Sistema Endocrino

INTRODUCCIÓN:

¿Qué son las hormonas?

Las hormonas son los mensajeros químicos del sistema neuroinmunoendócrino. En este sistema participan una compleja red de señales químicas que controlan muchas de las respuestas y funciones del cuerpo; unas producen respuestas instantáneas (como las respuestas al miedo), pero otras actúan más lentamente, "diciéndole" a otra parte del cuerpo cuándo y cuánto crecer. Todos los vertebrados cuentan con este sistema para:

·         Mantener el equilibrio interno del cuerpo, es decir, regulan la nutrición, el metabolismo, la excreción, y el balance de sal y agua.

·         Reaccionar a los estímulos externos.

·         Regular el crecimiento, el desarrollo y la reproducción.

·         Producir, usar y guardar la energía.

·         Activar la respuesta inmunológica.

El sistema neuroinmunoendócrino consta de: las estructuras productoras y liberadoras de hormonas como las glándulas; las hormonas, que son los mensajeros que viajan a través de la sangre hasta llegar a un órgano o tejido específico, y las células de éstos, que cuentan con los receptores necesarios para recibir la señal o mensaje y llevar a cabo la instrucción indicada por la hormona.

Las hormonas se producen en el hipotálamo, la glándula pineal, la pituitaria o hipófisis, la tiroides, la paratiroides, el timo, las glándulas adrenales, el páncreas, los testículos y los ovarios, entre otros órganos.

Hormonas sexuales:

Hormonas sexuales masculinas, son producidas en los testículos. La testosterona juega un papel clave en el desarrollo del tejido del aparato reproductor y también en los caracteres sexuales secundarios como el incremento de masa muscular-ósea y bello corporal. La testosterona sólo se produce en la célula del testículo llamada Leydig su producción se reduce con el envejecimiento.

En las células de Leydig del testículo, la síntesis sigue la vía delta 5: la pregnenolona se convierte en 17α-hidroxi-pregnenolona, deshidroepiandrosterona, androstenodiol y testosterona. El estímulo proviene de la LH segregada por la hipófisis; la testosterona circulante, a su vez, ejerce una acción negativa sobre la GnRH hipotalámica y la LH hipofisaria. Los andrógenos son sintetizados también en otros órganos, como ovario, corteza suprarrenal y placenta, en la forma de precursores que posteriormente se convierten en andrógenos activos en los tejidos periféricos: hígado, piel y tejido adiposo. En la corteza suprarrenal, los proandrógenos son la deshidroepiandrosterona y la androstenodiona. El testículo produce diariamente 2,5-10 mg de testosterona en el hombre adulto, originando unos niveles plasmáticos de 350-1.000 ng/dl, que fluctúan de forma circadiana. En el adulto castrado, los niveles son de 45 ng/dl, en los varones impúberes, 6-7 ng/dl; en mujeres, los andrógenos producidos por el ovario y las suprarrenales alcanzan 0,25 mg, siendo los niveles plasmáticos de 15-65 ng/dl. En los tejidos andrógeno-dependientes, la testosterona es reducida por la 5α-reductasa a dihidroxitestos-terona (DHT) en el retículo endoplásmico y el núcleo. La DHT es 1,5-2,5 veces más potente que la testosterona, pero su concentración plasmática es muy baja: 35-75 ng/dl.

Hormonas sexuales femeninas, los estrógenos son producidos, mayormente por los ovarios y estas hormonas son las responsables de la aparición del ciclo menstrual, el crecimiento de las mamas, etc. En el momento de la pubertad es donde se produce la mayor cantidad, 25 años posteriormente hasta la menopausia.

Síntesis de los estrógenos. En las células de la granulosa del ovario, durante la fase folicular, la pregnenolona formada a partir del colesterol sigue también la vía Δ⁵ para formarse 17α-hidro-xipregnenolona, deshidroepiandrosterona, androstenodiona y testosterona, la cual sufre el proceso de aromatización del anillo A del esteroide con pérdida de C19, para convertirse en el estrógeno 17β-estradiol; en el ovario, una pequeña parte de éste se convierte en estrona, pero en hígado, piel, tejido graso, músculo, endometrio e hipotálamo, la conversión en estrona es muy abundante. En la fase folicular, la FSH es el estímulo de la secreción 17β-estradiol tras la interacción con sus receptores de la granulosa. En la fase lútea persiste la secreción de 17β-estradiol a partir de la producción de androstenodiona y testosterona en las células tecales estimuladas por la LH; los andrógenos difunden a las células de la granulosa, donde sufren la aromatización correspondiente. Las mujeres premenopáusicas producen 17β-estradiol de forma variable a lo largo del ciclo: de 100 a 600mg/día, lo que origina unos niveles plasmáticos que oscilan desde un mínimo de 50 pg/ml a un máximo preovulatorio de 250-300 ng/ml. También se segregan estrógenos en el testículo, en pequeñas cantidades por aromatización de una pequeña fracción de testosterona, y en la placenta. La síntesis en la placenta es abundante, a partir principalmente del sulfato de deshidroisoandrosterona que se forma en la bien desarrollada corteza suprarrenal del feto.

Síntesis de progesterona. Durante la fase folicular del ciclo se sintetiza la progesterona en muy pequeña cantidad en las células foliculares; después de la ovulación, el cuerpo lúteo la produce segrega en grandes cantidades. Para ello, la pregnenolona sigue la vía Δ⁴, por lo que se convierte en progesterona y 17α-hidroxiprogesterona, bajo la acción estimulante de la LH. Durante las primeras semanas del embarazo, la progesterona se forma principalmente en el cuerpo lúteo, bajo la acción estimulante de la hCG, pero después lo hace en la placenta cuyas células trofoblásticas captan con enorme avidez las lipoproteínas LDL (v. cap. 55), las internan, hidrolizan los lípidos y utilizan el colesterol resultante para convertirlo en pregnenolona y progesterona. Ésta se forma también en la corteza suprarrenal. La producción de progesterona es de 2-3 mg/día antes de la ovulación y de 20-30 mg/día durante la fase lútea. Los niveles sanguíneos de progesterona son de 1 ng/ml en mujeres impúberes, mujeres en fase folicular y en varones, y ascienden a 5-20 ng/ml en la fase lútea; en el momento del parto llegan hasta 100-200 ng/ml.

Acciones fisiológicas de los estrógenos, Como consecuencia de la activación de los receptores específicos situados en los correspondientes órganos, los estrógenos estimulan el desarrollo de las características sexuales secundarias en la mujer y controlan su ciclo reproductivo. En la pubertad promueven el crecimiento y el desarrollo de útero, vagina, vulva y trompas de Falopio y favorecen el desarrollo mamario al provocar el crecimiento de los conductos, del estroma y la deposición de grasa. Favorecen el crecimiento óseo y la especial configuración y moldeado del cuerpo femenino, si bien facilitan el cierre de las epífisis.

Ciclo estral de las ratas  

Etapas del ciclo estral de la rata con sus células características.

OBJETIVOS

• Conocer el ciclo estral de las ratas wistar mediante la observación de las muestras que realicemos (frotis vaginal).
• Observar si existen cambios fisiológicos y anatómicos en los órganos sexuales de los roedores (ratas wistar), suministrando hormonas sexuales (estrógenos) que superen los parámetros normales.
• Distinguir cómo afectan los estrógenos en el ciclo estral de las ratas, mediante la comparación de las ratas control y las ratas problema.

RESULTADOS

Tabla 1. Observaciones a 400x y esquemas de los frotis de las diferentes etapas de la rata Wistar asignada

ANÁLISIS DE RESULTADOS

En el presente trabajo se evaluó el ciclo estral de las ratas Wistar, identificando en el epitelio vaginal los fenotipos celulares en las diversas etapas o fases de dicho ciclo. Como se sabe el ciclo estral es un ciclo que regula el tiempo que transcurre entre el periodo del celo y el comienzo del siguiente, por lo que su duración es variable con cada especie siendo en las hembras rata y ratón de cuatro a cinco días.

De acuerdo a lo observado durante el estudio citológico aplicado a nuestra rata problema por una semana, a la cual se le administraron estrógenos, nos pudimos dar cuenta que en efecto uno de sus ciclos efectivamente duro 5 días, como lo indica la literatura. Un aspecto importante es que este ciclo como se vio en la introducción tiene una base fisiológica en la liberación periódica de hormonas, las cuales a su vez responden a otras hormonas liberadas de la hipófisis, el cual se encuentra bajo control nervioso hipotalámico, dando una gran determinación de los cambios en el aparato reproductor.  Es por eso que para esta práctica se decido además de estudiar el ciclo estral de las ratas hembra, también administrar estrógenos para promover el desarrollo de los folículos, como en el caso de la rata problema que se nos proporcionó. Los estrógenos son hormonas esteroideas, producidos por el folículo ovárico y tienen diversos efectos sobre los distintos órganos blanco como lo son; las Trompas de Falopio, el útero, la vagina, la vulva y el sistema nervioso central, en el cual estimula la conducta del celo, por medio del hipotálamo que ejerce un "feed back" negativo sobre el centro tónico, y positivo sobre el centro cíclico (Fisiología Reproductiva, 2005), ya que prepara al útero para el implante del embrión y mantiene el periodo de gestación.

Ø  DÍA 1

Fue el primer día de toma de muestra se encontraba en la etapa de “estro” la cual dura aproximadamente 18 horas. Durante este periodo la secreción de estrógenos alcanza su nivel máximo; alcanzando un umbral de estimulación del centro cíclico hipotalámico, inhibiendo la liberación de FSH (hormona folículo estimulante) y aumentando la de LH, lo que produce la ovulación. El útero permanece ensanchado. Tras las numerosas mitosis  que sufre la mucosa vaginal, aparecen células epiteliales degeneradas, con forma poligonal cornificadas y sin núcleo o con núcleo Eosinófilo (Fisiología Reproductiva, 2005).

En la observación en microscopio a 400x, se pudo apreciar y verificar esta etapa del ciclo estral, por la presencia de células epiteliales degeneradas, con forma poligonal, amorfas y sin núcleo o núcleo eosinófilo, que de acuerdo a la literatura antes mencionada.

Ø  DÍA 2

En el segundo día de toma de muestra se observó que el ciclo estral de la rata seguía en el estado de  estro, en esta fase la secreción de estrógenos alcanza su nivel máximo inhibiendo la liberación de FSH y aumentando la LH (hormona Luteinizante), lo cual produce la ovulación. El útero permanece ensanchado, tras la numerosas mitosis  que sufre la mucosa vaginal, esto es evidente debido a la aparición de células epiteliales degeneradas la cuales pudimos observar en el microscopio eran evidentes debido a su forma poligonal esta fase duro aproximadamente de 20 a 24 horas esto concuerda con lo reportado en la literatura.

Ø   DÍA 3

Para el tercer día al realizar el frotis y observarlo a 40x al microscopio óptico encontramos que el ciclo estral ya estaba en el estado de Metaestro, este estado se forma en el ovario el cuerpo lúteo, responsable de la secreción de elevados niveles de progesterona, característico en esta fase. La mucosa vaginal entra en regresión y es invadida por leucocitos  y también se encuentra en el frotis las células queratinizadas, es el ciclo que tiene una menor duración reportado en la literatura con 10 hrs.

Ø  DIA 4:

En el día 3 por la tarde se realizó un frotis vaginal en el cual se encontraron células en fase metaestro, en el día 4 por la tarde pasado 17 hrs aproximadamente se realizó un frotis en el cual se encontraron dos fases, unas en metaestro (en menor cantidad) y otras en diestro (en mayor cantidad, más del doble). El tiempo que tarda en pasar de la fase metaestro a diestro son 21hrs (facultad de ciencias UNAM artículo en línea).  Los resultados que se obtuvieron en este frotis corresponden a la entrada de la fase diestro.

Ø  DIA 5

En el día 5 se tomó una muestra en la cual se observaban varios leucocitos con formas ovoides, estas corresponden a la fase diestro, en un frotis que se tomó un día antes (día 4), se había observado la entrada a la fase diestro. Pasando cerca de 13hrs se toma la muestra correspondiente al día 5, en la cual ya podemos observar claramente la fase diestro, si bien la fase metaestro tarda 21 hrs (facultad de ciencias UNAM artículo en línea) para pasar a diestro en esta muestra ya habían pasado alrededor de 30 hrs, es decir en consecuencia si estamos observando células en fase diestro.

Ø  Día 6

A partir del día 6 por la mañana la rata ya había completado su ciclo y lo volvía a comenzar, observándose gracias al frotis vaginal, que se encontraba en el estado de “proestro”. El proestro pertenece a una fase de nombre “folicular o de regresión lútea”, que comienza con la regresión del cuerpo lúteo del ciclo anterior y finaliza con la manifestación de celo.

Durante la regresión lútea, al producirse la destrucción del cuerpo lúteo se presenta una caída en los niveles de progesterona y posteriormente una pérdida de tejido luteal, siendo la PGF2a (prostaglandina); de origen uterino, el principal luteolítico en la mayoría de los roedores. Como consecuencia de la caída de los niveles de progesterona (hormona también esteroidea producida por el cuerpo lúteo por acción de la LH), disminuye el feed back negativo que dicha hormona tenía a nivel hipotalámico y comienzan a aumentar la frecuencia pulsátil de las hormonas gonadotróficas (FSH y LH) , estimulando el crecimiento folicular con el desarrollo de un gran folículo y aumentando los niveles de estradiol; hormona que estimula el crecimiento del útero, las trompas de Falopio y la vagina. Cuando los estrógenos alcanzan cierto nivel, se estimula la receptividad al macho y comienza el período de celo o estro. A nivel experimental por medio de la observación del frotis vaginal con un aumento total de 400x apreciamos una gran cantidad de células epiteliales nucleadas de tamaño considerable, debido a que el útero de la rata sufrió un engrosamiento progresivo dando como resultado que la mucosa vaginal sufriera numerosas mitosis, tal como lo indica la literatura. (Rodríguez José, 2001).

Esta fase folicular duro aproximadamente 18 horas y como lo marca el ciclo estral la siguiente etapa o estado fue “estro”. El estro es un estado que pertenece a la fase periovulatoria, la cual se caracteriza por la aparición de estrógenos en altas concentraciones alcanzando un umbral de estimulación del centro cíclico hipotalámico, estimulando a las neuronas hipotalámicas a producir el pico de GnRH (hormona liberadora de gonadotrofinas que funde a los capilares del sistema porta hipofisiario para estimular la síntesis y secreción de las hormonas hipofisiarias),  y en consecuencia el pico de LH. Por otra parte la FSH (hormona folículo estimulante)  disminuye su secreción como consecuencia del feed back negativo estrogénico y de la inhibina (hormona proteica producida por el folículo ovárico). Este estado gracias a la observación en microscopio también a 400x, se pudo apreciar y verificar, por la presencia de células epiteliales degeneradas, con forma poligonal, amorfas y sin núcleo o núcleo eosinofilo, que de acuerdo a la literatura es producido por un ensanchamiento del útero tras las numerosas mitosis que sufrió la mucosa vaginal durante el proestro. Esta etapa tuvo una duración de 20 horas como máximo, desde el día 6 por la tarde y llegando al día 7 por la mañana donde también.

Ø  Día 7

Durante este día, pero por la tarde pudimos apreciar al siguiente estado; “metaestro”. El metaestro también forma parte de la fase periovulatoria, en la cual como se mencionó con anterioridad, hay un pico de la hormona liberadora de gonadotrofinas.

Durante el metaestro, a nivel  endocrino lo que sucede es que posteriormente al inició del celo y a la preparación del útero para la fecundación, los niveles de la FSH se incrementan drasticamente unas horas después del pico de LH, relacionándose con el inicio de la primera oleada folicular gracias a que el sistema nervioso se torna refractario a los estrógenos y todas las manifestaciones de celo o calor desaparecen, pero activo a la progesterona, promoviendo así el desarrollo del endometrio. Por lo tanto después de la ovulación u oleada folicular, se produce una hemorragia y el folículo se llena de sangre, convirtiéndose en una estructura conocida como cuerpo hemorrágico. Y el proceso siguiente de la formación de dicho cuerpo hemorrágico es la luteinización de las células foliculares; se transformaran en cuerpos lúteos funcionales entre el día cinco y el siete del ciclo. Este estado a nivel experimental fue apreciado por la presencia de células queratinizadas con forma de helechos debido a que la mucosa vaginal entro en regresión por una ruptura folicular.

Ø  Día 8

Durante este último día de experimentación al realizar el frotis, la tinción y la observación a microscopio con un aumento total de 400x, notamos que la rata de estudio aún se encontraba en “metaestro”, siendo este el último estado el observado durante la mañana y la tarde antes de sacrificar a la rata. Por lo que de manera total tuvo una duración de día ½, la cual se asemeja a la reportada en la literatura; que es de entre 1 y 2 días (Rippe Christian, 2009).

Folículos extraídos (Día 8)

Después de haber procedido a extraer los ovarios,  el útero y las trompas de Falopio  de la rata realizamos un frotis para observar los folículos (este se realizó directamente del ovario), al fijarlo y teñirlo pudimos observarlo al microscopio.

En la corteza del ovario se localizan los folículos de diferentes tamaños en función de la fase de desarrollo. Cuando un folículo alcanza su madurez se rompe en la superficie del ovario para dejar libre al ovocito La médula está formada básicamente por tejido conjuntivo laxo y por una masa de vasos sanguíneos.

Se pudieron distinguir algunos folículos, entre ellos un folículo primordial formado por un ovocito grande rodeado de una capa de células foliculares aplanadas. Éstos se encuentran principalmente en la periferia de la corteza ovárica. Los folículos aumentan mucho más su tamaño a la vez que comienzan a aparecer cavidades entre las células foliculares que se llenan de líquido folicular. Las cavidades tienden a fusionarse originando el antro folicular. Estos folículos reciben el nombre de folículos secundarios o antrales. En uno de los lados de la cavidad antral se sitúa el ovocito rodeado por una capa de células foliculares, por ultimo un folículo terciario o de Graff, se caracteriza por poseer varias capas de células foliculares rodeando al ovocito que protruye hacia la cavidad antral formando el cumulus ovoforus, una amplia cavidad folicular (antro folicular), y por estar rodeado por tejido conjuntivo.

Después de la ovulación, los restos de células de la granulosa y de las tecas forma el cuerpo lúteo. En la etapa inicial de formación del cuerpo lúteo pueden distinguirse dos tipos celulares, unas externas y pequeñas y las del interior, que constituyen la mayor parte del cuerpo lúteo y que presentan un mayor tamaño. El cuerpo lúteo produce progesterona.

Administración de estrógenos

El papel que ejerce los estrógenos en las ratas es ayudar en el aumento de progesterona varias horas antes de la ovulación, los estrógenos condicionan el sistema nervioso central para aumentar su respuesta a progesterona , existen receptores citoplasmáticos de progesterona en el cerebro que son saturables específicos de alta afinidad y la administración de estrógenos aumenta la concentración de estos receptores solamente en algunas áreas cerebrales específicas, especialmente el hipotálamo y área preoptica.( Archivos de medicina Veterinaria 1981 ). Los estrógenos actúan sobre el desarrollo, mantenimiento y funciones de los órganos reproductores. La suministración de éstos causan efectos neuroendocrinos involucrados en el control del ciclo estral, generan crecimiento y desarrollo de la vagina, el útero y las trompas de Falopio, respecto a los pesos obtenidos de las dos ratas tanto la problema como el control podemos observar que en el caso del problema a la cual se le suministraron los estrógenos presenta aumento de peso corporal, aumento en el peso y el tamaño del útero y ovarios. (Fisiología Reproductiva, 2005)

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos nos indican que la citología vaginal mejor conocida como frotis vaginal, es un modelo muy práctico y útil para la investigación y observación de del ciclo reproductivo de las ratas; debido a que su ciclo es muy corto (4 a 6 días) y sus etapas se pueden apreciar muy fácilmente, así como un buen método para evaluar la acción y las modificaciones de los niveles de las hormonas sexuales circulantes en los animales en general, ya que dicho ciclo está regulado por el sistema endocrino, concentración de gonadotropinas y  la liberación periódica de hormonas ováricas como la LH, FSH, que estimulan ciertos cambios. De acuerdo a los resultados obtenidos se puede apreciar claramente que hubo un crecimiento del útero y los ovarios tanto en peso como en longitud de la rata problema en comparación con el de la rata control esto es provocado por los estrógenos suministrados. Además en nuestro caso la administración de estrógenos nos presentó una medida para promoción para el desarrollo de los folículos ováricos, aumentando la velocidad a la que se efectuó el ciclo estral de la rata Wistar, lo cual pudimos apreciar durante el séptimo y octavo día.