Endocrinología Reproductiva del Macho

Transcripción

1 Aparato Reproductor Masculino Endocrinología Reproductiva del Macho Micaela Benavente Área de Endocrinología El sistema reproductor del macho está integrado por los siguientes órganos: Gónadas o Testículos: Representan los órganos sexuales primarios. Conductos Genitales: incluye a los conductos eferentes, epidídimo, conductos deferentes y uretra. Glándulas Sexuales Accesorias: próstata, vesículas seminales, glándulas bulbouretrales y glándulas uretrales. Órgano copulador o pene. Testículos Son órganos pares, de forma ovalada, situados fuera de la cavidad abdominal, y protegidos por una bolsa denominada escroto. Al igual que otros órganos, presentan un estroma y un parénquima. El estroma está formado por vasos sanguíneos, nervios, y por la túnica albugínea que rodea los testículos y envía septos hacia el interior del mismo separándolo en lóbulos. El parénquima del órgano está constituido por túbulos seminíferos muy sinuosos, que confluyen en el mediastino, donde se encuentra la red testicular o rete testis. Los túbulos seminíferos están formados por dos tipos de células: las células germinales (espermatogonias) y las células de Sertoli. El espacio presente entre los túbulos seminíferos se denomina espacio intersticial, y se encuentra formado por tejido conectivo y por células intersticiales o de Leydig (Figuras 1 y 2). Los testículos realizan dos importantes funciones: - Función endócrina: síntesis de hormonas. - Función exócrina: producción de espermatozoides.

2 Epitelio seminífero Luz Espacio intersticial Figuras 1 y 2 Función endócrina La síntesis de hormonas en los testículos es llevada a cabo por dos tipos de células: las células de Leydig y las células de Sertoli. Células de Leydig Las células de Leydig, presentes en el espacio intersticial, son las encargadas de la síntesis de andrógenos, siendo el más representativo la testosterona. Los andrógenos son hormonas esteroides de 19 átomos de carbono, y su síntesis tiene como precursor al colesterol. Una vez dentro de la célula, el colesterol ingresa a las mitocondrias y por acción de la enzima colesterol desmolasa se transforma en pregnenolona. Posteriormente en el retículo endoplásmico la pregnenolona puede seguir dos vías. Por un lado se puede hidroxilar a 17-αhidroxipregnenolona por acción de la 17-α-hidroxilasa, luego se transforma en dehidroepiandrosterona por acción de una liasa y por último se forma androstenediona por acción de la 3-β-hidroxiesteroide deshidrogenasa. Por otro lado, la pregnenolona se puede transformar en progesterona por la 3-β-deshidrogenasa, luego en 17-α-hidroxiprogesterona por acción de la enzima 17-α-hidroxilasa, y por último en androstenediona por una liasa. Finalmente, cualquiera sea la ruta de formación de la androstenediona, ésta se transforma en Testosterona por la 17-β-deshidrogenasa. La síntesis y secreción de andrógenos se encuentra bajo control de la LH proveniente de la adenohipófisis, la cual actúa uniéndose a sus receptores presentes en la membrana plasmática de las células de Leydig. Una vez sintetizados, los andrógenos abandonan las células de Leydig por difusión y se dirigen una pequeña parte a la linfa, otra al líquido presente en la luz de los túbulos seminíferos, y la mayor parte a la sangre. Los andrógenos viajan mayormente

3 unidos a proteínas (98%), como la albúmina y la Globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG), mientras que el resto (2%) circula en forma libre, y constituye la fracción biológicamente activa. Los andrógenos son sintetizados en menor medida por la corteza de la glándula adrenal. Acciones de los andrógenos Debido a su naturaleza esteroidea, los andrógenos actúan por medio de receptores intracelulares. El complejo hormona-receptor una vez formado, viaja al núcleo, donde se une al ADN y facilita la transcripción de varios genes que se traducirán en proteínas, las cuales finalmente darán una respuesta biológica. En algunos tejidos blanco, la testosterona puede ser convertida en otro andrógeno más potente, denominado 5α-dihidrotestosterona (5α-DHT). La conversión de testosterona en 5α-DHT es catalizada por la enzima 5α-reductasa. La 5α-DHT se une al receptor mismo receptor que la testosterona, pero con mucha mayor afinidad. Los andrógenos tienen múltiples tejidos blanco en los que ejercen varias acciones, tanto sobre el sistema reproductor como sobre órganos no reproductivos: En la etapa fetal, la testosterona promueve el desarrollo de los conductos de Wolff, que darán lugar a los conductos eferentes, epidídimo y conductos deferentes. En la etapa puberal, estimulan el crecimiento y la función de los órganos genitales externos (testículos, pene) y de las glándulas sexuales accesorias. En la pubertad, promueven el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, los cuales son de importancia en la atracción sexual. Los caracteres sexuales secundarios son todas aquellas características físicas (por fuera de los órganos sexuales) que permiten diferenciar al macho de la hembra. Como ejemplos podemos citar: la gran cornamenta en cérvidos, la melena en leones, las largas plumas en pavos reales macho, los barbillones y la cresta en gallos, la hipertrofia de la laringe y el engrosamiento de las cuerdas vocales (que provoca cambios en la voz), la mayor masa muscular y fuerza física, etc. A nivel del sistema nervioso central, estimulan y mantienen la libido (deseo sexual). Son esenciales para la normal espermatogénesis. Promueven cambios de conducta, como la agresividad, dominancia, y el marcaje del territorio. Tienen un efecto anabólico proteico y miotrópico, lo que determina un aumento de la masa muscular.

4 A nivel óseo, al inicio de la pubertad, incrementan la masa ósea y estimulan el crecimiento. Al final de la pubertad, promueven el cierre de las epífisis de los huesos largos. Para ejercer esta acción antes se convierten en estrógenos por una aromatasa presente en el tejido óseo. Promueven la eritropoyesis al estimular la síntesis de eritropoyetina renal. Favorecen la retención de agua, nitrógeno, calcio y sodio a nivel renal. Pueden actuar como feromonas (hormonas que permiten la comunicación entre individuos e intervienen en la atracción sexual). A nivel del hipotálamo y la hipófisis, ejercen retrocontrol negativo sobre la secreción de GnRH y de gonadotrofinas respectivamente. Metabolismo y excreción El metabolismo de los andrógenos se produce en mayor medida en el hígado y tiene como finalidad disminuir su actividad biológica. Pueden sufrir oxidación, formándose compuestos denominados 17-cetoesteroides, o hidroxilación y conjugación. Posteriormente, son eliminados con las heces u orina. Células de Sertoli Las células de Sertoli forman parte de los túbulos seminíferos, y se encuentran intercaladas entre las células germinales. Son células grandes, con prolongaciones citoplasmáticas, y se extienden desde la lámina basal hasta la luz del túbulo seminífero (Figura 3). En la superficie de su membrana, las Células de Sertoli presentan receptores para la hormona FSH, la cual una vez unida a su receptor, estimula a la enzima aromatasa que se encarga de convertir los andrógenos (provenientes de las células de Leydig) en estrógenos. La enzima aromatasa, además de estar presente en las células de Sertoli, se encuentra en tejidos como el hueso, el tejido adiposo y el cerebro, por lo tanto los estrógenos también puede ser formados en estos tejidos a partir de los andrógenos circulantes. Cabe aclarar que los estrógenos en el macho son sintetizados en mucha menor cantidad comparados con los andrógenos. Durante el periodo embrionario, las células de Sertoli se encargan de producir el Factor Inhibidor Mulleriano (MIF), que provoca la regresión de los conductos de Müller (estructuras que dan lugar a los oviductos, útero y vagina). Otras acciones de las Células de Sertoli estimuladas por la FSH son la síntesis y secreción de inhibina (hormona proteica que suprime la secreción de FSH a nivel hipofisiario) y de la Proteína Ligadora de Andrógenos o ABP, que

5 tiene una elevada afinidad por la testosterona y la introduce dentro de los túbulos seminíferos, garantizando una adecuada concentración de la hormona (necesaria para que ocurra la maduración del espermatozoide). Por otro lado, estas células ofrecen sostén y nutrición a las células germinativas, y participa en su maduración. Las uniones estrechas presentes entre Células de Sertoli adyacentes forman una barrera llamada barrera hematotesticular, que separa dos compartimentos donde se disponen las células germinales: uno basal (que incluye las espermatogonias) y uno adluminal (donde se encuentran los espermatocitos, espermátides y espermatozoides). La función de esta barrera consiste en proteger a las células germinales de agentes nocivos presentes en la sangre, al impedir el pasaje de moléculas grandes desde la región basal hacia la región adluminal y la luz del túbulo. Figura 3 Regulación hormonal de la función testicular La función testicular se encuentra regulada por el eje Hipotálamo Hipófisis Gónadas. A nivel hipotalámico, las neuronas secretan la hormona liberadora de gonadotrofinas o GnRH. Esta hormona es liberada en forma pulsátil y transportada en sangre por medio de un sistema porta hacia la Adenohipófisis, donde se une a sus receptores presentes en la membrana de las células gonadotropas, y estimula la secreción de dos gonadotrofinas: la Hormona Luteinizante (LH) y la Hormona Folículo Estimulante (FSH). Ambas hormonas se dirigen al testículo, donde actuarán sobre dos tipos celulares. Por un lado, la LH se une a receptores presentes en las Células de Leydig y estimula la síntesis de andrógenos. Por otro lado, la FSH se une a receptores presentes en las Células de Sertoli y estimula la síntesis de inhibina y estrógenos, entre otras funciones. La inhibina produce retroalimentación negativa sobre la secreción de FSH a nivel hipofisiario. Asimismo, existe un mecanismo de retroalimentación negativa por

6 parte de la testosterona, ya que en altas concentraciones inhibe la secreción de las gonadotrofinas hipofisarias (principalmente actúa sobre la LH) e inhibe en el hipotálamo la producción de GnRH (Figura 4). Hipotálamo Centro Tónico GnRH Adenohipófisis LH Testículo FSH Figura 4 Célula de Leydig Testosterona Célula de Sertoli Inhibina Función exocrina de los testículos Espermatogénesis La espermatogénesis se define como la formación de espermatozoides (células sexuales masculinas) a partir de células germinativas o espermatogonias, y ocurre en los túbulos seminíferos del parénquima testicular. Este proceso se inicia en las especies domésticas en la pubertad (entre los 12 y 18 meses), y requiere una temperatura inferior (4ºC menos aproximadamente) a la del interior del cuerpo. La baja temperatura en los testículos se mantiene gracias a la acción del escroto, los músculos cremáster y la vasculatura espermática. Las espermatogonias son células redondeadas, diploides, que se encuentran localizadas en forma adyacente a la membrana basal, e inicialmente estas células se dividen por mitosis, para asegurarse que exista siempre una población disponible de espermatogonias. Las espermatogonias se dividen y dan origen a espermatocitos primarios (I), que sufren la primera división meiótica, formándose espermatocitos secundarios (II). La segunda división meiótica da lugar a la formación de espermátides, las cuales tienen la mitad del material genético que se encuentra en la espermatogonia, es decir que son células haploides. Las espermátides ya no sufren divisiones posteriores, sino que experimentan una serie de cambios estructurales que finalmente darán lugar al espermatozoide. Estos cambios incluyen la pérdida de una porción del citoplasma, la condensación de la cromatina nuclear, la formación del acrosoma, y el

7 desarrollo de un flagelo o cola. La espermatogénesis se puede dividir en una primera etapa, llamada espermatocitogénesis, que incluye las divisiones que ocurren desde la espermatogonia hasta la espermátide, y una segunda etapa, llamada espermiogénesis, en la que ya no ocurre división celular, sino que incluye los cambios producidos en la espermátide hasta formarse el espermatozoide. Una vez formados, los espermatozoides son volcados a la luz del túbulo seminífero con ayuda de las células de Sertoli (proceso conocido como espermiación), y trasladados a través de este hasta llegar a la red testicular, para posteriormente pasar al epidídimo. Aquí, los espermatozoides son almacenados y maduran para adquirir motilidad. La espermatogénesis se encuentra regulada por una serie de hormonas, que actúan en diferentes etapas de la misma: - Testosterona (etapa de maduración) - Estrógenos (etapa de mantenimiento) - FSH (inicio de la espermatogénesis) - LH (etapa de mantenimiento) - Hormona del Crecimiento (regula los procesos metabólicos necesarios para la espermatogénesis) - Prolactina (aumenta el número de receptores para LH, favoreciendo indirectamente la síntesis de testosterona) Bibliografía - Bases Fisiológicas de la práctica médica. Best y Taylor, Fisiología Veterinaria. A. García Sacristán, Fisiología Médica. W. Ganong Reproducción en los animales domésticos. Tomo I. R. Ungerfeld, Reproducción e Inseminación artificial en animales. Hafez, 1996.