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MAESTRIA EN BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN ANIMAL ECOFISIOLOGÍA Presenta MARCELA HERNÁNDEZ RAMÍREZ FOTOPERIODO Y REPRODUCCIÓN Dr. Daniel Grande Cano MÉXICO 2015
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MAESTRIA EN BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN ANIMAL
ECOFISIOLOGÍA
Presenta
MARCELA HERNÁNDEZ RAMÍREZ
FOTOPERIODO Y REPRODUCCIÓN
Dr. Daniel Grande Cano MÉXICO 2015
Selección natural
Adaptación a diferentes hábitats
Reproducción armónica
con las variaciones estacionales
La estacionalidad reproductiva
La estacionalidad reproductiva, como parte del proceso de
selección natural, es un mecanismo de adaptación desarrollado
por algunos mamíferos silvestres y conservado en algunas
especies domésticas como estrategia para minimizar el impacto
negativo del ambiente en la supervivencia de las crías
Los preparativos para la reproducción deben comenzar con
suficiente antelación
Desarrollo gonadal
Producción de gametos
Establecimiento de territorios de reproducción
Gestación
Dependientes de señales
ambientales
Inicio del proceso reproductivo
Variable constante de un año a otro
El fotoperiodo es el principal indicador
ambiental utilizado como señal
Procesos estacionales
Hibernación Migración Apetito Pelaje Crecimiento
CONTROL FOTOPERIODICO DE LA GESTACIÓN
La Maquinaria Fotoneuroendocrina
En términos generales, se requieren 3 componentes esenciales
para la regulación del fotoperiodo sobre el organismo
Fotorreceptores
Enlace neural - endocrino
Sistema endocrino: secreción de
Gonadotrofinas
Figura 1. Señales externas que intervienen en la producción gamética en
animales de reproducción estacional y su relación con la actividad gonadal.
Bustos, 2012.
Los mamíferos usan sus ojos como fotorreceptores para medir el largo del día, pero la ruta por la que lo hacen
es diferente a la de la captación y formación de imágenes
FOTORRECEPTORES
La información fluye a lo largo del nervio óptico (NO) en neuronas diferentes a las del sistema visual
Células ganglionares que contienen un único fotopigmento denominado Melanoxina
Estas terminan en los núcleos
supraquiasmáticos
(dos estructuras localizadas en el hipotálamo
justo sobre el quiasma óptico)
Constituyen el tracto retino - hipotalámico
La información lumínica ha sido procesada en el núcleo supraquiasmático
Los impulsos nerviosos atraviesan el tronco cerebral
Y bajan hacia la medula espinal
Los nervios simpáticos que salen de la región torácica de la
medula ascienden hacia el cuello
Sinapsis en los ganglios cervicales superiores
Desde ahí los nervios simpáticos post ganglionares viajan a la
cabeza inervando diferentes estructuras
Glándula
pineal
ENLACE NEURAL - ENDOCRINO
Glándula
pineal
Órgano impar con forma de cono situado en el cerebro, con una ubicación y
características funcionales que varían en relación con la especie y su grado evolutivo.
Se encuentra recubierta por la piamadre y conectada al diencéfalo mediante un
pedúnculo constituido por vasos sanguíneos, fibras nerviosas y tejido conectivo.
Su función evidencia una evolución filogenética y se comporta como una estructura
fotosensible y como un órgano neuroendrócrino en mamíferos
Señales ambientales → mensajes neuroendocrinos
Glándula
pineal
Incremento de niveles sanguíneos
durante la fase de oscuridad
Secreción de melatonina
Su producción esta relacionada con el
ciclo luz - oscuridad
Disminución de niveles sanguíneos
durante la fase de luz
El estímulo externo ambiental que determina
la síntesis de melatonina es traducido por un
reloj circadiano endógeno
Núcleo supraquiasmático
del hipotálamo
A) Inervación simpática periférica de la glándula
pineal de rata (modificada de Bittman, 1984).
B) Inervación simpática periférica de la glándula
pineal humana.
NSQ: núcleo supraquiasmático
NPV: núcleo paraventricular
IML: columna intermediolateral
GCS: ganglio cervical superior
trh: tracto retinohipotalámico
Fig. 3. Las conexiones neurales entre la retina y la pineal son similares
en todos los mamíferos, incluido el hombre. Hernández J., et al, 2001
Síntesis y secreción de melatonina
(N-acetil- 5-metoxitriptamina)
Estímulo primario
Liberación de la noradrenalina de las terminaciones delos nervios simpáticos postganglionares
La noradrenalina liberada interactúa con receptores específicos de la membrana del pinealocito (α y β)
La estimulación de los receptores α y β produceLa activación de la adenilato ciclasa (AC)
Incremento en los niveles de AMPcPromueve la inducción y activación de
la síntesis proteica de N-acetil transferasa (NAT)
Trptofano
SerotoninaN – acetil serotonina
acetiladaArilalquilamina N- acetiltransferasa
metilado
Hidroxiindol-o-metiltransferasa
N-acetil-5-metroxitriptamina
Se han descrito que los pinealocitos
poseen receptores para el péptido vaso
intestinal (PIV), los cuales son similares
a los receptores β del pinealocito.
El PIV proviene del ganglio
parasimpático pterigopalatino y tiene la
capacidad de incrementar la actividad de
la NAT por elevación de los niveles de
AMPc.
Figura 4. Representación esquemática de la síntesis
y secreción de melatonina en el pinealocito.
Néstor J., et al, 2001
MelatoninaN-acetil-5-metroxitriptamina
http://conceptodefinicion.de/adenohipofisis/#
Receptores de melatonina en la
pars tuberalis de la adenohipófisis
Estrecha proximidad con el plexo
capilar primario y las terminales de liberación
hipotalámica de células neurosecretoras de
hormonas en la eminencia media
Regulando la liberación de hormona liberadora
de gonadotropinas (GnRH) en hipotálamo
SISTEMA ENDOCRINO:
SECRESION DE GONADOTROPINAS
Tanto las actividades enzimáticas como los productos que catalizan sufren variaciones circadianas
• Incremento nocturno en la concentración Noraderenalina (NA) liberada desde los terminales simpáticos
durante la fase oscura del ciclo
• Aumenta a la expresión de los receptores de NA presentes en el pinealocito. Se ha descrito un ritmo
circadiano en valores de ARNm de los receptores β1 y α1 – adrenérgicos con máximos hacia la mitad
de la fase oscura.
La biosíntesis de la melatonina pineal esta regulada por el fotoperiodo
La glándula pineal en los vertebrados tiene claramente la capacidad para
proporcionar información de un reloj de 24 horas y un calendario anual para las
especies que viven bajo naturales del fotoperiodo condiciones.
“antigonadal” y “antigonadotrófico”
La duración de su secreción nocturna actúa como un mensaje pasivo que
provee información al eje hipotálamo-hipófisis-gónada activando o
desactivando su acción
Antes Debido a la regresión de las gónadas asociada a un aumento de la
melatonina por periodos prolongados
Ahora
GRACIAS
REFERENCIAS
Arroyo J. 2011. Estacionalidad reproductiva de la oveja en México. Tropical and Subtropical
Agroecosystems. 14: 829-845.
Bustos E y Torres L. 2012. Reproducción estacional en el macho. Internacional Journal Morphology. 30
(4): 1266-1279.
Guerrero J; Hernández A y Lardone P. 2007. La melatonina. Investigación y ciencia.
Hernández J; Sánchez J; Abreu P y Alonso R. 2001. La glándula pineal como transductor endocrino.
Endocrinología y nutrición. 48 (10): 303-312.
Néstor J; Oviedo J y Camejo M. 2001. La melatonina. ¿un posible agente terapéutico?. Interciencia.
26 (3): 103-107.
Reiter J. 1993. The melatonin rhythm: both a clock and a calendar. Experientia. 49: 654- 664.
Vázquez N; Díaz E; Fernández C; Jiménez V. Esquifino A y Díaz B. 2004. Efecto de la glándula pineal
materna en las variaciones estacionales del eje neuroendocrino-reproductor de los descendientes.
Endocrinología y nutrición. 51(10): 534-541.
