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2. MARCO TERICO

I. OVARIO

Las funciones de los ovarios son la secrecin de hormonas y la liberacin de ovocitos capaces de

ser fecundados (Espey y Richards, 2006). Los folculos ovricos, localizados en la corteza ovrica

son considerados como la unidad anatmico-funcional del ovario. Cada folculo est constituido por

un ovocito rodeado por clulas somticas, las cuales participan en la regulacin del metabolismo del

ovocito (Li y Albertini, 2013; Norris et al., 2009).

Con base en la capacidad de respuesta del folculo a las gonadotropinas, el crecimiento de

los folculos se clasifica en dos fases: la primera es independiente de las gonadotropinas, en donde

se encuentran los folculos primordiales que no poseen receptores a FSH o LH. En la segunda fase,

se encuentran los folculos primarios, que poseen receptores a FSH; folculos secundarios o

preantrales, que expresan receptores a FSH en las clulas de la granulosa y a LH en las clulas de

la teca interna y folculos antrales, que presentan receptores a ambas gonadotropinas y que

dependen de ellas hasta que ocurra la liberacin de un ovocito maduro (Orisaka et al., 2009). El

inicio del crecimiento folicular es caracterizado por la proliferacin de las clulas de la granulosa, el

paso de las clulas de la pregranulosa (planas) a clulas cuboidales, crecimiento del ovocito y la

formacin de la zona pelcida. La diferenciacin de las clulas de la pre-granulosa a clulas de la

granulosa es estimulada por factores secretados por el ovocito como ligando Kit (KL) y el factor de

crecimiento fibroblastico bsico (bFGF) (Braw-Tal, 2002).

La expresin de receptores a FSH en los folculos primarios es modulada de manera

estimulante por la noradrenalina (NA) y por el pptido intestinal vasoactivo (VIP) (Mayerhofer et al.,

1997). En ovarios de rata de 2 das de edad mantenidos in vitro, la estimulacin con isoproterenol

(agonista del receptor -adrenrgico), con el pptido intestinal vasoactivo (VIP), o con forskolina,

activador de la enzima adenilato ciclasa, ocasiona el aumento de la expresin del ARNm que

codifica para el receptor de la FSH y en aumento en la concentracin de AMPc, lo que apoya la idea

de que el AMPc estimula la transcripcin del ARNm que codifica al receptor de la FSH, lo que nos

sugiere que la expresin de receptores a FSH en el folculo primario es regulada por los

neurotransmisores y no por vas humorales (Mayerhofer et al., 1997).

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La estimulacin con FSH a cultivos de ovarios tratados previamente con isoproterenol, VIP o

forskolina, ocasiona la mayor concentracin de AMPc y la proliferacin de las clulas de la

granulosa. Por ello, se sugiere que la unin de la noradrenalina (NA) y del VIP a sus receptores

ovricos estimula la expresin de los receptores a FSH en las clulas de la granulosa y posibilitan

los efectos de la FSH en la diferenciacin y proliferacin de las clulas de la granulosa durante el

desarrollo folicular temprano (Mayerhofer et al., 1997).

Los folculos secundarios (fase antral temprana) se caracterizan por el aumento en el

dimetro del ovocito, la proliferacin de las clulas de la granulosa y la diferenciacin de las clulas

del estroma en clulas de la teca (Vanderhyden, 2002). El crecimiento y la diferenciacin del

compartimento tecal son estimulados por factores de crecimiento liberados por el ovocito, que

incluyen al factor de crecimiento y diferenciacin 9 (GDF-9), KL, protena morfogentica del hueso

15 y 6 (BMP15, BMP6), y por las clulas de la granulosa que secretan KL y el factor de crecimiento

semejante a la insulina (IGF-I) (Orisaka et al., 2009).

La diferenciacin de la capa tecal es acompaada por cambios en la red de capilares

perivasculares. La vascularizacin del estrato tecal facilita el aporte hormonal y nutricional necesario

durante el desarrollo folicular y maduracin del ovocito (Zhou et al., 2007). Con la vascularizacin del

estrato tecal comienza la formacin del lquido folicular (Rodgers e Irving-Rodgers, 2010). ste est

formado por los productos de secrecin de las clulas de la granulosa y por la difusin de protenas

(< 500 kDa) y agua desde los capilares perivasculares hasta el interior del folculo (Zhou et al.,

2007).

La confluencia de los productos de secrecin de las clulas de la granulosa (hormonas y

componentes de la matriz extracelular [proteoglicanos y versicanos]), de agua y de 183 protenas

provenientes del torrente sanguneo (ceruloplasmina, hemopexina, haptoglobina y de protenas de

fase aguada [APP] cruciales en la respuesta inflamatoria (Angelucci et al., 2006) estimula la

formacin del antro folicular (Rodgers e Irving-Rodgers, 2010).

La formacin de la cavidad antral divide a la poblacin de clulas de la granulosa. Por sus

caractersticas funcionales y ultraestructurales a las clulas de la granulosa se le clasifica en cuatro

grupos: 1) Clulas del cumulus, las cuales se asocian con el ovocito y participan en los mecanismos

que regulan el metabolismo del ovocito, 2) clulas del pice folicular, que por sus caractersticas

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moleculares limitan la actividad proteoltica de las enzimas a la regin apical del folculo durante la

ovulacin, 3) clulas basales, localizadas cerca de la membrana basal cuya funcional principal es la

sntesis de hormonas esteroides y 4) clulas antrales, cuya morfologa es cubica o poligonal, se

localizan cerca del antro folicular y poseen baja actividad esteroidognica (Eppig, 2001; Harris et al.,

2011).

Las prolongaciones del citoesqueleto de las clulas del cumulus formadas por microtbulos y

F-actina llamadas proyecciones transzonales, modulan el intercambio bidireccional de molculas

(nucletidos cclicos y factores de crecimiento) entre el ovocito y las clulas foliculares que lo

rodean. En los folculos secundarios de la rata se observa un mayor nmero de proyecciones

transzonales que se asocian con el oolema por medio de uniones tipo gap. Las proyecciones

transzonales atraviesan una capa de glicoprotenas, secretadas por el ovocito en crecimiento,

denominada zona pelcida (Alberti et al., 2001). En la cerda, la coneja y en los telesteos, las

clulas de la granulosa (foliculares) tambin participan en la formacin de la zona pelcida (Kang,

1974). sta, mantiene la organizacin estratificada de las clulas de la corona radiada y regula de

manera estimulante la comunicacin bidireccional de molculas entre las clulas del cumulus y el

ovocito (Albertini et al., 2001; Rankin et al., 2001). El transporte continuo de guanosin monofosfato

cclico (GMPc), desde las clulas del cumulus hacia el ovocito, inhibe la progresin del ciclo celular

en el ovocito, dado que el GMPc inhibe la actividad de las fosfodiesterasas lo que resulta en un

aumento en la concentracin de AMPc. Este aumento impide el rompimiento de la envoltura nuclear

y la condensacin de los cromosomas, por lo que resulta en detenimiento de la meiosis del ovocito

(Norris et al., 2009).

En las clulas de la teca, la LH estimula la secrecin de P4 y andrgenos. Este efecto es

tambin estimulado por la NA y el VIP. En las clulas de la granulosa, los andrgenos son utilizados

como precursores en la sntesis del E2 (Vanderhyden, 2002). La regulacin diferencial que efectan

las gonadotropinas sobre la capacidad de sintetizar (clulas de la teca) o metabolizar (clulas de la

granulosa) andrgenos a estrgenos es conocida como el modelo de la doble clula-doble hormona

(Hillier et al., 1994).

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La esteroidognesis es regulada de manera crnica y aguda. En la primera, ocurre la regulacin de

la transcripcin de genes que codifican a las enzimas esteroidognicas, mientras que en la segunda

se regula la disponibilidad del colesterol al complejo enzimtico P450scc (Miller 2009).

Las clulas esteroidognicas obtienen el colesterol a partir de la sntesis de novo, a partir de

las reservas de colesterol intracelular (esteres de colesterol almacenados en gotas lipdicas) y de la

absorcin, desde la circulacin, de colesterol transportado por las lipoprotenas de alta densidad. En

el interior de la clula, la protena StarD4 transporta el colesterol libre hacia la mitocondria (Miller

2009). En la membrana mitocondrial externa la enzima reguladora de la esteroidognesis aguda

(StAR) media el flujo rpido de colesterol hacia la membrana mitocondrial interna (Miller 2007). En la

membrana mitocondrial interna ocurre la primera reaccin en la biosntesis de hormonas esteroides,

es decir, la conversin de colesterol a pregnenolona (Norman y Litwack, 1997). El primer paso es la

ruptura del enlace covalente entre el carbono 22 y 20 del colesterol, lo que requiere de la

hidroxilacin en el C-20 seguida de otra en el C-22, formndose 20, 22-dihidroxicolesterol. Esta

reaccin es catalizada por la 20 y 22 hidroxilasa. Posteriormente la 20, 22-esteroide liasa da lugar

a la ruptura de los tomos de C-20 y C-22, obtenindose la pregnenolona de 21 tomos de carbono

y aldehdo iscaproico, fragmento de seis tomos de carbono, el complejo enzimtico que cataliza

esta reaccin se conoce como P450scc (Payne y Hales, 2004).

La pregnenolona puede entrar a la va 5 donde se forma dehidroepiandrosterona (DHEA) o

la va 4 donde ocurre la sntesis de androstenediona a partir de la transformacin de la

pregnenolona a P4. En compartimiento folicular se pueden seguir ambas vas para la produccin de

andrgenos (Norman y Litwack, 1997). En la va 5 la P4 es transformada a 17-hidroxipregnenolona

por accin del complejo enzimtico P450 C17. La actividad de la C17-20 liasa origina a partir de 17-

hidroxipregnenolona, DHEA y acetaldehdo. Por accin de la 3hidroxiesteroide deshidrogenasa

(3-HSD) la DHEA es transformada a androstenediona (Payne y Hales, 2004).

En la va 4, la pregnenolona es convertida a P4 en la fraccin microsomal, por accin de la

3-HSD. En el citoplasma la P4 es hidroxilada y convertida a 17-hidroxiprogesterona.

Posteriormente, la 17-hidroxiprogesterona es convertida a androstenediona por la accin de la C17-

20 liasa. La 17-hidroxiesteroide deshidrogenasa (17-HSD) media la conversin de la

androstenediona, en la ruta 4 o 5, a testosterona. Esta ltima es secretada por las clulas de la

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teca interna e internalizada por las clulas de la granulosa. Las clulas de la granulosa expresan la

enzima P450arom, que media la transformacin de los andrgenos a E2, durante este proceso

ocurre la prdida del tomo de carbono 19 y el anillo A de los andrgenos se transforma en un anillo

aromtico o fenlico (Payne y Hales, 2004). La actividad esteroidognica del folculo vara

gradualmente a lo largo del ciclo estral o menstrual del animal, lo que se debe en parte a la variacin

en la disponibilidad y actividad de las enzimas esteroidognicas (Hanukoglu, 1992).

Las clulas de la granulosa y los ovocitos de los folculos secundarios son ms

susceptibles a factores atretognicos (radicales libres o el TNF-) los cuales estimulan la

degeneracin del folculo (atresia) por apoptosis o autofagia de las clulas que los constituyen. La

apoptosis es un proceso de muerte celular regulado por proteasas (caspasas) que degradan al ADN

y a protenas especificas intracelulares. La muerte celular por autofagia comienza con la formacin

de vesculas que contienen material citoplasmtico u organelos (mitocondria y retculo

endoplsmico) llamados autofagosomas. Este proceso es caracterizado por el aumento en la

expresin de la cadena ligera 3 asociada a microtbulos (LC3) y la protena de membrana asociada

al lisosoma 1 (Lamp 1), las cuales participan en la formacin y degradacin de los autofagosomas,

respectivamente. Segn Escobar-Snchez y colaboradores (2012) la muerte celular de los ovocitos

por apoptosis o autofagia vara de acuerdo al da del ciclo estral y depende de la concentracin de

estrgenos circundantes. En la rata, existe una correlacin negativa entre la concentracin

plasmtica de E2 y el nmero de ovocitos atrsicos. En los ovarios de animales sacrificados en el da

del estro o diestro-1, el nmero de ovocitos atrsicos es mayor comparado con animales sacrificados

en los das del diestro-2 o proestro. En el da del estro o diestro-1 la apoptosis es el mecanismo de

muerte celular ms frecuente. La muerte del ovocito celular por autofagia ocurre con mayor

frecuencia en los das del diestro-2 y proestro. Por ello, los autores sugieren que el E2 estimula

procesos de proliferacin celular, amplifica las posibilidades de supervivencia folicular, decrece las

posibilidades de muerte celular por apoptosis y estimula la muerte celular por autofagia (Escobar-

Snchez et al., 2012).

En los folculos preantrales, los estrgenos inhiben la expresin de genes pro-apoptticos

(de la familia de protenas del Bcl2) y de protenas precursoras en la formacin de vesculas

autofgicas. Por ello, se ha sugerido que en los folculos la capacidad de secrecin y de respuesta a

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los estrgenos disminuye las posibilidades de degeneracin folicular (Escobar-Snchez et al., 2012;

Matsuda et al., 2012).

La ltima fase de desarrollo incluye el crecimiento del folculo antral y la ovulacin, procesos

que dependen de la respuesta del folculo a las gonadotropinas (Orisaka et al., 2006).

I.a OVULACIN

Los folculos preovulatorios que responde al estmulo gonadotrpico experimentan cambios

estructurales y moleculares que resultan en la expulsin de un ovocito II desde un folculo maduro

(Guraya, 2000; Liu et al., 2013; Tsafriri et al., 1972). En la rata, el aumento de la secrecin de GnRH

estimula el inicio de la secrecin preovulatoria de LH y FSH cerca de las 13:30 h del da del proestro

(Freeman, 1994). La secrecin preovulatoria de LH estimula la disrupcin meitica del ovocito

(Tsafriri et al., 1972), ya que estimula la retraccin de las proyecciones tranzonales lo cual inhibe la

permeabilidad de las uniones gap al GMPc (Norris et al., 2009) y en consecuencia se estimula la

actividad de las fosfodiesterasas. La actividad de las fosfodiesterasas disminuye la concentracin de

AMPc al interior del ovocito, lo que resulta en la disgregacin de la membrana nuclear (rompimiento

de la vescula germinal), proceso que permite la condensacin de los cromosomas y la separacin

de los cromosomas homlogos.

En la rata, el rompimiento de la vescula germinal ocurre aproximadamente a las 20:00 h del

da del proestro. Dos horas despus del rompimiento de la vescula germinal, se ha completado la

primera divisin meitica y se obtienen dos clulas haploides (cada una con dos cromatides): 1) El

ovocito II y 2) el primer cuerpo polar; que es liberado al antro folicular (Tsafriri y Kraicer, 1972). La

maduracin meitica del ovocito dentro del folculo se detiene en metafase II (Li y Albertini, 2013).

Solo en caso de fertilizacin, los ovocitos completan la segunda divisin meitica.

En respuesta a la secrecin preovulatoria de gonadotropinas, las clulas del cumulus

oophorus secretan cido hialurnico, proteoglicanos y protenas hacia los espacios intracelulares, lo

que estimula la expansin del cumulus (Tanghe et al., 2002). La expansin del cumulus oophorus

reduce el dao por estrs oxidativo en el ovocito, que es estimulado por la hiperemia y el proceso

inflamatorio que ocurre antes y despus de la ovulacin.

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Despus de la liberacin del complejo ovocito-clulas del cumulus, el ovocito requiere de la unin

selectiva de las molculas de la matriz extracelular del cumulus con el epitelio infundibular ciliado del

oviducto, lo que facilita el transporte del ovocito por el lumen oviductal (Russell y Robker, 2007).

La liberacin del complejo ovocito II-cumulus requiere de la degeneracin de la estructura

folicular en un rea de aproximadamente 200 m de dimetro localizada en el pice del folculo

(Zackrisson et al., 2011). La degradacin de la matriz extracelular y el aumento de la permeabilidad

vascular son dos eventos que facilitan la liberacin del ovocito; ambos son estimulados por

mediadores inflamatorios (prostaglandinas, histaminas, citosinas, y especies reactivas de oxgeno)

liberados por las clulas esteroidognicas, fibroblastos, clulas endoteliales y leucocitos (Brannstrom

y Enskog, 2002).

La secrecin preovulatoria de LH estimula la liberacin de ciclooxigenesa-2 (COX-2),

prostaglandina endoperoxido-sintasa-2 (PGS-2), y progesterona (P4) por las clulas de la granulosa.

La COX-2 activa las metaloproteasas -2,-9 y -13, las cuales degradan los componentes de la matriz

extracelular en el epitelio superficial del ovario, de la tnica albugnea y del colgeno localizado en el

compartimiento tecal. La COX-2 tambin cataliza la transformacin del cido araquidnico en

prostaglandina E2 (PGE2) (Richards et al., 1998; Robker et al., 2000). La PGS-2 y la P4 estimulan la

expresin de proteasas especficas (Guraya, 2000) y la secrecin de quimosinas que atraen

leucocitos desde el torrente sanguneo. En el pice folicular, la llegada y activacin de diferentes

subtipos de leucocitos (mastocitos, neutrfilos y macrfagos); interactan con las clulas

endoteliales y estimulan la secrecin del activador plasmingeno, metaloproteasas de matriz y

sustancias vasoactivas (histamina); que incrementan el flujo sanguneo. El aumento en la

permeabilidad vascular mantiene una presin intrafolicular de 20 mmHg, lo que facilita la expulsin

del complejo-cumulus ovocito (Brannstrom y Enskog, 2002).

Las clulas de la granulosa secretan el activador tisular del plasmingeno (t-PA), una serina-

proteasa que convierte el plasmingeno en plasmina, en respuesta a una mayor concentracin de

PGE2. La degradacin proteoltica localizada en la zona apical del folculo es el resultado de la

expresin diferencial del receptor a PGE2 tipo 1 (EP1) en las clulas de la granulosa. Las clulas de

la granulosa localizadas en el rea apical expresan un menor nmero de receptores EP1. La

activacin del receptor EP1 estimula la secrecin del inhibidor del activador del plasmingeno tipo

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1(PAI-1) (Harris et al., 2011). La menor expresin del EP1 en las clulas de la granulosa del pice

folicular, disminuye los efectos del PAI-1 y permite la conversin del plasmingeno a plasmina lo que

resulta en la protelisis de la matriz extracelular en esta rea (Harris et al., 2011).

Seis a nueve horas despus de la secrecin preovulatoria de LH, el fluido sanguneo

disminuye en la regin apical del folculo. En las regiones laterales del folculo aumentan los

periodos de contraccin y dilatacin de los vasos sanguneos (vasomocin). Durante la fase tarda

de la ovulacin (9-12 horas post-secrecin preovulatoria de LH), el flujo sanguneo hacia el pice del

folculo es nulo. Esta zona avascular es una regin circular (con dimetro de 200-300 m)

denominada estigma. La disminucin del flujo sanguneo en la regin apical es el resultado de la

disgregacin de la estructura folicular en esta zona o de la formacin de cogulos que impiden el

flujo sanguneo. En la superficie del estigma se presenta la formacin de un agregado celular; similar

a un cono, o la acumulacin de un material translucido (clulas y fluido folicular) que forma una masa

de aproximadamente 200 m de dimetro. La ruptura de la pared folicular ocurre de dos a tres horas

despus de los cambios observados en el pice del folculo (agregado celular o la acumulacin del

material viscoso) (Zackrisson et al., 2011). Minutos antes de que ocurra la ovulacin, la matriz

extracelular de la tnica albugnea y de la teca externa se encuentran disociadas. Un gran nmero

clulas de la granulosa se localizan en la cavidad antral, mientras que algunas se encuentran

recluidas a la base del estigma (Espey y Richards, 2006). La expulsin del complejo ovocito-cumulus

ocurre entre 2 a 12 minutos despus de la disgregacin de la pared folicular (Zackrisson et al.,

2011).

I.b REGULACIN NEUROENDOCRINA DE LA SECRECIN PREOVULATORIA DE

GONADOTROPINAS

La secrecin preovulatoria de gonadotropinas es estimulada por el aumento en la secrecin de

GnRH. La liberacin de GnRH es modulada por mecanismos neuroendocrinos en los que participan

hormonas de origen ovrico, adrenal, pptidos hipotalmicos y neurotransmisores liberados hacia

los somas o axones de las neuronas GnRHrgicas (Okamura et al., 2013; Radovick et al., 2012;

Smith et al., 2006a; Wolfe y Wu, 2012).

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La actividad de las neuronas GnRHrgicas determina la frecuencia y amplitud del pulso de secrecin

de LH (Fox y Smith, 1985). En la tarde del proestro, el aumento brusco en la secrecin de GnRH

dentro de los capilares fenestrados del sistema porta hipotlamo-hipofisario estimula la secrecin

preovulatoria de la LH (Miller y Takahashi, 2014).

Este aumento en la secrecin de GnRH es estimulado por el aumento en la concentracin

de estrgenos y por una seal neural originada en el ncleo supraquiasmtico (NSQ) (Levine, 1997;

Miller y Takahashi, 2014). Segn Stetson y colaboradores (1978) la secrecin preovulatoria de LH es

regulada por un oscilador central que estimula la liberacin cclica de LH durante una ventana

temporal especfica, mientras que los estrgenos tendran un papel permisivo en el aumento de la

secrecin de GnRH (Everett y Sawyer, 1950; Stetson et al., 1978).

La existencia de una seal neural infradiana, que regula la secrecin preovulatoria de LH, ha

sido evidenciada por los efectos de la inyeccin de barbitricos en el da del proestro a diferentes

horas del da. Se ha mostrado que la inyeccin de ste frmaco entre las 13:30 y 14:30 h provoca el

retraso de la secrecin preovulatoria de LH por 24 horas (Everett y Sawyer, 1950; Stetson et al.,

1981).

Las neuronas del NSQ establecen conexiones mono y multisinpticas con las neuronas

GnRHrgicas localizadas en el rea preptica (POA) medial (mPOA). Fibras de naturaleza VIPrgica

median la comunicacin monosinptica entre el NSQ y neuronas GnRHrgicas localizadas en POA,

en el rea hipotalmica anterior, el rgano vascular de la lmina terminal y en la regin media de la

banda diagonal de Broca (Mahoney y Smale, 2005). Las neuronas GnRHrgicas que expresan c-Fos

durante la secrecin preovulatoria de LH, son inervadas por clulas del NSQ inmunoreactivas a VIP.

Estos resultados sugieren que el VIP acta como una seal circdica que regula la secrecin de

GnRH (van der Beek et al., 1994) en presencia de E2 (Christian y Moenter, 2008).

El NSQ tambin secreta vasopresina (AVP). Neuronas secretoras de AVP se proyectan

hacia las neuronas GnRHrgicas localizadas en el ncleo anteroventral periventricular (AVPV) y en

la regin mPOA. En presencia de E2 la secrecin de GnRH por neuronas localizadas en POA y la

secrecin de AVP por las neuronas del NSQ, es sinrgica. Por ello, los autores sugieren que en

presencia de E2, la AVP proveniente del NSQ estimula el aumento en la secrecin de GnRH

(Funabashi et al., 2000). En AVPV se ha observado la presencia del receptor 1 a AVP (V1a). En el

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animal con ovariectoma bilateral, la expresin del receptor V1a en AVPV es estimulada con la

inyeccin de benzoato de estradiol (Kalamatianos et al., 2004).

Las neuronas del ncleo AVPV secretan kisspeptina (Colledge, 2008; Christian y Moenter,

2010). En este ncleo hay neuronas inmureactivas a somatostatina (SS), sustancia P (SP), tirosina

hidroxilasa (TH), neurotensina (NT), hormona liberadora de la corticotropina (CRH), hormona

liberadora de la tirotropina (TRH), leucina encefalina y colescitoquinina-8 (Simerly y Swanson, 1987).

La kisspeptina est involucrada con la regulacin de la secrecin de GnRH (Khan y Kauffman, 2012;

Li et al., 2009; Okamura et al., 2013; Smith et al., 2006a).

Durante la secrecin preovulatoria de LH, las neuronas kisspeptidrgicas del AVPV, que

envan eferencias a POA, expresan c-Fos, lo que es un indicador de la activacin de dichas

neuronas (Smith et al., 2006b). La lesin del AVPV bloquea la ovulacin espontnea, induce estro

vaginal persistente y bloquea la secrecin de LH inducida por la inyeccin de P4 (Simerly y Swanson,

1987). Las neuronas del AVPV expresan receptores a P4 (Gu y Simerly, 1994) y a estrgenos tipo

alfa (Er) y beta (Er) (Smith et al., 2005; Wolfe y Wu, 2012). En el da del proestro, las neuronas

kisspeptidrgicas del AVPV y PVN, son activadas por el efecto de feedback positivo inducido por el

E2 (Khan y Kauffman, 2012; Smith et al., 2005).

La liberacin de kisspeptina sobre el soma de neuronas localizadas en mPOA, estimula la

secrecin de GnRH. La unin a su receptor de membrana, el GPR54 (Colledge, 2008; Dungan et al.,

2007) activa la va de sealizacin de la fosfolipasa C y estimula el aumento intracelular de inositol

trifosfato (IP3) y Ca2+, los que activan la cinasa reguladora de la seal extracelular (ERK 1/2) y la va

de MAP p38 (Colledge, 2008; Novaira et al., 2009), y estimulan el aumento en la concentracin del

del RNAm de la GnRH (Novaira et al., 2009).

La estimulacin del Er en la neurona GnRHrgica estimula la hiperpolarizacin de la

neurona, as como un aumento en la concentracin de la protena de unin al elemento de respuesta

al AMPc (CREB) fosforilada, aumento en las oscilaciones de Ca2+ y corrientes de potasio (Radovick

et al., 2012) y en una mayor tasa de transcripcin de GnRH. La expresin del Er en la neurona

GnRHrgica es controversial. Sin embargo, en la rata adulta, se ha observado por RT-PCR la

expresin de ambos receptores a estrgenos en la neurona GnRHrgica. En estas neuronas, los

estrgenos regulan la expresin de sus propios receptores por lo que vara a lo largo del ciclo estral.

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Durante la tarde el proestro, el 18% de las neuronas GnRHrgicas expresan Er- y Er-; en el da

del estro el 54% y en el da del Diestro el 67% de las neuronas GnRHrgicas (Hu et al., 2008).

En el AVPV, la P4 regula de manera estimulante la secrecin fsica de GnRH (Chappell y

Levine, 2000; Zanisi y Messi, 1991). El aumento en la expresin de receptores a P4 es estimulado

por los estrgenos liberados en mayor cantidad en el da del proestro. En animales OVX tratados

con E2, la inyeccin de onapistrona (ZK98299), un antagonista de los receptores a P4, a nivel de la

eminencia media, o de inhibidores de la transcripcin del receptor a P4 en el ncleo AVPV, resulta en

el bloqueo de la secrecin de GnRH y LH. Estos resultados sugieren la participacin sinrgica de

estas hormonas en la estimulacin de la secrecin de la GnRH (Chappell y Levine, 2000).

II. CICLO ESTRAL

En los mamferos no primates, el ciclo sexual de la hembra se le denomina ciclo estral. El ciclo estral

involucra cascadas de eventos hormonales y de comportamiento que son progresivos, altamente

sincronizados y repetitivos. Los cambios peridicos (peso y distensin uterina, citologa vaginal y

comportamiento sexual) son utilizados como indicadores biolgicos de las fluctuaciones en la

liberacin de hormonas ovricas como reflejo de las variaciones en la secrecin de gonadotropinas

(Kilen y Schwartz, 1999). En la rata adulta el ciclo estral se encuentra dividido en cuatro fases

continuas: proestro, estro, metaestro (diestro-1) y anaestro (diestro-2) (Westwood 2008).

El da del proestro la concentracin plasmtica de gonadotropinas y prolactina se mantiene

basal (09:00-13:00 h). La actividad esteroidognica de los folculos ocasiona el aumento en la

concentracin de E2 (Freeman 1994). La elevada concentracin de E2 ejerce un efecto de

retroalimentacin positiva sobre la secrecin de GnRH, FSH, LH (Levine 1997) y estimula la

expresin de receptores a P4 en el hipotlamo medio basal, POA (Parsons et al., 1980) y en el AVPV

(Chappell y Levine, 2000). Por la tarde del proestro existe un aumento en la secrecin de P4 de

origen ovrico (Smith et al., 1975) y adrenal (Feder et al., 1971) el cual participa en la estimulacin

de la secrecin de GnRH, de gonadotropinas (Chappell y Levine, 2000) y el comportamiento de

lordosis, que permite la receptividad de la hembra al macho. En la vagina se observa la formacin

del estrato granuloso y de la capa mucosa superficial. Al final de esta etapa, se observa la

cornificacin de las clulas epiteliales y la descamacin de las clulas de la mucosa. En el tero se

forma el epitelio columnar, la proliferacin de las clulas epiteliales y poca o nula infiltracin de

14

clulas del sistema inmune. En lo ovarios se observa la degeneracin del cuerpo lteo y la presencia

de folculos antrales maduros (Westwood 2008).

El estro (adaptacin del latn a la palabra griega oistros, que significa picado por un tbano,

loco o frentico) (Nalbandov, 1969) es caracterizado por el periodo de deseo sexual de la hembra.

En este da del ciclo ocurre la ovulacin y comienza la formacin del cuerpo lteo a partir del folculo

postovulatorio. La concentracin de E2, P4 y de LH (Freeman, 1994; Kilen y Schwartz) se mantienen

basales; sin embargo, la concentracin de FSH se mantiene elevada durante las primeras horas del

da del estro hasta las 13:00 o 14:00 horas de este da (Freeman, 1994; Haisenleder et al., 1990;

Kilen y Schwartz, 1999; Tbar et al., 2000). La elevada concentracin de FSH durante el proestro

tardo y el estro temprano es el resultado de la disminucin de la expresin de inhibina ovrica e

hipofisaria, estimulada por la secrecin preovulatoria de LH, de la disminucin en la expresin de

folistatina, estimulada por la mayor secrecin de P4 y corticosterona en el da del proestro y por el

aumento en la expresin de activina hipofisaria (Tbar et al., 2000). La secrecin de FSH estimula el

desarrollo folicular del siguiente ciclo (Freeman, 1994). En el epitelio vaginal se observa el

desprendimiento del epitelio cornificado. En el tero ocurre la degeneracin del epitelio glandular y la

prdida de la actividad mittica. Existe poco infiltracin leucocitaria (Westwood 2008).

En el da del diestro-1 (metaestro) las concentraciones de E2, prolactina, FSH y LH se

mantiene basales. La concentracin de P4 es mayor como resultado de la actividad esteroidognica

del cuerpo lteo (Freeman, 1994; Kilen y Schwartz, 1999). El epitelio cornificado comienza a

desprenderse por lo que en el lumen vaginal se encuentran clulas escamadas. La infiltracin de

leucocitos aumenta. En el tero se observa la degeneracin del epitelio endometrial; sin embargo

aumenta la actividad mittica (Westwood 2008).

En el da del diestro-2 (anaestro) la concentracin de prolactina, de FHS y LH se mantienen

basales (Freeman, 1994; Kilen y Schwartz, 1999). En el ovario, ambas gonadotropinas estimulan el

crecimiento folicular y la secrecin de E2, mientras que la LH estimula la regresin del cuerpo lteo,

lo que ocasiona la disminucin en la concentracin de P4 en la circulacin perifrica y en la vena

ovrica (Smith et al., 1975). En la vagina se observa la disminucin de la infiltracin leucocitaria y el

aumento en la actividad mittica de las clulas epiteliales. En el frotis vaginal es posible identificar la

presencia de leucocitos, clulas nucleadas basfilas y ocasionalmente clulas vacuoladas. Los

15

cuernos uterinos son pequeos y carecen de vasculatura prominente, el epitelio glandular se

encuentra inactivo (Westwood 2008).

III. GLNDULAS ADRENALES

Las glndulas adrenales secretan hormonas esteroides y catecolaminas en respuesta a estmulos

endocrinos o neurales. La presencia de dos tejidos funcional y embriolgicamente distintos

presentes en la glndula, que incluyen a la corteza adrenal de origen mesodrmico y a la mdula

adrenal, de origen ectodrmico, confieren a la glndula adrenal la capacidad de sntesis de

hormonas esteroides y catecolaminas (Rosol et al., 2001; Sadler, 2012).

El origen embriolgico de la corteza y mdula adrenal, determina el tipo de estmulo

endocrino o neural, necesario en la regulacin de la secrecin de hormonas. En la corteza adrenal,

la secrecin de corticosteroides es regulada por vas endocrinas y neurales. En la regin medular; la

secrecin de catecolaminas, met-encefalina, SP, NT, neuropptido Y (NPY) y cromogranina A es

estimulada por la liberacin de neurotransmisores desde los botones terminales de las fibras

nerviosas pre y post-ganglionares que inervan esta regin (Raum, 2005; Rosol et al., 2001).

Con base en sus funciones biolgicas, los esteroides adrenales son clasificados en tres

grupos: (a) Los glucocorticoides estimulan la gluconeognesis a partir de la inhibicin de la actividad

de la insulina, el catabolismo de protenas en diferentes tejidos y la movilizacin de cidos grasos de

los depsitos lipdicos. Son sintetizados principalmente en la zona fascicular. (b) Los

mineralocorticoides (aldosterona y desoxicorticosterona [DOCA]), son sintetizados en la zona

glomerulosa y la aldosterona es el esteroide ms representativo del grupo. Estas hormonas regulan

el volumen del lquido extracelular y, en consecuencia el volumen sanguneo. En condiciones de

baja ingesta de agua y electrolitos, la aldosterona estimula la reabsorcin de sodio (y agua) en la

regin terminal del tubo contorneado distal de la nefrona, y la excrecin de potasio e iones H+, lo que

resulta en aumento en el volumen sanguneo y la presin osmtica (Harris y Donovan, 1961). (c) La

P4 y los andrgenos (DHEA, DHEA sulfatada [DHEAS] y testosterona) son sintetizados en la zona

reticular de la corteza adrenal (Harris y Donovan, 1961). La DHEA y la DHEAS poseen baja actividad

biolgica; sin embargo, en los folculos pilosos, el folculo del vello genital y en la prstata los

andrgenos adrenales son precursores de la testosterona (Lavoie y King, 2009; Rege y Rainey,

16

2012). En la rata, la zona reticular no expresa la enzima P450c17, por lo que no existe sntesis de

andrgenos en ella (Lavoie y King, 2009; Rege y Rainey, 2012).

La liberacin de catecolaminas (adrenalina y NA) por las clulas de la mdula adrenal, es

estimulada por la liberacin de acetilcolina (AChE) desde las terminales axnicas de los nervios

esplcnicos. El 80% de los productos de secrecin de la mdula adrenal corresponde a adrenalina;

sin embargo, la respuesta fisiolgica depende de la sensibilidad del receptor a las catecolaminas y

de la concentracin de stas en el sito de expresin del receptor (Harris y Donovan, 1961; Raum,

2005).

La dilatacin del msculo liso bronquial, la estimulacin de la liplisis y la frecuencia y fuerza

de contraccin del miocardio, son respuestas fisiolgicas mediadas por la estimulacin de los

receptores -adrenrgicos. En las clulas endoteliales, la activacin de estos receptores estimula la

vasoconstriccin y la inhibicin de la secrecin de insulina y glucagn (Raum, 2005).

III.a REGULACIN DE LAS FUNCIONES DE LA GLNDULA ADRENAL

La secrecin de hormonas esteroides y de catecolaminas es regulada por vas de sealizacin

neuroendocrinas (Gerendai et al., 2009). En condiciones basales, el ritmo de secrecin de

glucocorticoides es circdico. En animales diurnos, el inicio de la secrecin de cortisol comienza al

trmino de la fase de reposo, en respuesta al aumento de la demanda metablica de la fase de

actividad. En animales nocturnos, como la rata, la secrecin de corticosterona comienza al final del

periodo de luz, antes del inicio de la fase de actividad (Sarabdjitsingh et al., 2012).

La variacin diurna en la actividad de la corteza adrenal es el resultado de: 1) la variacin en

la actividad neural simptica preganglionar, la cual regula la secrecin de catecolaminas y

neuropptidos por clulas cromafines y la actividad de las neuronas postganglionares que inervan a

la adrenal, 2) la variacin en la actividad de las neuronas de la regin autnoma del PVN, las cuales

se proyectan hacia las neuronas preganglionares simpticas que inervan a la adrenal y 3) de la

variacin en la actividad de las neuronas que se proyectan desde el NSQ hacia la regin autnoma

del NPV.

17

El NSQ regula la actividad adrenal por vas multisinpticas que incluyen a neuronas

catecolaminrgicas de la regin autnoma del PVN, de la columna intermediolateral (IML) del cordn

espinal; a nivel T7-T11 (Flatmark, 2000; Raum, 2005; Toth et al., 1997), y neuronas simpticas que

originan a los nervios esplcnicos (Aguilera y Liu, 2012). Los nervios esplcnicos regulan la

secrecin circdica de glucocorticoides y la sensibilidad de las clulas adrenocorticales a la ACTH.

En los animales con actividad nocturna, durante la fase de luz o inactividad, los nervios esplcnicos

inhiben la sensibilidad de las clulas adrenocorticales a la ACTH. Unas horas antes del inicio y

durante la fase de actividad (fase de oscuridad) los nervios esplcnicos estimulan la sensibilidad de

la clulas adrenocorticales a la ACTH (Engeland y Arnhold, 2005).

En la rata, el aumento en la concentracin de corticosterona que precede al inicio de la fase

de oscuridad, es estimulada por la secrecin de VIP desde el NSQ hacia las neuronas de la zona

subparaventricular, una regin que se extiende de manera dorsal y caudal desde el borde dorsal del

NSQ hacia el NPV y ncleo dorsomedial. El 50% de las neuronas de esta zona reciben aferencias

GABArgicas. La liberacin del VIP bloquea los efectos de GABA, estimula la excitabilidad de la

membrana celular, la actividad catecolaminrgica en la regin autnoma del PVN y la transcripcin y

liberacin de CRH por las neuronas localizadas en la regin mdPVN (Engeland y Arnhold, 2005;

Hermes et al., 2009).

La participacin del NSQ sobre la actividad de las neuronas de la mdPVN, no ha sido bien

dilucidada. La lesin de la regin mdPVN modifica el ritmo circdico de secrecin de ACTH

(Engeland y Arnhold, 2005). Estudios con inmunohistoqumica, muestran que el NSQ enva

proyecciones VIPrgicas monosinpticas a la regin mdPVN (Teclemariam-Mesbah et al., 1997).

Las neuronas de esta regin expresan receptores al pptido activador del adenilato ciclasa de la

adenohipfisis (PACAP). La unin de VIP al receptor PACAP estimula la transcripcin de CRH,

mientras que glutamato y NA estimulan la liberacin de CRH en la eminencia media (Aguilera y Liu,

2012).

En los corticotropos, la CRH activa la va de sealizacin del adenilato ciclasa. El aumento

en la concentracin de AMPc, estimula la activacin del CREB y promueve la transcripcin de pro-

opiomelanocortina (POMC); molcula precursora de la ACTH, la apertura de canales de calcio

18

dependientes de voltaje tipo L y N, y la liberacin de ACTH y -endorfina a la circulacin perifrica

(Hauger y Dautzenberg, 2000).

El aumento en la concentracin plasmtica de ACTH, por la inyeccin de ACTH o por

induccin de estrs, estimula la deplecin del cido ascrbico en la glndula adrenal de 15 a 30

minutos despus de la estimulacin, disminucin en la concentracin de colesterol adrenal, que

refleja el aumento en la biosntesis y liberacin de hormonas esteroides (glucocorticoides),

acompaado de aumento en el flujo sanguneo de la glndula adrenal (Harris y Donovan, 1961).

Los glucocorticoides liberados al torrente sanguneo ejercen un efecto de retroalimentacin

inhibitoria en la actividad del eje hipotlamo-hipfisis, que incluye la inhibicin de la transcripcin de

POMC, inhibicin de la secrecin de ACTH y CRH, y disminucin en la disponibilidad del receptor a

CRH en los corticotropos (Aguilera y Liu, 2012; Hauger y Dautzenberg, 2000).

III.b REGULACIN DE LA ACTIVIDAD ADRENAL DURANTE EL ESTRS

La exposicin a factores aversivos (emocionales o fsicos), estimula la activacin de dos sistemas

neuroendocrinos que incluyen al eje hipotlamo-hipfisis-adrenal y al sistema simpato-adrenrgico.

Ambos regulan la expresin de respuestas fisiolgicas y de comportamiento que aumenten las

posibilidades de supervivencia y, en caso de ser necesario, la adaptacin del individuo a dichas

condiciones (Engelmann et al., 2004).

El estrs se define como un estado de alteracin del equilibrio homeosttico del cuerpo

(Ferin, 2006). El tiempo de exposicin a los factores estresantes y la respuesta fisiolgica de los

individuos, determina la participacin mayoritaria de alguno de los sistemas neuroendocrinos que

regulan la respuesta al estrs.

La exposicin a un estresor activa a la glndula adrenal por dos vas lo cual va a depender

del tipo de estresor y la de la duracin del mismo. La activacin del sistema simpato-adrenrgico

ocurre durante el desarrollo de estrategias de afrontamiento activas que implica una reaccin

especfica de comportamiento (huida o lucha), precedida por una respuesta de comportamiento

inmediata (susto o congelamiento freezing). Las fibras simpticas que inervan a la mdula adrenal

estimulan la secrecin de adrenalina lo que resulta en el aumento de la presin sangunea, la

19

frecuencia cardiaca y la movilizacin de glucosa desde el hgado (Harris y Donovan, 1961) hacia

tejidos como cerebro, corazn y msculos (Breen y Karsch, 2006). Una vez finalizado el estmulo

estresor, la actividad del sistema simpato-adrenrgico retorna a su estado basal gracias a la

activacin del sistema parasimptico, el cual antagoniza los efectos de la actividad simptica

(Porges, 1995).

Las estrategias de afrontamiento pasivas se asocian con la activacin prolongada del eje

hipotlamo-hipfisis-adrenal. Eventos aversivos no controlados y prologados sostienen la activacin

de ste eje. Los cambios hormonales ocasionan la redireccin adaptativa de la energa (direccin de

oxgeno y nutrientes hacia el cerebro, inhibicin del crecimiento o contencin de la respuesta

inflamatoria) y de comportamiento (supresin de la alimentacin y del comportamiento reproductor)

(Engelmann et al., 2004).

Si la exposicin a los factores aversivos es prolongada, y la respuesta del individuo

inadecuada, la hipersecrecin de hormonas adrenales estimula el desarrollo de patologas asociadas

con el estrs (ansiedad, depresin, fallo en el sistema inmune y en la actividad del eje reproductor)

(Pacak y Palkovits, 2001; Timmermans et al., 2013).

La secrecin de glucocorticoides depende de la actividad del eje hipotlamo-hipfisis-

adrenal (Aguilera y Liu, 2012). El aumento en la concentracin plasmtica de glucocorticoides ocurre

aproximadamente 10 minutos despus de la exposicin al estresor (Ulrich-Lai y Herman, 2009). La

activacin de vas neurales aferentes al PVN (catelaminrgicas o serotoninrgicas) estimula la

liberacin de CRH al sistema portal, lo que resulta en la liberacin de ACTH a la circulacin

perifrica. El PVN recibe inervacin de neuronas catecolaminrgicas localizadas en el ncleo del

tracto solitario (NTS) y en la mdula ventrolateral. El papel central de las catecolaminas en la

regulacin de la actividad del eje hipotlamo-hipfisis-adrenal es de tipo estimulante (Cunningham et

al., 1990). La inyeccin intracerebroventricular de adrenalina estimula la liberacin de ACTH

(Szafarczyk et al., 1987). La activacin del receptor adrenrgico 1, estimula la transcripcin gnica

y liberacin de CRH. Segn Daftary y colaboradores (2000) las neuronas noradrenrgicas del tallo

cerebral (A2/A6) modulan de manera diferencial la actividad de las neuronas parvocelulares del

NPV. La estimulacin de las neuronas parvocelulares del PVN con NA ocasiona el aumento en la

frecuencia de los potenciales post-sinpticos exitatorios en el 36% de las neuronas parvocelulares.

Este efecto es bloqueado por prazosin, un antagonista selectivo de los receptores 1-adrenrgicos y

20

por antagonistas glutamatrgicos. La estimulacin con tetradotoxina inhibe la liberacin de glutamato

estimulada por NA, lo cual sugiere que la estimulacin ejercida por la adrenalina en la secrecin de

CRH, es mediada por interneuronas glutamatrgicas. En el 14% de las neuronas parvocelulares, la

estimulacin con NA result en la hiperpolarizacin de las neuronas, efecto que fue bloqueado por

propanolol y timolol, antagonistas selectivos de los receptores -adrenrgicos, pero no por

tetradotoxina. Por ello, los autores sugieren que en el PVN existen dos subpoblaciones de neuronas

parvocelulares: neuronas que expresan receptores -adrenrgicos, cuya actividad es modulada de

manera inhibitoria y directa por las neuronas noradrenrgicas, y neuronas cuya actividad es regulada

de manera estimulante por neuronas noradrenrgicas A2/A6 y medida por interneuronas

glutamatrgicas (Daftary et al., 2000).

Las neuronas parvocelulares del PVN reciben inervacin serotoninrgica desde el ncleo

medial y dorsal del rafe. Las neuronas del PVN expresan los receptores a serotonina 5HT1A y

5HT2A (Aguilera y Liu, 2012; Ulrich-Lai y Herman, 2009). Animales expuestos a estrs inmunolgico,

por la inyeccin de endotoxinas, y deplecin de serotonina, por inyeccin de para-clorofenilalanina,

inhibidor irreversible de la triptfano-5-hidroxilasa, resulta en la disminucin de clulas

inmunoreactivas a c-Fos, menor tasa de transcripcin de la CRH en las neuronas parvocelulares del

PVN y en una menor concentracin plasmtica de corticosterona. Por ello, se ha sugerido que el

sistema serotoninrgico participa de manera estimulante en la respuesta al estrs (Laflamme et al.,

1999).

III.c INERVACIN DE LA GLNDULA ADRENAL

La secrecin de hormonas esteroides, de catecolaminas, la proliferacin celular, la velocidad del flujo

sanguneo y la respuesta de las clulas adrenocorticales a la ACTH es modulada por la inervacin

que recibe la glndula (Toth et al., 1997; Whitworth et al., 2003).

La glndula adrenal es inervada por microganglios que contienen neuronas bipolares y

multipolares, localizados en las regiones subcpsular, cortical y medular (inervacin intrnseca).

Estas neuronas son inmunoreactivas a AChE, NPY, VIP, met-encefalina y leu-encefalina. La

actividad de estos ganglios es regulada por los nervios esplcnicos. La inervacin extrnseca es

aportada por fibras nerviosas que arriban a la glndula por medio del nervio vago, los nervios

21

esplcnicos y por la vasculatura adrenal (Figura 1) (Parker et al., 1993; Ulrich-Lai y Engeland, 2005,

Dagerlind et al., 1995).

En humanos, aves y anfibios, la AChE estimula la secrecin de aldosterona y cortisol. En la

glndula adrenal de humano, cerdo y rata, el VIP estimula la secrecin de glucocorticoides y

mineralocorticoides (Delarue et al., 2001). En la rata, el bloqueo de los receptores de ACTH por la

inyeccin de antagonistas, inhibe la estimulacin mediada por VIP sobre la secrecin de

mineralocorticoides, por lo que se sugiere que los efectos del VIP dependen de la estimulacin por

ACTH (Mazzocchi et al., 1998).

La corteza y mdula adrenal son inervadas por fibras positivas a NPY. La inyeccin de 150

g/kg de NPY estimula la actividad de las enzimas que participan en la sntesis de aldosterona (11-

hidroxilasa y 18-hidroxilasa), lo que estimula el aumento en la secrecin de esta hormona

(Mazzocchi y Nussdorfer, 1987). El cultivo de tejido capsular con NPY, ocasiona la estimulacin de

la secrecin de catecolaminas por islotes de clulas cromafines localizados en el tejido conectivo de

la cpsula. La inyeccin de antagonistas a receptores -adrenrgicos atena la estimulacin de la

secrecin de aldosterona inducida por NPY. Por ello, se sugiere que los efectos del NPY en la

estimulacin de la secrecin de aldosterona son mediados por la liberacin de catecolaminas

(Renshaw et al., 2000).

El soma de las neuronas que originan a los nervios esplcnicos se localiza en la IML, en el

ncleo intercalado y en el funculo lateral del cordn espinal a nivel de los segmentos medulares T4-

T12 (Parker et al., 1993). La mdula adrenal recibe del 50-70% de las fibras que se proyectan por

medio de los nervios esplcnicos. Los nervios esplcnicos proveen inervacin aferente e inervacin

preganglionar simptica, mientras que la inervacin simptica postganglionar entra a la adrenal por

la vasculatura (Ulrich-Lai y Engeland, 2005). La actividad de las neuronas simpticas

preganglionares es regulada por el ncleo caudal del rafe, la mdula ventromedial, ventrolateral

rostral, clulas del grupo A5 y por el PVN.

En la glndula adrenal, el 50% de las fibras que la inervan son de naturaleza noradrenrgica.

Estas fibras se proyectan desde el ganglio celiaco y suprarrenal e inervan la regin subcapsular y la

regin cortical. La inervacin parasimptica que recibe la glndula adrenal es aportada por el nervio

vago (Mravec, 2005). Algunas fibras vagales se proyectan desde el ncleo motor dorsal del vago y

22

ganglio nodoso hasta los ganglios perifricos que inervan a la adrenal (ganglio celaco y suprarrenal)

(Toth et al., 1997; Whitworth et al., 2003).

La inervacin aferente de la glndula adrenal se origina en el ganglio de la raz dorsal (T7-

T11) y en el ganglio sensorial vagal (Toth et al., 1997). Estas fibras son inmunoreactivas a la SP, el

pptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP), taquininas, galanina y PACAP (Mravec,

2005; Parker et al., 1993; Whitworth et al., 2003). Las fibras aferentes y eferentes participan en los

mecanismos que regulan de manera estimulante el crecimiento compensatorio adrenal (Ulrich-Lai et

al., 2002).

La participacin del nervio vago en la regulacin de las funciones adrenales no ha sido

dilucidada. El estudio individual de los neurotransmisores y neuropptidos transportados va nervio

vago ha sugerido su participacin en la regulacin de la secrecin de corticosteroides, catecolaminas

y en la proliferacin celular (Dallman et al., 1977; Delarue et al., 2001). La P4 de origen adrenal

participa de manera estimulante en la induccin de la secrecin preovulatoria de LH (Putnam, 1991).

Segn la informacin de la que disponemos, a la fecha no existen estudios donde se analice la

participacin del nervio vago en la regulacin de la secrecin de P4, s esta participacin vara en

funcin de la hora y del da del ciclo estral; sin embargo, es posible que participe en la modulacin

de la respuesta de las clulas adrenocorticales a la ACTH.

23

Figura 1. Inervacin de la glndula adrenal. La glndula adrenal es inervada por fibras que se originan en neuronas

ganglionares (CG) localizadas en la regin subcortical, cortical y medular. Dichas neuronas envan proyecciones hacia la

corteza donde modulan la actividad de las clulas adrenocorticales. La inervacin extrnseca se origina a partir de fibras

postganglionares simpticas que se proyectan desde los ganglios simpticos (GS) y que inervan la corteza y a las

clulas cromafines de la mdula adrenal (CC) y a las CG (las cuales se proyectan de regreso a los nervios esplcnicos).

La inervacin preganglionar proviene de las neuronas simpticas preganglionares (NSP) localizadas en la columna

intermediolateral del cordn espinal a nivel T4-T12 y que se proyectan a la glndula va nervios esplcnicos. El nervio

vago provee la inervacin de tipo parasimptica, que se origina en el ganglio nodoso (GN) y el ncleo motor dorsal del

vago. La inervacin sensorial lleva informacin hacia neuronas localizadas en el ganglio de la raz dorsal. Algunos

axones ascendentes (AA) de las clulas ganglionares se proyectan hacia los nervios esplcnicos, por lo que es posible

que participen en la regulacin la actividad de dichos nervios. Tomada y modificada de Mravec, 2005.

IV. VINCULACIN DE LAS FUNCIONES REPRODUCTORAS CON LA ACTIVIDAD DEL EJE

HIPOTLAMO-HIPFISIS-ADRENAL

La existencia de una interaccin funcional entre el eje hipotlamo-hipfisis-ovario y el eje

hipotlamo-hipfisis-adrenal ha sido descrita por varios autores (Chrousos et al., 1998; Gerendai et

al., 2009; Magiakou et al., 1997; Toth et al., 2008; Whirledge y Cidlowski, 2010). Estudios realizados

24

con la inoculacin de virus neurotrpicos dentro de la glndula adrenal y ovario, muestran que hay

neuronas localizadas en la mdula ventrolateral, NTS, ncleo caudal del rafe, clulas

noradrenrgicas del grupo A5 y NPV que reciben informacin nerviosa de las adrenales y los ovarios

(Toth et al., 2008).

Los glucocorticoides son los efectores finales de la va humoral del eje hipotlamo-hipfisis-

adrenal. Los efectos del aumento de la concentracin plasmtica de los glucocorticoides sobre la

secrecin de gonadotropinas dependen en mucho del modelo experimental que se use para su

estudio. Segn Mahesh y Brann (1998) los efectos estimulantes o inhibitorios de la activacin del eje

hipotlamo-hipfisis-adrenal dependen de dos variables: 1) del tiempo de exposicin al estresor o al

aumento endgeno o exgeno de ACTH, de corticosteroides o ambos, puesto que la exposicin

prolongada a estos factores ocasiona la supresin de la secrecin de gonadotropinas, mientras que

la exposicin aguda tiene un efecto de tipo estimulante y 2) de la estimulacin previa con

estrgenos, la cual es esencial para ejercer un efecto estimulante sobre la secrecin de

gonadotropinas (Mahesh y Brann, 1998).

Los glucocorticoides estimulan la secrecin preovulatoria de FSH y LH (Mahesh y Brann,

1992) y modulan de manera estimulante la respuesta del ovario a las gonadotropinas (Mandl, 1954).

En la rata adulta la adrenalectoma ocasiona la disminucin en el nmero de folculos antrales, el

peso de los ovarios y aumento el ndice de atresia folicular. La estimulacin con gonadotropina del

suero de la yegua preada (PMSG, por sus siglas en ingls) en animales con adrenalectoma no

modifica el peso de los ovarios ni la dinmica del compartimiento folicular; sin embargo, la

estimulacin con cortisona restablece estos parmetros. En la rata pber el efecto de la inyeccin de

hCG sobre el peso de los ovarios y nmero de folculos en desarrollo es bloqueado por la extirpacin

de las glndulas adrenales y restablecido por la estimulacin con cortisona. Por ello, la autora

sugiere que la cortisona modula de manera estimulante la respuesta del ovario a las gonadotropinas

(Mandl, 1954).

En el tejido ovrico los glucocorticoides modulan de manera inhibitoria la respuesta

inflamatoria del tejido ovrico durante la ovulacin (Hillier y Tetsuka, 1998; Michael et al., 2003) por

sus efectos inhibitorios sobre la expresin de la COX-2 y fofolipasa A, enzimas limitantes en la

sntesis de prostaglandinas (Goppelt-Struebe, 1997). Estos resultados nos sugieren que las

25

adrenales participan de manera estimulante en la regulacin de la actividad del eje hipotlamo-

hipfisis-ovario.

En la rata ovariectomizada estimulada previamente con estrgenos, la inyeccin de un

corticosteroide sinttico (triamcinolona acetonida) o de un corticoide natural (deoxicorticosterona)

estimula la secrecin de gonadotropinas, efecto que se asemeja a la secrecin preovulatoria de FSH

y LH estimulada por la inyeccin de P4 (Brann et al., 1990). Los corticosteroides estimulan de

manera preferencial la secrecin de FSH por sus efectos inhibitorios sobre la transcripcin de la

inhibina (Tbar et al., 2000; Tohei y Kogo, 1999), folistatina (Tbar et al., 2000) y por la estimulacin

de la transcripcin de la subunidad de la FSH (McAndrews et al., 1994). Esto explicara los efectos

inhibitorios de la adrenalectoma bilateral sobre el desarrollo folicular y la ovulacin (Mahesh y

Brann, 1992; Peppler y Jacobs, 1976; Pimentel, 2011; Velasco, 2007).

En la rata de 27 das de edad, la inyeccin subcutnea de un glucocorticoide sinttico

(dexametasona) aumenta la respuesta ovulatoria cuando los animales son estimulados

secuencialmente con gonadotropinas. Los autores sugieren que los glucocorticoides estimulan el

desarrollo folicular por medio de los efectos mediados por la prolactina o por la inhibicin de la

expresin de factores atretognicos durante el desarrollo folicular (Rockwell y Koos, 2009).

En el ovario la actividad biolgica de los glucocorticoides es regulada por la actividad

enzimtica 11-hidroxiesteroide deshidrogenasa (11-HSD). La isoforma 1 (11-HSD1) promueve la

activacin de los glucocorticoides biolgicamente inactivos a cortisol o corticosterona. La isoforma 2

(11-HSD2) inactiva a los glucocorticoides y los transforma en cortisona o 11-dehidrocorticosterona

(Michael et al., 2003).

La 11-HSD1 y su RNAm se expresan en una mayor concentracin en los ovocitos de los

folculos preovulatorios. La transcripcin del RNAm que codifica a esta enzima es inhibida durante la

disrupcin de la meiosis y durante la segunda divisin meitica del embrin de dos clulas. Por ello

se sugiere que la corticosterona participa de manera estimulante en la maduracin meitica del

ovocito (Benediktsson et al., 1992).

La exposicin a factores aversivos o estresantes (fsicos, inmunolgicos o fisiolgicos)

durante periodos de evaluacin crnicos o agudos (Whirledge y Cidlowski, 2010) provoca el

aumento en la concentracin de glucocorticoides, el cual se asocia con la supresin de las funciones

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reproductoras (Breen et al., 2012; Chrousos et al., 1998; Whirledge y Cidlowski, 2010). La inyeccin

de glucocorticoides o la estimulacin de la secrecin endgena por exposicin a estrs ocasionan la

disminucin en la concentracin de gonadotropinas (Baldwin et al., 1974; Dubey y Plant, 1985;

Johnson et al., 1982; Suter y Schwartz, 1985). A nivel hipotalmico los glucocorticoides inhiben la

actividad de las neuronas GnRHrgicas, por medio de la estimulacin de la expresin del ortlogo de

la hormona inhibidora de las gonadotropinas (GnIH, por sus siglas en ingls) (Kirby et al., 2009). La

GnIH hiperpolariza las neuronas GnRHrgicas localizadas en el ncleo dorsomedial del hipotlamo y

POA y a nivel hipofisario, inhibe la respuesta del gonadotropo a la GnRH (Kirby et al., 2009) y la

transcripcin de la subunidad de la LH (LH) (Breen et al., 2012). Los efectos de los

glucocorticoides en el hipotlamo y la hipfisis son mediados por la expresin del receptor a

glucocorticoides tipo II (Attardi et al., 1997; Kononen et al., 1993).

En los ovarios, los glucocorticoides inhiben la secrecin de hormonas esteroides, estimulan

la apoptosis de las clulas foliculares, disminuyen la expresin del receptor a LH (Whirledge y

Cidlowski, 2010), la capacidad de unin a su ligando (Schoonmaker y Erickson G, 1983) y la

actividad de la enzima P450arom (Whirledge y Cidlowski, 2010).

El modelo del animal con adrenalectoma es utilizado en la evaluacin de la participacin de

las glndulas adrenales sobre la regulacin de las funciones reproductoras. Segn Peppler y Jacobs

(1976) la adrenalectoma bilateral disminuye el desarrollo folicular. Estudios en nuestro laboratorio

han mostrado que la P4 de origen adrenal estimula la secrecin preovulatoria de LH, la ovulacin

(Pimentel, 2011; Velasco, 2007), y la sensibilidad del ovario a las gonadotropinas (Flores et al.,

2008). Estos resultados nos sugieren la existencia de interacciones funcionales entre el eje

hipotlamo-hipfisis-ovario y los productos de secrecin de las glndulas adrenales, los cuales

participan activamente en la regulacin de las funciones ovricas.

V. PARTICIPACIN DEL NERVIO VAGO EN LA REGULACIN DE LAS FUNCIONES

REPRODUCTORAS

El nervio vago est formado por fibras motoras, parasimpticas y sensoriales. Las fibras motoras y

parasimpticas se originan en el ncleo motor dorsal del vago (NMDV) y ncleo ambiguo (Amb),

mientras que el soma de las fibras sensoriales se localiza en el ganglio superior o yugular e inferior o

nodoso (ste ltimo es tambin conocido como ganglio sensorial vagal o plexiforme). Los axones de

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las neuronas sensoriales establecen sinapsis con el NTS y con el ncleo espinal del nervio

trigmino, por lo que se ha considerado que estos dos ncleos tambin originan al nervio vago

(Martin et al., 2001). Las fibras de los nervios vago transportan alguno o algunos de los siguientes

neurotranmisores: SS, SP, VIP, NPY, CGRP, NA, gastrina y AChE (Berthoud y Powley, 1996; Dissen

y Ojeda, 1999; Gilbert et al., 1980; Ondicova y Mravec, 2010).

La inoculacin del virus de la pseudorabia en el ovario izquierdo muestra el marcaje de

neuronas localizadas en el tallo cerebral, diencfalo y en el cordn espinal. S se realiza la seccin

del nervio vago izquierdo el marcaje desaparece en el rea postrema, NTS, Amb, complejo dorsal

vagal, clulas del grupo A7, ncleo de Barrington, locus cerulus y en el hipotlamo dorsal. Por ello,

los autores sugieren que en el animal intacto los nervios vago son un va neural de comunicacin

entre los ovarios y el sistema nervioso central (Gerendai et al., 2000).

Segn Burden y Lawrence (1978) los nervios vago inervan la regin hiliar y medular del ovario. La

vagotoma subdiafragmtica es uno de los modelos utilizados para dilucidar la participacin del

nervio vago en la modulacin de la respuesta del ovario a las gonadotropinas.

El efecto de la seccin de ambos nervios vago no es la sumatoria de la seccin del vago

izquierdo ms la del derecho. As, la vagotoma bilateral, realizada en la rata adulta, provoca la

menor concentracin de LH, disrupcin de la ciclicidad estral (Allen et al., 1985; Burden et al., 1981)

y bloqueo de la induccin de la pseudopreez (Burden et al., 1981). En el animal prepber, la

vagotoma bilateral resulta en una menor concentracin de E2, mayor concentracin de andrgenos

y retraso en la edad de apertura vaginal, lo que nos sugiere que el nervio vago participa en la

regulacin de la actividad del compartimiento tecal, intersticial y posiblemente en la actividad de la

enzima aromatasa (Ojeda et al., 1983). Veinticuatro a 48 horas despus de la seccin de ambos

nervios vago realizada en el da del proestro, aumenta el nmero de folculos secundarios, los cuales

se vuelven atrsicos 96 horas despus de la ciruga (Leonard et al., 1984).

La vagotoma uni o bilateral realizada a los 24 o 28 das de edad resulta en un retraso del

inicio de la pubertad y en una menor concentracin de E2. A los 24 das de edad la vagotoma uni o

bilateral no modifican la cuota ovulatoria. A los 28 das, la vagotoma bilateral resulta en mayor

nmero de ovocitos liberados y en una menor concentracin de P4. Por ello, los autores sugieren

que la interrupcin de la inervacin ovrica afecta la regulacin de las funciones ovricas por el

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sistema nervioso central y que los efectos varan de acuerdo a la edad en la que se realiz la

denervacin vagal (Morales-Ledesma et al., 2004).

La vagotoma bilateral evaluada de 25 a 40 das despus de la ciruga ocasiona un mayor

nmero de ovocitos liberados y mayor nmero de folculos secundarios. Por ello, se sugiere que el

nervio vago modula de manera inhibitoria la respuesta del ovario a las gonadotropinas (Cruz et al.,

1986). En los animales estimulados secuencialmente con gonadotropinas, la seccin del de ambos

nervios vagos ocasiona menor nmero de ovocitos liberados (Cruz et al., 1986). Estos resultados

nos sugieren que el nervio vago modula de manera estimulante la respuesta del ovario a las

gonadotropinas exgenas.

Los efectos de la seccin unilateral del nervio vago dependen del tiempo de evolucin de los

animales y del da del ciclo estral en el que se realice la ciruga. La vagotoma derecha realizada en

el da del estro y evaluada 4 das despus de la ciruga result en mayor nmero total de ovocitos

liberados sin modificaciones en el nmero de animales ovulantes. La vagotoma izquierda provoca

menor nmero total de ovocitos liberados, sin modificaciones en la tasa de animales ovulantes. Si

los efectos de la vagotoma se evalan 20 das despus de la ciruga, la seccin derecha del nervio

vago resulta en un menor nmero de animales ovulantes. La vagotoma izquierda result en un

menor nmero de animales ovulantes y en menor nmero de ovocitos liberados por el ovario

izquierdo. Con base en estos resultados, los autores sugieren 1) que la informacin que transcurre

por el nervio vago izquierdo es diferente a la que lo hace por el nervio vago derecho, y que 2) los

efectos de la seccin unilateral del nervio vago dependen del tiempo de evolucin de los animales

(Snchez., 1986).

Segn Chvez y colaboradores (1989) los efectos de la seccin unilateral del nervio vago

sobre la ovulacin y ciclicidad estral dependen del 1) nervio vago seccionado y del 2) da del ciclo

estral en el que se realice la ciruga. La vagotoma unilateral realizada en el da del estro o diestro-1

resulta la prdida de la ciclicidad estral. La vagotoma izquierda realizada en el da del estro o

diestro-1 result en un menor nmero de ovocitos liberados por el ovario izquierdo. La vagotoma

derecha no modific la cuota ovulatoria. Los autores sugieren que durante la primera mitad del ciclo

estral (estro y diestro-1), el ovario izquierdo requiere de la presencia del nervio vago izquierdo para

mantener la respuesta ovulatoria, que el ovario izquierdo es ms sensible a las manipulaciones

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neurales que lo que lo es el derecho y que la participacin del nervio vago vara en funcin del da

del ciclo estral (Chvez et al., 1989).

En animales adultos, la adrenalectoma unilateral seguida de la seccin bilateral del nervio

vago resulta en menor nmero de animales ovulantes, efecto que es ms evidente cuando esta

ciruga se realiza en el da del diestro-2 o estro (Guzmn, 2011). Nosotros sugerimos que los efectos

de la seccin del nervio vago en el animal con adrenalectoma sobre el nmero de animales

ovulantes es el resultado de la disminucin en la secrecin de GnRH, LH, FSH, de la disminucin en

la capacidad de respuesta del folculo a las gonadotropinas o de ambas.

En este estudio se analiz la posibilidad de que la seccin del nervio vago, en animales con

adrenalectoma izquierda o derecha, modifique la capacidad de respuesta de los folculos a las

gonadotropinas.