Control endócrino del ciclo ovárico de los peces

Transcripción

1 Control endócrino del ciclo ovárico de los peces Denise Vizziano Laboratorio de Fisiología de la Reproducción y Ecología de Peces Fisiología General 2010

2 La reproducción sexual Crea nuevos individuos por fusión de gametos haploides (MEIOSIS) spz (n) óvulo (n) Generar gametos femeninos y masculinos gametogénesis cigoto 2n Proviene de divisiones meiótica y mitótica ovarios y testículos

3 El éxito del proceso reproductivo implica: 1.- que la gametogénesis ocurra normalmente 2.- que los gametos masculino y femenino se encuentren en el mejor período para la supervivencia de la progenie Todo esto está asegurado por interacciones hormonales a lo largo del eje cerebro-hipófisis-gónada

4 En todos los vertebrados el complejo hipotálamohipófisis controla la actividad gonadal

5 En todos los vertebrados la gametogénesis está controlada por hormonas hipofisarias: las gonadotropinas Fase inicial de foliculogénesis = independiente de la FSH FSH: hormona clave que controla la emergencia de las ondas de folículos Declina cuando se recluta 1 folículo dominante que se hace dependiente de la LH El folículo dominante es el que mantiene la producción de estradiol Teca = andrógenos Granulosa = estradiol Pico LH + progestágenos genera ovulación.

6 Diferencias en el ciclo ovárico de mamíferos y peces Mamíferos Mitosis PGC durante embriogénesis Peces Mitosis de PGC durante desarrollo embrionario, y en la fase adulta. Antes del nacimiento todas las células entran en meiosis y quedan paradas en diploteno de la primer profase meiótica Nacen con un número de ovocitos (meiosis) que no se multiplican en la vida adulta Ovarios juveniles y adultos de mamíferos = producen por lo tanto un número limitado de ovocitos maduros. La entrada en meiosis marca la pubertad en los peces. Los ovocitos quedan detenidos en diploteno de la primer profase meiótica El stock de ovocitos se renueva mensualmente/anualmente Ovarios adultos producen un número indeterminado de ovocitos durante la vida adulta

7 Mamíferos Peces

8 Mitosis Ingreso en meiosis Profase I Ovogénesis en peces Ovulación Vitelogénesis Profase I Maduración ovocitaria Exp. 1er corp. polar

9 Ingreso en meiosis Ovocito en pre-vitelogénesis Detenido en Profase I Ovogénesis en peces Vitelogénesis Profase I Ovulación Vitelogénesis Profase I Maduración ovocitaria Exp. 1er corp. polar

10 El ovario de los peces produce nuevas células germinales en cada ciclo Vitelogénesis Maduración Vitelogénesis Maduración 4 IGS 3 IG N D J F M A M J J A S O N D J F Month Ovarios en pre-vitelogénesis

11 En los peces el ciclo ovárico está controlado por las gonadotropinas FSH y LH Cerebro Neurohormonas (GnRH) Hipófisis (FSH/LH) FSH/LH acción indirecta ovario Estradiol-17β 17,20β-P

12 La FSH aumenta durante la vitelogénesis y la LH al fin del ciclo ovárico Conc. Plasmática de FSH ng / ml Conc. Plasmática de LH ng / ml previt vitelogénesis maduración previt vitelogénesis maduración

13 El número total de receptores gonadótropos varía durante el ciclo anual en las hembras de TAC Primer aumento se observa al inicio de la gametogénesis (6-05) y un marcado aumento antes de la maduración final y ovulación Breton and Sambroni 1989

14 Las gonadotropinas estimulan la producción de esteroides en los ovarios durante la ovogénesis Hipófisis (FSH/LH) ovario esteroides gonadales estrógenos progestágenos Vitelogénesis Maduración ovocitaria

15 Mitosis Se conoce mal la regulación de la mitosis de ovogonias FSH?

16 Las células productoras de FSH de la hipófisis aparecen al mismo momento que las mitosis de PGCs en el ovario en diferenciación Días post fertilización Días post eclosión FSH LH GH Saga et al. 1993

17 Inyecciones de EP en carpas indujeron la multiplicación de células germinales primordiales Cerebro Neurohormonas Gonadotropinas Hipófisis Extractos hipof. ovarios

18 FSH regularía las primeras etapas de Multiplicación de células germinales Primordiales Mediadores?

19 -A los 60 dpf expresión de FSH en hipófisis expresión de aromatasa gonadal Estradiol? 60 dpf Vizziano et al., 2007

20 Mecanismo de control de la multiplicación ovogonial Higashino et al 2003

21 Ingreso en meiosis Ocurre en presencia de concentraciones elevadas de FSH Conc. Plasmática de FSH ng / ml R-FSH? previt vitelogénesis maduración

22 Hay expresión de aromatasa en pre-vitelogénesis Regulación por el estradiol? Pre-vitelogénesis ISH cyp19a1a Vizziano, no publicado Granulosa

23 Hay expresión de nanos 1 en ovocitos previtelogénicos Testículos Ovarios Tilapia Zebrafish Medaka nanos 1 es anti-meiótico Kobayashi et al 2010

24 El nos1 (nanos1) del cigoto es requerido para la manutención de la línea germinal del adulto Ovario normal Hembra mutante para nos1 sin ovocitos Hembras normales Ovocitos vasa y ziwi Hembra mutante para nos1 muy pocos ovocitos Draper et al 2007 Quién controla a nanos?

25 Vitelogénesis Ocurre en presencia de concentraciones elevadas de FSH Conc. Plasmática de FS SH ng / ml previt vitelogénesis maduración

26 El estradiol-17ß predomina a nivel circulante durante la vitelogénesis E2 1. Núcleo central 2. Núcleo migrando 3. Núcleo periférico 4. GVBD 5. Ovulación

27 La aromatasa se expresa y tiene mayor actividad folicular durante la vitelogénesis 1.- Expresión de aromatasa 2.- Incubación de folículos con T A =Inicio vitelog. B=Vitelogénesis C=Inicio migra. nuclear D=Maduro E=Post-ovulatorio

28 Perfiles de expresión ovárica de aromatasa and shbgb durante la vitelogénesis tardía, la post-vitelogénesis y la maduración ovocitaria aromatasa Post-VTG Ovulación

29 La aromatasa se expresa fuertemente en la capa granulosa del folículo en vitelogénesis Inicio Vitelogénesis ISH cyp19a1a Granulosa Plena vitelogénesis ISH Teca Granulosa Pelúcida cyp19a1a

30 La producción de estradiol-17ß por los folículos vitelogénicos es regulada por la GtH T = teca G=granulosa T + G SG-G100 T T G

31 La FSH y la LH estimulan la producción de estradiol en los folículos vitelogénicos a: producción E2 por folículos vitelogénicos LH FSH LH FSH Govoroun et al 1999

32 El efecto de la FSH sobre la síntesis de estradiol está mediado por los R-FSH R-FSH R-LH R-FSH

33 Qué ocurre durante la vitelogénesis? Prosafes 1era di ivisión previtelogénesis vitelogénesis 4c 4c 1) Síntesis de VTG por el hígado 2) Ingreso de VTG a los ovocitos

34 Vitelogénesis Cerebro Neurohormonas (GnRH) Gonadotropinas La FSH estimula la producción folicular de estradiol durante la vitelogénesis FSH E2

35 El estradiol estimula la síntesis y liberación de vitelogenina por el hígado Hipófisis Hígado estradiol vitelogenina FSH ovario From Tyler et al. 1997

36 La FSH estimula la incorporación de vitelogenina en el ovocito Hipófisis La FSH estimula la incorporación de vitelogenina/h 3 por el ovocito Hígado estradiol vitelogenina FSH ovario From Tyler et al. 1997

37 Efecto de la FSH en la incorporación de vitelogenina no es un efecto directo sobre el ovocito Folículo Ovocito denudado In vitro, la FSH estimula la incorporación de VTG por ovocitos incluídos en su folículo (Tyler et al 1991) Pero no en ovocitos denudados, sin capas foliculares (Shibata et al 1993)

38 Hipófisis VITELOGENESIS Hígado estradiol ovario vitelogenina FSH Regulación hormonal: 1) Estimulación de la producción folicular de E2 por la FSH 2) Estimulación del hígado para producir VTG por parte de E2 3) Estimulación del ingreso de VTG por la FSH

39 Qué función intraovárica cumple el estradiol durante las fases de inicio de meiosis y vitelogénesis?

40 Maduración ovocitaria y ovulación 4c Primera división Maduración ovocitaria hidratación 1er corp. polar Ovulación 2c

41 La regulación de la maduración ovocitaria involucra 3 mediadores mayores: 1) GtH 2) MIS 3) Factor promotor de la maduración

42 Gonadotropina LH

43 Mamíferos LH hace un pico durante la ovulación Peces LH hace un pico durante la GVBD Días antes y después de la GVBD

44 Hay un pico de secreción de LH durante la maduración final Aumento de GtH durante la ovulación del Goldfish La ovulación ocurrió 20 h luego de la transferencia de 13 a 21 C. La GtH hizo un pico al inicio de la fase oscura. Stacey et al Este pico es acompañado por una elevación sincrónica de 17,20P en sangre. Kobayashi 1986

45 Inyecciones de LH, SG-G10, hcg y EP inducen la maduración ovocitaria y ovulación Cerebro Neurohormonas Gonadotropinas Hipófisis LH, EP, SG-G100 Ovario

46 Segundo mediador: MIS

47 Mediadores esteroideos

48 La 17,20ßP predomina en plasma de salmónidos durante la maduración ovocitaria y ovulación E2 17,20ßP 1. Núcleo central 2. Núcleo migrando 3. Núcleo periférico 4. GVBD 5. Ovulación

49 La 17,20ßP es ertimulada por la LH en los folículos preovulatorios b: producción de 17α 20βP por folículos preovulatorios

50 Los folículos de ovocitos maduros producen 17,20ßP estimulados por la GtH folículos maduros folículos post-ovulatorios

51 Los progestágenos inducen la maduración in vitro de los ovocitos

52 Presencia de receptores membranarios ovocitarios 1) de 17,20ßP en salmónidos 2) 20ßS en sciaenidae

53 Ovulación GVBD GVBD Mediada por prostaglandinas

54 Ciclo endocrinológico en peces 17, 20βP estradiol FSH LH previtelogénesis vitelogénesis GV + GVBD Zohar and Billard 1984

55 FSH estradiol 17,20βP LH Fase estrogénica Fase progestagénica

56 Mamíferos ovulación Peces Fase estrogénica Fase progestagénica ovulación

57 El eje cerebro-hipófisis-gónada Cerebro Neurohormonas +/- Factores externos Fotoperíodo Temperatura sustrato vegetación feromonas Hígado Gonadotropinas (FSH/LH) 1.- Trasmisión 2.- Integración estradiol Vitelogenina Esteroides sexuales Péptidos gonadales