Ciclo ovárico

Conjunto de eventos que ocurren tanto a nivel micro como macroscópico

MVZ MC Alejandro Jiménez J.
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INTRODUCCIÓN

Ciclo ovárico ciclo ovarico 2En números anteriores hemos hablado sobre el ciclo estral (75, 76 y 77, respectivamente) por lo que se invita al lector a revisar esos artículos y correlacionarlos con los eventos mencionados aquí pues este escrito los complementa.

En esta ocasión profundizaremos en los acontecimientos que se llevan a cabo durante el ciclo ovárico que engloba tanto al desarrollo como la dinámica folicular; procesos íntimamente ligados con el ciclo estral y con su regulación neuroendocrina. El ovario es un órgano dinámico en continuo cambio a lo largo de la vida reproductiva, estos cambios intra-ováricos dan origen a la foliculogénesis y a la luteogénesis.

A fin de comprender mejor ciclo ovárico como un conjunto de eventos que ocurren tanto a nivel micro como macroscópico; debemos primero recordar cómo está compuesto, remontarnos desde la formación de las células germinales primordiales, su migración hacia la gónada y su maduración por medio del desarrollo y dinámica folicular, la ovulación y concluir con la formación y regresión del cuerpo lúteo (CL).

El ovario es la gónada femenina de forma ovoide cuya estructura es relativamente densa y turgente que puede ser distinguida por medio de la palpación rectal en vacas y yeguas, su función primordial es la diferenciación y desarrollo folicular y, madurar al ovocito para su posterior liberación en la ovulación buscando la fertilización exitosa cuya finalidad es la reproducción de la especie. Además, tiene un papel endocrino al producir las hormonas estradiol (E2) y progesterona (P4) entre otros factores importantes para llevar a cabo esa función.

En la hembra adulta, este órgano parenquimatoso está compuesto en su superficie por una capa simple de células cuboides llamada epitelio germinal (que no tiene en realidad relación con la producción de ovocitos), le sigue tejido conectivo llamado túnica albugínea, y debajo de ésta; una zona llamada corteza en la que se encuentra el estroma ovárico el cual está formado por tejido conectivo laxo, fibroblastos y precursores de células tecales y folículos en diferentes estadios de desarrollo conteniendo a la población de ovocitos que pueden llegar a ovular.

El folículo es la unidad estructural y funcional de los ovarios y según el estadio de desarrollo en la que se encuentren se clasifican en: folículos primordiales, primarios, secundarios, terciarios o antrales y preovulatorio u ovulatorio. Cuando el folículo ovula se forma el CL y cuando éste degenera queda una remanencia llamada cuerpo blanco; todas estas estructuras están dentro de la zona cortical. Mientras que la parte central del órgano es la médula compuesta por tejido conectivo denso que contiene vasos sanguíneos, linfáticos y nervios provenientes del hilio (figura 1).

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Durante la vida embrionaria, el endodermo primitivo forma una evaginación en la parte ventral de la masa celular interna (MCI), formando así el saco vitelino que es transitorio; pero que contribuye a que las células germinales primordiales que ahí se forman se multipliquen por mitosis y migren del saco por el mesenterio intestinal dorsal hacia las crestas gonadales.

Al llegar a ellas se dirigen hacia el mesénquima formando parte de los cordones sexuales primarios y asentándose en la corteza de la cresta. Donde se convierten en ovogonias multiplicándose por mitosis hasta dar origen a los ovocitos primarios (ovocitos I), cuya primera división meiótica se suspende poco antes del nacimiento en la fase de dictioteno de la profase I al tiempo que se rodean de una sola capa plana de células escamosas derivadas del epitelio ovárico (células granulosas), quedando así formados los folículos primordiales. En el bovino se ha estimado un rango de 4,200-325,000 de estos folículos que cuando se hayan desarrollado y madurado, se reactivará la división del ovocito I para alcanzar la fase de ovocito secundario (ovocito II) listo para ser ovulado.

Antes de eso y hasta que se alcance la pubertad los ovocitos I sólo experimentan aumento de tamaño. La cantidad de estas células que una hembra produce no es ilimitada, sino que nacen con un número determinado; el cual será el total de ovocitos I que se puedan ovular durante toda su vida reproductiva. Se estima que en la vaca es de alrededor de 250,000 ovocitos en promedio por ovario. Sin embargo, gran parte de ellos nunca serán ovulados dado que los folículos que los contienen no madurarán y degenerarán (atresia) perdiéndose en el parénquima ovárico.

La atresia folicular es un proceso normal inherente al crecimiento folicular en cualquier estadio de desarrollo, por lo que un ovario siempre tiene un cierto número de folículos atrésicos que después de la activación de los folículos primordiales puede ocurrir en cualquier momento, aunque es más frecuente en la etapa de dependencia a las gonadotropinas (FSH y LH). El desarrollo de los folículos empieza desde la vida embrionaria; nunca ovulan antes de la pubertad, pero sí pueden sufrir atresia.

FOLICULOGÉNESIS

Se lleva a cabo en la corteza ovárica, comprende la formación, crecimiento y diferenciación folicular; abarca desde el estadio de folículo primordial hasta el preovulatorio y esto toma alrededor de 6 meses en mamíferos como el humano y los bovinos. Es un proceso dinámico y complejo donde los folículos están en continuo crecimiento que culmina ya sea con la ovulación del folículo preovulatorio o con la atresia del mismo. Este desarrollo está regulado por varios factores de crecimiento, hormonas, sistemas de comunicación celu- lar y genes; y que involucra regulación endocrina, parácrina y autócrina tanto dentro del ovario y entre éste y la hipófisis. Es decir, todo este proceso está controlado por el eje hipotálamo-hipófisis-ovario que inducen cambios hormonales, ováricos y conductuales (lea también los artículos: El ciclo estral bovino «Fases y etapas» y El ciclo estral bovino «regulación neuroendocrina» publicado en las ediciones 75 y 76 de esta revista).

Foliculogénesis independiente de gonadotropinas

El inicio del crecimiento del folículo es independiente del estímulo de las hormonas gonadotropinas hasta que se forme el antro folicular y está regulado por factores producidos localmente, tanto dentro del ovario como dentro del folículo mismo. Entre éstos se encuentra factores de transformadores de crecimiento de la súper familia TGFβ (transforming growth factor – β) que en el folículo bovino se han identificado los factores de crecimiento y diferenciación 9 (growth differentiating factor, GDF -9) y la proteína morfogénica ósea 6 (bone morphogenetic protein, BMP-6), que son producidos únicamente por el ovocito y cuya falta detiene el desarrollo del folículo en estadio primario. Estos factores propician el reclutamiento inicial, proceso que se considera continúo iniciado poco después de la formación del folículo primordial, es decir; antes de la pubertad donde algunos de ellos dejan la latencia (reposo) y empiezan a crecer, esto se conoce como activación folicular. Aún no está del todo claro el por qué algunos folículos empiezan su desarrollo tan pronto como se forman, mientras que otros permanecen en reposo.

Los primeros signos morfológicos de crecimiento folicular son la proliferación de más células de la granulosa, las células planas antes de comenzar a dividirse por mitosis se diferencian en una capa de células de forma cúbica que rodea al ovocito I. Las células de la teca interna comienzan a organizarse y a rodear por fuera a las células de la granulosa y el ovocito I crece. A los folículos que lleguen a este estadio se les llama folículos primarios (figura 2). Las células granulosas de estos folículos y de los secundarios producen la hormona antimülleriana (AMH) y también expresan sus receptores que se sabe está implicada en la maduración y viabilidad de los ovocitos.

Los folículos continúan desarrollándose por estímulo de más factores tales como: el factor de crecimiento similar a la insulina tipo I y II (IGF-I y II), EGF (factor de crecimiento epidermal), VEGF (factor endotelio vascular), TGFα, entre otros. Entonces, las células de la granulosa aumentan de tamaño y número denominándose ahora folículo secundario al ovocito I rodeado por 6 a 8 capas de estas células. Al tiempo que las células tecales se diferencian en una capa externa y otra interna rodeando por fuera a las células de la granulosa. Hasta este estadio los folículos son pre antrales debido a que aún no se ha formado la cavidad antral.

Posteriormente, aparecerá una hendidura entre las células de la granulosa que irá aumentando paulatinamente hasta formar dicha cavidad; la cual se llena de un exudado plasmático modificado por la presencia de productos de secreción tanto del ovocito I como de las células de la granulosa denominado líquido folicular de color amarillento claro. Dentro del antro crece el ovocito que sobresale de las células que lo rodean, unido al resto de la granulosa por un “puente” formado por células del cúmulo llamado de cumulus oophorus o cúmulo ooforo. Histológicamente hay 2 a 4 capas de células de la teca interna y externa bien desarrolladas, la primera compuesta por dos tipos celulares: una es similar a las células epiteliales, ovales y redondas y el otro constituido por tejido conectivo acomodadas en una trama difusa.

Mientras que, la teca externa la componen células alongadas de tejido conectivo fibroso (colágeno) las cuales son atravesadas por capilares sanguíneos con miofibroblastos diferenciados de los fibroblastos del estroma ovárico y que rodean al folículo formando una capa vascular. Por otro lado, las células de la granulosa dentro de la pared del folículo no reciben un aporte sanguíneo directo dada la membrana basal que las sostiene por lo que se nutren por difusión. Para este momento el folículo ha alcanzado el estadio de folículo terciario o antral. En las células tecales de folículos preantrales y antrales se producen la proteína morfométrica ósea 4 (BMP-4) y la 7 (BMP-7) que permiten que los folículos sean sensibles a las ganadotropinas (figura 2).

Foliculogénesis dependiente de gonadotropinas.

Conforme avanza el crecimiento folicular, éstos se vuelven cada vez más sensibles a las gonadotropinas y requieren de ellas para continuar su desarrollo. Al proceso de crecimiento continuo y atresia de los folículos antrales que conduce al desarrollo del folículo preovulatorio se conoce como dinámica folicular la cual sigue un patrón en oleadas o grupos de folículos (figura 2).

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Durante el ciclo estral pueden ocurrir una o más oleadas. En la vaca, sucede con mayor frecuencia en un patrón de dos a tres. El ciclo será más largo en hembras con tres oleadas que en aquellas con dos, debido a que en las primeras se prolonga la fase lútea (ver el articulo El ciclo estral bovino «Fases y etapas»). Consecuentemente, las vacas con dos oleadas producen folículos más grandes y viejos al momento de la ovulación en comparación con aquellas de tres, y la fertilidad de las primeras puede ser menor. La dinámica folicular involucra tres fases: reclutamiento, selección y dominancia.

RECLUTAMIENTO.

Resulta del incremento de los niveles de la FSH en el que se rescata a un grupo de folículos antrales de la atresia. Para que éstos sean reclutados es necesario que alcancen cierto tamaño y ello varía según la especie (ovinos 2 mm y bovinos 4 mm aproximadamente). El pico de FSH ocurre al momento o poco antes de que el folículo antral alcance el diámetro de 4 mm. Tanto la primera como la segunda oleada van precedidas de un aumento en los niveles de esta hormona. Al aproximarse el estro, se registran dos picos de FSH, el primero corresponde al pico preovulatorio de GnRH/LH que induce la ovulación, y el segundo ocurre poco después de la liberación del ovocito y se asocia con la emergencia de la primera oleada folicular.

El efecto que ejerce esta hormona se ve amplificado por IGF pues favorece la proliferación de las células de la granulosa, la síntesis de hormonas esteroideas y también la producción de inhibinas y activinas. Esto es posible gracias al mecanismo denominado: dos células/dos gonadotropinas que se desencadena cuando en las células de la teca interna se producen andrógenos a partir de colesterol por estímulo de la LH pues expresan receptores para ella y éstos difunden hacia las células de la granulosa alcanzado altas concentraciones en el líquido folicular, mientras que la FSH se une a sus receptores en las células de la granulosa donde se realiza la conversión de los andrógenos a E2 que se secretará al torrente sanguíneo. Así, ambas hormonas son necesarias para la síntesis de E2. Es decir, existe una regulación paracrina entre estos tipos celulares.

SELECCIÓN.

Ciclo ovárico ciclo ovarico 5En esta etapa los folículos que hayan alcanzado mayor desarrollo respecto a los otros se caracterizan por una mayor expresión de receptores para FSH en las células de la granulosa. Bajo la influencia de esta hormona y en conjunto con el E2 que recién ha iniciado su producción, promueven aún más el desarrollo del propio folículo, estimulando la mitosis de las células de la granulosa incrementando las capas que rodean al ovocito I aumentando el tamaño folicular, la secreción de líquido folicular y la expresión de receptores para LH; ahora también en las células de la granulosa del futuro folículo preovulatorio. Los cuales crecen a una tasa constante, esta condición está caracterizada por la influencia inhibitoria que estos folículos ejercen sobre otros folículos del grupo reclutado evitando así que lleguen a ser dominantes; llamados entonces subordinados. Los primeros, se diferencian de los subordinados (ligeramente más pequeños); por la expresión de receptores para LH en las células de la granulosa lo cual se observa en folículos a partir de los 8 a 9 mm de diámetro en bovinos y de 4 mm en ovinos aproximadamente y su dependencia cambia hacia esta hormona.

DOMINANCIA.

De acuerdo con la tasa ovulatoria de la especie, uno o varios de los folículos se convierten en dominantes y continúan desarrollándose creciendo hasta el estadio de folículos preovulatorios o De Graaf (figura 2); que tienen la capacidad de responder al estímulo de la LH y son en los que se producirán cambios morfológicos y bioquímicos que finalizarán reiniciando la meiosis y desencadenando la ovulación. En la vaca el folículo preovulatorio mide aproximadamente entre 10 a 20 mm. Sin embargo, el diámetro puede variar de 0.5 mm a 2.5 cm cuando está próxima la ovulación, esto significa que todos aquellos folículos reconocibles en la superficie del ovario y que pueden sentirse por palpación rectal son casi siempre folículos dominantes, aunque no necesariamente.

Por otro lado, la FSH está involucrada en el aumento de la vascularización del folículo dominante y este incremento en la irrigación permite una mayor obtención de nutrientes lo que disminuye las posibilidades de desarrollo para los folículos subordinados. La combinación de la producción de inhibina y activina producidas por las células de la granulosa del folículo dominante por estimulación de la propia FSH y la disminución del flujo sanguíneo sobre los demás folículos da como resultando que éstos crezcan a una velocidad menor y posteriormente dejan de hacerlo, la consecuencia es la atresia de los mismos. Se cree que la atresia de los folículos no seleccionados es un mecanismo evolutivo que garantiza que sólo los folículos con los mejores ovocitos progresen hasta la ovulación y a la vez asegurar el número correcto de ovulaciones por especie.

El resultado final es que sólo el folículo dominante recibe todo el aporte sanguíneo (con sus concentraciones altas de gonadotropinas) continuando su crecimiento hasta la ovulación. A este fenómeno se le ha denominado desviación. La inhibina además, actúa en forma sistémica inhibiendo la secreción de FSH a nivel de la hipófisis actuando de forma conjunta con el E2. Así, se produce una reducción en las concentraciones circulantes de FSH. Sin embargo, el folículo dominante puede continuar su desarrollo gracias a la expresión de receptores para LH en las células de la granulosa, la cual se encarga de estimular la maduración final de folículo. Además, este bloqueo de FSH afecta al resto de los folículos que comenzaron su crecimiento, induciendo su atresia y reprimiendo el reclutamiento de una nueva oleada folicular.

Conforme las células esteroidogénicas del folículo aumentan en número y actividad, el E2 es producido en cantidades crecientes hasta que alcanza un umbral que retroalimenta positivamente sobre el hipotálamo (concretamente al centro de secreción preovulatoria), provocando la liberación de un gran pico de GnRH, que a su vez induce la secreción del pico preovulatorio de LH (ver El ciclo estral bovino «regulación neuroendocrina»). Como respuesta el folículo sufre una serie de cambios que resultan en la ovulación. Llegando a este punto el folículo ha madurado, el ovocito I reactiva su división meiótica suspendida poco antes del nacimiento y da origen a dos células cuyo citoplasma no está distribuido equitativamente que son: el ovocito secundario (ovocito II) y el primer corpúsculo polar. Por lo tanto, la ovulación y la fertilización (de llevarse a cabo) se realizan en la fase de ovocito II; y si no es fecundado muere, degenera y es reabsorbido en el oviducto. Adicionalmente, el pico preovulatorio de LH inicia el proceso de luteinización de las células foliculares. Después de la ovulación se mantiene una secreción tónica de pequeños pulsos de LH que son necesarios para completar la formación del CL y estimular la secreción de P4.

Recapitulando, las funciones de la LH son: reiniciar la meiosis en el folículo preovulatorio, desencadenar la ovulación y controlar el desarrollo y mantenimiento del CL. Ejerce su acción uniéndose a receptores de membrana en las células de la granulosa y tecales del folículo preovulatorio produciendo un aumento del AMP cíclico (AMPc) vía adenil-ciclasa, estimulando la conversión de colesterol en pregnenolona y desencadenando la ovulación. La concentración de LH es baja durante la mitad de la fase lútea del ciclo estral, aumenta pocos días antes del estro y alcanza su mayor concentración en plasma sanguíneo generalmente un día después de producida la ovulación. Finalmente, la FSH también cumple un rol en el proceso de ovulación al estimular la secreción del activador del plasminógeno por parte de las células de la granulosa.

LUTEOGÉNESIS: LUTEINIZACIÓN Y LÚTEOLISIS

Cuando el folículo ovula, el resultado es la ruptura de sus paredes y de los vasos sanguíneos; llenando la cavidad antral de sangre y linfa formándose entonces, una estructura llamada cuerpo hemorrágico éste puede ser detectado desde el día 1 a 3 del ciclo estral y aproximadamente desde los 3 a 5 días empieza a aumentar de tamaño y pierde su apariencia hemorrágica; formándose el CL de color amarillento debido al pigmento lipocromo llamado luteína. El CL crece hasta aproximadamente la mitad del diestro que es cuando alcanza su mayor desarrollo que coincide con la producción máxima de P4 durante la fase lútea. El incremento en la concentración de P4 ocurre entre los días 3 y 12 del ciclo, permaneciendo constante hasta los días 16 y 17 (ver El ciclo estral bovino «Fases y etapas»), cuando inicia su regresión si no hay gestación.

Si ésta ocurre, el CL mantiene su tamaño y funcionalidad hasta sufrir cierta regresión hacia el cuarto a sexto mes permaneciendo así hasta el parto. Al CL en esta etapa se le conoce como corpus luteum verum que puede ser incluso más grande que el corpus luteum spurium de un ciclo estral típico. La pobre producción de P4 por parte del CL a partir del sexto a séptimo mes es suplida por la placenta que empieza a producirla desde el día 30 incrementando sus niveles hacia las etapas finales de la gestación.

El diámetro de un CL maduro en la vaca es de 2 a 2.5 cm, dado que aumenta de tamaño 2 a 3 veces siempre es más grande que un folículo maduro (figura 1) y puede ser palpado tras rectalmente; pero esto no es un indicativo preciso de su funcionalidad ya que su tamaño no siempre va de acuerdo a su habilidad de producir P4 y no es muy recomendable basar un tratamiento de sincronización con agentes luteolíticos apoyándose sólo en la presencia o ausencia del CL por palpación rectal (ver El ciclo estral bovino «Manejo hormonal del ciclo estral» publicado en el número 77).

Luteinización

Después de ocurrida la ovulación las células de la teca interna y de la granulosa que formaban el folículo ovulatorio sufren una trasformación conocida como luteinización. Gobernada por la LH, al romperse el folículo las células se mezclan formando dos tipos celulares: las células de la granulosa forman a las células lutéales grandes (LLC por sus siglas en inglés) y las células de la teca forman las células lutéales pequeñas (SLC), en algunos casos puede quedar un remanente del antro folicular que se observa como una pequeña cavidad en el centro del CL (cuerpo lúteo cavitario). También existe tejido conectivo que crece desde las capas de la teca hacia el centro del CL, el cual penetra completamente siendo visible en una sección del CL; observándose una coloración grisácea o con rayas blanquecinas. Las LLC tienen gran cantidad de gránulos de secreción que contienen oxitocina (OT) lútea y, se cree que también relaxina cuando hay gestación. Estas células raramente se multiplican después de la ovulación, por lo tanto; su número está en función de cuántas células de la granulosa tenía el folículo antes de ovular y esto puede ser un factor a considerar para evaluar su funcionalidad la cual también depende del grado de vascularización que tenga el CL de nueva formación. Por otro lado, las SLC no contienen gránulos, pero tienen capacidad esteroidogénica por lo que las dos producen P4.

Lúteolisis

Caracterizada por una degeneración tanto funcional como estructural del CL lo que conlleva a una caída en la concentración de P4. Proceso controlado por el hipotálamo, que se desensibiliza de la acción de la P4 después del día 14 (aproximadamente el fin del diestro) y sucede también en animales gestantes ya que la lúteolisis está programada, en cuyo caso la placenta suple esta carencia produciendo P4 e incrementando su concentración paulatinamente hasta el parto. Esto ocurre porque los centros de secreción preovulatoria y tónica de GnRH eventualmente se “liberan” de la retroalimentación negativa ejercida por la P4, (ver El ciclo estral bovino «regulación neuroendocrina») y los E2 de los folículos en desarrollo retroalimentan positivamente al hipotálamo liberándose mayor cantidad de GnRH lo que ocasiona la estimulación de la hipófisis anterior que reacciona secretando mayor cantidad de FSH lo que marca el inicio de la fase folicular y el fin de la fase lútea (ver El ciclo estral bovino «Fases y etapas»).

Dado que hay altas concentraciones de FSH se favorece el desarrollo folicular y por ende más producción de E2, éstos hacen que se sintetice el receptor para OT, fosfolipasa y COX1 (ciclooxigenasa) en el endometrio del útero, por otro lado, el hipotálamo secreta OT en gran cantidad (pico de OT) en respuesta a ello el endometrio secreta prostaglandina F2alfa (PGF2α) que viaja por vía sanguínea hacia el CL quien responde con la liberación de OT lútea que causa una retroalimentación positiva hacia el endometrio produciendo más PGF2α creándose así un proceso cíclico, sin embargo; eventualmente los gránulos de secreción de las LLC que contienen la OT agotan su contenido y se entra entonces a un estado de “reposo” hasta que el hipotálamo lo inicie de nuevo. Para que esto se dé, es necesario que el CL produzca su propia PGF2α para así también producir OT lútea; ello explica por qué al aplicar un agente luteolítico no tiene efecto en los primeros días del ciclo estral (1 a 5) sino hasta el día 6 que es cuando el CL es sensible a esta hormona (ver El ciclo estral bovino «Manejo hormonal del ciclo estral» publicado en el número 77).

Finalmente, la permanencia del CL tanto en animales gestantes como en los que no, es variable; las células que lo constituyen sufren una degeneración grasa, el tejido conjuntivo aumenta y acaba por sustituir a las células lúteas. Como consecuencia de ello se forma un remanente nombrado cuerpo blanco (corpus albicans) que no es otra cosa que pequeños cúmulos conjuntivo-fibrosos amarillentos a blanquecinos que al parecer no tiene ninguna función fisiológica.

LITERATURA RECOMENDADA

  • Galina C. y Valencia J. (Eds) (2009). Reproducción de los animales domésticos. México D.F.: Limusa.
  • HamA.W.yCormackD.H.(1975).Tratado de histología.México D.F.: Ed Interamericana.
  • HernándezCerónJoel.(2012).Fisiología clínica de la reproducción de bovinos lecheros. México D.F.
  • Hernández J. y Zavala J. (Eds) (2007). Reproducción bovina. México D.F.: FMVZ-UNAM.
  • Senger P.L. (2005). Pathways to Pregnancy and Parturition. Washington State, USA: Current Conceptions Inc.
  • Compendio digital para la enseñanza de la reproducción bovina (2012-2013). Texto didáctico multimedia disponible en el sitio: http://www.ceramevez.unam.mx/

LITERATURA COMPLEMENTARIA

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  • Fortune JE, Cishman RA, Kito WS. (2000). The primordial to primary follicle transition. Mol. Cell Endocrinol. 163:53-60.
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Artículo publicado en Entorno Ganadero Diciembre-Enero 2017

 

Fernando Puga
Fernando Pugahttps://bmeditores.mx/
Editor en BM Editores, empresa editorial líder en información especializada para la Porcicultura, Avicultura y Ganadería.
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