8.5 Experiment and Performance Evaluation
8.5.3 Discussions on Tagging Experiments
bles en los años siguientes a la menarquia y en los precedentes a la menopausia.
Se producen importantes cambios mor- fológicos y hormonales en el eje hipotála- mo-hipofisoovárico y en los órganos del apa- rato reproductor durante el ciclo menstrual normal. Estos cambios son progresivos, su- cesivos y dependientes entre sí; y son tan marcados que permiten dividir el ciclo mens- trual normal en las 3 fases siguientes:
Fase folicular Fase ovulatoria Fase luteal
Comienza con el inicio de la menstrua- ción y termina 1 a 2 días antes del pico ovu- latorio de LH. Es la fase más variable del ciclo ovárico y la variación de la duración del ciclo generalmente depende de cambios en la duración de esta fase. El evento hormo- nal determinante en esta etapa es la eleva- ción progresiva de los niveles de FSH en la fase folicular temprana, que comienza des- de los días finales del ciclo precedente. Este estímulo inicial es esencial para que se pro- duzca un ciclo ovárico normal y niveles in- adecuados de FSH en este momento pueden ser responsables de un desarrollo folicular deficiente, lo que ocasionará trastornos de la ovulación y de la fase luteal.
Los niveles de E2 permanecen bajos en la fase folicular temprana; pero aproxima- damente unos 8 días antes del pico de LH hay un aumento gradual del E2, que se ace- lera antes de la ovulación hasta alcanzar sus niveles máximos preovulatorios el día an- tes del pico de LH. Antes de la ovulación, hay una caída brusca de los niveles de E2, pero sus niveles vuelven a aumentar duran- te la fase luteal y alcanzan su acmé en la mitad de la fase luteal, cuando se alcanza el máximo desarrollo del cuerpo lúteo, alre- dedor del octavo día después del pico de LH. Durante la fase lútea, el E2 mantiene valores en meseta, pero comienza a declinar en la fase luteal tardía y alcanza su nadir al co- menzar la menstruación en la fase folicular temprana. (Fig. 14.6).
Fig. 14.6. Esquema de la secreción de estradiol durante el ciclo menstrual. Días según el día del pico de LH = día 0.
Fase ovulatoria o periovulatoria
Es la fase más convencional del ciclo menstrual. El evento central es el pico ovu- latorio de LH y la consecuente ovulación. Se extiende desde 1 a 2 días antes, hasta 1 a 2 días después del pico ovulatorio de LH. En esta fase se produce la ruptura folicular y la extrusión del óvulo.
A medida que se acerca la ovulación, se producen cambios mecánicos y vasculares que dan lugar a extravasación de células sanguíneas y edema del tejido folicular. Por otra parte, se liberan varios factores auto- crinos/paracrinos que inducen la madura- ción del ovocito y producen una disolución del colágeno de la teca, de la matriz extra- celular y de la túnica albugínea, lo que faci- lita la ruptura del folículo.27-30
Fase lútea
A medida que transcurre la fase luteal, las células comienzan a presentar cambios morfológicos y signos de regresión en au- sencia de embarazo, como: desorganización y fragmentación del retículo endoplásmico liso; alteración de las mitocondrias; aumento de las gotas lipídicas ubicadas especialmen- te en la periferia de la célula, y pérdida de las microvellosidades de la superficie de la célula. Finalmente, el cuerpo lúteo se con- vierte en una estructura acelular de tejido fibroso conectivo. Esta cicatriz hialina se co- noce como cuerpo albicans.
Pueden detectarse pequeñas concentra- ciones de P durante la fase folicular. Sus niveles aumentan ligeramente durante el pico ovulatorio y marcadamente con la for- mación del cuerpo lúteo después de la ovu- lación aumentan. Alcanzan sus valores máximos unos 5 a 8 días después de la ovu- lación y descienden nuevamente durante los 4 últimos días de la fase luteal, momento en que se produce la regresión del cuerpo lúteo. Si se produce el embarazo, el estímu- lo de la hCG mantiene el cuerpo lúteo y la P con niveles similares a los de la fase lútea media (Fig. 14.7).
Comienza con la extrusión del óvulo y dura normalmente un promedio de 14 días (rangos 11 a 16 días). Se caracteriza anató- micamente por la presencia del cuerpo lúteo y funcionalmente por la producción de P. Durante esta fase, se produce la luteiniza- ción de las células del folículo colapsado y un marcado incremento de la producción de E2 y P, que inducen cambios característicos del endometrio y lo preparan para la im- plantación del embrión. Si no ocurre el embarazo, se produce la luteólisis, caen los niveles de E2 y P, se produce la menstrua- ción y se inicia un nuevo ciclo ovárico.
Cualquier trastorno en la secreción hor- monal o en los factores autocrinos y para- crinos que regulan el funcionamiento del eje hipotálamo-hipofisoovárico, en cualquier ni- vel del eje, puede alterar el ciclo menstrual y el proceso reproductivo. Por ello, es
Fig. 14.7. Esquema de la secreción de progesterona durante el ciclo mens- trual. Día del pico de LH = día 0.
sumamente importante conocer su control
endocrino, autocrino y paracrino. es sumamente complejo. De hecho, el feed-El control hormonal del ciclo menstrual
back o mecanismo de retroalimentación del
ovario es el más complejo del organismo y muchos aspectos de su funcionamiento no se conocen con exactitud. Analizaremos globalmente el eje, para luego considerar con más detalle cada uno de los factores que intervienen en él (Fig. 14.8).
Las células de la granulosa preantrales sintetizan E2, P y cantidades limitadas de andrógenos. Por acción de la FSH, liberada
Fig. 14.8. Mecanismos de retroalimentación del eje gonadal. E2: Es- tradiol. FSH: Hormo- na foliculoestimulante. Gn-RH: Hormona libe- radora de gonadotro- pinas. LH: Hormona luteinizante. P: Pro- gesterona.
Las hormonas ováricas junto con facto- res autocrinos y paracrinos modulan el de- sarrollo folicular y la liberación de gonado- tropinas a nivel hipotálamo-hipofisario. Aunque el hipotálamo es un área integra- dora por excelencia, todo parece indicar que el ovario marca la pauta en la regulación de su propio eje.
Control endocrino del eje hipotálamo- hipofisoovárico
a su vez por la secreción pulsátil de la hor- mona hipotalámica liberadora de gonadotropina (Gn-RH), aumenta el núme- ro de los receptores para la propia FSH en las células de la granulosa y comienza la proliferación celular y la producción de es- trógenos en estas células. Los estrógenos potencian el efecto de la FSH sobre sus pro- pios receptores de las células de la granulo- sa y se produce un rápido incremento de és- tos, lo que hace aún más sensible a las célu- las a la acción de la FSH. Con la maduración del folículo, aumenta la secreción de estró- genos e inhibina. Los primeros inhiben la secreción de FSH y LH. La segunda tiene un efecto de retroalimentación negativa sobre la secreción de FSH.
Cuando los niveles de estrógenos alcan- zan los valores preovulatorios, tienen un efecto de feedback positivo en este momento e inducen pulsos más rápidos y de mayor amplitud de Gn-RH, lo que provoca el pico ovulatorio de gonadotropinas y la ruptura folicular. Tras la ruptura del folículo se for- ma el cuerpo lúteo y aumenta la secreción de estrógenos y P, que inhiben la secreción de gonadotropinas hipofisarias. Hacia el fi- nal de la fase lútea e inicio de la fase folicu- lar del siguiente ciclo, se produce la luteóli- sis, caen los niveles de estrógenos y P, y aumenta la secreción de FSH que inicia un nuevo ciclo menstrual.
Luego de esta visión global del eje ová- rico, consideraremos en las secciones si- guientes cada uno de los elementos esen- ciales del mismo, tales como: el hipotálamo y las hormonas liberadoras de gonadotro- pinas hipofisarias (Gn-RH); la hipófisis y las gonadotropinas hipofisarias, y finalmente, el ovario y las hormonas ováricas esteroi- deas y glucoproteicas.
hormonales del folículo en desarrollo. Sus proyecciones axonales alcanzan la eminen- cia media del hipotálamo mediobasal, o área hipofisotrópica hipotalámica, donde liberan de forma pulsátil su contenido en la red ca- pilar de la circulación portal hipotálamo- hipofisaria, que las transporta a la hipófisis anterior.
Al parecer, los pulsos de liberación de Gn-RH se generan en el núcleo arcuato, pues la secreción de gonadotropinas desaparece tras su destrucción, pero no con su desconexión del hipotálamo medio ba- sal. La liberación en forma pulsátil de Gn- RH es esencial para la secreción de las go- nadotropinas hipofisarias. Si se destruye el núcleo arcuato, no se restablece su libera- ción si la Gn-RH se administra en forma continua o con pulsos poco frecuentes.31,32
La eminencia media hipotalámica pue- de ser el punto de acción de las hormonas, neurotransmisores y neuropéptidos que controlan la liberación de Gn-RH. La apli- cación local de E2 en el núcleo hipotalámico ventromedial estimula el pico de Gn-RH y esta acción de los estrógenos parece deter- minante en la generación de los pulsos ovu- latorios de Gn-RH.31 Las altas concentracio- nes de estrógenos aumentan la amplitud de los pulsos de secreción de gonadotropinas y estimulan su liberación interpulsos, lo que aumenta unas 40 veces sus concentraciones basales durante el pico ovulatorio de las gonadotropinas. 33-35
En la hipófisis, la Gn-RH se une a su re- ceptor en las células gonadotropas, cuya densidad es regulada por los estrógenos, la P y la propia Gn-RH. En respuesta al estí- mulo pulsátil de la Gn-RH hipotalámica, se produce una liberación pulsátil de LH y FSH en la hipófisis.25,36-38
Las células gonadotropas tienen también receptores de membrana para los estróge- nos y la respuesta hipofisaria a la Gn-RH depende de la concentración y del tiempo de exposición al E2. Este tiene un efecto inhi- bidor sobre el hipotálamo y la hipófisis la mayor parte del ciclo menstrual. Sin embar- go, cuando los estrógenos alcanzan valores preovulatorios tienen un efecto de retroali- mentación positiva, que induce el pico de La Gn-RH es un decapéptido producido
por las neuronas hipotalámicas peptidérgi- cas, localizadas principalmente en el núcleo arcuato del hipotálamo. Estas neuronas in- tegran el estímulo neuronal que llega de los centros nerviosos superiores y las señales
Hormona hipotalámica liberadora de gonadotropinas hipofisarias (Gn-RH)
gonadotropinas responsable de la ovula- ción. El efecto de retroalimentación de la P también se ejerce a nivel hipotalámico y so- bre la hipófisis. Esta hormona puede inhi- bir la liberación de Gn-RH por acción hipotalámica y la secreción de gonadotro- pinas por acción hipofisaria durante la fase luteal.
El patrón secretorio de Gn-RH y de go- nadotropinas cambia en las distintas fases del ciclo menstrual, dependiendo de dife- rentes mecanismos neuroendocrinos en los que interviene de forma determinante la in- tegración de señales neurosecretorias cen- trales y hormonales periféricas, originadas en las neuronas y los tejidos diana, respecti- vamente. Las aminas neurotransmisoras y los péptidos opiáceos endógenos son los principales productos neurosecretorios que influyen en la liberación de la Gn-RH.
Aminas neurotransmisoras. Las neuro- nas bioaminérgicas o primera neurona neurosecretora, producen aminas con acti- vidad biológica y su función esencial es interrelacionar los estímulos externos con las neuronas peptidérgicas, o segunda neu- rona neurosecretora, que producen polipépti- dos hormonales hipotalámicos reguladores de la función hipofisaria. Las neuronas bioaminérgicas se clasifican según el tipo de la amina biológica que producen. Las vías bioaminérgicas conocidas son: la vía noradrenérgica, neuronas productoras de norepinefrina o noradrenalina; la vía adre- nérgica, neuronas productoras de epinefri- na o adrenalina; la vía serotoninérgica, neuronas productoras de serotonina; la vía gabaérgica, neuronas productoras de ácido γ-aminobutírico (GABA); la vía dopaminér- gica, neuronas productoras de dopamina, y la vía colinérgica, neuronas productoras de acetilcolina.39
De manera general, la norepinefrina es- timula la liberación de Gn-RH, mientras que el GABA y la serotonina la inhiben. La no- repinefrina puede suprimir el efecto inhibi- dor ejercido por las neuronas gabaérgicas y parece ser el neurotransmisor responsable del pico de LH inducido por el efecto de feed-
back positivo del incremento preovulatorio
de los estrógenos.40
Desde que Kamberi, 41 demostró que la inyección de dopamina en el tercer ventrí- culo aumentaba marcadamente la concen- tración de Gn-RH en la sangre portal hipofi- saria y la concentración de LH en la sangre periférica, se han realizado múltiples y con- tradictorias investigaciones para precisar su participación en la liberación de las gona- dotropinas. Al parecer, existe una vía inhi- bidora de la secreción de Gn-RH formada por el sistema dopaminérgico tuberoinfun- dibular (TIDA), cuyas neuronas están loca- lizadas en el núcleo arcuato y sus axones se dirigen hacia la eminencia media, y otra estimuladora, que parte de la región dorsal del hipotálamo medio basal.42-45
Péptidos opiáceos endógenos. Las endor- finas son pequeños péptidos derivados de la β-lipotropina y que tienen actividad simi- lar a la morfina. La localización de recepto- res de los opiáceos en las neuronas dopami- nérgicas y la inhibición de la liberación de dopamina por las endorfinas, indican que los opiáceos pueden elevar los niveles de PRL al disminuir la inhibición tónica de esta hormona ejercida por la dopamina. La in- yección intravenosa de β-endorfina durante la fase folicular temprana eleva los niveles de PRL y puede condicionar un descenso de la concentración de LH, dependiendo del tiempo de administración. Independiente- mente de su modo de acción, las endorfinas tienen efectos adversos sobre el eje gonadal y pueden afectar la secreción de las gonado- tropinas directamente, inhibiendo la activi- dad de la Gn-RH, o indirectamente median- te la inhibición de las neuronas noradrenér- gicas o las dopaminérgicas.
Los opiáceos endógenos tal vez partici- pen en la elevación del umbral de regula- ción del feedback gonadal, o gonadostato hipotalámico, que hace que se requieran mayores niveles de estrógeno para inhibir el eje. La elevación del umbral de retroalimen- tación negativa hace que se requieran mayo- res niveles de estrógeno circulante para in- hibir el eje durante la pubertad y, en conse- cuencia, circulan mayores niveles de E2 que inducen el desarrollo puberal.46
El incremento de la actividad de los opiá- ceos endógenos durante el estrés y el entre
namiento físico puede causar una ameno- rrea hipotalámica, debido a la elevación de los niveles de PRL y la inhibición de las go- nadotropinas. La naloxona, un bloqueador de los receptores celulares de los opiáceos endógenos, aumenta los niveles de LH en plasma de los hombres y en el de las muje- res después de la fase folicular temprana y durante la fase lútea. Se ha señalado que el efecto de los opiáceos endógenos depende del nivel de E2, debido a que la naloxona no libera LH en el período prepuberal, en la menopáusica, ni en la fase folicular tempra- na y por el hecho de que la administración de estrógenos a la mujer menopáusica res- tablece el efecto de la naloxona.43,45,46-48
Por otra parte, es posible que los opiá- ceos endógenos medien el efecto inhibidor del eje hipotálamo-hipofisogonadal produ- cido por el estrés, ya que la inyección intra- ventricular de naloxona puede bloquear la inhibición de la liberación de LH produci- da por la hormona liberadora de corticotro- pina (CRH). Sin embargo, y en contradic- ción con los hechos mencionados, algunos autores no hallan modificaciones en la libe- ración de LH con el bloqueo crónico de los opiáceos endógenos con naltrexona.48,49
La FSH y la LH son hormonas gluco- proteicas formadas por una cadena α común y una cadena β específica de cada hormo- na. Aunque la secreción pulsátil de Gn-RH es
Gonadotropinas hipofisarias
esencial para una función hipofisaria nor- mal, no está clara la importancia de la se- creción pulsátil de gonadotropina sobre el funcionamiento de los ovarios. Los pulsos de secreción de FSH son más difíciles de de- tectar que los de LH debido a su larga vida media y para evidenciarlos es necesaria una aproximación matemática. La secreción pulsátil de gonadotropinas varía con la edad, el sexo, el tipo de gonadotropina, las horas del día y con las fases del ciclo mens- trual. Está presente en los recién nacidos y disminuye a niveles prácticamente indetec- tables durante el período prepuberal. La pulsatilidad de la secreción de FSH es ma- yor que la de LH en las niñas y, viceversa, en el varón.
Los pulsos de gonadotropinas se produ- cen cada 70 a 100 min durante la mayor par- te del ciclo menstrual, aunque disminuyen hasta cada 3 a 4 h durante la parte media y final de la fase lútea. La amplitud del pulso es máxima durante el pico ovulatorio y mí- nima durante el final de la fase folicular. Los niveles crecientes de estrógenos disminuyen la amplitud de los pulsos de FSH al final de la fase folicular y los niveles elevados de P participan, en acción sinérgica con los es- trógenos, en la reducción de la frecuencia de los pulsos de gonadotropinas en la fase lútea. La secreción pulsátil de gonadotropinas pro- voca pulsos en la secreción ovárica de E2 en la fase folicular, y de E2 y P en la fase luteal50,51 (Fig. 14.9).
Fig. 14.9. Esquema de la secre- ción de FSH durante el ciclo menstrual. Día del pico de LH=día 0.
Durante la fase folicular temprana, los pulsos de secreción de LH aumentan su fre- cuencia debido a los niveles estrogénicos bajos que estimulan la liberación de Gn-RH. A medida que la fase folicular avanza y se elevan los niveles de estrógenos, disminu- ye la frecuencia de los pulsos de LH hasta alcanzar su nadir en la fase preovulatoria por efecto de feedback negativo. Durante el pico ovulatorio, la frecuencia y la amplitud de los pulsos de LH aumentan bruscamen- te por efecto de retroalimentación positiva de los estrógenos. El feedback positivo de los estrógenos con las gonadotropinas se pro- duce cuando los estrógenos alcanzan los ni- veles preovulatorios. Se produce en este momento un hecho excepcional en los me- canismos de retroalimentación, que deter- mina que los estrógenos estimulan, en lu- gar de inhibir, la frecuencia de los pulsos de Gn-RH y la liberación de gonadotropi- nas. Por otra parte, los estrógenos modulan la respuesta hipofisaria y hacen que duran- te esta etapa se libere mayor cantidad de LH que de FSH ante el estímulo de la Gn-RH52 (Fig. 14.10).
Los pulsos de gonadotropinas disminu- yen durante la fase luteínica por acción hipotálamo-hipofisaria de los estrógenos y de la P; pero al final de la fase luteínica y en la fase folicular temprana, se produce un aumento de la liberación de las gonadotro- pinas ante la caída brusca premenstrual de los estrógenos y la P.
Fig. 14.10. Esquema de la secre- ción de LH durante el ciclo mens- trual. Día del pico de LH=día 0
El efecto inhibidor o estimulador de los estrógenos parece depender de la modula-