Este texto é a parte da palestra apresentada pelo Dr. Ronaldo Cerri da University of British Columbia, do Canadá, no XX Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 17 e 18 de março de 2016.

Efeitos de pró-estro e estro sobre tecidos reprodutivos

Durante o estro, elevadas concentrações de estradiol aumentam a altura das células epiteliais e formação de cílios nas fímbrias (Murray, 1996) e na ampola (Murray, 1995). Além disso, o estradiol induz a maturação de organelas secretórias do oviduto e estimula a produção e liberação de grânulos das células epiteliais não ciliadas até o dia 3 pós-fertilização (Murray, 1995).

Uma glicoproteína dependente de estradiol é secretada no oviduto tanto de vacas (King e Killian, 1994) quanto de porcas (Buhi e Alvarez, 2003) durante o estro e início da gestação. A administração de estradiol, in vitro ou in vivo, leva à síntese e secreção da glicoproteína dependente de estradiol por células não ciliadas da ampola ovina no estro e nos dias 1,5, 2 e 3 após a fertilização (Murray, 1995; Murray, 1996).

Proestro

A concentração de estradiol durante o pró-estro é também importante para a manutenção do corpo lúteo (CL; Mann e Lamming, 2000; Kieborz-Loos et al., 2003). Foi demonstrado que concentrações sub-ótimas de estradiol antes da ovulação podem alterar a expressão cíclica normal de progesterona e ERα (Mann e Lamming, 2000; Robinson et al., 2001), resultando em elevada expressão gênica de receptores de oxitocina e eventualmente à liberação prematura de prostaglandina F2α (PG). Além disso, outras funções do estradiol pré-ovulatório são elevar o mRNA de fator de crescimento semelhante à insulina-1 (IGF-1) no útero (Robinson et al., 2000) e oviduto (Pushpakumara et al., 2002) durante a fertilização e desenvolvimento embrionário inicial.

Ovelhas ovariectomizadas foram extensivamente usadas como modelo para estudar o efeito do estradiol sobre o estabelecimento da prenhez. Ovelhas que não receberam estradiol exógeno, semelhante ao liberado no estro, não produziram um embrião normal depois de 21 dias de gestação induzida por transferência sincronizada de embriões (Miller e Moore, 1976). A eliminação de estradiol leva à redução na taxa de síntese de proteína uterina, da razão de RNA total para DNA total e redução de peso uterino em comparação com animais que receberam níveis adequados de estradiol exógeno (Moore e Miller, 1976).

Os efeitos prejudiciais sobre a taxa de prenhez decorrentes de duração mais curta do pró-estro podem ser observados quando se usa transferência de embrião ao invés de IA (Mussard et al., 2003). Atkins et al. (2013) observaram maior taxa de manutenção da prenhez entre 7 e 27 dias de gestação induzida por elevação das concentrações séricas de estradiol na vaca receptora no dia 0 e de progesterona no dia 7.

Nos mesmos estudos, foi observado que concentrações de estradiol da vaca doadora tinham efeito crítico sobre as taxas de fertilização, enquanto a concentração de estradiol no momento da ovulação da receptora era fundamental para manter a prenhez (Atkins et al., 2013). Em um estudo retrospectivo, os autores classificaram vacas doadoras e receptoras de embriões em dois grupos, baixo estradiol (< 8,4 pg/mL) ou alto estradiol (≥ 8,4 pg/mL) medido nas amostras de sangue coletadas por ocasião da indução da ovulação (Jinks et al., 2013). Suas conclusões demonstram que a ovulação de pequenos folículos dominantes induzida por GnRH foi associada a baixas concentrações séricas de estradiol, menor taxa de fertilização (vacas doadoras) e menor estabelecimento da prenhez (vacas receptoras). Além disso, a suplementação de ECP durante o período pré-ovulatório teve efeito positivo sobre a taxa de prenhez de vacas com folículos dominantes menores.

Outros efeitos indiretos da manipulação do estradiol pré-ovulatório incluem alteração da expressão gênica de receptores de oxitocina e ciclo-oxigenase-2 no endométrio no dia 5 do ciclo estral (Bridges et al., 2005). Durante o desenvolvimento e aperfeiçoamento dos protocolos baseados em estradiol-progesterona, ficou claro que a antecipação da injeção de PG em um dia (Pereira et al., 2013) ou a extensão da duração do protocolo (Pereira et al., 2014) pode ter efeitos positivos sobre a fertilidade ao elevar o número de vacas em estro antes da IA e consequentemente resultar em maior número de P/IA e reduzir as perdas gestacionais.

Estro

Os mais recentes estudos demonstraram que os tecidos reprodutivos sofrem influência não só da duração do pró-estro ou dos níveis de estradiol durante a fase estral, mas que a própria manifestação do comportamento estral parece ter profundo efeito sobre a fertilidade (Madureira et al., 2015a, Madureira et al., 2015b). A maior parte dos dados disponíveis em vacas leiteiras sobre os efeitos do pró-estro e do estradiol estão relacionados à manipulação do momento da luteólise e indução da ovulação, modificando, portanto somente o pró-estro.

Estudos que modificaram a duração da dominância folicular (Cerri et al., 2009), concentrações de progesterona durante o diestro (Cerri et al., 2011), duração do pró-estro e exposição ao estradiol (Mussard et al., 2003; Bridges et al., 2005) e parâmetros de produção (como lactação e idade; Sartori et al., 2002) descreveram estes efeitos sobre a fertilização, qualidade do embrião e ambiente uterino, assim como redução de perdas gestacionais durante a fase de desenvolvimento embrionário tardio (Ribeiro et al., 2012). Entretanto, apesar de efeitos significativos relacionados às modificações do ciclo estral, pouca ênfase foi dada à análise do efeito isolado ou aditivo da expressão do estro (em uma série de diferentes tratamentos) sobre os tecidos reprodutivos.

O efeito do estro sobre a fertilidade será discutido no último capítulo deste manuscrito, mas está claro que o estro tem um importante efeito positivo sobre a fertilidade. Além disso, este efeito também parece estar associado à intensidade do estro, o que levanta uma série de dúvidas quanto aos detalhes dos mecanismos fisiológicos associados à melhora da fertilidade associada ao estro.

Para responder algumas destas questões, investigamos a associação entre expressão do estro no momento da IA com a expressão de genes críticos no endométrio, CL e embrião durante o período pré-implantação (Davoodi et al., 2016). Além disso, a diferença na expressão do estro foi avaliada para parâmetros reprodutivos como volume do CL, tamanho do feto, concentração plasmática de P4 e diâmetro do folículo. Evidências deste estudo suportam nossa hipótese de que a expressão do estro influencia positivamente a expressão de genes-alvo, importantes para a sobrevida do embrião.

Vacas que expressaram comportamento estral próximo à IA tiveram melhora significativa no perfil de expressão gênica no endométrio, crítica para a supressão local da imunidade materna e provavelmente para a melhora da adesão entre células do epitélio endometrial e o concepto, assim como para a inibição parcial do mRNA para a síntese de PG (Figura 1).

Genes relacionados ao sistema imune e adesão no endométrio também foram significativamente afetados pela concentração plasmática de progesterona no dia 7. Resultados da análise gênica do CL (Figura 2) também confirmaram a infrarregulação de vias celulares associadas à apoptose e síntese de PG, favorecendo a manutenção do CL e secreção de progesterona, ambos críticos para sustentar a prenhez (Davoodi et al., 2016).

Além disso, vacas que manifestaram estro produziram conceptos mais longos, o que pode ser associado com maiores chances de sobrevida. Os efeitos da expressão do estro parecem interagir com a concentração de progesterona no dia 7 do ciclo estral de maneira a influenciar positivamente a receptividade do endométrio e desenvolvimento embrionário.

Este estudo não pode verificar a duração da dominância ou os níveis de progesterona durante o crescimento do folículo pré-ovulatório. As causas específicas que levam à expressão do estro ainda não são conhecidas e os dados coletados neste estudo não foram esclarecedores (Davoodi et al., 2016), exigindo investigações complementares. A expressão do estro pode indicar um estado de sensibilidade do hipotálamo ao estradiol e talvez o melhor momento para otimização da função dos demais tecidos reprodutivos relacionados à sobrevida do embrião.



Figura 1. Efeito da expressão do estro sobre a expressão gênica endometrial. Diferença significativa baseada na expressão na fase de não-estro foi demonstrada para genes com padrão significativo de expressão no endométrio. Neste gráfico, asteriscos (*), (**), (***) e (+) se referem a P ≤ 0,05, P ≤ 0,01, P ≤ 0,001 e P ≤ 0,10, respectivamente.



Figura 2. Efeito da expressão do estro sobre genes do corpo lúteo envolvidos na esteroidogênese, angiogênese e apoptose. Diferença significativa baseada na expressão na fase de não-estro foi demonstrada para genes com padrão significativo de expressão no corpo lúteo. Neste gráfico, os asteriscos (*) e (**) se referem a P ≤ 0,05 e P ≤ 0,01, respectivamente.

Confira também: 

Parâmetros produtivos e reprodutivos associados ao comportamento de estro - Parte 1