo la ovulación en las
siguientes 24 horas. Aun antes de la ovulación, la
producción de estrógeno por parte de
los folículos decae, tal vez debido a la menor
sensibilidad de las células foliculares hacia las
gonadotropinas.Poco tiempo después de la ovulación,
sobre todo mediante la actividad de la LH, los restos del
folículo se transforman en el cuerpo amarillo , el
cual a continuación secreta poco a poco estradiol y en
especial progesterona, en cantidades crecientes, hasta que su
concentración en la sangre alcanza un pico elevado que se
presenta a mediados de la fase luteinica . Gracias a la mayor
producción de hormonas esteroides y una sustancia
inhibidora, inhibina, la cual es liberada en la sangre, la
inhibición de retroalimentación que actúa
sobre el eje hipotalamohipofisario disminuye en gran medida las
concentraciones de gonadotropinas, FSH y LH.
Después, en la fase luteinica, el cuerpo amarillo
comienza a retrogradarse. Si bien no se ha definido por completo
la causa de esta regresión, existen datos de una
alteración en la sensibilidad de las células
luteinicas ante la LH. Con la regresión del cuerpo
amarillo decae la producción ovárica de estradiol y
progesterona, estimulando así la producción del
factor liberador por parte del hipotálamo, y la de
gonadotropinas por parte de la hipófisis. El ciclo
entonces se reanuda, poco antes del inicio de la siguiente
menstruación, con la estimulación
gonadotrópica de una nueva cosecha de
folículos.
En párrafos anteriores se hizo énfasis en
las interacciones que llevan a cabo las hormonas de la
hipófisis y de los ovarios. Sin embargo, esta
interacción carecería de sentido sin los efectos
que producen los esteroides ováricos en otras regionedel
aparato
reproductor femenino. Durante la fase proliferativa del
ciclo, el estrógeno (estradiol) es la hormona dominante, y
su actividad en los tejidos reproductivos parece haberse
diseñado para facilitar el transporte de
gametos, así como la fecundación. En las trompas de
Falopio, el estrógeno ocasiona un aumento en el
número de células ciliadas y en los cambios que se
presentan en el líquido del oviducto. El rápido
descenso en las concentraciones de estradiol, justo antes de la
ovulación, estimula mayor móvilidad en el
.
El estradiol estimula la mitosis de las
células del endometrio en el útero y también
promueve el crecimiento temprano de las glándulas
uterinas. En caso de que hubiera fecundación, la
progesterona prepara al revestimiento del útero,
tornándolo más espeso y ricamente vascularizado
para la implantación del embrión.
Unos siete días después de la
ovulación, lapso en el cual ocurre la implantación
después de la fecundación del óvulo, el
endometrio uterino está en su fase más
receptiva.
También el cuello uterino y la vagina responden a
la estimulación de las hormonas, y cerca del momento en
que habrá de ocurrir la ovulación, el pH de la parte
superior de la vagina aumenta su concentración normalmente
baja a un nivel que en cierto modo resulta menos hostil a los
espermatozoides. Durante gran parte del ciclo menstrual, las
propiedades físicas del moco cervical actúan como
una barrera al paso de los espermatozoides. No obstante, al
momento de la ovulación, disminuye la viscosidad del
moco para permitir el paso de mayor cantidad de espermatozoides a
través del cuello uterino.
Si el huevo ovulado se fecunda, se desencadena una nueva
serie de fenómenos hormonales, de los cuales el de
principal interés en
este punto es la preservación continua del cuerpo amarillo
por parte de la gonadotropina coriónica, hormona
gonadotrópica que producen los tejidos extraembrionarios
relacionados con el embrión. el cuerpo amarillo
continúa creciendo y secretando cantidades considerabIes
de estrógeno y progesterona, las cuales no sólo
ayudarán a conservar el revestimiento uterino, sino que
además comenzarán a preparar a la glándula
mamaria para la secreción eventual de leche.
Regulación
hormonal de la reproducción masculina
La hormona principal comprendida en la
preparación sexual masculina es la testosterona,
hormona esteroide
que producen y secretan las células
intersticiales (o de Leydig), las cuales se ubican en
pequeños grupos
entre
los túbulos seminíferos de los testículos. Fawcett ha estimado que
la
célula de Leydig promedio
puede producir en el caso del ratón unas 10 000
moléculas de testosterona por segundo. Esta produce un
efecto local al conservar la espermatogénesis, aunque
también se secreta en la sangre, a través de la
cual actúa sobre algunos órganos
específicos, como el cerebro. En muchos tejidos blanco,
esta hormona adquiere localmente una forma más potente, la
de dihidrotestosterona.
estimulante de células intersticiales (ICSH),
incita a este tipo de células a producir testosterona. La
LH es secretada por la hipófisis humana en pulsos de unos
90 intervalos por minuto, y por lo general durante la noche. Las
células de Sertoli del interior y de los túbulos
seminíferos toman específicamente a la FSH, si bien
se desconoce la función de
esta hormona durante la espermatogénesis. Bajo la
influencia de la FSH, las células de Sertoli sintetizan
una proteína fijadora de andrógeno que
contribuye a conservar una concentración elevada de
testosterona en el túbulo seminífero. A nivel del
cuerpo, la testosterona actúa sobre el eje
hipotalamohipofisario para preservar un equilibrio
constante entre los niveles de sangre de esta hormona y la
producción y liberación de las gonadotropinas de la
hipófisis, las FSH y LH (ICSH). La regulación de
estas gona-dotropinas está mediada por los efectos de la
inhibina, sustancia que producen las células de Sertoli en
los testículos
y que liberan en el torrente sanguíneo. Así como
sucede en el caso femenino, la inhibina reduce la actividad del
eje hipotalamohipofisario. En general, las concentraciones
elevadas de testosterona guardan relación con una
secreción disminuida de gonadotropinas
. Principales
hormonas participantes en la reproducción
mamífera
Hormona Naturaleza química
Función
Hipotalamo
Hormona liberadora de Decapéptido Estimula la
liberación de LH y gonadotropina (GnRH o FSH por la
hip'óñsis anterior LHRH)
Factor inhibidor de prolactina Dopamina Inhibe la
liberación de prolactina por la hipófisis
anterior
Hipófisis anterior
Hormona estimulante del Glucoproteina (subunidades alfa
y beta)Estimula las células foliculares folículo
(FSH) MW 35 oon a producir estrógeno
Hormona luteinizante (LH) Glucoproteina (subunidades
alfa Varón: estimula las células y beta) MW 28 000
de Leyding a testosterona.
Mujer:
estimula las células foliculares y cuerpo
amarillo
a producir progesterona.
Prolactina Polipéptido de cadena única
Promoción de la lactancia
Hipófisis posterior
Oxitocina Oligopéptido (MW 1100) Estimula la
glándula mamaria a expeler leche
Ovario
Estrógenos Esteroide
Efectos múltiples sobre el aparato
reproductor, senos, grasa del cuerpo, crecimiento óseo
etc.
Progesterona Esteroide Efectos múltiples sobre
el aparato reproductor, desarrollo de
los senos
Testosterona Esteroide Precursor para la biosíntesis de estrógeno. Induce la
atresia folicular
Testículos
Testosterona Esteroide Efectos múltiples sobre
el aparato reproductor, crecimiento de cabello y otras
características sexuales secundarias
Placenta
Estrógenos Esteroide Como los estrógenos
ováricos
Progesterona Esteroide Como la progesterona
ovárica
Gonadotropina coriónica Glucoproteina (MW 30
000) Conserva la actividad del cuerpo amarillo durante el
embarazo
humana (HCG)
Lactógeno placentario humano Polipéptido
(MW 20 000) Promueve el desarrollo de
las mamas y el cuerpo amarillo ~
Palabras claves:REPRODUCCIÓN , MAMIFEROS ,
HORMONAS , GLANDULAS ENDOCRINAS.
Tema: Biología
Resumen: Ciclo sexual en mamiferos,
ciclo estral ciclo menstrual y regulación
hormonal en la reproducción.
Autor:
Rodrigo Ivan Arroyo
Estudiante de biología
UNAM.