To determine the effects of Beta carotene (B) on reproduction and to define better the role of metabolic hormones during early lactation, seventy-eight Holsteins were alternately assigned at calving to either supplementation with 600 mg synthetic B daily (BC) from day 30 through day 90 of lactation or be controls (C). Cows were fed a basic corn silage complete ration. Biweekly jugular blood samples were analyzed for plasma B, luteinizing hormone (LH), progesterone (P), insulin (I), and glucagon (G). Plasma Bin BC reached a peak of 2.45 ug/ml while that in C reached 1.50 ug/ml. Supplementation significantly increased plasma B in BC (p<.01), but had no effect on plasma LH, P, I, or G or the reproductive parameters measured. Days to first heat, days to first breeding, days open, and services per conception averaged 74, 74, 95, 1.7 in BC and 64, 76, 102, and 1.9 in C. In another experiment 20 Holsteins were assigned at calving based on milk production and the presence of a postpartum heat between days 35 and 60 to be supplemented either with B as in Experiment I or to act as controls. The cows were further divided into high (>41 kg milk/day) and low (27 to 36 kg/day) milk production groups. On day 10 post-estrus cows were cannulated, blood sampled, and challenged with HCG to assess B's specific role in corpus luteum function. Plasma was analyzed for P and LH and reproductive parameters were recorded as in Experiment I. Treatment and milk production effects were not significant for plasma P and LH responses. Linear, quadratic, and cubic regressions of LH on sampling time, Pon sampling time within treatment, and both P and LH on sampling time within production were significant (p<.05) Subtle differences were found in CL response to HCG injection which suggested possible alterations in endocrine function due to B treatment and milk production. / M.S.

The corpus luteum (CL) is a transient endocrine structure formed from the remnants of an ovulated follicle with the primary purpose of producing progesterone (P4), a hormone vital for the establishment and maintenance of pregnancy. The precise regulation of CL function is essential for normal reproductive cycles and maintenance of early pregnancy. In mammals, the pituitary hormones prolactin (PRL) and luteinizing hormone (LH) function as luteotrophic factors during pregnancy, and these two hormones form a functional luteotrophic complex to control CL function in rodents. The mechanistic underpinnings of the luteotrophic actions of PRL and LH, as well as the interplay between the two hormones are poorly understood, and has been the focus of the current investigation. There are several limitations involved in studying luteal function under cell culture conditions. Hence, in vivo animal models employing dopaminergic receptor agonist, 2-Bromo-α-Ergocryptine Mesylate (CB-154; inhibits pituitary PRL secretion) and GnRH receptor antagonist, cetrorelix (CET; inhibits pituitary LH secretion) have been standardized for purposes of examining the roles of PRL and LH in the regulation of CL structure and function in rats. Administration of CB-154 or CET to pregnant rats caused inhibition of CL function and concomitant loss of conceptuses. The CB-154 treatment induced loss of implants was determined to be the result of inhibition of luteal function, rather than the non-specific effects of CB-154 or requirement of PRL for uterine maintenance of implants. To understand how PRL and LH regulate luteal function, targets of PRL and LH in the rat CL needs to be established; however, this has not been well defined by previous studies. The present study observed that CB-154 induced inhibition of luteal function was gradual in its onset; hence, transcriptional changes of genes involved in steroid genesis were examined. mRNA expression of genes involved in P4 production were found to be down regulated, while 20α-hydroxysteroid dehydrogenate (20α-HSD), a P4 catabolizing enzyme was unregulated by CB-154 treatment. CET treatment also had a similar effect on mRNA expression of steroidogenic genes. Interestingly, mRNA expression of the steroidogenic acute regulatory protein (StAR), a key regulator of steroid genesis was not regulated by CB-154 or CET treatment. The luteolytic factor PGF2α also inhibited CL function in pregnant rats but did not down regulate mRNA expression of StAR. However, examination of phospho-StAR (Ser-195), the activated form of StAR, during CET and PGF2α-induced luteolysis suggested that regulation of StAR in the CL of pregnant rats might primarily be at the level of phosphorylation. PRL has been implicated in maintaining luteal expression of LH/choriogonadotrophin receptor (LH/CGR), the cognate receptor for LH. Hence, the luteotrophic actions of PRL may be indirect, by way of regulating LH signalling. Hence, the importance of the LH/CGR pathway and its regulation were examined. LH/CGR mRNA expression was found to correlate with CL function, with CET and CB-154 treatments resulting in down regulation of LH/CGR mRNA expression. Further, CB-154 treatment down regulated LH/CGR pre-mRNA levels, suggesting a role for PRL in the regulation of LH/CGR transcription. mRNA expression of LRH-1, a constitutively active transcription factor previously reported to be important in CL function was down regulated by both CB-154 and CET treatments and hence correlated with LH/CGR mRNA expression. Further, luciferase assays in HeLA cells transiently expressing LRH-1 suggests its involvement in activating the LH/CGR promoter. Estrogen receptor (ER)-α and ER-β also appear to correlate with LH/CGR expression and may play a role along with LRH-1 in the regulation of LH/CGR mRNA expression in the CL of pregnant rats. To examine mechanisms by which PRL may regulate its downstream targets, pathways employed by PRL in the CL of pregnant rats were analysed. The Akt pathway including downstream targets were down regulated by CB-154 treatment. The pathway was found to be regulated at the level of Akt1 mRNA expression. Hence, actions of PRL may regulate the survival of CL. This study has also made observations of LH playing a similar role in survival of the CL. The results of these studies taken together, shed light on the regulation of CL structure and function by PRL and LH, and provide molecular evidence for the two hormones having similar downstream targets and functioning as a luteotrophic complex in pregnant rats, which could only mean a robust interaction between the signalling pathways employed by the two hormones.

Iberische und Eurasische Luchse zeigen einen saisonalen Monoöstrus. Nach der Ovulation findet man frisch gebildete (freshCL) und physiologisch persistierende Gelbkörper (corpora lutea, perCL). Funktionelle perCL verhindern eine Ovulation außerhalb der Zuchtsaison durch konstant erhöhte Progesteron-(P4)-Plasmawerte. Hauskatzen zeigen einen saisonalen Polyöstrus. Nach der Ovulation werden CL gebildet, deren Lebensspanne in Abhängigkeit von einer Trächtigkeit durch unterschiedliche P4-Plasmaprofile charakterisiert ist. Ziel der Dissertation war es, die Synthese und Rezeption von Steroiden und Prostaglandinen (PG) in CL von Feliden zu untersuchen, um potentiell luteotrophe und luteolytische Faktoren zu identifizieren. Während der Gelbkörperphase trächtiger und nicht-trächtiger Katzen weisen CL gleicher Histomorphologie, unabhängig vom Vorhandensein einer Trächtigkeit, ähnliche steroidogene Kapazitäten auf. Die Abnahme der CL-Funktion spiegelt sich im graduellen Verlust der Steroidbiogenese wider. Bei Luchsen ist die steroidogene Kapazität der perCL im Proöstrus herabgesetzt, aber im Metöstrus wieder verstärkt. Die steroidogene Kapazität ist demnach mit verschiedenen CL-Stadien und dem Reproduktionszyklus assoziiert. Die Synthese und Rezeption von PGE2 erfolgen bei Katze und Luchs unabhängig vom CL-Stadium und dem Reproduktionszyklus. Hohe Werte an luteotrophem PGE2 in perCL könnten für die funktionelle und strukturelle CL-Persistenz beim Luchs verantwortlich sein. Der feline CL ist zur Bindung von luteolytischem PGF2alpha fähig, jedoch ist die Kapazität zur Synthese begrenzt. Feliden weisen keine PGF2alpha-assoziierte luteale Regression in Abwesenheit einer Trächtigkeit auf. Allerdings wurden Höchstwerte an PGF2alpha in der Plazenta, wie auch im Plasma (PGFM), im letzten Trächtigkeitstrimester der Katze gemessen. Folglich ist die feline Plazenta zur Synthese von luteolytischem PGF2alpha fähig, welches die CL-Regression und Geburt am Ende der Trächtigkeit ermöglicht. / Iberian and Eurasian lynxes exhibit a seasonal monooestrus. After ovulation, freshly formed (freshCL) coexist with physiologically persistent luteal bodies (corpora lutea, perCL). Functional perCL prevent ovulation outside the breeding season through constantly elevated plasma progesterone (P4) levels. Domestic cats show a seasonal polyoestrus. After ovulation, CL are built with lifespans being characterised by different plasma P4 profiles dependent on pregnancy. The aim of the dissertation was to characterise the synthesis and reception of steroids and prostaglandins (PGs) in CL of felids to identify potential luteotrophic and luteolytic factors. During the luteal lifespan of pregnant and non-pregnant cats, CL of equal histomorphology exhibit similar steroidogenic capacities, irrespectively of an ongoing pregnancy. The functional demise of CL mirrors the gradual loss of steroid biogenesis. In lynxes, the steroidogenic capacity of perCL is limited at prooestrus, but is enhanced again during metoestrus. The steroidogenic capacity is thus associated with different CL stages and the reproductive cycle. The synthesis and reception of PGE2 in cat and lynx is independent on the CL stage and reproductive cycle. High levels of luteotrophic PGE2 in perCL might be responsible for the functional and structural CL persistence in lynxes. The feline CL is capable of binding luteolytic PGF2alpha; however, the capacity to synthesise PGF2alpha is limited. Felids show no PGF2alpha-associated luteal regression in the absence of pregnancy. Interestingly, peak levels of PGF2alpha in the placenta, as well as in plasma (PGFM), were measured during the last trimester of pregnancy in the cat. Therefore, the feline placenta is capable of synthesising luteolytic PGF2alpha, which enables CL regression and parturition at the end of pregnancy.

Glicocorticoides (GCs) modulam a reprodução, interferindo na produção de hormônios gonadais, estradiol (E2) e progesterona (P4). Concomitantemente, E2 e P4 também influenciam a liberação de cortisol. Além disso, em altas concentrações os GCs interferem na via de sinalização da insulina prejudicando o funcionamento dos órgãos, incluindo os do sistema reprodutivo bem como a produção de P4 pelo corpo lúteo (CL). O CL utiliza glicose para manter sua atividade, e o cortisol interfere na via de sinalização da glicose em diversos tecidos, porém ainda não existem estudos quanto à sua atividade no CL canino, tampouco quanto à presença de genes relacionados à via de sinalização dos GCs neste órgão. Os objetivos deste estudo foram caracterizar a expressão dos genes relacionados à via de sinalização dos GCs e da insulina em CL de cadelas cíclicas e identificar expressão diferencial destes genes entre os dias 20 e 60 do diestro, que correspondem à fase final de crescimento do CL e à fase de regressão luteínica, respectivamente. Ainda, avaliar as concentrações basais de cortisol salivar (CS) e metabólitos fecais de glicocorticoides (MGFs) em diferentes dias do diestro (10, 20, 30, 40, 50 e 60) de cadelas cíclicas, comparando com os níveis de E2 e P4 já publicados; correlacionar os valores obtidos nas duas técnicas; e estabelecer um intervalo de valores basais de CS e MFGs para o diestro. Para esta pesquisa foram selecionadas 28 cadelas cíclicas saudáveis; foi realizado o sequenciamento de nova geração (RNA-Seq) dos CLs coletados de 18 animais em dias específicos do diestro (dia 10, 20, 30, 40, 50 e 60 pós-ovulação); das outras 10 cadelas foram coletadas amostras de fezes e saliva, durante todo o diestro, e realizada mensuração da concentração de MFGs e CS. Nos resultados de RNA-Seq foi identificada a expressão dos genes NR3C1, HSD11B1, HSD11B2, SLC2A4, INSR e IRS1. Os genes NR3C1 (p&gt;0,3; FDRCortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 0,6) e SLC2A4 (pCortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq Cortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 0,02; FDRCortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 0,1) não apresentaram expressão diferencial no diestro. Os genes HSD11B1 (p=0,0001; FDR=0,0021), HSD11B2 (p=0,013; FDR=0,06), INSR (p=0,002; FDR=0,01) mostraram maior expressão no dia 20 do diestro, quando comparado ao dia 60. O gene IRS1 (p=0,0006; FDR= 0,006) estava mais expresso no dia 60 do diestro em relação do dia 20. As dosagens hormonais demonstraram que no dia 10 do diestro (CS=0,0656 &#177; 0,0237&micro;g/dL e MGFs=110,41 Cortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 46,51pg/ng) as duas mensurações apresentaram concentrações menores que nos demais dias do diestro (CS=0,1027 Cortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 0,0496&micro;g/dL e MFGs=220,22 Cortisol. Corpo lúteo. Insulina. Diestro. RNA-Seq 183,74pg/ng). A concentração média de CS=0,0972&micro;g/dL (0,011-0,246&micro;g/dL) e MFGs=189,875pg/ng (9pg/ng-1067,2pg/ng) foi definida para o diestro canino. Estes resultados sugerem que o CL canino também é influenciado pelo cortisol circulante da mesma forma que outros tecidos já estudados, podendo interferir na via de sinalização da insulina e, consequentemente, prejudicar seu funcionamento e o sucesso reprodutivo. Além disso, em relação aos resultados das dosagens hormonais, os níveis baixos de CS e MFGs no dia 10 do diestro corroboram com os achados em literatura e com a queda de E2 neste mesmo período, o que sugere uma associação entre a produção de ambos os hormônios. / Glucocorticoids (GCs) modulate reproduction by interfering in the gonadal hormones production, estradiol (E2) and progesterone (P4). Likewise, E2 and P4 influence release of cortisol. Furthermore, high concentrations of GCs may harm the functioning of organs, including reproductive organs and progesterone (P4) production by the corpus luteum (CL). CL utilizes glucose to maintain its own activity and cortisol interferes with the glucose signaling pathway in several tissues. Studies characterizing cortisol activity and expression of genes related to GC signaling pathways in canine CL are still scarce. The aims of this study were to characterize the expression of genes related to GCs and insulin signaling pathways in cyclic canine CL and to identify differential expression of these genes between day 20 and day 60 of diestrus which correspond, respectively to luteal final growth and regression phases. Moreover to evaluate the basal concentrations of salivary cortisol (SC) and fecal glucocorticoid metabolites (FGMs) on different days of diestrus (10, 20, 30, 40, 50 e 60) in cyclic bitches, moreover to compare E2 and P4 levels already published. As well as to correlate the values of SC and FGMs, and also to establish an interval of basal concentrations of SC and FGMs for diestrus. For this research 28 healthy cyclic bitches were selected; RNA-Seq of the corpora lutea from 18 animals on specific days of diestrus (day 10, 20, 30, 40, 50, 60) was made. Saliva and fecal samples were collected from the other 10 bitches during diestrus phase. Enzyme immunoassay was made to measure the concentrations of SC and FGMs. The RNA-Seq results identified the expression of the genes NR3C1, HSD11B1, HSD11B2, SLC2A4, INSR e IRS1. No difference on the expression of NR3C1 (p&gt;0,3; FDR&gt;0,6) and SLC2A4 (p&gt;0,02; FDR&gt;0,1) was observed during diestrus. Nevertheless HSD11B1 (p=0,0001; FDR=0,0021), HSD11B2 (p=0,013; FDR=0,06), INSR (p=0,002; FDR=0,01) showed a higher expression on day 20 of diestrus and the gene IRS1 (p=0,0006; FDR= 0,006) presented higher expression on day 60 of diestrus. Results related to hormonal evatuations showed lower SC and FGMs concentrations on day 10th (SC=0,0656 &#177; 0,0237&micro;g/dL and FGMs=110,41 &#177; 46,51pg/ng) than on the other days of diestrus (SC=0,1027 &#177; 0,0496 &micro;g/dL e FGMs=220,22 &#177; 183,74 pg/ng). Average concentrations of SC=0,0972&micro;g/dL (0,011-0,246&micro;g/dL) and FGMs=189,875pg/ng (9pg/ng-1067,2pg/ng) were defined for canine diestrus. These data suggest that canine CL is influenced by cortisol similarly to other tissues in which cortisol may interfere in the insulin signaling pathway and, consequently, its function. Besides that, lower levels of SC and FGMs on day 10th of the diestrus corroborate with the literature data and with the decrease in E2 production at the same period. This data suggest that the production of both hormones are associated.

Orientador: Sony Dimas Bicudo / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi avaliar os corpos lúteos (CL) formados em decorrência da aspiração folicular guiada por laparoscopia (LOPU) na espécie ovina, quanto ao desenvolvimento morfológico, funcionalidade e potencial de desenvolvimento gestacional. Foram realizados dois experimentos, em ambos o estro das ovelhas foi sincronizado utilizando dispositivo intravaginal de acetato de medroxiprogesterona por 14 dias, aplicação de 140 μg cloprostenol no quarto dia e retirada do dispositivo no décimo quarto dia com concomitante administração de gonadotrofina coriônica equina (eCG). No Experimento I, 48 horas após a remoção do dispositivo realizou-se a LOPU dos folículos ovarinos em seis ovelhas (Grupo LOPU – LG), ou a LOPU associada com reposição de células em sete animais (Grupo reposição – RG) em cinco animais a ovulação foi espontânea (Grupo controle – CG). Foi realizada avaliação ultrassonográfica ovariana dos animais diariamente até o momento de uma nova ovulação e coleta de sangue para dosagem de progesterona (P4) plasmática a cada 48 horas até o decimo quinto dia. Os animais do LG (1,7±0,5) e RG (1,4±0,5) formaram mais CLs do que os animais do CG (1,0±0,0). A área lútea individual dos CLs foi menor no LG (0,69±0,30 cm2), em comparação ao RG (0,79±0,25 cm2) e CG (0,85±0,32 cm2). A área lútea total foi semelhante entre o LG (1,2±0,4 cm2) e RG (1,1±0,5 cm2), sendo ambas maiores que a do CG (0,9±0,3 cm2). A concentração de P4 plasmática não diferiu entre os grupos, fican... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of the present study was to evaluate the corpus luteum (CL) formed as a result of laparoscopic ovum pick-up (LOPU) in the ovine, regarding the morphological development, functionality and potential of gestational development. Two experiments were carried out, in both of them, the oestrous of the ewes was synchronized using a 14-day intravaginal device of medroxyprogesterone acetate, 140 μg cloprostenol on the fourth day and withdrawal of the device on the fourteenth day with concomitant administration of equine chorionic gonadotrophin (eCG). In Experiment I, 48 hours after the removal of the device, was realized a LOPU of the ovarian follicles in six sheep (LOPU Group - LG), or LOPU associated with cell replacement in seven animals (Replacement Group - RG) was performed in five animals a ovulation was spontaneous (Control Group - CG). Ultrasonographic evaluation of the animals was performed daily until the time of ovulation and blood collection for progesterone plasma concentration (P4) every 48 hours until the 15th day. LG animals (1.7 ± 0.5) and RG (1.4 ± 0.5) formed more CLs than CG animals (1.0 ± 0.0). The individual luteal area of CLs was lower in LG (0.69 ± 0.30 cm2), compared to RG (0.79 ± 0.25 cm2) and CG (0.85 ± 0.32 cm2). The total luteal area was similar between LG (1.2 ± 0.4 cm2) and RG (1.1 ± 0.5 cm2), both larger than CG (0.9 ± 0.3 cm2). Plasma P4 concentration did not differ between groups, being above 2 ng / mL in the static phase of CLs development. I... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Inadequate uterine environment is one of the main causes of pregnancy failure in cattle. Progesterone (P4) supplementation during early diestrus may either induce a receptive uterine status or shorten luteal lifespan and reduce fertility. Regulation that leads to either outcome is currently unclear. In this thesis, four studies were conducted to test the main hypothesis that the pre-implantational conceptus plays a major role on preventing P4-luteolytic effects in Bos indicus beef cows, due the supplementary P4. In a fifth study the importance of the uterine luminal milieu on the establishment of pregnancy was evaluated. P4 was supplemented by injecting 150 mg of long acting injectable P4 (iP4) on 3 days post-ovulation. In the last study, uterine luminal flushings were performed on days 1, 4 and/or 7 post-estrus, aiming to deplete the uterine milieu. In this thesis, we evidenced that uterus played a key role on determining the iP4-luteolytic response. In this sense, first study revealed that higher uterine exposure to estradiol (E2) during pre-ovulatory period prevented P4-luteolytic effect, but did not increase overall pregnancy outcome. Further analysis, revealed that optimal uterine estradiol exposure is required for beneficial effects of iP4. Cows with large preovulatory follicle or with small follicle, but exposed to the exogenous estradiol presented higher pregnancy rates. Next, we demonstrated that iP4 hindered CL formation, but this had a minor impact on iP4-induced luteolysis. About half of iP4 supplemented cows presented early luteolysis, which occurred by day 15 post-ovulation. Role of the embryo to inhibit iP4-induced early luteolysis relied on its capability to establish pregnancy. In the third study, we demonstrated that iP4-inhibition of growth of the first-wave dominant follicle was related to early luteolytic onset, and this was independent of number of waves in the cycle (two vs. three). Three-wave cycles favored embryonic capacity to inhibit early luteolysis. In the fourth study, we failed to demonstrate that P4 supplementation supported embryonic survival. This was despite of the transfer of 5 embryos to each recipient cow to maximize embryonic signaling. In the last study we disturbed the composition of the uterine environment and negatively affected, but did not abolish, embryonic survival. Overall, from the results obtained in the course of this thesis, we conclude that variability in fertility rates after P4 supplementation, are in part attributable to the complexity of uterine function programming by sex steroids, rather than caused by the incidence of early luteolysis. Furthermore, we highlighted that a sub-optimal composition of the uterine environment is a major contributor to embryonic losses in beef cattle. / Um ambiente uterino deficiente é uma das principais causas de falha gestacional em bovinos. A suplementação com progesterona (P4) durante o diestro inicial estimula a receptividade uterina, mas também pode encurtar a fase luteal, prejudicando a fertilidade. Os fatores que levam a um dos dois resultados não são claros. Nesta tese, quatro estudos foram conduzidos para testar a hipótese principal de que o concepto pré-implantacional bloqueia o efeito luteolítico antecipado causado pela P4 suplementar. Em um quinto estudo, avaliou-se a importância do ambiente uterino no estabelecimento da gestação. A suplementação com P4 foi realizada pela administração de 150 mg de P4 injetável (iP4) de longa ação 3 dias após a ovulação. No último estudo, lavados uterinos foram coletados nos dias 1, 4 e/ou 7 após o estro, com o objetivo de depletar o ambiente uterino. Nestes estudos, o útero desempenhou um papel crucial na determinação da resposta luteolítica da iP4. O primeiro experimento demonstrou que a exposição uterina a maiores concentrações de estradiol (E2) durante o período pré-ovulatório bloqueou efeito luteolítico da iP4, mas não resultou em incremento na taxa de prenhez. Análises complementares revelaram que a suplementação de iP4 teve efeito positivo na fertilidade quando houve uma ótima exposição do útero ao E2 pré-ovulatório. Vacas com maiores folículos pré-ovulatórios ou com pequenos folículos, mas suplementadas com estradiol exógeno, apresentaram maiores taxas de prenhez. A exposição sub-ótima ou exagerada ao E2 foi deletéria ao efeito embriotrófico da P4. Em seguida, demonstramos que a iP4 prejudicou o desenvolvimento luteal, porém, esse não foi o principal fator relacionado com a antecipação da luteólise. Aproximadamente metade das vacas suplementadas com iP4 apresentaram luteólise precoce, que ocorreu no dia 15 após a ovulação. O efeito do embrião sobre o processo luteolítico antecipado foi dependente da sua capacidade de estabelecer a gestação. No terceiro estudo, verificamos que a redução do desenvolvimento do folículo dominante da primeira onda esteve associado à ocorrência de luteólise precoce, e isso foi independente do número de ondas no ciclo (dois vs. três). No entanto, ciclos de três ondas favoreceram a capacidade embrionária de inibir a luteólise precoce. No quarto estudo, nós não evidenciamos um efeito embriotófico da iP4 reduzindo a mortalidade embrionária, mesmo quando 5 embriões foram transferidos para cada receptora, com objetivo de maximizar a sinalização embrionária. No último estudo, a composição do ambiente uterino foi alterada por lavagens uterinas e isso afetou negativamente a prenhez, porém não aniquilou as chances de sobrevivência embrionária. A partir dos resultados obtidos nessa tese, concluímos que a variabilidade nas taxas de fertilidade após a suplementação com P4 é, em grande parte, determinada pela complexidade na programação da função uterina pelos hormônios ovarianos, em vez de ser causada pela incidência de luteólise precoce. Além disso, concluímos que uma composição sub-ótima do ambiente uterino é um dos principais contribuintes para as perdas embrionárias em bovinos de corte.

O presente estudo visou avaliar o efeito das características morfológicas e da dinâmica vascular do folículo e corpo lúteo sobre a fertilidade de vacas de corte submetidas à protocolo de sincronização de estro e ovulação. Para isso o estudo foi dividido em três experimentos sendo: No primeiro experimento foi avaliado, no momento da transferência de embriões (TE), a vascularização do corpo lúteo e sua relação com as taxas de prenhez em vacas multíparas Nelore utilizadas como receptoras de embriões. No segundo experimento analisou-se a área e vascularização do folículo no momento da inseminação artificial em vacas, novilhas e primíparas Nelore e vacas Tabapuã multíparas submetidas a protocolo de sincronização de estro e ovulação. No dia 11 após as inseminações foram avaliados a área, diâmetro e vascularização do corpo lúteo e no dia 30 realizou-se o diagnóstico gestacional dos animais. No terceiro experimento foram utilizadas vacas multíparas Nelore e cruzadas submetidas ao mesmo protocolo de sincronização de estro e ovulação do experimento 2. Neste experimento foi analisada a área dos folículos no momento da inseminação artificial e aplicados 400 UI de eCG 14 dias após, quando então avaliou-se o tamanho do corpo lúteo e dos folículos existentes. No dia 30 após a IA foi realizado o diagnóstico gestacional e análise da vascularização do corpo lúteo permitindo avaliar a relação da aplicação do eCG com o aumento da vascularização e taxas de prenhez. No presente estudo foi encontrada uma provável correlação positiva em relação à vascularização e tamanho do folículo pré-ovulatório com o tamanho e vascularização do corpo lúteo, porém apenas nos experimentos 1 e 3 houve um aumento nas taxas de prenhez conforme o aumento na vascularização. / The present study evaluated the effect of the morphological characteristics and the vascular dynamics of the follicle and corpus luteum in the fertility of beef cows submitted to a protocol of estrus synchronization and ovulation. Three experiments were done. In the first experiment, the corpus luteum vascular perfusion and its relationship with the pregnancy rates of Nelore recipient cows after embryo transfer (ET) were evaluated. In the second experiment, the area and vascular perfusion of the follicle at the time of artificial insemination (AI), the area, diameter and vascular perfusion of the corpus luteum on Day 11 after ovulation of Nelore cows submitted to a protocol of estrus synchronization and ovulation were evaluated. In the third experiment, Nelore cows were submitted to the same protocol of estrus synchronization and ovulation used in experiment 2 and the area of the follicle was measured at the time of the AI. After 14 days of the AI, 400 UI de eCG was given to the cows and the size of the corpus Luteum and the largest follicle were evaluated. On Day 30 after AI the size and vascular perfusion of the corpus luteum was evaluated. The pregnancy diagnosis was done on Day 30 after ovulation for all the three experiments. In the present study, it was found a positive correlation between the vascular perfusion and the size of the pre-ovulatory follicle, and the size and vascular perfusion of the corpus luteum. However, only in the experiments 1 and 3 the pregnancy rates increased with the increase in the corpus luteum vascular perfusion.

Biotécnicas aplicadas à reprodução animal são empregadas com o intuito de melhorar qualitativa e quantitativamente os rebanhos. A superovulação assim como a estimulação do folículo dominante utilizando-se doses suprafisiológicas de eCG (gonadotrofina coriônica eqüina) são empregadas em bovinos e bubalinos, mas nem sempre alcançam os resultados esperados. Entretanto, foram relatadas alterações morfofuncionais em corpos lúteos (CL) de animais submetidos a estes tratamentos, o que implica, necessariamente, em levantamento de hipóteses relativas ao(s) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) as gonadotrofinas exógenas alteram as funções celulares nos folículos e corpos lúteos resultantes. Com o intuito de melhor compreensão do papel exercido pelo eCG sobre a célula luteínica bovina, 16 vacas foram sincronizadas e submetidas (grupos tratados) ou não (grupo controle) ao tratamento com eCG. O tratamento foi realizado previamente (superovulação) ou posteriormente (estimulação do folículo dominante) ao desvio folicular. No dia 6 após a ovulação, estes animais foram abatidos e os CL coletados para realização de análises histológicas e ultra-estruturais, assim como o sangue coletado para dosagem de progesterona. Para comparação dos dados obtidos entre os diferentes grupos utilizou-se o programa GraphPrism e as médias foram consideradas diferentes quando p < 0.05. Em relação à densidade de mitocôndrias e densidade numérica das mitocôndrias elipsóides não houve diferença significativa entre os grupos estudados. Quando se calculou o volume total das mitocôndrias no CL bovino, houve diferença significativa do grupo superovulado em relação aos outros grupos. Já para as mitocôndrias esferóides observou-se diferença significativa do grupo estimulado comparado aos grupos controle e superovulado. À imunofluorescência os animais do grupo superovulado apresentaram visualmente uma marcação mais fluorescente intensa para mitocôndrias quando comparados aos grupos controle e estimulado; e o grupo estimulado apresentou uma marcação mais intensa em relação ao grupo controle. Houve diferença significativa entre os três grupos em relação à quantidade das células luteínicas grandes. Quando se corrigiu o número de células luteínicas grandes pelo volume do CL, os mesmos resultados foram encontrados. Quanto às medidas do maior diâmetro das células luteínicas grandes houve uma diferença significativa quando comparado o grupo estimulado com os demais. Aspectos qualitativos da microvascularização do CL em animais controle e superovulados revelam vascularização mais abundante no grupo tratado. Estes dados apontam para modificações morfológicas da célula luteínica e do CL bovino direcionadas à maior produção hormonal após tratamento com eCG e indicam que doses diferentes aplicadas em momentos diferentes do ciclo estral levam à respostas diversas da célula luteínica e do próprio CL. / Biotechnologies applied to animal reproduction are employed in order to improve livestock quality and quantity. Superovulation and the stimulation of the dominant follicle using supraphysiological doses of eCG (equine chorionic gonadotropin) are used in cattle and buffaloes, but not always achieve the expected results. However, morphofunctional changes in corpora lutea (CL) derived from animals submitted to these treatments were reported, which necessarily implies a survey of hypotheses regarding the mechanism(s) by which exogenous gonadotrophins result in altered cellular functions in the follicles and corpora lutea. In order to better understand the role played by eCG on bovine luteal cells, 16 cows were synchronized and submitted (treated groups) or not (control group) to treatment with eCG. The treatment was performed previously (superovulation) or after (stimulation of the dominant follicle) follicular deviation. At 6 days after ovulation, animals were slaughtered and the CL collected for histological and ultrastructural analysis, as well as blood for determining plasmaprogesterone.For statistical analysis the program Graph Prism was used and mean considered significant different when p < 0.05. In relation to mitochondria number and volume density there were no differences among the studied groups. Values of mitochondria total volume in CL were different if stimulated was compared to the other groups. Imunofluoresce for mitochondria showed a more intensive signal for animals from the superovulated group, followed by animals belonging to the stimulated group. The number of large luteal cells was different among all groups. Even though this number was corrected by CL volume, the same results were found. The biggest diameter of large luteal cells was compared among the groups and stimulated group showed higher values. Qualitative aspects of CL microvascularization in control and superovulated animals reveal more abundant vascularization in treated group. These data point towards morphological modification of bovine CL and luteal cell directed to increased hormonal production after eCG treatment. Moreover, results indicate that different eCG dosis applied in different time points of estrous cycle lead to different responses from CL and luteal cells.

O diestro é a fase luteínica na cadela caracterizada pelo aumento de progesterona (P4) sérica na primeira metade e por flutuações de 17&#946;-estradiol (E2) na segunda metade. O corpo lúteo (CL) é uma glândula endócrina temporária, que passa por um processo de desenvolvimento, manutenção e regressão, atingindo atividade secretória plena quando sua formação está completa. A insulina é o hormônio anabólico essencial para a manutenção da homeostase de glicose e do crescimento e diferenciação celular, sendo secretado pelas células &#946; pancreáticas. A sinalização intracelular da insulina começa com a sua ligação a um receptor de membrana específico, o que desencadeia uma série de ações metabólicas. Sabe-se que uma das consequências desta ligação é a translocação de transportadores de glicose 4 (GLUT4; gene SLC2A4) para que ocorra a captação de glicose. Nosso grupo demonstrou a expressão de GLUT4 no corpo lúteo de cadelas, expressão esta regulada diferencialmente ao longo do diestro. A presença deste transportador levou-nos a hipotetizar que a insulina seja importante para regulação da função luteínica. Para testar tal hipótese, utilizamos imuno-histoquímica para localizar o receptor de insulina (RI) e outros fatores regulatórios (NFKB e IL6) de GLUT4 no CL canino durante o diestro (dias 10 a >70 pós-ovulação, po) e western blotting para quantificar estas proteínas; investigamos a expressão gênica dos fatores acima mencionados por PCR em tempo real; e por fim, analisamos os efeitos da insulina sobre a expressão gênica de RI e SLC2A4 em células luteínicas nos dias 20 e 40 po e também sobre a captação de glicose destas células. No presente estudo, observou-se que o corpo lúteo canino expressa as proteínas do RI, NFKB e IL6 de maneira distinta ao longo do diestro. A expressão do RNAm do RI apresentou maior expressão nos dias 20 e 70, e diminuição no dia 40. O NFKB apresentou maior expressão no dia 40, enquanto o IL6 apresentou maior expressão do dia 10 ao 40. Observou-se correlação negativa entre o gene RI e os níveis de insulina (r = -0,69; P = 0,006) e positiva com SLC2A4 (r = 0,89; P = 0,01) em todo o diestro, enquanto o IL6 correlacionou-se de maneira positiva com o RI apenas na primeira metade (r = 0,96; P <0,0001) e o NFKB, negativamente com o RI nos dias 30, 40 e 50 (r = -0,57 P <0,05). Após a adição de insulina no meio de cultivo, observou-se que as expressões gênicas de RI e SLC2A4 se comportaram de maneira oposta de acordo com a fase do diestro estudada: células do dia 20 po apresentaram um aumento desta expressão e do dia 40 um declínio. Por fim, através da 12 captação de glicose, observou-se que as células luteínicas caninas são capazes de responder à insulina, aumentando a captação na ordem de 4 vezes (basal: 2,05 ± 0,8; insulina: 5,73 ± 0,5; valor de P <0,01 em cpm/ug proteína; basal: 79,6 ± 35,3; insulina: 212,5 ± 34,5, valor de P <0,05 em cpm/106 células). Esses resultados apontam a insulina, bem como o IL6 e o NFKB como fatores importantes que desempenham um papel na função do CL canino e trazem o CL para o grupo de tecidos que respondem ao estímulo insulínico aumentando a expressão de GLUT4 e consequentemente a captação de glicose. Além disso, estes eventos parecem sofrer controle adicional pelos hormônios esteróides. / Diestrus is the luteal phase in dogs characterized by an increase in progesterone (P4) levels in the first half and fluctuations of 17&#946;-estradiol (E2) in the second half. The corpus luteum (CL) is a temporary endocrine gland, which undergoes a process of development, maintenance and regression, reaching full secretory activity when its formation is complete. Insulin is an anabolic hormone essential for the maintenance of glucose homeostasis, cell growth and differentiation, and is secreted by pancreatic beta cells. Intracellular signaling of insulin begins with its binding to a specific membrane receptor, which triggers a series of metabolic actions. It is known that one consequence of this connection is the translocation of glucose transporters 4 (GLUT4; gene SLC2A4) for glucose uptake. Our group demonstrated the expression of GLUT4 in the canine corpus luteum in a time-related manner throughout diestrus. The presence of this transporter led us to hypothesize that insulin is important for the regulation of luteal function. To test this hypothesis, we used immunohistochemistry to detect the insulin receptor (IR) and possible regulatory factors (IL6 and NFKB) of GLUT4 in canine CL during diestrus (days 10 to > 70 after ovulation, po) and western blotting to quantify these proteins. In addition, we investigated the gene expression of the above mentioned factors by real-time PCR and analyzed the effects of insulin on IR and SLC2A4 gene expression in canine luteal cells at days 20 and 40 po and also on glucose uptake by these cells. Canine CL differentialy expressed RI, NFKB and IL6 during diestrus. The IR expression was higher on days 20 and 70, with and decreased at day 40. NFKB expression was higher on day 40 and IL6 increased on days 10 to 40 po. It was observed a negative correlation between IR expression and insulin levels (r = -0.69 P = 0.006) and positive with SLC2A4 (r = 0.89, P = 0.01) throughout diestrus. IR was positively correlated with IL6 only in the first half of diestrus (r = 0.96, P <0.0001), while it was negatively correlated with NFKB on days 30, 40 and 50 (r = -0.57 P <0.05). After insulin treatment, RI and SLC2A4 expressions behave differently according to the diestrus phase: on day 20, they increased and on day 40 they declined. Finally, we could observe through glucose uptake method that canine luteal cells are able to respond to insulin stimuli, increasing glucose uptake by approximately four folds (basal: 2.05 ± 0.8; insulin: 5.73 ± 0.5 cpm / ug protein, P < 0.01; basal: 79.6 ± 35.3; insulin: 212.5 ± 34.5 cpm/106 cells, P < 0.05). These results point towards a regulatory function 14 exerted by insulin, IL6 and NFKB in the canine CL and place this organ among the insulin sensitive ones, which respond to insulin stimuli increasing GLUT4 expression and glucose uptake. Moreover, these events seems to undergo a further control by steroid hormones.

O uso da gonadotrofina coriônica equina (eCG) tem sido considerado uma potencial ferramenta nos protocolos de estimulação e superovulação para melhorarem o desempenho reprodutivo dos rebanhos. Este fato levou a hipótese de que o tratamento com eCG altera as vias de sinalização intracelular no corpo lúteo (CL) formado. Para testá-la, 18 vacas mestiças de Nelore (Bos indicus) foram divididas em três grupos: controle, estimulado e superovulado. O protocolo de sincronização da ovulação com o uso do dispositivo de P4 foi descrito anteriormente (FÁTIMA et al., 2013). O grupo estimulado recebeu 400 UI de eCG no dia da remoção do dispositivo de P4 e o superovulado recebeu 2000 UI de eCG 4 dias antes. Os animais dos grupos controle e estimulado receberam GnRH no dia 10, enquanto os animais superovulados receberam no dia 8. No sétimo dia após após a administração do GnRH, todos os animais foram abatidos e os CL foram coletados. Foi realizada análise de microarranjo, a partir da qual foram eleitos genes envolvidos na sinalização da esteroidogênese (ADM, MMP9, NOS2), da ativação das metaloproteinases da matriz e do receptor ativado de protease que regula a homeostase e inflamação (PRSS2, PLAU) e da angiogênese (ANG e ANGPT1) e validados por qPCR, western blotting e imuno-histoquímica. A expressão gênica e proteica do PRSS2 e MMP9 foi menor e as células luteínicas grandes e pequenas positivas apresentaram marcação menos intensa nos grupos estimulado e superovulado (P <0,05). A expressão proteica da ANG foi maior no estimulado (P=0,01) e superovulado (P=0,03) e da proteína ANGPT1 foi maior no estimulado (P=0,008). O número de células luteínicas grandes e pequenas positivas para ANG e ANGPT1 foram maiores nos grupos tratados (P <0,05). No estimulado, houve correlação negativa entre os níveis de progesterona e o MMP9 (r = -0,66 e P = 0,03) e com a proteína do PRSS2 (r = -0,63 e P = 0,04). No entanto, houve correlação positiva com a proteína ANG (r = 0,69 e P = 0,03). No superovulado, houve correlação positiva entre a ANG e ANGPT1 (r = 0,96 e P = 0,001). Não houve diferença na expressão de ADM, NOS2 e PLAU nos grupos tratados em relação ao controle. Em resumo, os resultados obtidos são indicativos de que a eCG altera a expressão relativa de genes e proteínas envolvidas nas vias de sinalização de inflamação e a modelação da membrana celular com uma diminuição na expressão do MMP9 e da PRSS2 e na via da angiogênese com maior expressão de ANG em ambos os tratamentos e ANGPT1 em vacas estimuladas. / The use of equine chorionic gonadotropin (eCG) have been considered a potential tool in stimulation and superovulation protocols to improve the reproductive performance of the herd. This fact led to the hypothesis that eCG treatment alters the intracellular signaling pathways in the formed CL. To test that, 18 crossbred Nellore (Bos indicus) cows were divided into three groups: control, stimulated and superovulated. The synchronization protocol with the use of P4 device was previously described (FÁTIMA et al., 2013). The stimulated group received 400 IU eCG at the P4 device removal and superovulated received 2000 IU eCG 4 days before it. Both control and stimulated animals received GnRH on day 10, while superovulated ones received it on day 8. On the seventh day after GnRH administration, CL were collected by slaughter. Microarray analysis was preformed, from which were selected genes involved in the signaling of steroidogenesis (ADM, MMP9, NOS2), activation of matrix metalloproteinases and protease activated receptor that regulates homeostasis and inflammation (PRSS2, PLAU), and angiogenesis (ANG and ANGPT1). They were evaluated by qPCR, western blot and immunohistochemistry. The gene and protein expression of MMP9 and PRSS2 decreased and large and small luteal cells showed weaker staining in stimulated and superovulated groups related to the control group (P <0.05). ANG protein expression was higher on superovulated (P=0.01) and stimulated (P=0.03) and ANGPT1 protein was higher only in stimulated (P=0.008). The number of positive large and small luteal cells for ANG and ANGPT1 were higher in treated groups (P<0.05). In stimulated, there were a negative correlation between progesterone levels and MMP9 (r = 0.03 and P = -0.66) and the PRSS2 protein expression (r = 0.04 and P = -0.63). However, there were a positive correlation with ANG protein expression (r = 0.69 and P = 0.03). In superovulated, there were a positive correlation between ANG and ANGPT1 (r = 0.96 and P = 0.001) and PRSS2 protein expression was negatively correlated with the ANG protein (r = 0.04 and P = -0.96). There was no difference in ADM, NOS2 and PLAU expression in treated groups compared to control. In summary, these findings indicate that eCG alters the relative expression of genes and proteins involved in inflammation and cell modeling signaling pathways by decreasing MMP9 and PRSS2 expression, and on angiogenesis pathway, increasing ANG expression in both stimulated and superovulated animals and ANGPT1 in stimulated cows.