Estratégias Antiluteolíticas para a Melhora da Sobrevivência Embrionária em Bovinos – Parte 1/ 3

Nesta série de três radares exploraremos as causas e possíveis soluções para um dos problemas que mais afeta a taxa de prenhez em bovinos: a mortalidade embrionária associada ao início da prenhez, mais especificamente ao “período crítico”. Neste radar revisaremos conceitos relacionados ao ciclo estral, mecanismos luteolíticos e antiluteolíticos. Nos próximos dois radares veremos como os conceitos aqui introduzidos têm sido usados para diminuir a mortalidade embrionária associada ao período crítico.

Ciclo estral e o “período crítico”

O período entre dois estros consecutivos é denominado como um ciclo estral, que tem intervalo médio de 21 dias em vacas. Durante um ciclo estral há normalmente a emergência de duas ou três ondas de crescimento folicular. Cada onda é caracterizada pelas fases de recrutamento, seleção, dominância e atresia. O folículo dominante da última onda escapa à atresia e secreta quantidades crescentes de estradiol (E₂). O E₂ induz mudanças de comportamento associadas ao estro e induz o pico de hormônio luteinizante (LH) resultando na ovulação. O folículo ovulado sofre mudanças funcionais e estruturais para dar origem ao corpo lúteo (CL). O CL desenvolve-se rapidamente, secretando quantidades crescentes de progesterona (P₄) e atinge seu tamanho máximo aproximadamente no dia 10 do ciclo. Por volta do dia 16 o processo de luteólise causa a regressão do CL e consequente queda das concentrações plasmáticas de P₄. Enquanto a atresia de folículos dominantes ocorre na presença de concentrações elevadas de P₄, típicas do meio do ciclo, a diferenciação e o crescimento final do folículo ovulatório ocorre, após a luteólise, sob baixas concentrações de P₄. Se não houver fertilização do ovócito ovulado, o ciclo se repetirá. Caso haja fertilização do ovócito, o processo luteolítico deverá ser bloqueado. A presença de um CL funcional que garanta concentrações elevadas de P₄ na circulação é requerida para a manutenção da prenhez. Por exemplo, Mann e outros (1995) examinaram as concentrações plasmáticas diárias de P₄ em vacas leiteiras, por 30 dias após a inseminação artificial. Foi constatado que as vacas inseminadas e prenhes apresentaram níveis de P₄ mais elevados que vacas inseminadas e não-prenhes. A capacidade de produção de P₄ é função do tamanho do CL, que por sua vez está relacionada positivamente ao tamanho do folículo dominante ovulatório e à amplitude e duração do pico de LH que deram origem ao CL.

Pode-se definir um “período crítico” no ciclo reprodutivo das vacas, entre os dias 15 e 17 do ciclo estral. Nesse período, a vaca deve ajustar sua fisiologia apropriadamente, dependendo de se estiver vazia ou prenhe. A mudança do estado cíclico para o estado prenhe depende de um mecanismo efetivo de bloqueio da luteólise. O bloqueio da luteólise, e consequentemente a prenhez, só se estabelecerá se o concepto for competente para enviar os sinais antiluteolíticos apropriados e o endométrio tiver a capacidade de responder a tais sinais, bloqueando a produção de prostaglandina-F_2a(PGF). Tal comunicação entre as unidades do concepto e maternal frequentemente não são bem sucedidas, resultando na ocorrência da luteólise e consequente mortalidade embrionária. De fato, a ocorrência de mortalidade embrionária entre os dias 8 e 16 de prenhez chega a 30% (Diskin e Sreenan, 1980).

Mecanismos luteolíticos

Durante o período de luteólise, o endométrio emite secreções pulsáteis de PGF que provocam a regressão de CL. Nos animais ovinos, um mecanismo de feedback positivo estimula a secreção pulsátil de PGF, com a ocitocina desempenhando um papel central nesse processo (McCracken et al., 1984). A ocitocina proveniente da neuro-hipófise estimula a secreção de PGF do endométrio. A PGF estimula a secreção de ocitocina do CL, e a ocitocina luteínica estimula ainda mais a produção de PGF do útero, caracterizando o sistema de feedback positivo. Nesse modelo, a luteólise tem início como resultado da elevação e ativação de receptores de E₂, que induzem um aumento no número de receptores de ocitocina no endométrio, deflagrando o mecanismo de feedback descrito acima. Os pulsos de PGF coincidem em 96% com os pulsos de ocitocina (Hooper et al., 1986).

Até recentemente, presumia-se que um mecanismo luteolítico idêntico ao descrito para os ovinos era válido para os bovinos. Contudo, Kotwica e colaboradores (1997) demonstraram que o bloqueio dos receptores de ocitocina através de um antagonista específico (CAP-527) não impedia a ocorrência de secreção pulsátil de PGF, nem da luteólise, comparando-se com os animais controle. Além disso, a duração do ciclo estral dos animais tratados com CAP-527 e dos animais controle era semelhante. Acrescente-se que, em um outro estudo, Kotwica et al. (não publicado) demonstram que durante a luteólise espontânea em bovinos somente 54% dos pulsos de PGF estavam associadas a pulsações de ocitocina, enquanto 50% das pulsações de ocitocina estavam associadas a pulsos de 15-ceto-13,14 diidro PGF (PGFM, um metabólito de PGF mais facilmente mensurável na circulação). Coletivamente, esses dados indicam que, pelo menos nos bovinos, a ocitocina pode não ser determinante para a luteólise. Em contrapartida, uma série de evidências indicam que o E₂ pode ter um papel central no mecanismo luteolítico. Por exemplo, a irradiação dos folículos ovarianos, que elimina de forma reversível a produção de E₂ folicular, retarda a luteólise e prolonga o ciclo estral (Hughes et al., 1987). Em novilhas, Thatcher e colaboradores (1986) demonstraram que injeções de E₂ no 13^o dia do ciclo estral estimulavam a liberação de PGFM, a partir de 3 horas após aplicada a injeção, atingindo-se o pico após 6 horas e retomando-se os níveis basais após cerca de 10 horas. Além disso, as novilhas injetadas com E₂ entravam em processo de luteólise 96 horas após as injeções, enquanto a luteólise demorava 125 horas para ocorrer nas novilhas do grupo controle. Confirmando que os aumentos de PGFM verificados na circulação periférica representam PGF de origem uterina, Knickerbocker e outros (1986) constataram uma aguda elevação de PGF na veia uterina de vacas que haviam recebido E₂. Coletivamente, essas constatações indicam que tanto E₂ endógeno quanto exógeno podem estimular a secreção de PGF e provocar a luteólise. O mecanismo de ação do E₂ tem sido alvo de intensos estudos em nosso laboratório, mas ainda não foi elucidado.

A síntese de PGF é o resultado final de uma complexa cascata de ocorrências intracelulares altamente coordenadas. Essa cascata envolve a ativação seqüencial da proteína acopladora do GTP, da fosfolipase-C (PLC), da proteína quinase-C (PKC), da fosfolipase-A₂ (PLA₂) e da ciclooxigenase-2 (COX-2). A COX-2 converte o ácido araquidônico em prostaglandina-H2, que é, a seguir, convertida em PGF (esse mecanismo é descrito por Burns et al., 1997).

Mecanismos antiluteolíticos

Para que a prenhez se mantenha, é necessário que o útero permaneça em estado progestacional, o que requer a secreção continua de P₄. Com essa finalidade, o concepto em desenvolvimento precisa alterar a fisiologia uterina, de forma a suprimir a produção de PGF e inibir os mecanismos luteolíticos. Arnold e outros (2000) demonstraram que o endométrio de vacas prenhes respondia menos a estimuladores da síntese de PGF, quando comparados ao endométrio de vacas ciclando. Além disso, vacas prenhes secretavam muito menos PGF em resposta a uma injeção de E₂, em comparação a vacas ciclando (Knickerbocker et al., 1986).

A supressão da síntese de PGF pelo embrião se dá através de interações bioquímicas parácrinas, entre as células trofoblásticas do concepto e as células epiteliais do endométrio materno. Assim, para bloquear efetivamente o processo luteolítico, o concepto deve ter-se elongado suficientemente para ocupar a maior parte do lúmen do corno uterino ipsolateral ao CL. Ou seja, embriões subdesenvolvidos e portanto não elongados suficientemente serão menos capazes de bloquear a luteólise e consequentemente poderão ser mais facilmente absorvidos. Um elemento-chave no processo anti-luteolítico é o interferon-tau (IFN) secretado paracrinamente pelo concepto. Estudos in vivo demonstraram que infusões de IFN no útero prolongavam o ciclo estral (Meyer et al., 1995), e diminuíam sensivelmente a secreção de PGF em resposta a uma injeção de ocitocina, comparada ao grupo controle. Além disso, infusões uterinas de IFN in vivo diminuíam a síntese de PGF, comparando-se a vacas que haviam recebido infusões de placebo (Arnold et al., 2000).

O ambiente uterino devidamente preparado pela P₄ fornece as condições mais favoráveis para o desenvolvimento do concepto. Mann e outros (1996; 1998) recuperaram embriões 16 dias após a inseminação e os classificaram como embriões bem ou mal desenvolvidos. A análise das concentrações plasmáticas de P₄ das vacas demonstrou que tanto a demora na elevação das concentrações como baixas concentrações durante a fase luteínica estavam relacionadas com a presença de embriões mal desenvolvidos. Tal informação indica que animais contendo um CL com capacidade de manter altas concentrações de P₄ favorecerão um melhor desenvolvimento do concepto. Tais conceptos serão mais capazes de bloquear a luteólise. De fato, Geisert e outros (1988) já haviam demonstrado que suplementação da P₄ endógena aumentou a taxa de crescimento embrionário e consequentemente sua capacidade de produzir IFN.

Hipoteticamente, o IFN poderia inibir a produção de PGF através da diminuição da síntese ou da atividade enzimática de proteínas envolvidas na produção de PGF, como por exemplo a COX-2.

Thatcher e outros (1994) constataram que microssomos obtidos do endométrio de vacas prenhes continham uma maior atividade inibidora da conversão de ácido araquidônico para PGF (i.e., atividade da COX-2) que microssomos oriundos de vacas cíclicas. A atividade inibidora da COX-2 foi isolada e identificada como sendo o ácido linolêico. Ou seja, uma mudança no “pool” de lipídios uterinos durante a prenhez pode diminuir a capacidade do endométrio de sintetizar PGF.

Contudo, um apanhado dos experimentos in vivo revelou que cerca de 25% das vacas tratadas com IFN in vivo não tiveram a duração do seu ciclo estral aumentado, sugerindo uma incapacidade em responder ao seu estímulo anti-luteolítico.

Em sumário, perdas embrionárias associadas ao período crítico podem ser decorrentes de: (1) problemas com a unidade maternal, que é incapaz de propiciar um ambiente uterino adequado ao desenvolvimento do concepto ou é incapaz de responder aos sinais anti-luteolíticos enviados pelo concepto ou (2) problemas com o concepto, que não consegue efetivamente bloquear o processo de luteólise. Como veremos nos próximos radares as informações acima foram utilizadas para a elaboração de estratégias antiluteolíticas visando um aumento nas taxa de prenhez de vacas.

Lista de referencias

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