DINÂMICA FOLICULAR OVARIANA NA ÉGUA

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1 Revisão de Literatura DINÂMICA FOLICULAR OVARIANA NA ÉGUA Fernando Andrade SOUZA 1*, Igor Frederico CANISSO 2, Abisai D OLIVEIRA-SOUSA 3, Felipe Albano do Carmo PATRÍCIO 4, Márcio Gianordoli Teixeira GOMES 1, Pablo Fabrício Bruno PINTO 4 RESUMO O hipotálamo, considerado ponto chave do comando reprodutivo, produz um hormônio decapeptídeo, o GnRH, que é liberado no sistema porta hipotalâmico-hipofisário para estimular a síntese e a liberação de gonadotropinas, responsáveis pela dinâmica folicular ovariana, produção de estrógeno, ovulação e luteinização do corpo lúteo, conjuntamente a outros hormônios, como por exemplo, o fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) e a proteína plasmática associada à prenhez (PAPP-A) que comandam os principais sinais comportamentais de exteriorização do estro e os eventos que determinam a ovulação. Dentro desse contexto, destaca-se a liberação de prostaglandina folicular, que inicia a lise da parede do folículo, a qual está associada com o aumento da enzima óxido nítrico sintase endotelial (NOSe), que aumenta o fluxo sanguíneo ovariano e, consequentemente, ativa os peptídeos vasoativos: angiotensina II (Ang II), endotelina-1 (ET-1) e o peptídeo natriurético atrial (ANP), representando parte da grande rede integrada de hormônios e metabólitos envolvidos no crescimento, desenvolvimento e ovulação folicular. Dessa forma, faz-se necessário amplo conhecimento dos acontecimentos que cercam a formação e a ovulação do oócito na égua, para que se possa imprimir adequado manejo reprodutivo às fêmeas. Termos para indexação: Estro, IGF-1, PPAP-A. OVARIAN FOLLICULAR DYNAMICS IN THE MARE ABSTRACT Considered as a key point in the reproduction command, the hypothalamus produces a decapeptide hormone, GnRH, which is released in the hypothalamic-pituitary system to stimulate the synthesis and secretion of gonadotropins, responsible for the ovarian follicular dynamics, estrogen production, ovulation and lutheinization of the corpus formation, simultaneously with other hormones, such as insulin-like growth factors (IGF) and pregnancy-associated plasma protein A (PAPP-A) which command the most important physical signs of heat and the events that will lead to ovulation. In this context, secretion of follicular prostaglandins appear and start the lyses on the follicle wall, which is associated with the rise of nitric oxide synthase (enos) that increases the ovarian blood flow and consequently activates the vasoactive peptides angiotensin II (Ang II), endothelin-1 (ET-1) and atrial natriuretic peptide 1* Médico Veterinário, Doutorando em Ciência Animal, UFMG; 2 Médico Veterinário, Mestre Zootecnia; 3 Médico Veterinário, Professor Adjunto III, UEMA; 4 Médico veterinário, mestrando, UFMG. *Autor para correspondência: Rua Fortunato Bandeira, 1011, Nova Imperatriz, Imperatriz/MA, CEP: do autor: femedvet@yahoo.com.br, tel.: (31)

2 18 F.A. SOUZA et al. (ANP), representing a great part in the hormonal and methabolite integrated net involved in growth, development and follicle ovulation. This way, wider knowledge of the events that lead to the formation and the ovulation of the oocyte in the mare is necessary, so we may have an adequate female breeding management. Index terms: Estrus, IGF-1, PPAP-A. INTRODUÇÃO O ciclo estral dos mamíferos é ditado por interações complexas entre o hipotálamo, a hipófise, as gônadas e o endométrio (SOUZA, 2007; KING et al., 2009). Diferente de outros animais domésticos, como por exemplo, a vaca, que possui ovulação sincrônica com a demonstração do estro, a espécie equina possui a fase folicular altamente variável e inconsistente, apresentando o momento de sua ovulação, mais próximo do término do estro do que do início, dificultando a predição do momento da ocorrência deste evento (IROIG et al., 2005), e o controle e a manipulação do ciclo estral (CUERVO- -ARANGO e NEWCOMBE, 2008). Recentemente, a égua tem sido utilizada como modelo de desenvolvimento folicular e, principalmente, em estudos envolvendo o entendimento das funções intra-foliculares, maturação oocitária, processos de envelhecimento relativas ao trato reprodutivo (CARNEVALE, 2008), além de mudanças hormonais e ultrassonográficas observadas durante o período inter e peri- -ovulatório (GINTHER et al., 2008). A base fisiológica que comanda as ações hormonais sobre a maturação folicular e ovulação nos equinos é comandada pela interação do GnRH hipotalâmico com as gonadotropinas hipofisárias, em resposta aos hormônios gonadais como estrógeno, progesterona, inibina, ativina, dentre outros, que promovem as respostas cíclicas dos ovários (GASTAL, 1999). Entretanto, particularmente na fêmea equina, a elevação da concentração sérica do hormônio luteinizante (LH), responsável pela ovulação, ocorre de forma lenta, podendo atingir concentração máxima em até 24 horas após a ocorrência da ovulação (GIN- THER, 2000). A espécie equina possui características próprias fazendo-se necessários conhecimentos acurados e específicos quanto aos acontecimentos que envolvem a formação e a ovulação do oócito, para que se possa estabelecer um manejo reprodutivo adequado a esta espécie (SOUZA, 2007). Desta forma, objetivou-se com esta revisão de literatura, ressaltar os principais acontecimentos do ciclo estral e da dinâmica folicular ovariana na égua, possibilitando maior entendimento quanto à sua fisiologia reprodutiva. CICLO ESTRAL O ciclo estral é definido como o período entre duas ovulações subsequentes, acompanhadas por estro e concentrações plasmáticas de progesterona abaixo de 1ng/ml, podendo, didaticamente, ser dividido em fase folicular (processo ovulatório) e luteal (diestro) (HUGHES et al., 1975). A regularidade do ciclo estral é determinada pelo balanço dos hormônios produzidos pelo hipotálamo, hipófise, glândula pineal, ovários e endométrio (KING et al., 2009). O hipotálamo, considerado ponto chave do comando reprodutivo, produz um hormônio decapeptídeo, o GnRH, que é liberado no sistema porta hipotalâmico-hipofisário para estimular a síntese e liberação de gonadotropinas como o hormônio folículo estimulante (FSH) e LH, responsáveis pela dinâmica folicular ovariana, produção de estrógeno, ovulação e luteinização do corpo lúteo, conjuntamente a outros fatores, como o fator de crescimento semelhante a insulina (IGF), proteína plasmática asso-

3 Dinâmica folicular ovariana ciada a prenhez (PAPP-A), entre outros, que comandam os principais sinais comportamentais de exteriorização do estro e os eventos que determinam a ovulação (ALJARRAH, 2004; SOUZA, 2007). A fase folicular, também conhecida como estro, varia em sua duração de 4 a 7 dias na égua. É acompanhada pelo crescimento folicular, seleção, maturação e, então, ovulação que resulta em rápido decréscimo das concentrações plasmáticas de estrógeno. A fase luteal ou diestro, considerada como o período restante do ciclo estral, possui de 14 a 15 dias de duração e é variável, de acordo com a duração do estro. Ela se inicia com a ovulação, através da formação do corpo lúteo e, consequente, secreção de progesterona (SCOGGIN et al., 2002). A elevação da concentração sérica do LH ocorre de forma lenta, atingindo concentração máxima em até 24 horas, após a ovulação (GINTHER, 2000). DINÂMICA FOLICULAR OVARIANA Na espécie equina, assim como na mulher, o ciclo estral é caracterizado por ondas de crescimento folicular ovariano (GINTHER et al., 2005). Existem dois padrões típicos para este evento: onda folicular maior, que possui folículos dominantes e normalmente se inicia na metade final do ciclo estral e termina com a subsequente ovulação; onda folicular menor, onde o maior folículo não atinge o diâmetro necessário para promover a divergência entre os futuros folículos subordinados, que se inicia entre o final do ciclo estral e o início do diestro (DINGER e NOILES, 1984). As ondas que emergem na metade final do ciclo estral e culminam com a ovulação são classificadas como ondas foliculares primárias, e as ondas que surgem entre o final do ciclo e início do diestro, são denominadas secundárias (GASTAL, 1999). A emergência de uma onda folicular ovariana é estimulada pelo pico de FSH (GINTHER et al., 2008), que na espécie equina é responsável pelo recrutamento de folículos com diâmetro de aproximadamente 13 mm. Quatro a cinco dias após a concentração plasmática de FSH ter atingido o seu valor máximo, os dois maiores folículos alcançam o diâmetro médio de 19 e 22 mm. Neste momento, os folículos iniciam a divergência do diâmetro, caracterizada pela seleção e crescimento contínuo do maior folículo, que será considerado como dominante, e redução ou cessação do crescimento dos folículos remanescentes, considerados como folículos subordinados (GASTAL, 1999). A diferença do diâmetro entre os dois maiores folículos, no início da divergência, é equivalente a um período de crescimento de aproximadamente 24 horas. Aparentemente, este é o momento no qual o maior folículo estabelece o processo de dominância, antes que o segundo maior folículo alcance diâmetro similar. Assim, o futuro folículo dominante (FD) exerce papel primário na supressão da concentração circulante de FSH (GINTHER et al., 2003). O crescimento do FD, após o processo de seleção, é menos dependente de FSH, cuja concentração é mantida em níveis basais, devido à produção de estrógeno (E2) e inibina, que fazem a retroalimentação negativa em nível hipofisário. Contudo, a manutenção da concentração plasmática mínima de FSH é essencial para a sobrevivência destas estruturas, e a sua supressão abaixo do nível basal, predispõe o folículo dominante à atresia (MIHM e BLEACH, 2003). Após o processo de seleção, o crescimento e a atividade estrogênica do folículo são controlados pelos pulsos de LH. O folículo selecionado pode, ao superar a dependência de FSH, ficar extremamente sensível à pulsatilidade do LH, ao adquirir receptores para esse hormônio nas células da granulosa, bem como, pela síntese de enzimas esteroidogênicas (RAWLINGS et

4 20 F.A. SOUZA et al. al., 2003), fundamentais à expressão gênica da enzima aromatase (conversora de androstenediona a estradiol) nas células da granulosa (MIHM e BLEACH, 2003). A dependência de menores concentrações de FSH para a manutenção do crescimento do FD coincide com a elevação do estradiol, associada a fatores de crescimento locais (JOHNSON, 2003). Menores concentrações de proteínas ligadoras de fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFBP-2, 4 e 5) disponibilizam maiores concentrações intrafoliculares de IGF-livres (GRANGER et al., 1989), induzem a expressão dos receptores de LH e regulam a atividade da aromatase (FORTUNE, 2003; MIHM e BLEACH, 2003). Os IGFs, tipo-1 e 2, estimulam a atividade mitogênica e esteroidogênica das células da teca e da granulosa, por meio de mecanismos endócrinos autócrinos e parácrinos (VOGE et al., 2004), amplificando os efeitos endócrinos do FSH e permitindo ao futuro FD a rápida regulação da produção de estradiol. Desta maneira, a supressão do FSH circulante por meio da elevação da concentração de estradiol, previne os folículos subordinados a adquirirem a dominância, sem que haja interferência do desenvolvimento do folículo selecionado para ovular (FORTUNE, 2003). Associado ao IGF, os folículos dominantes apresentam aumento na concentração da PAPP-A, que promove rápida mudança nas concentrações intrafoliculares de IGFBP, ao degradar dois subtipos de proteínas ligadoras (IGFBP-4 e 5) e, consequentemente, aumentarem os níveis intrafoliculares de IGF-1 (FORTUNE et al., 2004). As concentrações intrafoliculares de IGF-1 e de IGFBP-3 permanecem, relativamente, constantes durante o crescimento folicular. Todavia, os níveis de IGFBP-2, 4 e 5 variam bastante, indicando que a biodisponibilidade de IGF-1 no folículo é provocada por mudanças nos níveis das IGFBPs (VOGE et al., 2004). A avaliação das mudanças temporais nas concentrações do E2, IGF, IGFBP e PAPP-A no fluido folicular sugere que o aumento desta última proteína, é a diferença bioquímica mais precocemente detectável no futuro folículo dominante, e que a seleção folicular é resultante de uma série de mudanças que se iniciam com a expressão da PAPP-A (FORTUNE et al., 2004). Contudo, em equinos, o estradiol, o IGF-1 livre, a ativina-a e a inibina-a começam a aumentar diferencialmente no futuro folículo dominante, cerca de um dia antes da divergência folicular (GINTHER et al., 2003). Tem sido postulado, que a seleção do FD na espécie equina é dependente da associação de mudanças na concentração de FSH, do crescimento e desenvolvimento folicular. A elevação nas concentrações de LH circulantes foi determinada próximo à divergência, e pode atuar no crescimento contínuo do maior folículo, de acordo com Johnson (2003). No entanto, não é sabido se o LH começa a ser utilizado pelo maior folículo antes, durante ou após o início da divergência folicular em equinos, embora alguns estudos nesta espécie sugiram que o LH não influencia o crescimento do FD até que se inicie a divergência (GASTAL, 1999). EVENTOS HORMONAIS DA OVULAÇÃO Após a divergência, quando o folículo atinge o estádio pré-ovulatório de ± 40 mm na espécie equina, há aumento da concentração plasmática de LH que desencadeia uma série de eventos que comprometem a integridade do tecido ovariano levando à ovulação (GINTHER et al., 2008). O local da ruptura ovariana (estigma) desenvolve-se nas células epiteliais onde o folículo está em íntimo contato com a superfície ovariana (MURDOCH, 1996). O complexo estrutural e secretório, além das outras mudanças funcionais que ocorrem no ovário no momento da ovulação, estão intimamente associados às

5 Dinâmica folicular ovariana mudanças locais do fluxo sanguíneo dentro da parede do folículo pré-ovulatório. Estes eventos estão associados às interações entre peptídeos vasoativos, prostaglandinas e esteróides que exercem papel chave na cascata da ovulação (ACOSTA e MIYAMO- TO, 2004). A liberação de prostaglandina folicular, que inicia o processo de lise da parede do folículo, está associada com o aumento da enzima óxido nítrico sintase endotelial (NOSe), que aumenta o fluxo sanguíneo ovariano e, consequentemente, ativa os peptídeos vasoativos como a angiotensina II (Ang II), endotelina-1 (ET-1) e o peptídeo natriurético atrial (ANP), que promovem a modulação do tônus vascular da circulação sistêmica e alteram o fluxo sanguíneo folicular, contribuindo para o processo de ovulação (ACOSTA et al., 1999). O fato de a ET-1 estimular a liberação do ANP e este estimular a liberação de Ang II indica que esses peptídeos atuam localmente, semelhantes a uma reação em cadeia. Esta cascata pode mediar a ação do LH para acelerar a produção de prostaglandinas durante o período pré- -ovulatório (ACOSTA et al., 1999). Todavia, em estudos in vivo em bovinos, a Ang II inibiu diretamente a liberação de ANP da camada das células da teca de folículos maturos, implicando em que a Ang II no fluido extracelular das células da teca module a produção local de ANP e ET-1 nos folículos de bovinos. Desta forma, a ET-1 e o ANP podem exercer papel permissivo ou de modulação na produção local ovariana de Ang II (ACOSTA e MIYAMOTO, 2004). Em resposta à elevação do LH, ocorre secreção concomitante aos peptídeos vasoativos, uroquinase e ativador plasminogênico, que ativa a liberação do fator de necrose tumoral tipo alfa (TNF-α) que, progressivamente, induz a expressão gênica das metaloproteinases, a apoptose e a resposta inflamatória (MURDOCH e McDONNEL, 2002). Há liberação de colagenases e morte celular antes da formação do estigma e da ruptura ovariana (MURDOCH, 1996). Para que ocorra a quebra do colágeno, é necessário que as células da teca, que são dependentes da 9-ceto-PGE2-redutase, convertam o PGE2 em PGF2α (WEEMS et al., 2006). Este processo induz a liberação do TNF-α, que pode promover a transdução de sinais apoptóticos, resultando na morte celular programada, caracterizada pela ativação de endonucleases, da fragmentação inter-nucleossomal do DNA, da condensação nuclear e citoplasmática (MURDOCH et al., 1997). Essa onda apoptótica inicial é sucedida por necrose (degeneração indiscriminada de DNA e lise celular), extravasamento de células sanguíneas e colapso vascular. No local da isquemia e, consequentemente, da iminente ruptura, os folículos são essencialmente destituídos da superfície ovariana. As colagenases, induzidas pelo TNF-α, desorganizam a rede de fibras da teca e da túnica albugínea (via matriz metaloproteinase 1 (MMP-1), promovendo a digestão da base da membrana que sustenta o epitélio ovariano e da granulosa (via MMP-2), além de provocar proteólise e remoção celular, que causam progressivo estreitamento da parede ovariana, com consequente formação do estigma e ruptura folicular (MURDOCH e McDONNEL, 2002). Os estudos realizados para demonstrar o envolvimento dos diferentes sistemas na ruptura do folículo pré-ovulatório (MURDO- CH, 1996; MURDOCH et al., 1997; ACOS- TA et al., 1999; MURDOCH e McDONNEL, 2002; ACOSTA e MIYAMOTO, 2004) não envolveram a égua como modelo experimental. Contudo, apesar de haver inversão das camadas do estroma ovariano equino, pode-se especular que a cadeia de eventos deve ser similar, já que o ponto principal de ação dos peptídeos vasoativos, das prostaglandinas, assim como do TNF-α, são as células epiteliais do folículo, que entram em

6 22 F.A. SOUZA et al. íntimo contato com a superfície ovariana, que na égua é representada pela fossa de ovulação. CONSIDERAÇÕES FINAIS As características relacionadas ao crescimento folicular, à ovulação e à redundância dos sistemas que assegurem a função própria do ovário, proporcionada ou facilitada por vários fatores que interagem com as gonadotropinas e as células foliculares nos vários estágios de diferenciação do tecido ovariano na espécie equina, ainda não estão suficientemente esclarecidas. Assim, é necessário que o médico veterinário busque um detalhado conhecimento relacionado à dinâmica fisiológica ovariana, disfunções e influências hormonais, para que se possam obter melhores resultados quanto ao manejo reprodutivo dessa espécie. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ACOSTA, T.J.; BERISHA, B.; OZAWA, T. et al. Evidence for a local endothelin-angiotensin- -atrial natriuretic peptide system in bovine mature follicles in vitro: effects on steroid hormones and prostaglandin secretion. Biology of Reproduction, London, v. 61, n. 6, p , ACOSTA, T.J.; MIYAMOTO, A. Vascular control of ovarian function: ovulation, corpus luteum formation and regression. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v , p , ALJARRAH, A.H. Methods to induce earlier onset of cyclicity in transitional mares f. (Dissertation) - Graduate Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College, Louisiana, USA. CARNEVALE, E.M. The mare model for follicular maturation and reproductive aging in the woman. Theriogenology, Amsterdan, v. 69, n. 1, p , CUERVO-ARANGO, J.; NEWCOMBE, J.R. Repeatability of preovulatory follicular diameter and uterine edema pattern in two consecutive cycles in the mare and how they are influenced by ovulation inductors. Theriogenology, Amsterdan, v. 69, n. 6, p , DINGER, J.E.; NOILES, E.E. Ovarian activity in synchronized mares following administration of follicles stimulating hormone. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v. 7, n. 6, p , FORTUNE, J.E. The early stages of follicular development: activation of primordial follicles and growth of preantral follicles. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v. 78, n. 3-4, p , FORTUNE, J.E.; RIVERS, G.M.; YANG, M.Y. Follicular development: The role of the follicular microenvironment in selection of the dominant follicle. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v , p , GASTAL, E.L. Selection of the dominant follicle in mares: role of follicle diameter differences, gonadotropins, and estradiol f. Thesis (PhD) - University of Wisconsin, Madison, WI, GINTHER, O.J.; GASTAL, E.L.; RODRIGUES, B.L. et al. Follicle diameters and hormone concentrations in the development of single versus double ovulations in mares. Theriogenology, Amsterdan, v. 69, n. 5, p , GINTHER, O.J. Selection of the dominant follicle in cattle and horses. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v , n. 2, p , 2000 GINTHER, O.J.; BEG, M.A.; DONADEU, F.X. et al. Mechanism of follicle deviation in monovular farm species. Animal Reproduction Science, Amsterdan, v. 78, n. 3-4, p , GINTHER, O.J.; BEG, M.A.; GASTAL, E.L. et al. Systemic concentrations of hormones during the development of follicular waves in mares and women: a comparative study. Reproduction, Bristol, v. 130, n. 3, p , GRANGER, A.L.; WYATT, W.E.; CRAIG, W.N. et al. Effects of breed wintering diet on growth, puberty and plasma concentrations of growth hormone and insulin-like growth factor-1 in heifers. Domestic Animal Endocrinology, Amsterdan, v. 6, n. 3, p , 1989.

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