Ciclo estral em bovinos e técnicas biotecnológicas de reprodução

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Ciclo estral em bovinos e técnicas biotecnológicas de reprodução 
Estro ou cio, comumente referido como dia zero do ciclo estral, é o período da fase reprodutiva do animal no qual a fêmea apresenta sinais de receptividade sexual, seguida de ovulação. Em bovinos, a duração média do estro é de, aproximadamente, 12 horas, e a ovulação ocorre de 12 a 16 horas após o término do cio. 
Quando não ocorre a fecundação, o intervalo médio entre os dois cios consecutivos é de 21 dias, e é denominado ciclo estral. O ciclo estral dos bovinos pode ser dividido em duas fases distintas. 
A primeira, fase folicular, é caracterizada pelo desenvolvimento do folículo, estrutura no ovário que contém o óvulo, e culmina com a liberação do mesmo (ovulação). A segunda, denominada de fase luteínica, é caracterizada pelo desenvolvimento do corpo lúteo. Esta estrutura, formada após a ruptura do folículo, produz progesterona, que é o hormônio responsável pela manutenção da gestação.
Se o óvulo for fertilizado, o corpo lúteo será mantido caso contrário ocorrerá a regressão do corpo lúteo terá início uma nova fase folicular. Os eventos que ocorrem durante o cicio estral são regulados basicamente pela interação dos hormônios GnRH (hormônio liberador das gonadotrofinas), FSH (hormônio folículo estimulante), LH (hormônio Iuteinizante), estradiol e progesterona. 
O GnRH é produzido pelo hipotáiamo, e regula a liberação das gonadotroflnas FSH e LH. O FSH e o LH, produzidos pela glândula pituitária (hipófise anterior), são responsáveis pelo desenvolvimento folicular e ovulação. Os hormônios estradiol e progesterona são produzidos pelas estruturas do ovário (folículo e corpo lúteo, respectivamente) e estão ligados à manifestação do cio e manutenção da gestação. 
Fase folicular
Nessa fase, a liberação do GnRH pelo hipotálamo estimula a secreção de FSH e LH da glândula pituitária. Os elevados níveis de FSH no sangue induzem o desenvolvimento dos foIículos (Fig. 2) e, em sinergismo com o LH, estimulam a sua maturação. Á medida que o folículo se desenvolve, aumenta a produção de estradiol pelos folículos, e após uma determinada concentração, o estradiol estimula a manifestação do cio e a liberação massiva do LH, dando inicio à ovulação. 
Fase luteínica
Após o término da manifestação do cio, tem início o período de desenvolvimento do corpo lúteo, ou fase luteínica. 
Em bovinos, a ovulação ocorre geralmente de 12 a 16 horas após o término do cio. Após a ruptura do folículo, o óvulo é transportado para o local de fertilização, e as células da parede interna do folículo se multiplicam dando origem a uma nova estrutura, denominada corvo lúteo ou corpo amarelo. 
O corpo lúteo produz progesterona, que é o hormônio responsável pela manutenção da gestação. O corpo lúteo produz progesterona, que é o hormônio responsável pela manutenção da gestação.
Caso não ocorra a fecundação, o corpo lúteo regredirá (ao redor de 17 dias após o cio) e os níveis de progesterona no sangue diminuirão, permitindo assim o desenvolvimento de um novo ciclo estral. Um dos mecanismos responsáveis pela destruição ao corpo lúteo (luteólise) é a ação de uma substância produzida pelo útero, denominada prostaglandina F2 (PGF2a)
Controle do estro e da ovulação em Bovinos e ovinos
Basicamente, existem dois meios para o controle do ciclo estral em bovinos. O primeiro consiste na regressão prematura do corpo lúteo (luteólise) mediante a aplicação de compostos à base de prostaglandina F2a (PGF2a). Os animais tratados retornam ao cio a partir do segundo dia após a aplicação. 
O segundo meio de controle consiste em ministrar compostos à base de progesterona, de modo a suprimir o cio e a ovulação, até que o corpo lúteo de todos os animais do grupo tenha regredido. Após a retirada do estímulo (progestágeno), os animais retornam ao cio a partir do segundo dia. Este método, além de sincronizar o cio de vacas e novilhas com ciclos estrais regulares, tem se mostrado eficiente também na indução e sincronização de fêmeas em anestro. 
Sincronização com prostaglandina F2
A utilização da prostaglandina F2 para controle do cio e ovulação é recomendada apenas para animais com ciclo estral regular e que possuam um corpo lúteo funcional. 
Como a prostaglandina induz a regressão prematura do corpo iúteo (luteólise), ela só deve ser aplicada entre o 6º e o 18º dia do ciclo estral, quando o corpo lúteo é funcional. Tem sido demonstrado que o poder luteolítico da prostaglandina aumenta à medida que ocorre a maturação do corpo lúteo ao redor do 10º dia do ciclo estral. 
O retorno ao cio ocorre a partir do segundo dia após o tratamento e a inseminação pode ser efetuada de acordo com a manifestação do cio, ou em horário predeterminado, sem a observação do cio.
Sincronização com progesterona 
Consiste na aplicação de um progestágeno por determinado período de tempo, de modo a suprimir a manifestação de cio e a ovulação até que o corpo lúteo de todos os animais do grupo tratado tenha regredido. Após a retirada do estímulo, a concentração de cios e ovulações ocorre a partir do segundo dia. 
Este método, além de sincronizar o cio e a ovulação de fêmeas com cicios estrais regulares, estimuia também a manifestação de cio e a ovulação de vacas e novilhas em anestro pós-parto. Inúmeros métodos de aplicação de progestágenos podem ser utilizados (adíção na água ou ração, injeções diárias, pessários vagínais e implantes subcutâneos).
Inseminação artificial
Considerada uma biotecnologia de reprodução animal de primeira geração, a inseminação artificial (IA) é o processo de fecundação natural, porém no qual os espermatozoides são coletados e processados em laboratório para depois serem depositados em concentrações adequadas no útero da fêmea no momento o mais próximo possível da sua ovulação. Existe ainda a possibilidade de o sêmen ser congelado em nitrogênio liquido (-197º C), fazendo com que o material genético do macho possa ser preservado por anos ou décadas, mesmo depois de sua morte. A finalidade da IA é facilitar a chegada dos espermatozoides às trompas num número adequado para a fertilização dos ovócitos. Visando achar o melhor momento para inseminação artificial, o ciclo estral precisa ser controlado e monitorado para uma correta sincronização do momento da IA, o que pode ocorrer por meio de exames ginecológicos com ou sem utilização da ultrassonografia ou com uso de terapias hormonais de controle do ciclo reprodutivo.
Outro desenvolvimento tecnológico importante foi a capacidade de identificar e separar em laboratório os espermatozoides de cromossomo X e Y de um determinado ejaculado, técnica já padronizada e realizada com sucesso para a espécie bovina. Pela diferença de peso molecular entre espermatozoides X e Y (cerca de 3% menor), eles são corados de forma distinta. Ao passar por aparelho de citometria de fluxo, é possível identificar e carregar com cargas elétricas os diferentes espermatozoides X e Y que posteriormente serão atraídos para diferentes saídas do aparelho. Apesar de haver danos a alguns espermatozoides durante o processo, principalmente em nível da permeabilidade de membrana, a técnica já foi suficientemente ajustada para gerar boa produtividade de doses por ejaculado coletado, obtendo suficiente quantidade de espermatozoides por dose de sêmen produzido. 
Transferência de embriões in vivo (TE)
A biotecnologia de transferência de embriões consiste na produção in vivo do embrião, ou seja, a fecundação ocorre dentro do próprio sistema genital da fêmea, porém na sequência esse embrião será coletado ainda em estágio inicial de desenvolvimento para ser transferido para outra fêmea da mesma espécie, onde ocorrerá a gestação
O primeiro passo para a realização da transferência de embriões em bovinos é provocar, por meio de aplicação de hormônios específicos (FSH e prostaglandina), uma superovulação numa vaca de alto potencial genético. O FSH é administrado do 8 ao 12 dias após o ciclo a cada 12 horas em quantidade decrescente, e a prostaglandina no 3 ou 4 dia após começar a administraro FSH. Esse processo de manipulação hormonal fará com que a fêmea, em vez de liberar apenas um ovócito (óvulo), o que seria o processo natural, libere vários óvulos ao mesmo tempo. O passo seguinte é inseminar artificialmente essa fêmea gerando múltiplos embriões e, sete dias depois, fazer uma lavagem uterina para recolher esses embriões em desenvolvimento precoce. Em laboratório, os embriões viáveis serão identificados, classificados e separados. A partir daí, serão transferidos imediatamente para o útero de outras fêmeas que atuam como “barrigas de aluguel”, ou seja, serão as que irão apenas gestar o embrião, sem contribuir com sua genética.
É importante ressaltar que as “receptoras” devem estar com o ciclo estral sincronizado com a fêmea “doadora”, para que fisiologicamente estejam aptas para prosseguir a gestação. Nesse modelo, a produção e a coleta de embriões em bovinos, por exemplo, podem ser realizadas a cada 60 dias, coletando-se entre 6 a 10 embriões viáveis por coleta. A taxa de concepção e aproveitamento é em torno de 50 a 60% dos embriões implantados com sucesso.
Fertilização in vitro (FIV)
A fertilização in vitro é um procedimento no qual se promove o encontro do espermatozoide com o ovócito em laboratório, ou seja, fora do ambiente uterino da fêmea.
O processo de produção in vitro de embriões (PIVE) consiste nas seguintes etapas: a aspiração folicular para punção de ovócitos; a maturação com complexo cumulus-ovócito (MIV); a fecundação com espermatozoide em laboratório (FIV), o cultivo embrionário precoce (CIV) e a transferência final dos embriões produzidos para o útero das fêmeas receptoras sincronizadas