Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de química Laboratorio de fisiología 2017-2
Práctica 10. Ciclo estral Grupo: 03 Realización: 09/05/17 Integrantes: ●
Alcaid Alc aidee Palapa Palapa Miriam Miriam _________ ____________ _______ ____ Firma
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Roél Roél Sánc Sánche hezz Ivonn Ivonnee _____ _______ _____ _____ ____ ____ Firma
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Sanche Sanchezz Bas Basurt urto o Arantx Arantxaa Citlal Citlalii ___ ______ _______ _______ ___ Firma
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Nieves Nie ves Martín Martínez ez Froil Froilán án Yair Yair ____ _______ ______ _______ ______ __ Firma
Introducción El ciclo estral es el tiempo que ocurre entre dos periodos estrales, también llamado celo o calor, en las ratas este ciclo dura entre 4-5 días (siendo el de 4 días él más frecuente). El ciclo estral está regulado por la interacción de varios órganos: entre ellos están el eje hipotálamo-hipófisis, el ovario y el útero. ●
Hipotálamo: Forma parte de la base del cerebro y sus neuronas producen la Hormona Liberadora de las Gonadotropinas o (GnRH); la GnRH se difunde a través de los capilares al sistema hipofisiario y de allí a las células de la hipófisis anterior, en donde su función es estimular la producción y secreción de las hormonas hipofisiarias Hormona Folículo Estimulante (FSH) y Hormona Luteinizante (LH) entre otras.
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Hipófisis: Consta de una parte anterior y otra posterior. La hipófisis anterior o adenohipófisis produce varios tipos de hormonas de las cuales la Hormona Folículoestimulante (FSH) y la Hormona Luteinizante (LH) cumplen un papel relevante en el ciclo estral. La FSH es la encargada del proceso de esteroideogénesis ovárica, crecimiento y maduración folicular y la LH es la que interviene en el proceso de ovulación, formación y mantenimiento del cuerpo lúteo (el folículo vacío, bajo la influencia de la LH de la adenohipofisis, experimenta cambios estructurales y bioquímicos para convertirse en un cuerpo lúteo o cuerpo amarillo). La hormona oxitocina, que también es producida en el hipotálamo, es almacenada en la adenohipofisis e intervendrá en los procesos de parto, bajada de la leche, transporte de esperma en el útero así como en el proceso de luteolisis o ruptura del cuerpo lúteo en el ovario.
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Ovario: Son glándulas que tienen básicamente dos funciones, una exocrina, que es la liberación de óvulos, y otra endocrina, que es la producción y secreción de hormonas. Entre las hormonas que producen los ovarios podemos citar los estrógenos o estradiol, la progesterona y la inhibina. Los estrógenos son hormonas esteroides producidas en el folículo ovárico y son los responsables de estimular la conducta sexual o de celo actuando sobre el sistema nervioso central del animal; además, tienen acción sobre otros órganos del aparato reproductivo como son las trompas de Falopio, el útero, la vagina y la vulva. Los estrógenos tienen un efecto de retroalimentación positiva sobre el hipotálamo produciendo la liberación de GnRH que a su vez inducirá la liberación de FSH y LH en la hipófisis anterior. La progesterona es también una hormona esteroide producida en el cuerpo lúteo por acción de la LH; es responsable de la preparación del útero para permitir la implantación del embrión y de mantener la gestación. Produce un efecto de retroalimentación negativa sobre el hipotálamo. La inhibina es una hormona proteica producida en el folículo que interviene en el mecanismo de regulación de la secreción de FSH y tiene un efecto de retroalimentación negativa sobre la hipófisis anterior produciendo una menor secreción de FSH.
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Útero: Produce la Prostaglandina F2α (PGF2α) la cual interviene en la regulación del ciclo estral mediante su efecto de lueteolisis o regresión del cuerpo lúteo. También interviene en los procesos de ovulación y parto.
El ciclo estral se compone de diferentes etapas o fases las cuales son: 1. Fase Folicular o de regresión del cuerpo lúteo (Proestro): La fase del proestro se inicia con la regresión del cuerpo lúteo del ciclo anterior o luteolisis y termina con el inicio del estro o celo; dura alrededor de 12 horas. Durante esta fase se pueden apreciar células epiteliales nucleadas y leucocitos en fase temprana en el frotis vaginal; el ovario se encuentra con desarrollo folicular y el útero estará distendido por el aumento de flujo sanguíneo y cúmulo de fluidos con una luz de 5mm, vulva inflamada y vagina seca con un pH de 5,4 aproximadamente. 2. Fase Periovulatoria (Estro y Metaestro): El estro se define como un periodo de actividad y receptividad sexual en donde el signo principal es que el animal se mantiene en pie y quieto al ser montado por otro. También se observa, entre otros signos, inquietud, inflamación de la vulva, secreción de moco claro y transparente que sale por la vulva (Shearer, 2003). Los signos de estro ocurren gracias a la presencia de los estrógenos provenientes del folículo. En cierto momento los niveles de estrógenos son lo suficientemente altos en concentración y duración como para inducir los síntomas de celo o calor (Wiltbank et al., 2002), asi como para incrementar las contracciones del tracto reproductivo facilitando el transporte del esperma y del ovulo. La duración aproximada en la rata es de 12 horas, se puede apreciar la vulva inflamaday las paredes de la vagina muestran un aspecto seco, blanquecino y lustroso, el pH vaginal es de 4,2 aproximadamente. En el frotis vaginal se observan células nucleadas (75%) cornificadas (25%). En el ovario aparecen folículos grandes y óvulos casi maduros. Al final del estro aparecen células planas nucleadas en el frotis vaginal y el flujo se hace abundante y caseoso. Inmediatamente después de finalizado el celo se inicia el metaestro, en el caso de las ratas hay dos metaestros; el metaestro I tiene una duración aproximada es de 15 horas en la rata. Durante este metaestro ocurre la ovulación múltiple y espontánea debido al aumento de LH. El pico de LH determina el final de la liberación de estrógenos y el comienzo de secreción de progesterona que induce el comportamiento materno y la secreción uterina. En esta fase temprana del metaestro se aprecia la vulva inflamada, la vagina con cúmulos caseosos y el fluido vaginal caseoso y abundante con células pavimentosas. El metaestro II Dura aproximadamente 6 horas. Vulva normal, en él se aprecia la vagina con paredes húmedas y el frotis muestra células cornificadas y leucocitos. Los óvulos se hallan en el oviducto. 3. Fase Luteal (Diestro): Esta fase se caracteriza por la presencia y dominio del cuerpo luteo en el ovario y la producción de progesterona, y está regulada por las secreciones de la glándula pituitaria anterior, útero, ovario y la presencia de un embrión (Niswender et al., 1976 citado por Lamb et al., 2009). Tiene una duración aproximada 57 horas, el frotis muestra células epiteliales y leucocitos. El ph vaginal es de 6,1 y la luz uterina es de 2,5 mm.
Hipótesis:
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Las células observadas al microscopio nos indicarán en qué fase del ciclo estral se encuentra la rata.
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Las células que te tiñan de rojo serán las que no posean núcleo y las células que se tiñan de azul serán aquellas que sí posean núcleo.
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Objetivos ●
Conocer el ciclo reproductivo de la rata y distinguir entre sus distintas fases.
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Aprender a identificar las características citológicas de cada etapa del ciclo estral y su observación en el microscopio comparando con lo reportado.
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Asimismo, ser capaz de asociar los cambios observados en los frotis vaginales con eventos endocrinos concretos.
Resultados
Rata #1
Rata #2
Peso (g)
180.3 g
193.5 g
Peso uterino
0.394 g
0.457 g
Fase
Observaciones
Rata #1
Diestro
En la examinación de la muestra se notan dos coloraciones, una azul y otra roja. Con una mayor cantidad de tonalidad de rojo, representa un elevado número de leucocitos característico de su fase.
Rata #2
Estro
Se observa solo coloración en la muestra de color rojo, sin presencia de color azul, que indica núcleos. Nos señala células epiteliales sin núcleo.
Imagen 1. muestra de las células
Imagen 2. muestra de células en la fase estro
epiteliales de la rata
Imagen 3. muestra de células en la fase diestro
Imagen 4. Observación del útero. Podemos ver que la rata experimental no se define bien el útero pero es visible, en la segunda imagen podemos hacer un zoom y vemos cómo es el útero de la rata con coloración rosa.
Imagen 5. Observación del ovario. Lo mismo pasa en nuestra rata experimental, no se alcanza a distinguir bien los ovarios, al hacer un zoom en la imagen de a lado podemos ver que los ovarios son pequeños y rojizos y rugosos. ●
Análisis de resultados
1. Obtención del frotis vaginal El frotis vaginal detecta los cambios que sufre el epitelio vaginal, en respuesta a las hormonas sexuales, con lo cual es posible determinar la fase del ciclo estral. Una vez obtenida la muestra del frotis vaginal, y haciendo la asimilación con los resultados obtenidas de ella, se confirma la fase estral en la que se encontraba nuestra rata. Siendo la fase diestro para la rata #1, donse se puede encontrar moco, menos células que en otros estados, predominantemente leucocitos acompañado de células epiteliales nucleadas ocasionales; y la fase estro para la rata #2 encontrando así abundantes células cornificadas, escasas células epiteliales nucleadas.
2. Características del útero y ovarios dependientes de la etapa del ciclo estral Observamos vulva inflamada. Vagina paredes de aspecto seco, blanquecino y lustroso. Ovario con foliculos grandes y óvulos casi maduros. En este periodo los estrógenos son los responsables del comportamiento de la hembra. Con las imágenes 4 y 5 podemos ver las características del útero y los ovarios. Donde vemos que el útero que tienen las ratas poseen dos cuellos uterinos, comunicadas entre sí por una vagina mientras los ovarios observamos que son pequeños, rugosos y rojizos.
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Discusión de resultados
1. Obtención del frotis vaginal El ciclo estral está regulado por la interacción de varios órganos: entre ellos están el eje hipotálamo, hipófisis, el ovario y el útero. La figura 1 muestra un esquema simplificado de cómo los órganos y hormonas actúan durante el ciclo estral. Las hormonas sirven como mensajeros químicos que viajan por la sangre hacia órganos y tejidos específicos que contienen receptores para hormonas específicas y que regulan las fases del ciclo estral (Lamb et al., 2009).
HIPOTÁLAMO. Forma parte de la base del cerebro y sus neuronas producen la Hormona Liberadora de las Gonadotropinas o (GnRH); la GnRH se difunde a través de los capilares al sistema hipofisiario y de allí a las células de la hipófisis anterior, en donde su función es estimular la producción y secreción de las hormonas hipofisiarias Hormona Folículo Estimulante (FSH) y Hormona Luteinizante (LH) entre otras.
HIPÓFISIS. Consta de una parte anterior y otra posterior. La hipófisis anterior o adenohipófisis produce varios tipos de hormonas de las cuales la Hormona Folículo estimulante (FSH) y la Hormona Luteinizante (LH) cumplen un papel relevante en el ciclo estral. La FSH es la encargada del proceso de esteroidogénesis ovárica, crecimiento y maduración folicular y la LH es la que interviene en el proceso de ovulación, formación y mantenimiento del cuerpo lúteo. La hormona oxitocina, que también es producida en el hipotálamo, es almacenada en la adenohipófisis e intervendrá en los procesos de parto, bajada de la leche, transporte de esperma en el útero así como en el proceso de luteólisis o ruptura del cuerpo lúteo en el ovario.
OVARIOS. Son glándulas que tienen básicamente dos funciones: una exocrina, que es la liberación de óvulos, y otra endocrina, que es la producción y secreción de hormonas. Entre las hormonas que producen los ovarios podemos citar los estrógenos o estradiol, la progesterona y la inhibina. Los estrógenos son hormonas esteroides producidas en el folículo ovárico y son los responsables de estimular la conducta sexual o de celo actuando sobre el sistema nervioso central del animal; además, tienen acción sobre otros órganos del aparato reproductivo como son las trompas de Falopio, el útero, la vagina y la vulva. Los estrógenos tienen un efecto de retroalimentación positiva sobre el hipotálamo produciendo la liberación de GnRH que a su vez inducirá la liberación de FSH y LH en la hipófisis anterior (Figura 1). La progesterona es también una hormona esteroide producida en el cuerpo lúteo por acción de la LH; es responsable de la preparación del útero para permitir la implantación del embrión y de mantener la gestación. Produce un efecto de retroalimentación negativa sobre el hipotálamo (Figura 1). La inhibina es una hormona proteica producida en el folículo que interviene en el mecanismo de regulación de la secreción de FSH y tiene un efecto de retroalimentación negativa sobre la hipófisis anterior produciendo una menor secreción de FSH.
ÚTERO. Produce la Prostaglandina F2α (PGF2α) la cual interviene en la regulación del ciclo estral mediante su efecto de luteolisis o regresión del cuerpo lúteo. También interviene en los procesos de ovulación y parto. Después de todo lo anterior y una vez obtenida la muestra del frotis vaginal, y haciendo la comparación con los resultados obtenidos de ella, se confirma la fase estral en la que se encontraba la rata ya que presentaba todos los signos y comportamientos endocrinológico del ciclo estral. En las características del útero, vemos que las ratas poseen dos cuellos uterinos, comunicadas entre sí por una vagina, al hacer esta descripción y relacionarlo con las imágenes mostradas en los resultados (Imagen 4 y 5) se confirma lo mencionado. Con el peso uterino de la rata podemos ver su peso por cada 100 gramos.
( ) = 0.218 g por cada 100 g Rata 2: 0.457 ( ) = 0.236 g por cada 100 g Rata 1: 0.394 g
100 g 180.3 g
100 g 193.5
Mientras tanto en el ciclo estral de la rata dura de 4 a 5 días, por lo que es bastante corto si se compara con el ciclo menstrual de la mujer, aproximadamente de 28 días. La ovulación se produce espontáneamente. Las fases del ciclo son: proestro, estro (al final de la cual ocurre la ovulación), metaestro y diestro (Gorbman et al, 1983; Hebel & Stromber, 1986). Los principales cambios que ocurren en las distintas fases del ciclo estral a nivel de ovario, útero, vagina y conducta se mencionan en la siguiente tabla.
Los folículos ováricos tienen un tamaño medio de 300 a 500 μm y se encuentran presentes en cualquier fase del ciclo estral. En general, un grupo de folículos comienza la fase de maduración, pero sólo una parte de este grupo termina ovulando, el resto, por el contrario sufre atrofia. El cuerpo lúteo de los folículos rotos crece durante dos o tres días y luego decrece lentamente. Hay que descartar que el ciclo estral se caracteriza por una fase lútea reducida (secreción escasa de progesterona y cambios en el epitelio uterino menos evidentes), en contraste con la prominencia de ésta fase en el ciclo mensual de los primates. Si la fecundación no ocurre, el cuerpo lúteo se degenera y un nuevo grupo de folículos ováricos maduran.
FASES DEL CICLO ESTRAL: A continuación describiremos los eventos principales que ocurren durante el ciclo estral. El ciclo estral se puede dividir en cuatro fases: 1. Fase Folicular o de regresión del cuerpo lúteo (Proestro) 2. Fase Periovulatoria (Estro) 3. Fase metaestro 4. Fase Luteal (Diestro) El día 0 del ciclo estral es el día del celo o calor aparente con signos manifiestos y se considera el día del comienzo del nuevo ciclo; sin embargo, y para efectos de mejor entendimiento, la descripción se realizará a partir de la destrucción del cuerpo lúteo del ciclo estral anterior y finalizara con el día de celo del siguiente ciclo. En acción de hormonas vemos a los estrógenos que estimulan el epitelio vaginal y la queratinización del mismo. En el útero inducen hiperemia y acumulación de fluido, tras el estro, los folículos que han liberado óvulos se transforman en cuerpo lúteo durante la fase de diestro. El cuerpo lúteo secreta progesterona y en menor grado estrógenos. La progesterona induce la mucificación del epitelio vaginal. En el útero se inicia en diestro la degeneración epitelial, si no ha habido fertilización del óvulo. Al final de la fase de diestro, vuelve a comenzar la maduración de otros folículos ováricos y a regenerar los epitelios vaginal y uterino. (Hebel & Stromberg, 1986).
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Fase Folicular o Proestro. La fase de proestro se inicia con la regresión del cuerpo lúteo del ciclo anterior o luteolisis y termina con el inicio del estro o celo; dura alrededor de dos o tres días. La destrucción del cuerpo lúteo ocurre gracias a la acción de la PGF2α de origen uterino. Con la caída de los niveles de progesterona, el efecto de retroalimentación negativa que ejerce a nivel hipotalámico desaparece y comienza a aumentar la frecuencia pulsátil de las hormonas FSH y LH las cuales estimulan el crecimiento folicular (Figura 1). Abundan las células epiteliales de gran tamaño y con núcleo. No hay leucocitos. Dentro de esta fase se pueden distinguir varias subfases según el número de células y tamaño de los núcleos. En proestro tardío las células epiteliales superficiales empiezan a transformarse en células cornificadas, con aspectos escamosos, anucleadas y transparentes, y forma irregular, que aparecerán en el frotis claramente distinguibles de las células nucleadas del epitelio vaginal. (Martin, 1979)
Fase estro. Los signos de estro ocurren gracias a la presencia de los estrógenos provenientes del folículo. En cierto momento los niveles de estrógenos son lo suficientemente altos en concentración y duración como para inducir los síntomas de celo o calor (Wiltbank et al., 2002), así como para incrementar las contracciones del tracto reproductivo facilitando el transporte del esperma y del óvulo; estos altos niveles de estrógenos afectan también a centros endocrinos en el hipotálamo que controlan la liberación de GnRH del hipotálamo y ésta a su vez la liberación de FSH y LH de la adeno-hipófisis (Figura 1). El incremento de LH se inicia después de que se hayan iniciado los signos de celo e inicia el proceso de ovulación. (Lucy, 2006). Al final del estro ocurre la ovulación. Suele durar unas 12 horas. Hay gran abundancia de células anucleadas escamosas, que pueden aparecer formando masas blancas e irregulares. Proceden de la descamación del epitelio superficial de la vagina. La fase ovulatoria y la conducta sexual de la rata tienden a estar sincronizadas por ritmos biológicos circadianos de manera que estos eventos ocurren en determinadas horas (medianoche y primeras horas de la mañana, respectivamente). (Martin,1979)
Fase metaestro. Inmediatamente después de finalizado el celo se inicia el metaestro que puede durar de 3 a 5 días. Durante el metaestro ocurre la ovulación, que tiene lugar entre 28 a 32 horas después de haberse iniciado el celo, o entre 10 a 15 horas de haber cesado los signos de celo en respuesta al pico preovulatorio de LH. Después de la ovulación se produce una hemorragia y el folículo se llena de sangre, convirtiéndose en una estructura conocida como cuerpo hemorrágico. El proceso siguiente es la luteinización de las células foliculares que se transformarán en células luteales; estos cambios ocurren entre el día 5 a 7 del ciclo, finalizando así la fase de metaestro e iniciándose la fase lútea o diestro (Figura 2). Se caracteriza por la presencia de algunos leucocitos además de células cornificadas anucleadas. Los leucocitos se reconocen bien por su pequeño tamaño y la forma irregular de su núcleo. Es una fase de transición, una vez finalizada la fase del estro hacia la siguiente fase del diestro. (Martin, 1979)
Fase Luteal o Diestro. Esta fase se caracteriza por la presencia y dominio del cuerpo lúteo en el ovario y la producción de progesterona, y está regulada por las secreciones de la glándula pituitaria anterior, útero, ovario y la presencia de un embrión (Niswender et al., 1976 citado por Lamb et al., 2009). La hormona LH que es considerada primariamente luteotropica y la concentración de receptores luteales a la LH están directamente relacionados con los cambios en los niveles de progesterona y el crecimiento del cuerpo lúteo en el ovario (Lamb et al., 2009) La hormona FSH también interviene uniéndose a receptores en el cuerpo lúteo y provocaría un aumento en la secreción de progesterona. El cuerpo lúteo recibe la mayoría del flujo sanguíneo del ovario y la cantidad de flujo recibido está altamente relacionado con la cantidad de progesterona producida y secretada. Los leucocitos invaden el epitelio vaginal y son las células predominantes en los frotis vaginales. Es la fase más larga y variable del ciclo (2-3 días). Empiezan a aparecer células nucleadas epiteliales, tanto más abundantes cuanto más avanzado sea el diestro. Al final del diestro los folículos ováricos empiezan a crecer bajo la influencia de pequeñas cantidades de FSH y LH en preparación para el próximo ciclo. (Martin, 1979)
Conclusiones : ●
Mediante la exploración microscópica de la secreción vaginal se puede identificar en qué fase se encuentra el animal estudiado, nuestro estudio fue con una rata en que
la
observación de la muestra nos permite apreciar ciertos cambios visibles para determinar en cuál de las cuatros fases se halla el roedor. ●
El reconoconocimiento de las fases nos permite discernir en cuál de estas es posible que la hembra acepte al macho y que cambios endocrinos se producen.
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A diferencia del ciclo menstrual que se presenta en seres humanos, el ciclo estral es un proceso que se presenta en corto tiempo.
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Las diferencias visibles que utilizamos para distinguir entre las fases fue crucialmente la cantidad de células epiteliales presentes en la muestra así como la forma y tamaño los leucocitos.
Bibliografía ●
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Tortora G. (2013). Glosario (G8). Editorial Médica Panamericana: México.
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Gorbman, A. et al. 1983. Comparative Endocrinology. NY. John Wiley & Sons. Pp. 338-340.
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Hebel, R & Stromberg, M.W. 1986. Anatomy and Embryology of the Laboratory Rat. Wörthsee, BioMed Verlag. Pp. 147-150.
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Martin, C.R. 1979. Textbook of Endocrine Physiology. N.Y. Oxford University Press. Pp. 195-200.
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Wiltbank, M.C, A. Gümen, and R. Sartory. 2006. Physiological classification of anovulatory conditions in cattle. Proc. Bovine Reproduction: Education and Discussion. Solutions for the Practicing Veterinarian. Pp 93-125.
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Lucy, M.C. 2006. Estrus: Basic Biology and Improving Estrous Detection. Proc. Dairy Cattle Reproductive Conference. pp 29-37.