Respuesta estral y perfil hormonal en ovejas de pelo sincronizadas con protocolos cortos a base de prostaglandinas

Estrus response and hormonal profile in hair sheep synchronized with short prostaglandin protocols

Jaime Arroyo-Ledezma^1*, Javier Hernández-López², Narciso Y. Ávila-Serrano¹, Marco A. Camacho-Escobar¹

¹ Laboratorio de Reproducción. Universidad del Mar. Campus Puerto Escondido. Ciudad Universitaria, Km. 1.5, Carretera Sola de Vega — Puerto Escondido, Puerto Escondido 71980, Oaxaca, México. *Autor responsable. (arroyo@zicatela.umar.mx)

Recibido: junio, 2014.
Aprobado: abril, 2015.

Resumen

La prostaglandina F_2α (PGF_2α) y sus análogos, aplicados en dos inyecciones con intervalos de 7 a 11 d, se utilizan para sincronizar estros en ovinos de razas europeas. La respuesta a estos protocolos en ovejas de pelo no es clara. Con el objetivo de evaluar dos protocolos cortos de sincronización con PGF_2α en 20 ovejas de pelo, cíclicas (3.5±1.0 años de edad y peso corporal de 37.8±3.0 kg), se asigna al azar uno de dos tratamientos: 1) aplicación IM de dos inyecciones de PGF_2α (cloprostenol, 500 μg por dosis) con intervalo de ocho días y 2) aplicación de cuatro inyecciones IM de PGF_2α (cloprostenol, 500 μg por dosis), dos en el día 0, cada 8 h y dos el día 8 con intervalo de 8 h. El diseño experimental fue completamente al azar con dos tratamientos y 10 repeticiones; la unidad experimental fue una oveja. El porcentaje de ovejas en estro fue similar (p>0.05) entre grupos (90 y 100 %, tratamientos 1 y 2). No hubo diferencia (p>0.05) entre grupos en el intervalo del final de tratamiento y el estro (34.4±4.9 h y 34.8±3.7 h, tratamientos 1 y 2), la duración del estro fue mayor (p≤0.05) en el tratamiento 2 (49 ±4.4 h) comparado con el tratamiento 1 (35±4.2 h). El pico preovulatorio de LH ocurrió entre 10 (tratamiento 2) y 11 h (tratamiento 1) (p>0.05) después del inicio del estro. La aplicación de dos o cuatro inyecciones de PGF_2α con intervalo de 8 d, en ovejas de pelo cíclicas, es efectiva en programas de sincronización en el trópico.

Palabras clave: Sincronización de estros, prostaglandina F_2α, cloprostenol, ovejas de pelo, trópico.

Abstract

Keywords: Estrus synchronization, prostaglandin F_2α, cloprostenol, hair sheep, tropics.

INTRODUCCIÓN

En los rumiantes no gestantes, la regresión lútea es causada por la PGF_2α secretada del útero en series de 5 a 8 pulsos (Silva et al., 1991). Existe variabilidad entre especies en la duración y magnitud de los pulsos, pero ocurren en intervalos de 6 a 9 h permanentemente (McCracken et al., 1999). El desarrollo de análogos potentes de PGF_2α como el cloprostenol, permitió sincronizar estros en varias especies domésticas desde la inducción prematura de la regresión lútea (Fierro et al., 2013). La sensibilidad al tratamiento varía de acuerdo con la etapa del ciclo estral, por lo cual, una doble aplicación del fármaco con intervalo de 11 d es el protocolo usado con más frecuencia en ovejas (Wildeus, 2000; Arroyo-Ledezma et al., 2013). El CL es particularmente sensible al efecto luteolítico de la PGR_2α cuando se administra simulando un modelo de secreción pulsátil (Schramm et al., 1983). La administración de PGF_2α o sus análogos en la fase lútea temprana no causa regresión lútea (Tsai y Wiltbank, 1998; Fierro et al. , 2013). En cambio, en la fase media del ciclo, destruye al CL debido a mecanismos como la síntesis de PGF_2α intralutea, vía prostaglandina G/H sintetasa-2 e inducción de procesos inmunológicos, como la expresión de la proteína-1, quimioatrayente de los monocitos (Tsai y Wiltbank, 1998). En ovejas de pelo la sincronización con dos inyecciones de PGF_2α aplicadas con intervalo de 8 d no fue efectiva, ya que 60 % de hembras no mostró regresión lútea después de la segunda dosis (Hernández-Cerón et al., 2001). Sin embargo, estos resultados deben confirmarse porque en ovejas los tratamientos cortos de sincronización con PGF_2α o sus análogos son efectivos (Rubianes et al., 2003; Contreras-Solís et al., 2009). Por lo tanto, una aplicación doble de PGF_2α con intervalo de 8 d sincroniza el estro en ovejas de pelo y, si se simula el modo de secreción pulsátil de la PGF_2α, podría mejorar la respuesta fisiológica. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta estral, la concentración de LH y P4 en dos protocolos de sincronización con PGF_2α (cloprostenol) aplicando dos o cuatro inyecciones con un intervalo de 8 d en ovejas de pelo en el trópico.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en el Modulo Ovino de la Universidad del Mar, Oaxaca, México (15° 52' N, 97° 04' O), en noviembre (época reproductiva; Arroyo et al., 2007), con 20 ovejas de pelo (37.8±3.0 kg peso vivo, condición corporal 3.0±0.5 y 3.5± 1.0 años de edad). Los tratamientos asignados de manera aleatoria a las ovejas fueron: 1) dos inyecciones IM de 500 μg de cloprostenol (análogo de PGF_2α, Celosil^®, Schering-Plough, México) con intervalo de 8 d; y 2) cuatro inyecciones IM de 500 μg de cloprostenol, dos aplicadas el día 0, cada 8 h y dos el día 8 con intervalo de 8 h. El diseño experimental fue completamente al azar, con dos tratamientos, 10 repeticiones y una oveja como unidad experimental. La detección de estros inició 12 h después de finalizar ambos tratamientos, se realizó cada 2 h por 15 min y concluyó cuando las hembras rechazaron a los sementales. Muestras sanguíneas de todas las hembras se obtuvieron cada día por punción yugular, usando tubos vacutainer con heparina (BD* Diagnostic systems, Mexico). El muestreo inició al aplicar la primera dosis de PGF_2α y concluyó 4 d después de finalizar ambos tratamientos. Con muestreos sanguíneos adicionales, realizados cada 2 h hasta concluir el estro en 5 ovejas de cada grupo, se determinó el pico preovulatorio de LH. Las concentraciones de progesterona se determinaron por radioinmunoanálisis en fase sólida (Pulido et al., 1991), con un kit comercial (Coat-A-Count^® Progesterone, Siemens, EE.UU.) y un contador de radiaciones gamma (serie 078, Oakfield^®, Inglaterra) de 12 pozos, y eficiencia superior a 75 %. La sensibilidad analítica del ensayo fue 0.02 ng mL^-1 y coeficiente de variación intraensayo 3.3 %. Las concentraciones de LH se determinaron por radioinmunoanálisis en fase líquida de acuerdo con la técnica estandarizada por Perera-Marín et al. (2005) y Arrieta et al. (2006). Ambas evaluaciones hormonales se realizaron en el Laboratorio de Endocrinología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México. La proporción de hembras que respondieron a los tratamientos se analizó con la prueba de Ji-cuadrada. Los intervalos del final del tratamiento al estro, al pico preovulatorio de LH, y la duración del estro se evaluaron con ANDEVA, con el procedimiento GLM de SAS, y las medias de tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05). Las concentraciones de progesterona plasmática se evaluaron con un ANDEVA de medidas repetidas y el procedimiento MIXTO de SAS, con el modelo estadístico:

Y_ijk= μ + τ_i + δ_ij + ρ_k + (τρ) ik + ∈_ijk

donde μ es el promedio general, τ_i efecto del i-ésimo tratamiento, δ_ij error asociado al i-ésimo tratamiento en la j-ésima unidad experimental, ρ_k efecto del k-ésimo periodo de tiempo, tp interacción tratamiento por periodo de tiempo, ∈_ijk errores asociados a los periodos de tiempo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El porcentaje de ovejas en estro y el intervalo del final de tratamiento al estro fueron similares (p>0.05) entre tratamientos (Cuadro 1). Los resultados del este estudio mostró que la aplicación de dos o cuatro inyecciones de PGF_2α (cloprostenol), con intervalo de 8 d, induce respuestas fisiológicas reproductivas similares en ovejas de pelo en el trópico (Cuadro 1). La duración del estro fue mayor (p≤0.05) en el tratamiento 2 (49 ±4.4 h) respecto al tratamiento 1 (35 ±4.2 h) (Cuadro 1). Respecto a la explicación fisiológica de este evento, durante el ciclo estral la concentración periférica de estradiol disminuye antes o al finalizar el pico preovulatorio de LH, y en contraste, la secreción de GnRH y la receptividad sexual continúan algunas horas (Goodman, 1994). En ovejas ovariectomizadas tratadas con P4 la conducta estral coincide con el aumento en la secreción de GnRH (Moenter et al., 1990; Goodman, 1994; Caraty et al., 1998), y la duración del pico de GnRH es independiente de la concentración alta de estradiol (Evans et al., 1997). Según Caraty et al. (2002), en ovejas la mayor duración del pico preovulatorio de GnRH, observado en la fase folicular tardía, prolonga la receptividad sexual aún después de que la concentración del estradiol disminuye en la circulación periférica. Por lo tanto, se sugiere que la duración mayor del estro en las ovejas del tratamiento 2 se puede deber a una amplitud mayor en el pico preovulatorio de GnRH, lo cual probablemente prolonga la conducta estral, evento no asociado con la aplicación doble de PGF_2α.

La duración del estro también puede aumentar debido a la expresión mayor de receptores para estradiol en el hipotálamo mediobasal, donde este esteroide induce la conducta estral (Ben-Saïd et al., 2007). En nuestro estudio, el estro en ambos tratamientos duró 34 h, tiempo reportado (24 a 56 h) para ovejas (Hanrahan y Quirke, 1975; Quirke et al., 1979).

Los resultados del intervalo final de tratamiento, pico preovulatorio de LH, estro, pico preovulatorio de LH, y duración del pico preovulatorio de LH fueron similares (p>0.05) entre grupos (Cuadro 1). El pico preovulatorio de LH ocurrió entre 10 y 11 h después de iniciado el estro, intervalo mayor que el registrado en ovejas Romanov, donde el pico de LH ocurrió 8 h después del estro (Ben-Saïd et al., 2007). En ovejas Ile de France x Romanov la duración del pico preovulatorio de LH fue aproximadamente de 8 h (Caraty et al., 2007), valor similar a los de nuestro estudio, 8.0 h en el tratamiento 1, y 7.2 h en el tratamiento 2. Esto permite sugerir que los mecanismos neuroendocrinos que regulan la ovulación en las ovejas de pelo son similares a los de las ovejas europeas de lana. En este evento participa el núcleo ventromedial hipotalamico como el sitio de acción del estradiol en la inducción del pico preovulatorio de LH en conjunto con la kisspeptina que actúa como mediadora (Caraty et al., 2007; Smith et al., 2009; Smith et al., 2011).

La concentración de P4 al inicio del experimento (día 0) fue similar (p>0.05) entre tratamientos (Figura 1), con valores mayores a 1 ng mL^-1, lo cual indicó que las ovejas estaban en fase lútea (60 % en el tratamiento 1, y 90 % en el tratamiento 2). Veinticuatro horas después de aplicar la PGF_2α, la concentración de P4 disminuyó (p≤0.05) a menos de 1 ng mL^-1, en ambos tratamientos (p>0.05), evento asociado con la lisis del cuerpo lúteo. Además, en el tratamiento 1, día 1 al 3, la concentración reducida de P4 mostró que las ovejas estaban en fase folicular y el incremento en la concentración de P4, en los días 4 al 8, se asoció con valores característicos de la fase lútea (Figura 1). En el tratamiento 2, se consideró la fase folicular en los días 1 a 5 y fase lútea del 6 al 8 (Figura 1). Además, en el tratamiento 1 la segunda dosis de PGF_2α se aplicó el día 5 de la fase lútea, y en el tratamiento 2 la tercera dosis del fármaco se aplicó el día 3 de la fase lútea (Figura 1). En ambos casos, se indujo lisis del cuerpo lúteo, la cual se confirmó por la reducción (p≤0.05) en la concentración de P4 (menos de 1 ng mL^-1) registrada el día 9. Deaver et al. (1986) observaron disminución en la concentración de progesterona plasmática (0.7 ng mL^-1) en ovejas, 30 h después de la aplicación de dos inyecciones de PGF_2α (5 mg; Lutalyse^®) distribuidas en dos dosis cada 3 h; esta respuesta fue similar a la observada en nuestro estudio.

En nuestro experimento, una proporción alta de hembras se encontraba entre los días 4 y 6 del ciclo estral al momento de la segunda y tercera aplicación del fármaco, etapa en la cual, el cuerpo lúteo es sensible a la PGF_2α (Silva et al., 1991; Tsai and Wiltbank, 1998; Contreras-Solis et al., 2009), lo cual explica la proporción alta de ovejas con respuesta a los tratamientos. La PGF_2α aumenta el ARNm codificador de enzimas que estimulan la producción de prostaglandinas en el CL ovino (Tsai y Wiltbank, 1998). La prostaglandina también causa cambios morfológicos y fisiológicos agudos en las células lúteas: la reducción en la fluidez de la membrana, el agotamiento de antioxidantes en el cuerpo lúteo, el incremento en la actividad de las fosfolipasas y en las enzimas proteolíticas. La combinación de estos mecanismos conduce a la interrupción en la producción de P4 e induce la involución del tejido lúteo. La prostaglandina ejerce su efecto biológico al unirse a sus receptores de membrana (receptor FP) asociados a la proteína G con siete dominios transmembranales (Tsai y Wiltbank, 1998). Por lo tanto, se infiere que los mecanismos descritos ya ocurrieron en las ovejas de nuestro estudio, porque la aplicación exógena de un análogo de PGF_2α indujo luteólisis y sincronizó el estro en 95 % de las hembras, aún al estar en la fase lútea temprana.

Con tratamientos cortos de sincronización con prostaglandinas pueden ocurrir fallas en la luteólisis, ya que la prostaglandina lútea no se produce en el CL inmaduro, lo cual aumenta su resistencia a la prostaglandina de origen uterino (Tsai y Wiltbank, 1998).

CONCLUSIONES

La aplicación de dos o cuatro inyecciones de PGF_2α con intervalo de 8 d en ovejas de pelo provoca regresión del cuerpo lúteo, induce el estro y el pico preovulatorio de LH de manera similar.

AGRADECIMIENTOS

A PROMEP - SEP México, por el soporte financiero otorgado al presente estudio. A la MC Clara Murcia, Laboratorio de Endocrinología, FMVZ, UNAM, México, por su valiosa colaboración en los análisis hormonales.

LITERATURA CITADA

Arrieta, E., A. Porras, E. González-Padilla, C. Murcia, S. Rojas, and G. Perera-Marín. 2006. Ovine serum and pituitary iso-forms of luteinizing hormone during the luteal phase. Reprod. Fertil. Develop. 18: 485-495.         [ Links ]

Arroyo-Ledezma, J., J. De la Torre-Barrera, y N. Y. Ávila-Serrano. 2013. Respuesta reproductiva de ovejas de pelo sincronizadas en progesterona o prostaglandinas. Agrociencia 47: 661-670.         [ Links ]

Arroyo, L. J., J. Gallegos-Sánchez, A. Villa-Godoy, J. M. Berruecos, J. Perera, and J. Valencia. 2007. Reproductive activity of Pelibuey and Suffolk ewes at 19° north latitude. Anim. Reprod. Sci. 102: 24-30.         [ Links ]

Ben-Saïd, S., D. Lomet, D. Chesneau, L. Lardic, S. Canepa, D. Guillaume, C. Briant, C. Fabre-Nys, and A. Caraty. 2007. Differential estradiol requeriment for the induction of estrus behavior and the luteinizing hormone surge in two breeds of sheep. Biol. Reprod. 76: 673-680.         [ Links ]

Caraty, A., C. Fabre-Nys, B. Delaleu, A. Locatelli, G. Bruneau, F. J. Karsch, and A. Herbison. 1998. Evidence that the medio-basal hyphotalamus is the primary site of action of estradiol in inducing the preovulatory gonadotropin releasing hormone surge in the ewe. Endrocrinology 139: 1752-1760.         [ Links ]

Caraty, A., B. Dalaleu, D. Chesneau, and C. Fabre-Nys. 2002. Sequential role of E2 and GnRH for the expression of es-trous behavior in ewes. Endocrinology 143: 139-145.         [ Links ]

Caraty, A., J. T. Smith, D. Lomet, S. Ben-Saïd, A. Morrisey, J. Cognie, B. Doughton, G. Baril, C. Briant, and I. J. Clarke. 2007. Kisspeptin synchronizes preovulatory surges in cyclical ewes and causes ovulation in seasonally acyclic ewes. Endocrinology 148: 5258-5267.         [ Links ]

Contreras-Solis, I., B. Vasquez, T. Diaz, C. Letelier, A. López-Sebastian, and A. González-Bulnes. 2009. Efficiency of estrous synchronization in tropical sheep by combining short-interval cloprostenol-based protocols and "male effect". Theriogenology 71: 1018-1025.         [ Links ]

Evans, N. P., G. E. Dahl, V. Padmanabhan, L. A. Thrun, and F. J. Karsch. 1997. Estradiol requeriments for induction and maintenance of the gonadotropin-releasing hormone surge: implications for neuroendocrine processing of the estradiol signal. Endocrinology 138: 5408-5414.         [ Links ]

Fierro, S., J. Gil, C. Viñoles, and J. Olivera-Mazunte. 2013. The use of prostaglandins in controlling estrous cycle of the ewe: A review. Theriogenology 79: 399-408.         [ Links ]

Goodman, R. L. 1994. Neuroendocrine control of the ovine estrous cycle. In: Knobil, E. N. J. (ed). The Physiology of Reproduction, vol. 2. New York: Raven Press. pp: 659-709.         [ Links ]

Hanrahan, J. P., and J. F. Quirke. 1975. Repeatability of the duration of oestrus and breed differences in the relationship between duration of oestrus and ovulation rate of sheep. J. Reprod. Fertil. 45: 29-36.         [ Links ]

Hernández-Cerón, J., J. Valencia-Méndez, y L. Zarco-Quintero. 2001. Regresión del cuerpo lúteo y presentación del estro en ovejas con dos inyecciones de prostaglandina con 8 días de intervalo. Téc. Pec. Méx. 39: 53-57.         [ Links ]

McCracken, J. A., E. E. Custer, and J. C. Lamsa. 1999. Luteolysis: a neuroendocrine-mediated event. Physiol. Rev. 79: 263-323.         [ Links ]

Moenter, S. M., A. Caraty, and F. J. Karsch. 1990. The estradiol-induced surge of gonadotropin-releasing hormone in the ewe. Endocrinology 127: 1375-1384.         [ Links ]

Perera-Marín, G., C. Murcia, S. Rojas, J. Hernández-Cerón, and E. González-Padilla. 2005. Pattern of circulating luteinizing hormone isoforms during the estrous and luteal phases in Holstein heifers. Anim. Reprod. Sci. 86: 53-69.         [ Links ]

Pulido, A., L. Zarco, C. S. Galina, C. Murcia, G. Flores, and E. Posadas. 1991. Progesterone metabolism during storage of blood samples from Gyr cattle: effects of anticoagulant, time and temperature of incubation. Theriogenology 35:965-975.         [ Links ]

Quirke, J. F., J. P. Hanrahan, and J. P. Gosling. 1979. Plasma progesterone levels throughout the oestrus cycle and release of LH at oestrus in sheep with different ovulation rates. J. Reprod. Fertil. 55: 37-44.         [ Links ]

Rubianes, E., A. Menchaca, and B. Carvajal. 2003. Response of the 1- to 5-day aged ovine corpus luteum to prostaglandin F2a. Anim. Reprod. Sci. 78: 47-55.         [ Links ]

Schramm, W., L. Bovaird, M. E. Glew, G. Schramm, and J. A. McCracken. 1983. Corpus luteum regression induced by ultra-low pulses of prostaglandin F_2a. Prostaglandins 26: 347-364.         [ Links ]

Silva, W. J., G. S. Lewis, J. A. McCracken, W. W. Thatcher, and L. Wilson. 1991. Hormonal regulation of uterine secretion of prostaglandin F2a during luteolysis in ruminants. Biol. Reprod. 45: 655-663.         [ Links ]

Smith, J. T., Q. Li, A. Pereira, and I. J. Clarke. 2009. Kisspeptin neurons in the ovine arcuate nucleus and preoptic area are involved in the preovulatory luteinizing hormone surge. Endocrinology 150: 5530-5538.         [ Links ]

Smith, J. T., Q. Li, K. S. Yap, M. Shahab, A. K. Roseweir, R. P. Millar, and L. J. Clarke. 2011. Kisspeptin is essential for the full preovulatory LH surge and stimulates GnRH release from the isolated ovine median eminence. Endocrinology 152: 1001-1012.         [ Links ]

Tsai, S. J., and C. Wiltbank. 1998. Prostaglandin F2a regulates distinct physiological changes in early and mid-cycle bovine corpora lutea. Biol. Reprod. 58: 346-352.         [ Links ]

Wildeus, S. 2000. Current concepts in synchronization of estrus: sheep and goats. J. Anim. Sci. 77: 1-14.         [ Links ]