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Fisiología de la reproducción Contenidos • Órganos reproductores femeninos. • Regulación hipotalámica de los ovarios. • Ciclo menstrual. Cambios hormonales, endometriales, mamarios y ováricos. • Estrógenos y progesterona: secreción, transporte, órganos blancos y funciones. • Embarazo. Papel hormonal del cuerpo lúteo, de la placenta y de la hipófisis. Gonadotrofina coriónica humana: origen y función. Pruebas de detección. • Unidad feto-placentaria. Síntesis de hormonas esteroideas. • Mamogénesis. Lactogénesis y galactopoyesis. Regulación hormonal. • Órganos reproductores masculinos. • Regulación hipotalámica de los testículos. • Mecanismo de la erección. • Glándulas exocrinas masculinas. Composición del semen. Objetivos El alumno deberá ser capaz de: • Describir la anatomía y función del sistema reproductor femenino: ovario, trompa, útero, vagina, vulva y glándula mamaria. • Explicar la regulación del eje hipotálamo-hipófisis-gónadas y los mecanismos de control positivo y negativo que ejercen los esteroides circulantes. • Describir los procesos de la ovulación, la formación del cuerpo lúteo y la atresia. • Exponer la relación temporal entre las hormonas hipotalámicas, hipofisarias y ováricas durante las fases del ciclo reproductor; explicar los mecanismos hormonales que conducen al pico de LH en la mitad del ciclo. • Describir las modificaciones en las mamas, endometrio y vagina asociadas a los cambios hormonales. • Enumerar los efectos de los esteroides ováricos sobre los tejidos reproductores y no reproductores. • Explicar la regulación de la liberación de oxitocina y prolactina. • Identificar las funciones del cuerpo lúteo y del trofoblasto en el mantenimiento del embarazo y la función de la unidad feto-placentaria en la producción de hormonas. • Describir los fenómenos hormonales asociados al embarazo. • Describir la función de las hormonas en el desarrollo de las mamas, la producción de leche y el mantenimiento de la lactancia. • Describir el fundamento de los distintos métodos de detección de embarazo. • Identificar las glándulas endocrinas implicadas en la reproducción masculina. • Describir las interacciones por retroalimentación entre el hipotálamo, la hipófisis y las hormonas testiculares. • Enumerar los efectos de los andrógenos sobre los órganos diana, los caracteres sexuales secundarios, la libido y el comportamiento sexual. • Explicar los mecanismos subyacentes a la erección refleja. • Describir los componentes del semen, indicando procedencia, composición y función de los elementos que lo componen. Guía de Estudio 1. Enumere los caracteres sexuales primarios y secundarios femeninos. 2. ¿Cuáles son los distintos tipos celulares que se encuentran en los ovarios? ¿Y en los testículos? ¿Qué función cumple cada uno de dichos tipos celulares? 3. Describa las fases del ciclo menstrual: folicular, ovulatoria y lútea. Explique la modulación de dichas fases y los cambios cíclicos que ocurren en el aparato genital femenino. 4. Complete el siguiente cuadro: Esteroides ováricos Estrógenos Progesterona Síntesis Transporte plasmático Tipo de receptores Regulación de la secreción 5. Teniendo en cuenta lo trabajado en el punto anterior, analice las funciones de las hormonas hipofisarias y los esteroides ováricos, completando la siguiente tabla: Efectos sobre el eje reproductor Efectos a nivel ovárico Efectos a nivel uterino Efectos sobre el moco cervical Efectos a nivel vaginal Otras acciones importantes FSH LH Estrógenos Progesterona Inhibina 6. Investigue sobre los diferentes métodos para prevenir la concepción y luego asocie, en el siguiente ejercicio, el método anticonceptivo con su mecanismo de acción correspondiente: 1. Anticonceptivos orales femeninos 2. Vasectomía 3. Métodos de barrera (Preservativos, diafragma) 4. Pastilla contraceptiva de emergencia (levonorgestrel) 5. Ligadura de trompas 6. Espermicidas 7. Dispositivo Intrauterino (DIU) A. Evita la llegada de los espermatozoides desde la uretra B. Matan o inmovilizan al esperma en el tracto genital femenino C. Evita que el espermatozoide acceda a las trompas de falopio, o, en ciertos casos, que el óvulo fertilizado acceda a la cavidad uterina y pueda implantarse D. Previenen la implantación del blastocisto, modificando el recubrimiento endometrial E. Previenen la ovulación, suprimiendo el pico de LH F. Interfieren con el acceso del espermatozoide a la cavidad uterina G. Si es utilizada previo a la ovulación, impide la fecundación 7. ¿Por qué resulta fundamental el desarrollo de la placenta para el correcto mantenimiento del feto en el útero materno? ¿Cómo puede realizarse un seguimiento desde el laboratorio? 8. Enuncie los lugares de síntesis y las acciones de los estrógenos, progesterona, gonadotrofina coriónica, hormona lactógeno-placentaria, gonadotrofinas, hormonas de la corteza suprarrenal, hormonas tiroides, insulina, relaxina y sistema renina-angiotensina durante la gravidez. 9. ¿Qué es la unidad feto-placentaria? 10. La placenta como órgano de intercambio: Relacione mediante números: tipo de transporte, descripción del mismo (para esto deberá repasar los conceptos vistos acerca del tema en seminarios anteriores), sustancias afectadas por este tipo de transporte. Tipo de Transporte Descripción 1- Difusión simple A-Requiere del gasto de energía para vencer un gradiente de concentración mayor. Se basa fundamentalmente en procesos enzimáticos que son específicos para el transporte de elementos. A*-Elementos de alto peso molecular (IgG, IgA, proteínas, hormonas proteicas, leucocitos) 2- Difusión facilitada B-Tránsito de sustancias a través de una membrana en ambas direcciones a partir de un gradiente de concentración. Este tipo de transporte cuenta con transportadores específicos y que aceleran el proceso de transporte. No se utiliza energía B*- O2 , CO2 3-Transporte activo C-Estos mecanismos sólo se diferencian en que mientras que uno permite el pasaje de células o elementos de alto PM, el otro permite el pasaje de H2O y elementos disueltos. C* Glucosa 4- Pinocitosis y fagocitosis D-Tránsito de sustancia a través de membrana semipermeable en ambas direcciones y que obedece únicamente a un gradiente químico o electroquímico sin gasto de energía D* Aminoácidos y gran parte de vitaminas como B1, B6 ,B12 11. Enumere los factores hormonales que intervienen en la preparación de la lactogénesis durante el embarazo. 12. Defina: lactogénesis, galactopoyesis. ¿Qué función cumple la oxitocina en la eyección de la leche? 13. Describa el reflejo neuroendocrino del parto. 14. Describa la organización estructural del testículo y la regulación hormonal de la espermatogénesis. 15. Enuncie las diversas acciones de las hormonas androgénicas y describa el patrón de secreción y metabolismo de la testosterona. Bibliografía Tresguerres, JAF. Fisiología Humana, 3ra edición Guyton, Fisiología Médica 12ª edición. Editorial Elsevier España. Ganong, Fisiología Médica 17ª edición. Editorial Manual Moderno Boron-Boulpaep 3era edición. Editorial Elsevier Actividades para el seminario 1. Ciclo Menstrual a. Explique la siguiente figura. Caracterice los diferentes ciclos. Describa las modificaciones que ocurren a lo largo de los 28 días en los distintos órganos/niveles hormonales. b. De acuerdo al esquema / figura siguiente explique la regulación de la secreción de gonadotrofinas hipofisarias y hormonas ováricas (estrógenos, progesterona e inhibina) durante el ciclo menstrual. c. Analice las funciones de las gonadotrofinashipofisarias y las hormonas ováricas. d. Describa los cambios cíclicos que ocurren en la temperatura basal, epitelio vaginal, moco cervical, endometrio y mamas. e. La secreción de hormonas y su regulación, ¿es siempre constante a lo largo de la vida de una mujer? Teniendo en cuenta lo que sucede en una niña, una mujer fértil y una mujer menopáusica, comente: - Lugar de síntesis de las hormonas sexuales predominantes, - Cambios cíclicos en, si hubiese, en útero, ovario, vagina. - Eje hipotálamo-hipofiso-ovárico. 2. Síntesis de hormonas sexuales femeninas. Realice un diagrama de la biosíntesis de hormonas esteroideas en el ovario, según la hipótesis dos células, dos gonadotrofinas. ¿Cuál es el estrógeno que predomina en una mujer en edad fértil? ¿Y en una mujer menopaúsica? ¿Dónde se sintetiza? 3. Embarazo a. Esquematice y describa cómo será el perfil hormonal de una mujer embarazada en: i. Primer trimestre ii. Segundo trimestre iii. Tercer trimestre. b. ¿Cómo se encontrarán la glucemia, el hematocrito y la natriuresis en la mujer embarazada? Justifique. 4. La placenta como órgano endocrino. La placenta secreta especialmente grandes cantidades de gonadotrofina coriónica humana (GCH), estrógenos, progesterona y somatomamotrofina coriónica humana (SCH) ó lactógeno placentaria (LPH), las cuales son esenciales para que el embarazo transcurra normalmente. a. Marque con una cruz a qué hormona pertenece cada función en forma directa: Funciones GCH SCH o LPH Progesterona Estrógenos Aumento del tamaño del útero Estimula la lipólisis y es antagonista de la insulina (= aumenta niveles maternos de ácidos grasos libres y glucosa) Impide la involución normal del cuerpo lúteo y finalización del ciclo sexual femenino Reduce actividad muscular uterina impidiendo la expulsión prematura del feto (aborto espontáneo) Desempeña un papel específico en la nutrición tanto de la madre como del feto. b. Teniendo en cuenta la unidad feto placentaria, ¿con la medición de qué estrógeno realizaría el seguimiento del estado del feto y por qué? 5. Mamogénesis y Lactogénesis a. Las hormonas que participan en la preparación de las mamas durante el embarazo y en la secreción y eyección láctea son: Estrógenos, progesterona, prolactina y oxitocina. Indique cuáles son sus funciones y la regulación de su secreción durante este período. b. ¿Por qué el reflejo de succión es un ejemplo de reflejo neuroendócrino? c. Complete el siguiente diagrama indicando si la secreción de los distintos factores y hormonas va a estar aumentada (+) o disminuida (-) durante la succión del pezón. Asegura el mantenimiento del cuerpo lúteo y favorece la síntesis de progesterona y estrógenos. Induce síntesis de prolactina Aumento de las mamas de la madre con mayor desarrollo de la estructura ductal de estos órganos Estimula desarrollo de los acinos mamarios y su capacidad de secreción láctea Además de ser secretada por el cuerpo lúteo es secretada por la placenta Actividades para el trabajo práctico 1. Ciclo sexual en la mujer. Observación de frotis vaginales. Para evaluar los distintos períodos del ciclo sexual femenino se pueden realizar diversos estudios: dosajes hormonales, dopaje de metabolitos (pregnandiol), biopsias, modificaciones del cuello uterino (cristalización y filancia del mucus cervical), variaciones de la temperatura basal y modificaciones del epitelio vaginal. Estas modificaciones cíclicas ocurren en todos los mamíferos, aunque sólo la mujer y los primates presentan menstruación. El epitelio del tracto urogenital, vagina y uretra presenta variaciones tróficas de acuerdo con el estado funcional ovárico. Durante el período de secreción estrogénica (1ra. fase) aumenta la proliferación celular del epitelio y su estratificación, diferenciándose hasta la cornificación de las capas superficiales. Durante el período de secreción progestacional (2da. fase) se produce la descamación en colgajos, desapareciendo la cornificación y disminuyendo la proliferación celular. La disminución de la secreción de hormonas sexuales ováricas inhibe el crecimiento del epitelio, encontrándose adelgazado y limitado a las capas parabasales y basales. Durante los períodos prepuberal y post-menopáusico el aspecto del frotis vaginal es similar al observado durante esta última fase. Luego de observar diferentes extendidos vaginales de mujer: a. Identifique a qué fase del ciclo sexual corresponde cada uno de ellos. b. ¿Con qué niveles hormonales se correlaciona cada extendido? 2. Fisiología del sistema reproductor masculino a. Complete el esquema y los gráficos de ritmo de secreción teniendo en cuenta la regulación de las diferentes hormonas: GNRH, FSH, LH, TESTOSTERONA, INHIBINA b. Describa los principales efectos de la testosterona y dihidrotestosterona. c. Observe el gráfico a continuación. Discuta la regulación de la función testicular en el período prepuberal, puberal y en el varón adulto. d. ¿Qué glándulas forman parte del sistema reproductor masculino? Describa dónde se ubican, qué tipo de secreción realizan (exocrina/endocrina/paracrina/autócrina), principales componentes de la secreción y relevancia fisiológica de los mismos en la reproducción. e. Utilizando las imágenes que se encuentran a continuación, explique cuáles son los factores que promueven la erección peneana. ¿Cuál es el rol del sistema nervioso parasimpático? Extraído de Tresguerres, Editorial Mc Graw Hill 3era Edición. PDE-5: fosfodiesterasa-5 nNOS: NO sintasa neuronal eNOS: NO sintasa endotelial PDE-3: fosfodiesterasa- 3 ACol: Acetilcolina NA: Noradrenalina CdM-R: Receptor Colinérgico Muscarínico sGC: guanilato ciclasa soluble f. ¿Cómo se produce la eyaculación? 3. Gonadotrofina coriónica y pruebas de detección de embarazo. La gonadotrofina coriónica humana (HCG) es segregada por las vellosidades coriónicas de la placenta. Aparece en sangre y orina poco después de la implantación del embrión, y su acción es semejante a la de la hormona luteinizante. La detección de esta hormona, en sangre u orina, permite establecer precozmente la presencia de un embarazo. En este T.P. se utilizará un test comercial EVATEST, que utiliza anticuerpos monoclonales marcados con sales de oro, con un alto grado de sensibilidad hacia la gonadotrofina coriónica humana. a. Explique los posibles resultados arrojados por un test rápido de embarazo ante las siguientes situaciones (considere ciclos menstruales regulares): Situación Duración del ciclo (días) Fecha del coito (día del ciclo) Test rápido de embarazo (días desde FUM*) Resultado del test rápido de embarazo i 28 13 28+5 días de retraso del ciclo Control OK Positivo ii 28 13 22 Control OK Negativo iii 28 11 28 Control OK Positivo iv 40 25 40+5 días de retraso del ciclo Control OK Positivo v 28 12 28+5 días de retraso del ciclo Control no OK Negativo vi 28 13 28+5 días de retraso del ciclo ControlOK Negativo *FUM: Fecha de Última Menstruación. b. ¿Ud. piensa que este método es el adecuado para establecer las semanas aproximadas de gestación en una mujer embarazada? ¿Qué otro ensayo bioquímico podría realizarles a estas mujeres embarazadas para confirmar y establecer niveles precisos de Gonadotrofina Coriónica? ¿para qué puede ser útil conocer los niveles precisos de esta hormona? Se agradece a los Laboratorios ELEA por la donación de los test de embarazo y de ovulación que serán utilizados en el trabajo práctico. 4. La Placenta Por medio de laplacenta el feto obtiene de la sangre materna los elementos necesarios para su crecimiento y desarrollo, eliminando por este mismo medio los catabolitos. Es la placenta quien cumple las necesidades nutricionales y respiratorias del feto. Durante la preñez, la sangre del feto y de la madre circula independientemente en conductos completamente separados. El intercambio de elementos nutritivos desde la sangre materna a la fetal, y de productos de excreción en sentido opuesto, se produce en la placenta, que es el lugar de contacto entre ambas circulaciones. a. Circulación placentaria en la rata. i. Esquematice la circulación feto-placentaria, detallando el tipo de sangre que circula por las arterias y venas, maternas y fetales. ii. Describa cómo está constituida la barrera feto-placentaria. iii. Explique la permeabilidad selectiva de la misma y su importancia fisiológica. Una rata preñada a término (aprox.19 días) se anestesia con pentobarbital sódico. Luego se procede a canular la vena yugular y se le administra vía endovenosa 0,5 ml. de tinta azul o negra. Se esperan 5 minutos y se sacrifica al animal con un exceso de anestesia (éter). Se le realiza una incisión abdominal y se ponen al descubierto ambos cuernos uterinos, cuya pared se abre y se extraen los fetos. Finalmente se registro de manera fotográfica el resultado obtenido. b. ¿Qué observa en la circulación de intercambio materno-fetal y en las membranas fetales? Describa y fundamente lo que observa. 5. Parto a) Relacione el siguiente gráfico con el perfil hormonal de la mujer embarazada en el último trimestre (oxitocina, PGE2, relaxina, estrógenos, progesterona) ¿Cómo explicaría la modificación de la actividad espontánea del miometrio en el momento del parto? Extraído de Cingolani, Houssay. 7ma Edición. Editorial El Ateneo b) ¿Cuál es la principal hormona desencadenante del parto? ¿En dónde se sintetiza? c) Relacionándolo con el ítem anterior, ¿Cuáles son los cambios que ocurren en el feto a nivel pulmonar, circulatorio y metabólico que permiten su adaptación a la vida extrauterina? d) Esquematice el reflejo neuroendócrino asociado al parto.
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