Progesterona antes da IA (efeito no ovócito) e após a IA (desenvolvimento do embrião) no sucesso de prenhez - Parte 1

Este texto é a parte da palestra apresentada pelo Dr. Bridges da Universidade de Minnesota, no XVII Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 14 e 15 de março de 2013.

Introdução

A falha da prenhez pode ser causada por diversos fatores, embora a causa mais comum seja a perda embrionária durante a fase inicial da gestação. Dois fatores primordiais que influenciam a probabilidade de perda embrionária são a qualidade do ovócito ovulado e o suporte uterino ao desenvolvimento embrionário. A ovulação de um ovócito de baixa qualidade geralmente leva à mortalidade embrionária precoce (antes do alongamento do concepto), embora a fertilização do ovócito geralmente não seja inibida. Da mesma forma, a disfunção uterina no início da gestação pode levar à morte embrionária. Em ambos os casos, a qualidade do ovócito e a função uterina podem ser reguladas pelas concentrações circulantes de progesterona antes e depois da ovulação, respectivamente. As concentrações pré-ovulatórias de progesterona podem influenciar a liberação do hormônio luteinizante (LH), que afeta a maturação do ovócito, o crescimento folicular e a produção de estradiol (Rahe et al., 1980; Schallenberger et al., 1985; Savio et al., 1993; Gong et al., 1995). A alteração do amadurecimento do ovócito ou a presença de quantidades pré-ovulatórias limitadas de estradiol podem causar queda da fertilidade. Além disso, a sensibilidade às concentrações de progesterona durante o desenvolvimento folicular pode variar entre raças bovinas (Bos indicus e Bos taurus; gado de corte e de leite). Após a ovulação, as concentrações de progesterona presentes no início da gestação podem influenciar a função uterina e a taxa de crescimento embrionário (Garrett et al., 1988; Satterfield et al., 2006). Diversos estudos demonstraram que as concentrações de progesterona e o grau de elevação dos níveis de progesterona após a ovulação afetam o sucesso da prenhez (Johnson, 1958; Mauer e Echternkamp, 1982; Robinson et al., 1989; Starbuck et al., 2004). Portanto, o objetivo deste artigo é descrever os possíveis mecanismos através dos quais as concentrações pré e pós-ovulatórias de progesterona influenciam o sucesso da prenhez em bovinos.

Importância da Progesterona Antes da Inseminação

As concentrações circulantes de progesterona durante o ciclo estral regulam a secreção do hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) pelo hipotálamo (Rahe et al., 1986; Schallenberger et al., 1985; Kinder et al., 1996) e a secreção de gonatrofinas (LH e hormônio folículo estimulante, ou FSH) pela hipófise anterior (Savio et al., 1993; Gong et al., 1995). A liberação de gonadotrofinas pela hipófise anterior regula o desenvolvimento folicular e influencia a maturação do ovócito, além de ser fundamental para a produção de hormônios esteroides.

O hormônio folículo estimulante (FSH) é necessário para iniciar a onda folicular (Ginther, 2000), enquanto o hormônio luteinizante (LH) regula o estágio final do crescimento folicular (Savio et al., 1993) e a maturação do ovócito (Gong et al., 1995). Além disso, o LH promove a produção e a secreção de estradiol pelo folículo dominante (Schallenberger et al., 1984). Altas concentrações de progesterona resultam em redução da pulsatilidade do LH, embora com aumento da amplitude dos pulsos. Em contrapartida, na presença de baixas concentrações de progesterona, como após a luteólise, a frequência de pulsos de LH aumenta (Rahe et al., 1980). Após a luteólise, quando as concentrações de progesterona são baixas, a maior pulsatilidade de LH estimula o crescimento final do folículo dominante (Taft et al., 1996), o aumento da produção de estradiol e a ocorrência de estro e ovulação. Em contraste, durante os períodos de altas concentrações de progesterona, a baixa frequência de pulsos de LH deixa de sustentar o crescimento folicular, resultando em atresia do folículo dominante (Adams et al., 1992). Diversos pesquisadores se basearam neste princípio para alterar a frequência de liberação de LH através da administração de progesterona exógena. A progesterona tem efeito dose-dependente sobre a secreção de LH (Kinder et al., 1996). Kojima e colaboradores (1992) demonstraram que a administração e doses subluteais de progesterona exógena na ausência de corpo lúteo (CL) resulta em um padrão de secreção de LH semelhante ao que se verifica na fase folicular em bovinos. A alteração da regulação da liberação de LH pela progesterona pode afetar o desenvolvimento e a capacidade futura do ovócito de ser fertilizado e resultar em prenhez. Quando o período de exposição a concentrações subluteais de progesterona é muito prolongado, folículos persistentes se desenvolvem, com drástica redução da fertilidade (Kinder et al., 1996). Entretanto, a influência de períodos limitados de baixas concentrações de progesterona sobre a secreção de LH, o crescimento folicular, a competência do ovócito e a fertilidade ainda não foram determinadas.

Concentrações de progesterona durante o desenvolvimento folicular e sucesso da prenhez

Com a exceção de estudos que investigaram a relação entre a ocorrência de folículos persistentes e a infertilidade, poucos estudos avaliaram diretamente os efeitos das concentrações de progesterona e das concentrações subsequentes de LH durante o desenvolvimento da onda folicular sobre a qualidade do ovócito cuja ovulação foi induzida e o sucesso da prenhez. Estudos adicionais que investigaram as concentrações de progesterona durante protocolos de sincronização de estro indicam que as concentrações de progesterona presentes durante o desenvolvimento da onda folicular ovulatória podem afetar a fertilidade. Entretanto, as concentrações ideais de progesterona necessárias para estimular a fertilidade parecem variar entre as espécies Bos indicus e Bos taurus, assim como entre bovinos de leite e corte.

Nos últimos anos, diversos estudos realizados em bovinos Nelore demonstraram que a redução das concentrações de progesterona durante os estágios finais do crescimento folicular melhora as taxas de prenhez, embora isso não tenha sido determinado em animais Bos taurus. A diferença entre as espécies bovinas pode ser explicada pelo estudo realizado por Carvalho et al. (2008), comparando o intervalo desde a implantação do CIDR e a administração de estradiol até a emergência da onda folicular em novilhas Bos indicus, Bos indicus x Bos Taurus e Bos taurus. Embora o intervalo entre a administração de estradiol e a emergência da onda folicular não tenha diferido entre os grupos (3,2 dias), as novilhas Bos indicus puras apresentaram os menores folículos dominantes ao final do tratamento com CIDR. Concentrações mais altas de progesterona circulante durante a sincronização do estro também foram associadas à redução da velocidade de crescimento do folículo dominante nas novilhas Bos indicus, indicando que animais Bos indicus são mais sensíveis aos efeitos da progesterona e que altas concentrações pré-ovulatórias de progesterona podem prejudicar o desenvolvimento folicular nesses animais.

A fim de aumentar as taxas de prenhez à IATF em bovinos Bos indicus, diversas abordagens voltadas para a redução das concentrações de progesterona durante o desenvolvimento folicular e/ou o aumento das concentrações de gonadotrofinas durante os protocolos de sincronização da ovulação foram investigadas (Claro et al., 2010; Meneghettii et al., 2009; Sá Filho et al., 2009; Peres et al., 2009; Dias et al., 2009). Uma forma de aumentar o suporte gonadotrófico ao folículo dominante é o prolongamento da duração do proestro, ou seja, o aumento do intervalo entre a regressão do corpo lúteo e a onda de LH. Foi demonstrado que as taxas de prenhez são mais altas em animais com proestro mais longo, tanto em bovinos Bos indicus como em bovinos Bos taurus (Vasconcelos et al., 2001; Mussard et al., 2007; Bridges et al., 2008; Perez et al., 2009). Outra abordagem empregada para reduzir as concentrações de progesterona durante o desenvolvimento folicular é a administração de uma dose luteolítica de prostaglandina F2α (PGF) antes da remoção do CIDR, o que melhora a fertilidade em fêmeas Bos indicus (Peres et al., 2009). Além disso, a gonadotrofina coriônica equina (eCG) aumenta as taxas de prenhez à IATF quando administrada no final do tratamento com CIDR em vacas em anestro. A administração de eCG tem o potencial de aumentar as taxas de prenhez por permitir a ovulação de um folículo dominante maior, que resulta em um CL maior e em concentrações circulantes de progesterona mais altas 12 dias após a ovulação (Vasconcelos et al., 2001; Baruselli et al., 2003; Peres et al., 2009; Sá Filho et al., 2009). Não se sabe se a administração de eCG afeta diretamente a competência do ovócito. Entretanto, após a aspiração de um mesmo número de folículos em ambos os grupos, vacas tratadas com eCG geraram mais que o dobro de ovócitos viáveis em relação a vacas que não receberam estimulação com eCG antes da aspiração folicular (Aller et al., 2012).

Outra estratégia de manejo usada para aumentar o suporte gonadotrófico ao folículo ovulatório em protocolos de sincronização da ovulação é o emprego de CIDRs usados. Uma vez que animais Bos indicus são mais sensíveis às concentrações circulantes de progesterona, o emprego de um CIDR com concentrações mais baixas de progesterona pode diminuir a queda da secreção de LH induzida pela progesterona, melhorando o crescimento folicular, a produção de estradiol, a qualidade do ovócito e a fertilidade. Em um estudo realizado por Claro et al. (2010), as taxas de prenhez em novilhas Nelore pré-púberes foram maiores após a sincronização com CIDRs usados (resultando em níveis séricos de progesterona da ordem de 2,0 ± 0,11 ng/mL e taxa de prenhez de 47,7%) do que com CIDRs novos (progesterona sérica = 2,31 ± 0,11 e taxa de prenhez de 39,2%). Em outro estudo envolvendo novilhas Nelore púberes, o emprego de CIDRs usados para reduzir as concentrações de progesterona resultou em maior diâmetro do folículo ovulatório e em taxas mais elevadas de prenhez à IATF (Dias et al., 2009). Em conjunto, tais estudos demonstram que animais Bos indicus apresentam taxas de prenhez mais altas quando expostos a um ambiente mais pobre em progesterona antes da ovulação. Embora o mecanismo exato por trás da melhora da fertilidade em ambientes mais pobres em progesterona não tenha sido esclarecido, diversos fatores podem estar envolvidos. As baixas concentrações de progesterona podem aumentar a secreção de LH, estimulando o crescimento folicular e a produção de estradiol, fatores esses que influenciam as taxas de prenhez em bovinos (Vasconcelos et al., 2001, Perry et al., 2005, Bridges et al., 2010). Além disso, a ovulação de folículos maiores geralmente resulta no desenvolvimento de um CL maior, capaz de produzir mais progesterona. Conforme será discutido mais adiante, as concentrações pós-ovulatórias de progesterona são fundamentais para a sobrevivência do embrião e o aumento dos níveis de LH pode promover a ovulação de um ovócito de melhor qualidade.

Nas raças bovinas Bos taurus, as implicações de baixas concentrações de progesterona durante o desenvolvimento folicular não foram esclarecidas e há menos estudos investigando tais interações. Entretanto, em um estudo recente envolvendo novilhas de corte mestiças, a redução das concentrações circulantes de progesterona durante o desenvolvimento da onda folicular resultou em um folículo maior no momento da remoção do CIDR possivelmente devido ao aumento da secreção de LH em resposta à queda da progesterona circulante (Sparks et al., 2012). Sparks e colaboradores (2012) também observaram concentrações de progesterona mais altas no ciclo estral subsequente nas novilhas do grupo de tratamento de baixa progesterona, provavelmente devido à ovulação de um folículo maior. Entretanto, não houve aumento das taxas de prenhez à IA após a sincronização do estro com o protocolo baseado em baixas concentrações de progesterona durante o desenvolvimento da onda folicular, sugerindo que as concentrações pré-ovulatórias de progesterona podem não ter o mesmo impacto nas raças Bos taurus e Bos indicus. Entretanto, novas pesquisas se fazem necessárias para esclarecer definitivamente a questão.

Em vacas leiteiras lactantes, há evidências de que concentrações mais altas de progesterona durante o desenvolvimento folicular sejam necessárias para a maximização da fertilidade (Cerri et al., 2009. 2011; Denicol et al., 2012). Recentemente, foi demonstrado que o emprego de dois CIDRs resulta em concentrações mais altas de progesterona circulante antes da ovulação e em maiores taxas de prenhez em vacas leiteiras em lactação (Denicol et al., 2012). Tais pesquisadores concluíram que os protocolos de sincronização de estro em vacas leiteiras lactantes devem garantir concentrações de progesterona acima de 2 ng/mL durante o desenvolvimento folicular para que haja maior probabilidade de prenhez à IA. Além disso, a implementação do protocolo de sincronização do estro durante a segunda onda folicular, quando as concentrações de progesterona são mais altas, melhora as taxas de prenhez à IATF em vacas leiteiras em lactação (Bisinotto et al., 2010). Embora não se saiba o motivo da melhora da fertilidade em vacas leiteiras em lactação na vigência de concentrações mais altas de progesterona durante a sincronização do estro, a regulação da liberação de LH pela progesterona pode estar envolvida. As concentrações de progesterona são bem mais baixas em vacas leiteiras lactantes do que em vacas leiteiras secas e novilhas leiteiras devido à maior ingestão alimentar, ao maior fluxo sanguíneo hepático e ao maior catabolismo esteroide (Sangsritavong et al., 2002). É possível que as baixas concentrações de progesterona durante a sincronização do estro levem à secreção anormal de LH, afetando a qualidade do ovócito cuja ovulação foi induzida. Tudo isso é especulativo e novas pesquisas são necessárias para esclarecer o motivo da queda das taxas de prenhez em vacas leiteiras em lactação quando a sincronização do estro é realizada com baixas concentrações de progesterona.