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www.rinconmedico.me https://www.facebook.com/rinconmedico.me/ 2 3 SANTIAGO HUNG LLAMOS† Doctor en Ciencias Médicas Especialista de II Grado en Endocrinología Profesor Titular de Endocrinología en la Universidad de La Habana La Habana, 2006 d www.rinconmedico.me www.rinconmedico.me 4 Revisión técnica: Dra. Ana Gertrudis Rosell del Rio y Dr. Neraldo Orlandi González Edición: Dra. Ana Gertrudis Rosell del Río y Lic. Daisy Bello Álvarez Diseño de cubierta: Luciano O. Sánchez Núñez Diseño interior: Ana Gertrudis Rosell del Río Ilustración interior: Santiago Hung Llamos Ilustración de cubierta: Rafael Mateu Dorado Composición: Xiomara Segura Suárez © Heredera de Santiago Hung Llamos†, 2006. © Sobre la presente edición: Editorial Ciencias Médicas, 2006. Editorial Ciencias Médicas Calle I No. 202 esquina a Línea, El Vedado Ciudad de La Habana 10400, Cuba Correo electrónico: ecimed@infomed.sld.cu Teléfonos: 8 325338, 553375 Datos CIP- Editorial Ciencias Médicas Hung Llamos Santiago Endocrinología en ginecología I. La Habana: Editorial Ciencias Médicas; 2006. 2t. XIV. 430p. Figs. Cuadros Incluye un índice general de los dos tomos. Incluye un índice general del tomo 1. Incluye 12 capítulos con sus bibliografías al final de cada capítulo. Incluye un índice de abreviaturas. ISBN 959-212-181-8 ISBN 959-212-182-6 1.ENDOCRINOLOGIA 2.ENFERMEDADES DE LOS GENITALES FEMENINOS 3.LIBROS DE TEXTO WP520 5 A mis padres, esposa y hermanos: Por su sereno cariño. A mis hijos: Por su inocente sostén. 6 “A mis amados dejo mis obras pequeñas, porque las grandes son para todos”. Tagore 7 Prólogo Nacido en la indómita región oriental, el Dr. Santiago Hung estudió medi- cina, dedicándose posteriormente a la especialidad de endocrinología en los albores del proceso revolucionario, al cual dedicó sus más caros esfuerzos. Dentro de su pequeña estatura corporal se abrigaba una gran humani- dad, una generosidad filial y una nobleza difíciles de ser superadas. Los rasgos estoicos, aporte indiscutibles de sus ancestros asiáticos, su brillante inteligencia y su incansable laboriosidad lo hicieron un científico conse- cuente y un genuino revolucionario. Otras tierras del mundo conocieron de su labor médica internacionalista, y miles de enfermos en su tierra disfrutaron de su abnegada consagración profesional. Fue mi amigo y tuve el honor de formar parte del tribunal académico que le confirió la categoría de Profesor Titular. Este libro al cual dedicó con febril entusiasmo sus últimos esfuerzos reco- gen el fruto de su tenacidad y su apasionada laboriosidad, únicamente su modestia podría valorarse con méritos similares a su lealtad irrestricta a la tierra que lo vio nacer. Para complacer la petición de su viuda hago esfuerzos para escribir algu- nas líneas, tal vez comparable al que tuve que hacer para pronunciar las palabras con las que despedimos los restos de nuestro amigo Santiago. Separado prematuramente de la vida cuando era más valioso el aporte de su capacidad profesional y científica, el médico amistoso, el profesor des- tacado y el hombre extraordinario nos abandonó dejando sembradas nu- merosas semillas afectivas, que lo convirtieron en un ser inolvidable. Estoy seguro que este libro será un valioso instrumento para nuestros cole- gas y un monumento permanente para quien en su paso por el mundo se ganó con creces la categoría donde se ubican los imprescindibles. Dr. Miguel Valdés Mier N. del E: El realizador de este prólogo quiso destacar el valor del autor y su obra en el momento de su publicación. 8 9 Prólogo El Dr. Hung desde que inició su residencia en Endocrinología y su trabajo en la consulta de Reproducción se percató de que muchas de las enfermas acudían por trastornos en la esfera ginecológica, lo cual le obligó a profun- dizar sobre esta materia. Graduado de especialista de Endocrinología, aun- que atendía todo tipo de enfermo de su especialidad, fue dedicándose cada vez más a la atención de la pareja infértil y a los pacientes con enfermeda- des hipofisarias. Con el transcurso de los años fue acumulando la suficiente experiencia como para dejarla plasmada en más de 100 trabajos publicados en revistas nacionales e internacionales. Ha participado en 4 libros publicados y más de 100 investigaciones y trabajos de graduación de residentes. Una publi- cación en la que participó como coautor fue incluida en el Year Book of Endocrinology del año 1979. Su interrelación con varios ginecólogos fue madurando su idea de tratar en varios textos sucesivos los principales temas coincidentes en la Endocrino- logía y la Ginecología. De ahí el título de Endocrinología en Ginecología I de su primer libro sobre la materia. En la actualidad en el autor trabaja en la preparación de su segundo libro que titulará Endocrinología en Ginecología II. Cada tomo tiene doce capítulos que tratan de aspectos importantes de los principales temas de la endocrinología ginecológica. En el tomo I (Endocri- nología en Ginecología I) la obra consta de 444 páginas, 139 cuadros y 90 figuras. El tomo II (Endocrinología en Ginecología II) consta de 464 páginas, 146 cuadros y 123 figuras. Las referencias están actualizadas, han sido rigurosamente acotadas y tomadas de los principales textos y revistas sobre la materia. Con un lenguaje claro, sencillo y directo, el profesor Hung da forma cohe- rente a su libro a lo largo de sus 24 capítulos. Consideramos que este texto puede ocupar un espacio indistintamente en la biblioteca de un endocrinólogo, un ginecólogo, un internista o un espe- cialista de medicina general integral. Profesor Juan Rodríguez-Loeches Fernández† N. del E: Este prólogo fue realizado en el año 2003, fecha en la cual el autor terminó de escribir su obra. 10 11 Endocrinología del cuerpo lúteo y de la implantación embrionaria Endocrinología de la gestación Silla turca vacía Prolactina y reproducción Amenorreas genéticas Hipogonadismo femenino Métodos de detección y predicción de la ovulación Inductores de la ovulación Insulinorresistencia, obesidad y función ovárica Síndrome de insulinorresistencia Menopausia normal y precoz Endometriosis Índice general Tumores hipotálamo-hipofisarios Control endocrino, autocrino y paracrino de la espermatogénesis Diferenciación sexual y pubertad en la mujer TOMO I Capítulo 1. Capítulo 2. Capítulo 3. Capítulo 4. Capítulo 5. Capítulo 6. Capítulo 7. Capítulo 8. Capítulo 9. Capítulo 10. Capítulo 11. Capítulo 12. TOMO II Capítulo 13 Capítulo 14 Fisiología de la reproducción en la mujer Capítulo 15 Capítulo 16 12 Capítulo 17 Evaluación de la pareja infértil Capítulo 18 Bioética de la reproducción Capítulo 19 Hiperandrogenismo Capítulo 20 Síndrome de ovarios poliquísticos Capítulo 21 Amenorrea y anovulación crónica Capítulo 22 Trastornos de la diferenciación gonadal Capítulo 23 Seudohermafroditismo femenino Capítulo 24 Síndrome premenstrual 13 TOMO I Capítulo 1. Capítulo 2. Capítulo 3. Capítulo 4. Capítulo 5. Capítulo 6. Capítulo 7. Capítulo 8. Capítulo 9. Capítulo 10. Capítulo 11. Índice Endocrinología del cuerpo lúteo y de la implantación embrionaria/ 1 Endocrinología de la gestación/ 22 Silla turca vacía/ 92 Prolactina y reproducción/ 108 Amenorreas genéticas/ 165 Hipogonadismo femenino/ 204 Métodos de detección y predicción de la ovulación/ 218 Inductores de la ovulación/ 242 Insulinorresistencia, obesidad y función ovárica/ 279 Síndrome de insulinorresistencia/ 318 Menopausia normal y precoz/ 369 Endometriosis/ 407Capítulo 12. 14 Capítulo 1 ENDOCRINOLOGÍA DEL CUERPO LÚTEO Y DE LA IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA Regulación hormonal de la implantación ENDOCRINOLOGÍA DEL CUERPO LÚTEO Regulación hormonal del cuerpo lúteo Gonadotropina coriónica humana Estrógenos Progesterona Prolactina Oxitocina Regulación autocrina/paracrina del cuerpo lúteo Macrófagos Sistemarenina-angiotensina Prostaglandinas Factores de crecimiento y otras citocinas Interferones Radicales libres o especies reactivas de oxígeno Metaloproteinasas Lipoproteínas de baja densidad El cuerpo lúteo se forma por una serie de cambios morfológicos y bioquímicos que sufren las células granulosas y tecales del folículo colapsado, en respuesta al pico pre- ovulatorio de la hormona luteinizante (LH) que induce la ruptura folicular y la forma- ción del cuerpo lúteo. Alcanza su madurez unos 7 días después del pico de LH, momen- to en que tiene un diámetro de 1,5 a 2,0 cm y ha logrado la mayor producción de pro- gesterona (P). La P es la principal hormona secretada por el cuerpo lúteo; pero este produce, ade- más: andrógenos; estrógenos; prostaglandi- nas (PGs), y hormonas peptídicas como la relaxina, oxitocina y la inhibina. La vida y función del cuerpo lúteo son reguladas por la acción coordinada de hormonas hipofi- sarias, ováricas y por varios factores con acción local autocrina y paracrina. La actividad del cuerpo lúteo es esencial para la supervivencia del embrión recién im- plantado. Por tanto, es indispensable cono- cer cómo se mantiene la secreción de P en el cuerpo lúteo al inicio del embarazo. El pro- blema se complica por el hecho de que no se ha demostrado una acción luteolítica del útero de la mujer, análoga a la descrita en la oveja y la cerda. En muchas especies de mamíferos no primates, la luteólisis se pro- duce por la liberación uterina pulsátil de prostaglandina-F2α (PGF2α), y la remoción del útero mantiene el cuerpo lúteo. Por el con- trario, la remoción del útero no modifica la regresión del cuerpo lúteo en primates. El mecanismo de la luteólisis es comple- jo y no se conoce con exactitud. Se ha pro- puesto que al final de la fase lútea se pierde la acción de la P sobre el hipotálamo y el útero, por un proceso de reducción catalíti- ca de sus propios receptores o down regu- lation. Esto reinicia la acción de los estróge- nos sobre sus receptores en el hipotálamo y el útero. Los estrógenos afectan centralmen- te al generador de pulsos de la secreción de oxitocina (OT) y produce una serie de epi- Macrófagos Sistema renina-angiotensina Prostaglandinas Factores de crecimiento y otras citocinas Factores de hemostasis Ácido retinoico BIBLIOGRAFÍA Regulación autocrina/paracrina de la implan- tación Gonadotropina coriónica humana Estrógenos y progesterona Glucocorticoides Prolactina Relaxina Activina Calcitonina ENDOCRINOLOGÍA DE LA IMPLANTACIÓN ENDOCRINOLOGÍA DEL CUERPO LÚTEO 2 sodios intermitentes de secreción de OT. En el útero, los estrógenos aumentan la expre- sión endometrial de los receptores de la oxi- tocina (OTr). Finalmente, la interacción de la OT neurohipofisaria con sus receptores endometriales, aumenta la frecuencia de los pulsos de secreción de PGF2α uterina que inducen la luteólisis. Por tanto, el úte- ro puede considerarse un traductor que convierte las señales neurales intermiten- tes del hipotálamo, en forma de secreción episódica de OT, en pulsos luteolíticos de PGF2α uterina. Recientemente se ha seña- lado que el endometrio y miometrio de la yegua, rata y la cerda producen OT y, es posible que actúen como una fuente suple- mentaria de OT durante la luteólisis en es- tas especies1 (Fig. 1.1). Fig. 1.1. Hipótesis de los mecanismos de la luteólisis. Al final de la fase lútea la progesterona (P) disminu- ye el número de sus propios receptores (Pr) en el hipotálamo, por acción catalítica de la propia hormona (down regulation). Ésto aumenta la acción del estradiol (E2) sobre sus receptores (Er). La interacción del E2 con sus receptores aumenta la frecuencia de los pulsos de secreción de oxitocina (OT) en el hipotálamo y la síntesis de los receptores de oxitocina (OTr) en el endometrio uterino. En no primates, la interacción de la OT hipotalámica con sus receptores uterinos produce pulsos secretorios de PGF2α uterina que inducen la luteólisis en el ovario, por lo que la remoción del útero determina la permanencia del cuerpo lúteo. En primates, se ha demostrado en el ovario la presencia de PGF2α, su receptor OT y el OTr. La fuente de PGF2α tal vez sea el propio ovario, lo que explicaría la involución cíclica del cuerpo lúteo después de la histerectomía. OTr. Es probable que señales de OT neura- les o locales sean traducidas en pulsos de PGF2α en el ovario, lo que explica la luteóli- sis en ausencia de útero en estas especies. Independientemente del mecanismo, la caí- da de los niveles de P parece la consecuen- cia y no la causa de la producción de las PGs uterinas asociadas con la menstruación y la luteólisis en primates. En contraste, la luteólisis en no primates parece depender de la producción endometrial de PGs. La producción de PGs por el útero, hallada en los primates, puede ser un mecanismo ves- tigial conservado durante su desarrollo evo- lutivo.1-3 Regulación hormonal del cuerpo lúteo En el ovario y el cuerpo lúteo de prima- tes se ha hallado PGF2α, su receptor, OT y el El control hormonal del cuerpo lúteo es complejo, no se conoce con exactitud y sólo 3 fines pedagógicos permiten separarlo del control autocrino/paracrino. En el cuadro 1.1 se resumen las acciones de las principa- les hormonas que participan en la fisiolo- gía del cuerpo lúteo durante el embarazo. Cuadro 1.1. Regulación hormonal del cuerpo lúteo COX-2: ciclooxigenasa-2. E2: estradiol. FSH: hormona foliculoestimulante. hCG: gonadotropina coriónica humana. IGF-I: factor de crecimiento con acción similar a la insulina I. IL-8: interleucina-8. LH: hormona luteinizante. P: progesterona. PAF: factor activador de las plaquetas. PGF2α: prostaglandina F2α. PRL: prolactina. Gonadotropina coriónica humana (hCG) Tiene acción luteotrópica Aumenta la producción de P por el cuerpo lúteo durante el embarazo No suprime la expresión de sus propios recep- tores durante el embarazo Oxitocina (OT) Además de la hipófisis, puede producirse en el endometrio y miometrio de los no primates y en el ovario de los primates Tiene acción luteolítica importante a través de la secreción de PGF2α en el útero de los no primates y es posible que pueda inducirla en el ovario de los primates Progesterona (P) Principal producto de secreción del cuerpo lúteo Tienen acción estabilizadora del cuerpo lúteo. Su deprivación aumenta la IL-8 y la COX-2, que participan en la apoptosis luteal Junto con la PRL tiene acción luteolítica, parti- cipa en la apoptosis de las células lúteas y en la acumulación de macrófagos Estrógenos El E2 intraluteal induce la luteólisis e intramus- cular disminuye la síntesis de P En la rata, el 2-hidroxiestradiol aumenta la sín- tesis de P Gonadotropina coriónica humana (hCG) La regulación de la esteroidogénesis en el cuerpo lúteo es diferente a la del folículo preovulatorio. Así, la hormona foliculoesti- mulante (FSH) no participa en la esteroido- génesis, ni modifica la síntesis de estradiol (E2) en los cultivos de células del cuerpo lúteo humano. No obstante, son necesarias cantidades adecuadas de FSH para que se desarrolle normalmente el folículo y se for- me un cuerpo lúteo normal. 4 La función luteotrópica de la hCG es un principio fundamental de la endocrinología de la gestación, pero es menos manifiesta la importancia que tiene la hormona luteini- zante (LH) para mantener el cuerpo lúteo humano. En el hámster, existen receptores para la LH, FSH y la PRL en las células lu- teales, y la producción de P durante el embarazo puede estimularse con estas hor- monas.5 En humanos, la producción de P durante la fase luteal depende de la LH hi- pofisaria, pero el cuerpo lúteo involuciona si no es rescatado por la hCG producida por el blastocito implantado, a pesar de la secre- ción continua de LH. La hCG y la LH ac- túan a través del mismo receptor, cuya ex- presión se mantiene durante toda la vida funcional del cuerpo lúteo del embarazo, sin que aparentemente se produzca el fe- nómeno de down regulation, a pesar del aumento exponencial de la hCG.6, 7 EstrógenosNo se ha podido caracterizar adecuada- mente el efecto biológico del E2 sobre la fun- ción del cuerpo lúteo humano. Los estró- genos parecen participar en los mecanismos Prolactina (PRL) No se conoce con exactitud su acción en el cuer- po lúteo humano En ratas, aumenta la producción de IGF-I en el cuerpo lúteo, lo que facilita su hipertrofia. Tiene acción luteotrópica en acción sinérgica con la FSH y la LH. Su exceso tiene efecto lu- teolítico En monos, aumenta la producción de PAF, que estimula la liberación de PGF2α y tiene efec- tos luteolíticos En diversos animales, tiene acción luteotrópica en sinergismo con la FSH y la LH, pero su exceso tiene efecto luteolítico 4 reguladores locales de la vida del cuerpo lúteo, pues la administración intraluteal de E2 induce la luteólisis y por vía intramus- cular disminuye la síntesis de P. 8 Se ha señalado que los catecolestrógenos participan en la esteroidogénesis luteal. En la rata, el 2-hidroxiestradiol (2-OHE2), de- rivado catecolestrógeno del E2, tiene un efec- to estimulador de la 20,22-desmolasa que escinde la cadena lateral del colesterol (P450scc o CYP11A1) y sobre la 3β-hidroxieste- roide dehidrogenasa (3β-HSD), pero parece inhibir la 20α-hidroxiesteroide dehidroge- nasa (20α-HSD). El efecto resultante deter- mina un aumento de la síntesis de P.7 Progesterona (P) La P es el principal producto de la bio- síntesis del cuerpo lúteo y su concentración en la sangre es uno de los mejores indica- dores de su función. La propia P puede te- ner una acción autocrina favorecedora de la función del cuerpo lúteo, pues el bloqueo de su síntesis con trilostane, un inhibidor específico de la 3β-HSD, disminuye sus ni- veles y acorta la vida del cuerpo lúteo. 8-11 Por otra parte, la P participa en los meca- nismos luteolíticos regulando la interleuci- na 8 (IL-8), el péptido-1 quimiotáxico de los monocitos (MCP-1), y la ciclooxigenasa-2 (COX-2). En humanos, 48 h después de la deprivación de P se eleva significativamen- te la IL-8 mediadora de la respuesta infla- matoria y el ARNm de la COX-2, lo que su- giere un efecto estabilizador de la P sobre el cuerpo lúteo. 12 Junto con la prolactina (PRL), la P parti- cipa en la acumulación de macrófagos en el cuerpo lúteo en regresión y en la apoptosis de las células luteales. Estudios realizados en ratas demuestran que la P no tiene efec- tos luteolíticos en ausencia de PRL y que son necesarias ambas hormonas para inducir la apoptosis del cuerpo lúteo. Por el contra- rio, la acumulación de macrófagos quizás sea un efecto dependiente exclusivamente de la PRL.13, 14 Prolactina (PRL) No se conoce con exactitud la acción de la PRL en el cuerpo lúteo humano. La bro- mocriptina no modifica la síntesis de P, ni la duración de la fase lútea en mujeres nor- males. Por otra parte, la infertilidad de la mujer hiperprolactinémica parece depender de los cambios en la pulsatilidad de la LH y no de un efecto directo de la PRL sobre la esteroidogénesis lútea.15 En el cuerpo lúteo de la rata, la PRL au- menta la producción del factor de crecimien- to similar a la insulina I (IGF-I), lo que in- crementa la expresión de los receptores es- trogénicos β en las células luteales, las hace más sensible a los estrógenos y facilita su hipertrofia. En el mono, la PRL aumenta la producción del factor activador de las pla- quetas (PAF) y tiene efecto luteolítico. En diversas especies de animales, su exceso in- duce la apoptosis de las células luteales y tiene acción luteolítica, pero adicionada jun- to con la LH y la FSH tiene acción luteotró- pica y aumenta la producción de P en los cultivos de células luteales.16-21 Un compo- nente importante del efecto luteolítico de la PRL es la expresión de MCP-1, además de la invasión del cuerpo lúteo por monocitos y por macrófagos.22 Oxitocina (OT) La OT es una hormona esencial en la re- gresión del cuerpo lúteo. Además de la hi- pófisis, puede producirse en el endometrio y el miometrio de los no primates, y en el cuerpo lúteo y ovario de los primates. En no primates, la OT se une a sus receptores en el endometrio uterino y la liberación de PGF2α que induce provoca la luteólisis en el ovario. En primates, se ha hallado PGF2α y su receptor, OT y el OTr, en el cuerpo lúteo y en el ovario. Es posible que la luteólisis sea mediada por la PGF2α originada en el propio ovario por acción de la OT sistémica y/o local.2 Ello explica la conservación del cuerpo lúteo después de la histerectomía en no primates y su involución en ausencia del útero en primates. A continuación se analizan los factores locales que median y/o modulan la acción Regulación autocrina/paracrina del cuerpo lúteo 5 de las hormonas más importantes sobre el cuerpo lúteo (Fig. 1.2 y cuadro 1.2). Fig. 1.2. Acción de las hormonas y factores autocrinos/paracrinos sobre el cuerpo lúteo y la producción de progesterona. E2: estradiol. EGF: fac- tor de crecimiento epidérmico. ERO: especie reactiva de oxígeno. ET-1: endotelina 1. FPV/VEGF: factor de permeabilidad vascular/factor de crecimiento del endotelio vascular. FSH: hormona foliculoes- timulante. hCG: gonadotropina coriónica humana. IGF-I: factor de crecimiento con acción similar a la insulina I. IL-4: interleucina 4. IL-10: interleucina 10. IL-1β: interleucina 1β. IFN-tau: interferón-tau. LDL: lipoproteína de baja densidad. LH: hormona luteinizante. OT: oxitocina. P: progesterona. PAF: factor activador de las plaquetas. PGE2: prosta- glandina E2. PGF2α: prostaglandina F 2α . PRL: prolactina. SRA: sistema renina-angiotensina. TNF- α: factor de necrosis tumoral α. +: luteotrópica y/o favorecedora de la síntesis de progesterona. –: lu- teolítica y/o bloqueadora de la síntesis de progesterona. La proteína quimiotáxica de los mono- citos quizá participe en la afluencia de macrófagos dentro del cuerpo lúteo duran- te la luteólisis. Su concentración en el cuer- po lúteo aumenta en el momento de la lu- teólisis y tiene una distribución similar a la de los linfocitos T. Esta proteína puede ser responsable de la acumulación de leucoci- tos durante la luteólisis, como ha sido de- mostrado en el bovino.23 Macrófagos Todos los integrantes del sistema sisté- mico de la renina renal están presentes en el ovario. El principal producto secretorio del SRA sistémico es la renina y el sistema es regulado por la presión arterial, el siste- ma simpático β-adrenérgico y el Na+. En con- traste, el SRA del ovario parece regulado por las gonadotropinas y su principal producto secretorio es la prorrenina. No obstante, la prorrenina tiene actividad similar a la reni- na en los tejidos reproductivos y puede for- mar angiotensina-I a partir del angiotensi- nógeno, lo que constituye una diferencia no- table con el SRA sistémico.24 La angiotensina-II liberada por el cuerpo lúteo bovino, aisladamente o en combinación con la PGF2α, disminuye la liberación de P por las células luteales in vitro. La angiotensina-II, junto con la PGF2α y la endotelina-1 (ET-1), parecen influir en la cas- cada de los eventos que inician la luteólisis en bovinos.25 Prostaglandinas (PGs) Las PGs son ácidos grasos cíclicos que contienen 20 átomos de carbonos y un ani- llo ciclopentano. Los carbonos se numeran del 1 al 20, desde el grupo carboxilo inicial al grupo metilo terminal. Estos derivados del ácido prostanoico se diferencian por el grado de saturación del anillo ciclopentano y de la cadena lateral alifática. Así, las PGFs tienen un grupo hidroxilo en posición 9, mientras que las PGEs tienen un grupo ce- tónico. Las designaciones numéricas indi- can el número de dobles enlaces en las ca- denas alifáticas (Fig. 1.3). En general, las PGs se forman en todos los tejidos corporales a partir de ácidos gra- sos esenciales insaturados, particularmen- te del ácido araquidónico, y estimulan la producción de AMPc con lo cual activan o inhiben la actividad celular según el tejido Sistema renina-angiotensina (SRA) HORMONAS 6 E2: estradiol. EGF: factor de crecimiento epidérmico. ET-1: endotelina-1. hCG: gonadotropinacoriónica humana. IFN: interferón. IGF-I: factor de crecimiento con acción similar a la insulina-I. IL: interleucinas. LDL: lipoproteína de baja densidad. LH: hormona luteinizante. OT: oxitocina. P: progesterona. PAF: factor activador de las plaquetas. PGs: prostaglandinas. PGE2α: prostaglandina E2α. PGF2α: prostaglandina F2α. PRL: prolactina. P450arom: citocromo P450 aromatasa o CYP19. StAR: proteína reguladora aguda de la esteroidogénesis. TNF-α: factor de necrosis tumoral-α. Sistema renina-angiotensina (SRA) La angiotensina-II tiene una acción luteolítica sinérgica con la PGF2α y la ET-1 Prostaglandinas (PGs) La PGF2α tiene efecto luteolítico. En ovinos, au- menta la concentración de OT en la vena del ovario que tiene el cuerpo lúteo. La PGE2α tie- ne una acción luteotrópica Factor de crecimiento similar a la insulina-I (IGF-I) Estimula el crecimiento de las células lúteas, del complejo P450arom o CYP19 y aumenta la pro- ducción de E2 y P en el cuerpo lúteo, en acción sinérgica con la LH Factor de crecimiento epidérmico (EGF) Participa en la esteroidogénesis del cuerpo lúteo Factor activador de las plaquetas (PAF) Tal vez sea el factor generador de pulsos de PGF2α .Tiene acción sinérgica con la OT en la liberación de PGF2α. La PRL aumenta su pro- ducción y su acción es bloqueada por el IFN- tau Factor de necrosis tumoral-α α α α α (TNF-ααααα) Acción luteolítica, posiblemente mediada inhi- biendo la expresión de la proteína StAR o de los receptores de la LH/hCG Factor de permeabilidad vascular y de creci- miento endotelial (FPV/VEGF) Acción mitogénica sobre las células endotelia- les, favorece la angiogénesis necesaria para la formación del cuerpo lúteo y aumenta la per- meabilidad capilar Interleucinas (IL) La IL-10 y la IL-4 aumentan la producción de P en los cultivos de células lúteas, mientras que la IL-1β la disminuye Cuadro 1.2. Regulación autocrina/paracrina del cuerpo lúteo diana. La ciclooxigenasa (COX), es una en- zima limitante en la biosíntesis de las PGs. La mayor expresión de COX-1 se localiza en la superficie del epitelio glandular en- dometrial de la fase luteal, pero disminuye bruscamente con el embarazo. En contras- te, la COX-2 desaparece en el epitelio, pero aumenta en el estroma del sitio de implanta- ción. Al parecer, la expresión de la COX-1 es regulada primariamente por la P, mien- tras que la expresión de la COX-2 en el sitio de implantación probablemente debe invo- lucrar un mediador adicional de origen em- brionario. 26 Las PGs desarrollan varias acciones so- bre el sistema reproductivo de la mujer: es- timulan la luteólisis y la contracción del músculo uterino; actúan como mediadoras de la liberación de LH inducida por la Gn- RH, y, al parecer, interviene en la ovulación Lipoproteínas de baja densidad (LDL) Su disponibilidad limita la síntesis de P Metaloproteinasas Participan en la remodelación hística. El inhibi- dor de la metaloproteinasa Ι se expresa en las células granuloso-luteales, pero no se conoce su función fisiológica Radicales libres o especies reactivas de oxíge- no Tienen acción luteolítica. Inducen la pérdida de los receptores de la LH/hCG en las células lúteas, disminuyen la traducción de la señal del receptor, interfieren la incorporación del colesterol a las mitocondrias y disminuyen la esteroidogé-nesis. El H2O2 en concentraciones bajas estimula la síntesis de P Interferón-γ (IFN-γ) Estimula la síntesis de las PGs. Disminuye la producción de E2 y también la de P inducida por la hCG en las células granulosas luteinizadas Interferón-tau (IFN-tau) Es producido por el trofoectodermo de los ru- miantes. Su acción antiluteolítica inhibe la se- creción de PGF2α y la expresión de los recepto- res estrógenos y de OT Endotelina-1 (ET-1) La ET-1 disminuye la producción de P por el cuerpo lúteo 7 inducida por la LH. En varias especies de mamíferos no primates, la PGF2α tiene una acción decisiva en el proceso de luteólisis, mientras que la PGE2α tiene una acción lu- teotrópica estimuladora de la síntesis de P. El rescate del cuerpo lúteo durante el em- barazo se produce en el momento de ma- yor sensibilidad a la LH/hCG y su involu- ción parece mediada por un aumento de la sensibilidad a la PGF2α en el cuerpo lúteo envejecido. 27, 28 Fig. 1.3. Estructura de las prostaglandinas. Las pros- taglandinas son ácidos grasos cíclicos derivados del ácido prostanoico, con 20 átomos de carbonos y un anillo ciclopentano. Los carbonos se numeran del 1 al 20, desde el grupo carboxilo inicial al grupo me- tilo terminal. Se diferencian por el grado de satura- ción del anillo ciclopentano y de la cadena lateral alifática. Las PGFs tienen un grupo hidroxilo en posición 9, mientras que las PGEs tienen un grupo cetónico. Las PGs 1 tienen un doble enlace en la cadena alifática y las 2 tienen dos dobles enlaces. Así, la denominación PGF2α indica que esta prostaglandina tiene un grupo hidroxilo en el car- bono 9 y dos dobles enlaces en la cadena alifática. La PGF2α disminuye la producción ová- rica de P en la oveja y puede provocar el aborto al principio del embarazo en la mu- jer, momento en que el cuerpo lúteo desem- peña una función primordial. Sin embargo, también desencadena contracciones del úte- ro y, es probable, que esta sea la causa del efecto abortivo en la mujer. 29 No se conoce con exactitud el mecanis- mo de acción de la PGF2α en el cuerpo lúteo, pero se ha señalado su efecto sobre el nú- mero de receptores de la LH/hCG, el flujo sanguíneo, un efecto citotóxico directo y en el metabolismo de la P y la OT.30-33 En ovinos, la PGF2α aumenta la concen- tración de OT en la vena del ovario que po- see el cuerpo lúteo. Las células lúteas gran- des tienen receptores de alta afinidad para la PGF2α y quizás sean las células diana del efecto luteolítico de esta PG. La acción de la PGF2α parece estar mediado a través de la producción de OT por las células lúteas gran- des y esta hormona, por efecto paracrino, tal vez disminuya la producción de P en las cé- lulas lúteas pequeñas.33 Por el contrario, los sitios de unión para la LH han sido detectados, fundamental- mente, en las células lúteas pequeñas de di- versas especies, incluyendo la humana. Es probable que estas células medien el efecto luteotrópico de la LH por un mecanismo AMPc dependiente. 33 Factores de crecimiento y otras citocinas Las células luteales humanas expresan antígeno funcional leucocitario DR en su superficie, lo que sugiere una interacción fi- siológica de estas células con los linfocitos T durante el ciclo menstrual y las etapas ini- ciales del embarazo. Además, las células mononucleares periféricas estimulan la pro- ducción de P por las células luteales, lo que indica su participación en la regulación de la función del cuerpo lúteo.34, 35 Factor de crecimiento similar a la insulina I (IGF-I). El IGF-I, o somatomedina C, que está presente en la sangre es sintetizado en el hígado por acción de la hormona de crecimiento humana (hGH). Diversos ór- ganos, entre ellos el útero y los ovarios, 8 expresan el ARNm de este factor. En el fo- lículo, el IGF-I regula localmente la prolife- ración y diferenciación de las células, el con- trol de la esteroidogénesis y tiene un efecto sinérgico con la LH en la producción de an- drógenos por las células tecales. pospone la acumulación de macrófagos en el cuerpo lúteo y prolonga su función du- rante la gestación.39 El TNF-α parece mediar su efecto luteo- lítico por inhibición directa de la expresión de la proteína reguladora aguda de la este- roidogénesis (StAR), o indirectamente dis- minuyendo la expresión del receptor de la LH/hCG. Los niveles de ARNm de la pro- teína StAR se correlacionan con el incremento de la P en el suero y coinciden con la capaci- dad de producción de P por el cuerpo lúteo, de manera que es posible pueda usarse como un marcador funcional del desarrollo del cuerpo lúteo.40 Factor de permeabilidad vascular (FPV) y factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF). Las células endoteliales que recubrenlos espacios vasculares aumentan desde el inicio hasta la mitad de la fase lútea, seguido de una disminución considerable de estas células en la fase lútea tardía. 41 El FPV/VEGF se ha hallado en células granulosas y tecales de las etapas finales del desarrollo folicular y, después de la ovula- ción, en las células granulosas luteinizadas humanas y de varias especies animales. In- duce la angiogénesis, tiene acción mitogéni- ca sobre las células endoteliales y aumenta la permeabilidad capilar. El FPV/ VEGF se considera responsable del aumento de la permeabilidad de los vasos tecales y de la angiogénesis que ocurre después de la ovu- lación. Participa también en la formación del tejido conectivo del estroma durante la for- mación del cuerpo albicans. 41 Factor de necrosis tumoral ααααα (TNF-ααααα). La involución del cuerpo lúteo es promovida por la interacción de células inflamatorias y el TNF−α. Se han hallado linfocitos T clase 2 en el tejido luteal, pero a diferencia de los macrófagos no aumentan en el momento de la regresión del cuerpo lúteo. A través de mecanismos no precisados, el embarazo Interleucinas (IL). En cocultivos de células luteales y de células mononucleares de la sangre periférica, se halla un incremento de la producción de IL-10 por las células lutea- les de mujeres no embarazadas, y de IL-10 e IL-4 por las células luteales obtenidas de mujeres embarazadas. La IL-10 y la IL-4 au- mentan la producción de P en los cultivos de células luteales, especialmente de las ob- tenidas del cuerpo lúteo de las etapas inicia- les del embarazo. Estos datos indican que los linfocitos periféricos participan en la fun- ción y diferenciación del cuerpo lúteo, prin- cipalmente los linfocitos T tipo 2 (Th2).34 Factor activador de las plaquetas (PAF). Se ha sugerido que este factor es el generador de los pulsos de secreción de la PGF2α uterina en ovinos, pues es capaz de inducir pulsos episódicos de PGF2α uterina y tiene acción sinérgica con la OT en la liberación de PGF2α. La producción de PAF es regulada por las hormonas esteroideas y puede ser bloquea- da por el IFN-tau, lo que sugiere su partici- pación en la liberación de las PGs durante la luteólisis.38 En primates, la PRL aumenta la producción de PAF y su mayor produc- ción en el cuerpo lúteo se produce el día 13 del ciclo, momento en que comienza la lu- teólisis y declina la producción de P.16 Factor de crecimiento epidérmico (EGF). Se ha señalado que el EGF puede participar en la esteroidogénesis del cuerpo lúteo, ya que el cuerpo lúteo tiene receptores para el EGF durante el ciclo menstrual y no se han podi- do demostrar en el cuerpo lúteo atrésico, ni en el estroma ovárico.37 En el cuerpo lúteo, el IGF-I estimula la expresión del receptor estrogénico tipo β en las células lúteas, lo que las hace más sensi- bles a la acción del E2 y determina finalmen- te la hipertrofia de estas células.22 Además, estimula de forma significativa la produc- ción basal de E2 y P, pero no de andróge- nos, lo que sugiere que actúa sobre el com- plejo P450arom. Todo parece indicar que la producción de P y E2 por el cuerpo lúteo está controlada por la acción sinérgica de la LH y el IGF-I, mientras que la de los andrógenos es controlada preferentemente por la LH.36 9 Por el contrario, la IL-1β y el factor de necrosis tumoral α (TNF-α), estimulan la producción de PGs y disminuyen la produc- ción de P por el cuerpo lúteo estimulado con LH.42, 43 La IL-8 es una citocina que media la respuesta inflamatoria del endometrio junto con la proteína quimiotáxica 1 y la COX-2. La concentración de IL-8 y de COX-2 aumen- ta con la deprivación de P.12, 43 Endotelina 1 (ET-1). La ET-1 es un pode- roso péptido vasoconstrictor y parece parti- cipar en los mecanismos de la reproducción. Esta citocina reduce la producción de P por el cuerpo lúteo, tanto en condiciones basales como después de la estimulación con hCG. 44, 45 La luteólisis está directamente relaciona- da con un aumento de las ERO. Los radica- les libres producen una peroxidación de los lípidos de la membrana plasmática de las células lúteas, con pérdida de los receptores para las gonadotropinas, una disminución de la traducción de la señal hacia el com- partimiento intracelular y, por lo tanto, una disminución de la síntesis de esteroides du- rante la regresión lútea. En ratas, durante la luteólisis, se produ- cen cantidades de H2O2 capaces de modifi- car las funciones celulares. El H2O2 puede afectar la síntesis de esteroides en distintos niveles: desacopla el receptor de la LH/hCG de los otros componentes del sistema recep- tor; bloquea la síntesis de P dependiente del AMPc, y, además, interfiere el transporte del colesterol hacia el interior de las mito- condrias. Sin embargo, concentraciones ba- jas de H2O2 estimulan significativamente la síntesis de P, lo que sugiere una acción mo- duladora del H2O2 sobre la esteroidogéne- sis, especialmente en las células de la fase lútea media.33, 50-53 Metaloproteinasas El sistema de metaloproteinasas y su in- hibidor hístico se han implicado en los pro- cesos de la remodelación hística, incluidos los cambios durante la luteólisis. El inhibi- dor hístico de la metaloproteinasa-I es una proteína que se expresa en las células granu- loso-luteales, pero no sufre cambios duran- te la fase luteal y es probable que tampoco participe en la inhibición de la luteólisis du- rante el embarazo. 54-56 Lipoproteínas de baja densidad (LDL) sea un regulador importante de la esteroi- dogénesis del cuerpo lúteo. Por otra parte, el IFN-γ estimula la síntesis de PGs y su ac- ción quizás sea mediada por intermedio de estas sustancias.40, 43, 49 Radicales libres o especies reactivas de oxígeno (ERO) Interferones Interferón-tau (IFN-tau). El IFN-tau es una nueva clase de IFN tipo I que no es in- ducida por virus, a diferencia de otros IFNs. Se produce en el trofoectodermo de los ru- miantes en las primeras etapas del embara- zo durante un período relativamente corto de tiempo y tiene una acción esencial en el reconocimiento materno del embarazo en estos animales. El IFN-tau es una señal del embrión con actividad antiluteolítica, que inhibe la secreción pulsátil de PGF2α y la sen- sibilidad uterina a la OT durante el emba- razo temprano. Se considera que suprime la secreción de PGF2α y evita la expresión de los receptores de la oxitocina y los estró- genos en el útero. Además, regula el meta- bolismo de las PGs y posiblemente también, la relación PGE/PGF2α.46 Xiao y colaboradores, 47 señalaron que la OT es responsable de la liberación episódi- ca de PGF2α por el útero en los rumiantes y que la atenuación de sus efectos por el IFN- tau es esencial para prevenir la luteólisis del embarazo en la vaca. Al parecer, ese interferón inhibe la producción de las PGs inducidas por la OT, al disminuir los OTr, la COX-2 y la sintetasa de las PGs.48 Interferón γγγγγ (IFN-γγγγγ). Disminuye la pro- ducción de estrona (E1), E2 y la de P induci- da por la hCG en los cultivos de células granulosas luteinizadas, sin afectar la via- bilidad de estas células. Este efecto tal vez La síntesis de P por el cuerpo lúteo de- pende de la LDL, que aporta el colesterol necesario para la esteroidogénesis. La dispo- 10 nibilidad de la LDL-colesterol en la granu- losa avascular es un factor limitante de la síntesis de P en el folículo preovulatorio. Después de la ovulación, la neovasculari- zación del cuerpo lúteo permite que la LDL- colesterol llegue a la granulosa luteinizada y pueda ser utilizado el colesterol en la sín- tesis de la P. mente se ha logrado la implantación en un lugar tan insólito como lo es el testículo. 58 Se conocen mejor los mecanismos hor- monales que actúan sobre el organismo de la madre y permiten que ocurra la implan- tación, que los que actúan sobre el blastocito y lo preparan para su implantación. En los últimos años se han desarrollado varios mo- delos experimentales en animales para po- der estudiar la receptividad endometrial, y aspectos esenciales de la implantación,como: el momento apropiado de desarrollo del endometrio para la implantación; la re- modelación endometrial para la adhesión del blastocito, y la invasión del trofoblasto. Sin embargo, debido a las diferencias entre las especies, no siempre se pueden extrapo- lar los resultados al humano. El desarrollo de la histeroscopia, la ul- trasonografía y la resonancia magnética nu- clear (RMN), ha permitido estudiar mejor estos mecanismos en humanos. Estas téc- nicas, unidas a modelos experimentales en mamíferos y cultivos de tejidos de células endometriales de diferentes fases del ciclo ovárico, son muy utilizadas en la actuali- dad para estudiar la función endometrial y han permitido estudiar los mecanismos celulares, bioquímicos y moleculares invo- lucrados en la receptividad uterina y en la implantación; como, la interacción celular homotípica y heterotípica, la acción de hor- monas esteroideas, citocinas, factores de crecimiento, agentes inmunomoduladores y la acción de varios agentes farmacológicos.57 La implantación se produce normalmen- te en el endometrio, pero éste no admite al embrión si no ha sido preparado convenien- temente por la acción hormonal. Por otra parte, puede haber implantación fuera del útero humano, en sitios como el ovario o en el mesenterio. En el ratón, experimental- ENDOCRINOLOGÍA DE LA IMPLANTACIÓN En el período embrionario preimplanta- torio, la comunicación de la madre con el embrión es mediada por el trofoectodermo. Durante la fase luteal, se producen cambios fisiológicos en el endometrio que permiten la implantación del blastocito. En respuesta a señales del embrión, se liberan proteínas específicas del embarazo en la sangre mater- na y se producen en el medio uterino una serie de cambios morfológicos, bioquímicos e inmunológicos. Estas modificaciones sis- témicas y locales pueden considerarse como las respuestas maternas para reconocer el embarazo.60 La implantación del blastocito y el esta- blecimiento del embarazo requiere una deli- cada interacción entre el embrión y el medio ambiente materno. Este complejo proceso se controla en la interfase madre-embrión por factores del endometrio decidualizado y del propio trofoblasto. Se produce una reacción inflamatoria local y una respuesta materna inmune sistémica, decisivas para la super- vivencia y desarrollo de la unidad fetopla- centaria.60 El endometrio humano produce una se- rie de péptidos que tienen acción biológica en la implantación y en la placentación, pero no ha sido posible precisar la función espe- cífica de la mayoría de estas sustancias. El epitelio glandular del endometrio produce varias proteínas que parecen participar en las primeras etapas del desarrollo embrio- nario. Varias hormonas y proteínas trans- portadoras son producidas por las células estromales y probablemente influyen en el metabolismo endometrial. Por otra parte, la matriz proteica extracelular, producida por las células estromales, es esencial para la es- tructura e integridad funcional del endome- trio y la adherencia del trofoblasto. Además, las citocinas y factores de crecimiento tie- nen una acción integradora en el crecimien- to, diferenciación y en el metabolismo local de los procesos fisiológicos del endometrio. Finalmente, factores complementarios y otros componentes secretorios participan en el mantenimiento de la asepsia uterina.59 11 El endometrio permite la implantación dentro de un período de tiempo específico o ventana de implantación, que es el período de máxima receptividad uterina para la ani- dación. Se piensa que este momento se ha- lla entre los días 19-24 de la fase secretoria del ciclo menstrual. Durante este período el endometrio sufre importantes cambios es- tructurales y funcionales inducidos por la acción de los estrógenos y la P, que lo pre- paran para ser receptivo a la implantación del embrión. La búsqueda de marcadores bioquímicos para identificar esta fase críti- ca es uno de los mayores retos actuales en el estudio de la reproducción y las técnicas de reproducción asistida (RA). 61 El feto puede ser considerado un tras- plante semialogénico en el organismo de la madre, puesto que la mitad de su genoma procede del padre. Sin embargo, la madre no rechaza al embrión a pesar de conservar su respuesta inmunológica y ser genética e inmunológicamente diferente a este. Experi- mentos en animales permiten suponer que en la inmunotolerancia materna pueden participar los factores siguientes: la posición anatómica del feto; la falta de expresión de las moléculas clase I y clase II del complejo de histocompatibilidad mayor (HLA) en el tejido trofoblástico; la actividad de anticuer- pos bloqueadores; la modificación de la res- puesta materna inmune, y finalmente, la sín- tesis placentaria de hormonas y sustancias inmunosupresoras. Entre los cambios importantes de la res- puesta inmune materna durante el embara- zo, se hallan la reducción de la actividad de las células asesinas y el aumento de la sín- tesis de citocinas por los linfocitos T, que inhi- ben la inmunidad mediada por células. Es posible que la P tenga una influencia in- munosupresora importante, mediada por una proteína llamada factor bloqueador in- ducido por la P o PIBF (PIBF = del inglés progesterone induced blocking factor). No obs- tante, la importancia de cada uno de estos factores no se conoce con exactitud. 62 En la tolerancia al feto intervienen com- plejos mecanismos del trofoblasto que evi- tan la vigilancia inmunológica materna, como son: 1. La ausencia de antígenos de trasplantes clásicos, y 2. La presencia de un mismo receptor para ligandos producidos por el endometrio materno y el trofoblasto embrionario. Los antígenos del sistema HLA están presentes en todas las células y de ellos de- pende su identidad inmunológica. Estos an- tígenos son responsables de la activación de los linfocitos T, F y de la cascada inmunoló- gica contra antígenos extraños. Habitual- mente, el organismo necesita de 12 a 14 días para rechazar un tejido con diferente HLA-I y 40 a 45 días cuando es diferente del HLA-II. El trofoblasto que se encuentra en- tre la madre y el embrión durante todo el em- barazo carece de antígenos de trasplante y sólo expresa un nuevo tipo de antígeno, lla- mado HLA-G, que no produce rechazo in- munológico. Por tanto, la madre no recono- ce la presencia inmunológica del embrión y por ello no lo ataca.63,64 El segundo mecanis- mo es la presencia del mismo receptor, para un mismo ligando de la decidua y el trofo- blasto. Este es el caso del receptor de la IL-1 tipo I (IL-1r tI), que se localiza en el sincitio- trofoblasto de la interfase maternofetal y que su ligando, la IL-1β, es producido por el cito- trofoblasto y por las células deciduales. De esta forma, la misma proteína producida por el embrión y el endometrio puede activar un único receptor común, situado justo entre ellos, lo que posibilita el intercambio de sus efectos.65 La implantación consta esencialmente de tres fases consecutivas llamadas aposición, adhesión e invasión. En la aposición el blastocito se sitúa de una forma especial y en una zona determinada del útero. La ad- hesión necesita el contacto directo entre el epitelio luminal y el trofoectodermo del blastocito. Por su parte, la invasión consiste en la penetración del trofoblasto embriona- rio en el endometrio materno (Fig. 1.4). Hay dos formas de interrumpir un em- barazo reciente por acción endocrina. En primer lugar, pueden emplearse agentes que inhiban la producción de las hormonas indispensables para la anidación o para la evolución normal del embarazo.64 En se- Regulación hormonal de la implantación 12 gundo lugar, pueden utilizarse las propias hormonas naturales para romper el equili- brio endocrino necesario para el proceso de implantación. Se ha demostrado que la ad- ministración de altas dosis de estrógenos después del coito impide el embarazo. Sin embargo, no hay ninguna razón para supo- ner que los estrógenos puedan provocar la pérdida de un embrión ya implantado. El blastocito no estáaislado desde el pun- to de vista hormonal. Se comunica con el cuerpo lúteo y estimula la producción de los estrógenos y la P necesaria para mantener la gestación, hasta que la placenta asuma esta función. En el momento de la implanta- ción, el estradiol (E2) y la P se hallan en muy bajas concentraciones en los líquidos bioló- gicos y es posible que las variaciones hor- monales que determinan el proceso de im- plantación sean demasiado pequeñas para apreciarlas por los métodos conocidos. La función de las hormonas y otros fac- tores autocrinos/paracrinos que regulan la implantación y el tránsito tubárico son, sin duda alguna, problemas que merecen es- Fig. 1.4. Etapas tempranas de la implantación Embrionaria. Después de romper la zona pelúcida el blastocito se orienta con la masa celular interna hacia el endometrio. El posicionamiento y orienta- ción garantizan que el trofoectodermo polar se sitúe de frente al sitio de implantación en primates. Después de adherido y fijado el blastocito, se pro- duce la penetración e invasión del sincitiotrofoblas- to hasta contactar con los vasos sanguíneos. Reproducido de: Lopata A. Blastocyst Development and Implantation. Course V Human Conception From Oocyte to Blastocyst and Implantation. Thirty-First Annual Postgraduate Program. San Francisco, California 1998:101. La hCG es el factor luteotrópico más im- portante en la especie humana. Es una glu- coproteína con una cadena α común con el resto de las hormonas glucoproteicas y una cadena β que le confiere su especificidad. Es producida en el sincitiotrofoblasto, se de- tecta en el plasma 8 a 10 días después del pico de LH, alcanza su nivel máximo en la décima semana de gestación y se reduce con posterioridad. Se analiza junto con las hormonas proteicas producidas por la placenta. La hCG tiene efectos fisiológicos sobre el endometrio, blastocito y, además, modula el medio ambiente uterino antes de la implan- tación.52 Su efecto es indirecto, a través del E2 y la P, pero puede tener una acción endo- metrial directa, pues su aplicación local al- tera los parámetros secretorios endometria- les. La hCG inhibe significativamente los ni- veles de PRL, proteína transportadora 1 de IGF (IGF-BP1) y del factor estimulador de la colonia de macrófagos (MCSF). Por su parte, el VEGF tiene un aumento inicial que es se- guido por una caída de sus niveles intraute- rinos.53 Gonadotropina coriónica humana (hCG) La acción de los estrógenos sobre el en- dometrio preparado por la P parece ser esencial para suprimir su resistencia a la implantación. Experimentos en animales indican que los estrógenos estimulan la pro- ducción de enzimas endometriales que ac- túan sobre el blastocito y provocan la lisis de la zona pelúcida, lo que permite que el huevo fecundado se adhiera a la mucosa ute- rina. El aumento preovulatorio de P parece necesario para la ovulación y la implanta- ción del blastocito, pero la administración de mifepristona puede inhibir o demorar la ovulación sin afectar la receptividad del endometrio.54 Estrógenos y progesterona tudios detenidos.51, 65 A continuación anali- zaremos la acción de las principales hormo- nas que intervienen en la implantación (cua- dro 1.3). 13 Cs: cortisol. dPRP: proteína decidual relacionado con la PRL. E2: estradiol. EGF: factor de crecimiento epidér- mico. hCG: gonadotropina coriónica humana. IGF-BP: proteína ligadora del factor de crecimiento con acción insulínica. MCSF: factor estimulador de la colonia de macrófagos. P: progesterona. PRL: prolactina. PRLr: receptor de la prolactina. VEGF: factor de crecimiento del endotelio vascular. Cuadro 1.3. Regulación hormonal de la implantación Gonadotropina coriónica humana (hCG) Es producida por el sincitiotrofoblasto y esti- mula la producción de esteroides placentarios Parece tener una acción local directa sobre la secreción endometrial pues inhibe los niveles de PRL, IGF-BP, MCSF y de VEGF Glucocorticoides El exceso de Cs quizás afecte el desarrollo del embrión preimplantatorio Prolactina En ratas, en bajas concentraciones favorece el crecimiento endometrial y, viceversa, en altas concentraciones Es posible que el dPRP regule el volumen y los electrólitos del líquido amniótico y los fluidos extracelulares fetales Relaxina La relaxina aumenta marcadamente la síntesis proteica y la expresión de lamilina en las célu- las del estroma endometrial de la rata Tiene una acción sinérgica con las hormonas esteroideas en el crecimiento de las células del estroma endometrial Activina Parece participar en la implantación pues la expresión de activina y de sus receptores va- ría según el estadío embrionario Calcitonina Es probable que la calcitonina uterina regule la diferenciación del blastocito por señales me- diadas por el Ca2+ intracelular Estrógenos y progesterona El mecanismo por el cual los estrógenos participan en la implantación es poco cono- cido. En ratones, Paria y colaboradores,66 hallaron que el útero receptivo puede sin- tetizar 4-hidroxiestradiol (4-OHE2), a partir del E2, y que este metabolito catecolestró- geno del E2 es capaz de activar al blastocito para su implantación. Los autores conside- ran que los estrógenos tienen un mecanismo de acción doble en la implantación. El pri- mero es debido a un mecanismo endocrino mediado por el E2, por vía de sus receptores nucleares, que prepara al útero y, el segun- do, es mediado por un mecanismo paracri- no donde participa el 4-OHE2 uterino, que puede activar el blastocito. Estrógenos + Progesterona La implantación ocurre sólo cuando el estado de activación del blastocito coincide con un estado receptivo del endometrio que permita la anidación. Para la supervivencia del blastocito es esencial que la P produzca los cambios se- cretorios y la decidualización del endome- trio, previamente modificado por los estró- genos. La P induce la expresión de varios marcadores de la decidualización, pero esta transformación es favorecida por una reduc- ción de la actividad proteolítica durante la decidualización endometrial. El E2 aumen- ta esta respuesta pero es incapaz de produ- cirla.67 Por otra parte, la P estimula la pro- ducción de PRL y su receptor (PRLr), de Estrógenos Estimulan la producción de enzimas endome- triales que participan en la lisis de la zona pelúcida y facilitan la implantación del blastocito En ratones, el 4-hidroxiestradiol sintetizado en el útero, a partir del E2, activa al blastocito para su implantación Progesterona (P) La P induce cambios secretorios del endome- trio previamente preparado por los estróge- nos Aumenta la expresión de PRL y del PRLr en el endometrio luteal tardío y en la decidua Aumenta la secreción de calcitonina en el útero del ratón en el período preimplantatorio del blastocito y la proteína transportadora de Ca2+ El E2 y la P regulan la secreción de la mucosa tubárica y la velocidad del paso del embrión por la trompa 14 calcitonina y de la proteína transportadora de Ca2+ en el endometrio decidualizado, lo que favorece la implantación. 68, 69 El acondicionamiento hormonal de la mucosa tubárica también es indispensable para la implantación. La implantación ocu- rre en 8 a 10 días después de la ovulación en la mayoría de los embarazos exitosos y el riesgo de aborto temprano aumenta cuando la implantación es tardía.70 La P y los estró- genos regulan la secreción de la mucosa tu- bárica y la velocidad del paso del huevo por la trompa. Si el huevo fecundado recorre con excesiva rapidez la trompa, llega al úte- ro antes que se haya inhibido la resistencia a la implantación. Por el contrario, si el paso es excesivamente lento el huevo puede lle- gar demasiado tarde para que pueda efec- tuarse la implantación. El exceso de corticosteroides puede al- terar el patrón normal de crecimiento y di- ferenciación del feto en primates. Este efec- to es prevenido por la acción de la placenta, que convierte el Cs en cortisona, de mane- ra que poco o ningún Cs es transferido ha- cia el feto. Se ha hallado relación entrela decidualización, in vivo, y el aumento de la capacidad de metabolizar los glucocorticoi- des. La expresión de la 11β-hidroxiesteroide dehidrogenasa (11β-HSD) en la decidua pue- de ser esencial en la regulación de la exposi- ción del embrión a los corticosteroides antes de la implantación.71 La calcitonina activa la adenilciclasa y eleva los niveles de Ca2+ en el citoplasma. Esto ocurre durante la aceleración del desa- rrollo del embrión preimplantatorio y sugie- re que la calcitonina uterina puede regular la diferenciación del blastocito por interme- dio de señales mediadas por su receptor y el Ca2+ intracelular.61,73 La proteína transportadora de Ca2+ se considera un regulador de la concentración del calcio intracitoplasmático y se expresa en el epitelio endometrial durante el período Calcitonina Glucocorticoides Prolactina (PRL) El endometrio humano puede sintetizar PRL o un péptido decidual relacionado con la PRL (dPRP) durante la fase luteal tardía y el embarazo. La función biológica de la PRL y su receptor, en la implantación y mantenimiento del embarazo, es sugerida por la afectación de la fertilidad en ratones con alteraciones en la PRL. Esta hormona aumenta el crecimiento celular del endome- trio en bajas concentraciones y lo inhibe en concentraciones elevadas. Su efecto dual sugiere que su acción es mediada por meca- nismos autocrinos/paracrinos. Durante la gestación, es posible que el dPRP regule el Relaxina volumen y los electrólitos del líquido am- niótico y los fluidos extracelulares fetales.70 En las ratas, la relaxina aumenta la sín- tesis proteica y la expresión de lamilina en las células del estroma endometrial y, en ac- ción sinérgica con las hormonas esteroideas, promueve el crecimiento de las células del estroma. La lamilina se considera un mar- cador de la transformación decidual de las células del estroma en ratones, y es necesa- ria para la adhesión y penetración del tro- foblasto en el estroma.72 La expresión de activina y sus recepto- res depende del estadío embrionario. La activina endometrial y sus receptores pare- cen participar en la preparación del embrión preimplantatorio y en la interacción endo- metrio-embrión. Activina En el ratón, la P regula la secreción de calcitonina en el útero gravídico y la admi- nistración de mifepristona, un antiproges- tágeno, disminuye drásticamente su expre- sión en el endometrio y afecta severamente la implantación de los embriones. La expre- sión de calcitonina en el epitelio glandular se limita al breve período que precede a la implantación del blastocito y la expresión del ARNm de su receptor se eleva en el em- brión, entre el estadio de 1 a 8 células, lo que sugiere que este péptido tiene una participa- ción crítica en la preparación del blastocito y la receptividad uterina.61,73 15 Fig. 1.5. Posibles sitios de acción de las hormonas y factores locales en la implantación. CSF-1: factor estimulante de colonia tipo 1. E2: estradiol. EGF: factor de crecimiento epidérmico. ET-1: endotelina-1. hCG: gonadotropina coriónica humana. IL-1: inter- leucina 1. LIF: factor inhibidor de la leucemia. P: progesterona. PAI-1: inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1. PGs: prostaglandinas. PRL: prolactina. SRA: sistema renina-angiotensina. TF: factor tisular. TGF-β : factor de crecimiento transformante β. VEGF: factor de crecimiento del endotelio vascular. go, su participación en la implantación es menos conocida que su participación en la luteólisis, el mantenimiento del embarazo y en el parto. 78 Sistema renina-angiotensina (SRA) Existen receptores de la angiotensina II en la placenta y el útero, lo que sugiere una acción autocrina/paracrina de esta hormo- na. Es posible que el SRA uteroplacentario participe en la implantación y la placenta- ción, estimulando la decidualización y la angiogénesis. Además, la angiotensina-II puede regular la síntesis y la secreción de otras hormonas formadas en la placenta.25 Prostaglandinas (PGs) El endometrio produce PGF2α, alcanzan- do sus mayores valores en la mitad de la fase luteal y los mínimos durante la ovula- ción. Las PGs quizás participen en la im- plantación del blastocito, pues la mifepris- tona, un antiprogestágeno que tiene efecto antiimplantatorio, inhibe también la secre- ción de PGs.65,79 Regulación autocrina/paracrina de la implantación La implantación depende de una interac- ción y sincronización apropiada entre el blastocito en desarrollo y las modificaciones del endometrio, en respuesta a una serie de señales producidas por el embrión preim- plantatorio. Así, se producen cambios sisté- micos y locales que establecen un breve pe- ríodo de receptividad endometrial o ventana de implantación. Estos procesos son media- dos por las hormonas esteroideas ováricas y una variedad de sustancias. Algunas de és- tas influyen en el crecimiento y desarrollo de la placenta, mientras que otras partici- pan en la limitación de la invasión del trofo- blasto. Un delicado equilibrio y una interac- ción precisa entre varias hormonas y facto- res autocrinos/paracrinos son críticos para que se produzca y mantenga la gestación74-77 (Fig. 1.5). Macrófagos de implantación en presencia del embrión, lo que indica su participación en la implan- tación, por medio de la regulación local de la concentración del Ca2+. La P aumenta la expresión del ARNm de esta proteína en el útero, pero no sucede así con los estrógenos.69 Los macrófagos y linfocitos producen ci- tocinas y otras sustancias que participan en los mecanismos del embarazo. Sin embar- La regulación de la implantación huma- na no se conoce con exactitud. Evidencias obtenidas en ratas, sugieren una participa- ción esencial de varios mediadores autocri- nos/paracrinos, pero las diferencias entre especies no permiten extrapolar los resul- tados a la concepción humana. La creación de los dispositivos de microdiálisis uterina ha permitido reconocer varias citocinas en el medio ambiente uterino durante la fase folicular y luteal, en mujeres no embaraza- das. Así, estas sustancias incluyen la IL-1α, IL-1β, IL-6, el factor inhibidor de la leuce- mia (LIF), MCSF, EGF, VEGF, la IGF-BP1 y otras citocinas (cuadro 1.4). 16 Macrófagos Producen citocinas que contribuyen al desa- rrollo del embarazo células epiteliales endometriales y facilita la implantación Endotelina-1 (ET-1). Interviene en la regulación local del endometrio durante la implantación y el embarazo temprano Factor de crecimiento endotelial y vascular (VEGF). Participa en la angiogénesis durante la placentación, y la diferenciación celular del trofoblasto y del endometrio. Influye sobre la capacidad de transporte de la superficie lumi- nal uterina La interleucina 1 (IL-1). Es producida por el blastocito, induce la formación de su propio receptor en el estroma endometrial, se une al blastocito y facilita la implantación Ácido retinoico Factores de hemostasis El factor hístico (TF), es un iniciador primario de la hemostasis por medio del factor de acti- vación Xa El inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1 (PAI-1), es un inhibidor rápido del acti- vador de plasminógeno de tipo hístico Es producido por los embriones de mamíferos y es esencial para su desarrollo. Su déficit pro- duce la muerte de los embriones Factor estimulante de colonia tipo 1 (CSF-1). Su síntesis es regulada por el E2 y la P. Actúa so- bre el embrión y el endometrio. Promueve o impide la fijación del blastocito, según las con- diciones Factor inhibidor de la leucemia (LIF). Actúa so- bre el endometrio, favorece su desarrollo y posibilita la implantación del blastocito Factores de crecimiento transformantes (TGF). El TGF-α regula el crecimiento y diferencia- ción de las células endometriales y participa en la implantación. El TGF-β participa en la transformación del citotrofoblasto en sincitio y limita su invasión Factor de crecimiento epidérmico (EGF). Parti- cipa en el crecimiento y diferenciación de las Citocinas y factores de crecimiento Prostaglandinas Sistema renina angiotensinaParticipa en la implantación y placentación. La angiotensina-ΙΙ regula la síntesis de las hormo- nas placentarias Cuadro 1.4. Regulación autocrina/paracrina de la implantación E2: estradiol. P: progesterona. PGF2α: prostaglandina-F2α. . Factor estimulante de colonias tipo 1 (CSF-1). El CSF-1 es una glucoproteína que estimula la proliferación y diferenciación de los fagocitos mononucleares. Es producido por el epitelio uterino y su síntesis parece estar regulada por la acción sinérgica del E2 y la P. Las células diana son el embrión y el endometrio, donde se une a su receptor (CSF-1r), presente en la decidua y el trofoblasto, y pro- mueve la fijación del blastocito. Los ratones osteopetróticos, con ausencia total de CSF-1 en el útero y la placenta, tienen un porcenta- je más bajo de implantación y viabilidad fe- tal. Esta situación puede revertirse con la administración de CSF-1 exógeno.64 Por el contrario, otros autores han de- mostrado que la administración de CSF-1 a ratones normales, durante el período de preimplantación, inhibe la implantación y reduce la supervivencia del feto. Estas dis- crepancias pueden estar relacionadas con el momento de su administración y/o con di- ferencias en su concentración.80 Factores de crecimiento y otras citocinas Factor inhibidor de la leucemia (LIF). Es un polipéptido que regula, in vitro, la proli- feración y diferenciación de células de la lí- nea hematopoyética, embrionaria, neuronal, endotelial y osteoblástica. Se expresa en el útero grávido y en el blastocisto durante el período periimplantatorio. En humanos, se ha localizado por técnicas inmunohisto- químicas en el epitelio y estroma uterino. La PGF2α quizás participen en la implantación del blastocito 17 Su concentración aumenta significativamen- te en la mitad de la fase luteal y durante la implantación, lo que sugiere su participa- ción en este proceso pues no parece partici- par en el desarrollo del blastocito. En rato- nes transgénicos sin el gen del LIF, los blastocitos no se implantan y no se desarro- llan, efecto que puede ser revertido con la administración de LIF exógeno.81-83 Factor de crecimiento transformante ααααα y βββββ y factor de crecimiento epidérmico. El TGF-α se ha hallado en las células epitelia- les endometriales en la fase proliferativa. Su concentración disminuye y alcanza su nadir en la mitad de la fase secretoria, pero vuelve a aumentar en la fase secretoria tardía, cuan- do el embrión se halla en la cavidad uterina. Estos hallazgos sugieren una posible parti- cipación en la implantación del blastocito y en la proliferación del trofoblasto. Su acción es similar a la del EGF que, en sinergismo con los estrógenos y la P, puede regular el crecimiento y la diferenciación de las célu- las epiteliales endometriales para facilitar la implantación. El TGF-β es producido por las células deciduales uterinas y se activa por la plasmina generada por la acción de la urocinasa trofoblástica activadora del plasminógeno. Limita la acción de las pro- teasas y es capaz de transformar el citotrofo- blasto invasor en sincitiotrofoblasto no in- vasor. De esta forma, el útero modula la ac- ción invasiva del trofoblasto.84-86 durante la implantación embrionaria y el VEGF tiene una participación fundamental en este proceso. Al parecer, el blastocito se- grega una sustancia que neutraliza antago- nistas solubles del VEGF y sensibiliza el endometrio a su acción. El VEGF participa en la placentación y, además de su acción angiogénica, parece influir la capacidad de transporte de la superficie luminal uterina y la diferenciación celular del epitelio glandu- lar y del trofoblasto.88. 89 Factor de crecimiento endotelial y vascu- lar (VEGF). La neoangiogénesis es crucial Endotelina-1 (ET-1). La ET-1 se ha locali- zado en la cavidad endometrial, donde au- menta durante el período implantatorio, y se ha señalado que puede participar en la regulación paracrina del endometrio y del embrión durante la implantación y el emba- razo temprano. Se localiza principalmente en el epitelio de la cavidad endometrial, glan- dular, en los vasos capilares y en el miome- trio. Es producida principalmente por las células del epitelio endometrial y, en peque- ñas cantidades, por las células del estroma y del embrión. Se han detectado sitios recep- tores para la endotelina en el miometrio y en el endometrio. 87 La supervivencia del blastocito implan- tado requiere que el trofoblasto acceda a la circulación materna, lo que se alcanza cuan- do el trofoblasto abre una brecha en los ca- pilares y las vénulas endometriales. El cito- trofoblasto extravelloso penetra las arterias espirales e induce su transformación mor- fológica en una rica red vascular con un flu- jo elevado y poca resistencia. Este proceso Factores de hemostasis Sistema de la interleucina-1. La IL-1α y la IL-1β se han detectado en los macrófagos del endometrio, las células endoteliales, el ovocito y en el embrión preimplantatorio. El ARNm del receptor tipo I de la interleucina-1 (IL-1r tI) se expresa en las células epiteliales del endometrio humano durante todo el ci- clo menstrual y alcanza sus niveles máxi- mos durante la fase lútea. El bloqueo del IL-1r-tI con su antagonista (IL-1ra) impide la implantación en el ratón y, al parecer, su acción no es por efecto tóxico, pues no afecta in vitro el desarrollo embrionario precoz o tardío.65,90 Se ha propuesto que la unión de la IL-1 a su receptor es un paso necesario en la im- plantación y que es necesaria la presencia de abundante IL-1r-tI por todo el epitelio lu- minal para que pueda iniciarse una interac- ción apropiada donde quiera que el embrión se fije. Una vez que el embrión se ha fijado, su propia secreción de IL-1, induce la forma- ción de IL-1r-tI en el estroma vecino y facilita la implantación. La concentración de ARNm de la IL-1β aumenta en el blastocito adheri- do, lo que supone una participación impor- tante de esta en la implantación.91-93 18 proporciona al embrión una fuente indispen- sable de oxígeno y nutrientes, pero también el riesgo de una hemorragia decidual que puede provocar el aborto. La invasión endovascular del trofoblasto ocurre dentro de la matriz de las células estromales endo- metriales decidualizadas, que están tempo- ral y espacialmente situadas para crear un medio local favorecedor de la hemostasia que contrarresta la tendencia a la hemorra- gia. llo de los embriones de mamíferos. La de- privación severa de vitamina A ocasiona infertilidad en las ratas; y los embriones de ratonas con afectación de los genes que ex- presan el ácido retinoico, desarrollan mal- formaciones fetales severas y mueren en la mitad de la gestación. El ácido retinoico pro- ducido por el embrión de mamífero implan- tado parece esencial para su desarrollo y su déficit produce la muerte del embrión en etapas tempranas del embarazo.96, 97 El ácido retinoico es un derivado activo de la vitamina A, importante para el desarro- Ácido retinoico Se ha demostrado que las células deci- duales de la fase luteal y del endometrio del embarazo expresan dos factores con efecto modulador crucial en la hemostasis: 1. El factor hístico (TF), que es un iniciador pri- mario de la hemostasis por vía del factor de activación Xa, y 2. El inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1 (PAI-1), que es un inhibidor rápido del activador de plasminó- geno de tipo hístico. El aumento coordinado del TF y PAI-1 es un mecanismo por el cual las células deciduales controlan la hemos- tasis local durante la invasión endovascu- lar del trofoblasto. Estudios en cultivos de células estromales endometriales y decidua- les, aisladas del endometrio del primer tri- mestre, demuestran que los progestágenos aumentan el TF y el PAI-1 por medio de fac- tores autocrinos/paracrinos.94, 95 Los activadores del plasminógeno, jun- to con las metaloproteínasas de matriz (MMP), degradan la mayor parte de los componentes de la matriz del estroma en- dometrial que sufre un rápido recambio. Los progestágenos inhiben la actividad catalíti-ca de la colagenasa intersticial, que es una metaloproteinasa de matriz-1 (MMP-1), y de la estromalisina, que es una MMP-3. La in- hibición de las proteasas y metaloprotei- nasas por los progestágenos modula la ad- hesión, migración y diferenciación del tro- foblasto. En contrario, la disminución de P promueve la degradación del endometrio e induce los cambios característicos del endo- metrio premenstrual.67 1. McCracken JA, Custer EE and Lamsa JC. Luteo- lysis: a neuroendocrine mediated event. 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