Importancia de las feromonas en la reproducción porcina

Se cree que dos de los esteroides producidos por el testículo del verraco se concentran en las glándulas submaxilares del verraco adulto y se segregan con la saliva donde actúan como feromonas.

¿Qué son las feromonas?

Las feromonas –término que significa “transportadoras de exitación”- son sustancias químicas segregadas por distintos seres vivos y que sirven para comunicarse con otros de su misma especie.

Existen diferentes tipos de feromonas con diferentes funciones, y en general se captan a través del olfato o de un órgano especializado, el órgano vomeronasal.

Básicamente, las feromonas son sustancias químicas producidas por las glándulas sexuales de ciertos organismos que, soltadas en su medio, le sirven para comunicarse con miembros de su misma especie. Este tipo de químicos dispara en otro individuo determinada serie de comportamientos instintivos.

Se ha documentado particularmente su uso en los insectos (por ejemplo, en las abejas y las hormigas), cuando en realidad también son utilizadas por algunos tipos de plantas y por los mamíferos.

Importancia de las feromonas en la reproducción porcina

En los últimos años se ha llegado a la convicción de que la conducta de los animales puede recibir influencia no solo de las hormonas, cuerpos químicos liberados en el medio interno por las glándulas endocrinas, las cuales regulan y coordinan las actividades de otros tejidos, sino también de las feromonas, sustancias olorosas secretadas por glándulas exocrinas, liberadas en el medio externo y que ejercen influencia sobre la conducta de otros animales de la misma especie.

Las feromonas o sustancias olorosas usadas en la comunicación entre miembros de la misma especie, fueron probablemente las primeras señales puestas en servicio en la evolución de la vida (Wilson, 1980).

Actualmente, se conoce que en procesos reproductivos existe una comunicación química la cual se lleva a cabo a través de estas feromonas, las cuales llegan por vía aérea hasta el sistema olfatorio y de ahí al sistema nervioso central provocando una serie de reacciones en el organismo y aunada a otros factores, como el tacto, ambiente, vista y otros desencadenan la bioestimulacion (Rekwot et al, 2000).

Por ejemplo, se cree que dos de los esteroides producidos por el testículo del verraco (3- andostenol y 5-androstenona ) se concentran en las glándulas submaxilares del verraco adulto y se segregan con la saliva donde actúan como feromonas para facilitar la inducción del reflejo de inmovilidad en la cerda en estro (Gordon, 1999).

En los mamíferos, suele haber señales olfatorias que intervienen en la excitación sexual, lo más frecuente se lleva a cabo por las hembras durante el estro; el efecto es estimular la actividad sexual en el macho y potenciar el deseo sexual (Harre y Lamb, 1991).

Desarrollo de las feromonas

Las feromonas o sustancias olorosas usadas en la comunicación entre miembros de la misma especie, fueron probablemente las primeras señales puestas en servicio en la evolución de la vida. Cualquier comunicación entre las células ancestrales de las algas azules y verdes, bacterias y otros procariotas, fue con certeza de tipo químico, y este sistema debe haber continuado entre los protozoos eucarióticos descendientes de ellas (Villee, 1974).

Por lo tanto, es razonable pensar que las feromonas son antepasados directos de las hormonas. Cuando el soma de los metazoos se organizó en la evolución, las hormonas aparecieron simplemente como el equivalente intercelular de las feromonas que mediaban el comportamiento entre los organismos unicelulares.

Ocasionalmente estas nuevas formas de comunicación desbordaron los sistemas químicos originales, pero las feromonas siguen siendo las señales fundamentales en la mayoría de los organismos. Este importante hecho no fue apreciado íntegramente en los primeros tiempos de la Etología, cuando la atención estaba naturalmente dirigida hacia sistemas visuales y auditivos en aves y otros grandes vertebrados cuya fisiología se parece más a la nuestra.

Pero en la actualidad, se han descubierto sistemas químicos en muchos organismos y plantas inferiores, así que continúan siendo importantes en gran medida en las especies, hasta un punto que se convierte muy razonable el que la comunicación química es universal entre los organismos vivos.

Estos sistemas no solo están ampliamente extendidos, si no que al menos son igualmente diversos en cuanto a función que los sistemas visuales y auditivos.

Naturaleza química de las feromonas

Las feromonas son sustancias químicas olorosas producidas y emitidas al exterior por un animal, estas no son hormonas, son cuerpos químicos orgánicos de bajo peso molecular que se fijan sobre receptores situados en el seno de la mucosa del órgano olfativo. Podemos identificar feromonas de proximidad y feromonas activas a distancia.

Bioestimulación

Bioestimulacion es un término utilizado para describir los efectos estimulatorios de un macho, o una hembra causadas por efecto de feromonas y otros factores como el clima, luz y temperatura para motivar actividad sexual. Un ejemplo de bioestimulacion se demuestra cuando el periodo anéstrico que se da en el post parto de una vaca, se acorta cuando está en presencia de un toro (Rekwot et al, 2000).

Órgano vomer nasal

Las señales de las feromonas son detectadas a través de un órgano que se encuentra dentro de la cavidad nasal el cual está en una cápsula cartilaginosa (Keverne, 1999) y que es llamado órgano vomero nasal (OVN), papel importante en el eje hipotálamo-hipófisis-gónada en donde por principio, el estímulo es recibido por el órgano vomero nasal, después, ese impulso es llevado por los nervios vomero nasales hasta el cerebro, es ahí donde despiertan al centro neuronal del cerebro y con él los sentimientos de placer.

Es el banderazo de salida para la relación sexual y de ahí se convierte en un estímulo para hipófisis, lo que a su vez estimulará las gónadas por medio de señales endocrinas (Hafez, 2000).

El OVN se encuentra situado en el interior de la cavidad nasal y está conectado por terminaciones nerviosas con el hipotálamo, que está encargado de controlar las emociones como el miedo, el sexo, etc.

La función del OVN es única y exclusivamente el captar las feromonas que despiden personas o animales, provocando en ellos diferentes emociones o comportamientos.

Hace doscientos años, Jacobson describió un órgano anatómicamente distinto dentro de la cavidad nasal lleno de células quimiorreceptivas y, sin evidencia de apoyo, lo denominó “nariz sexual” como un mediador potencial de la respuesta de feromonas (Cuvier, 1811).

Experimentos subsiguientes han sugerido que la nariz sexual, ahora denominada órgano vomeronasal, responde a las feromonas mientras que las neuronas quimiorreceptivas que residen en el epitelio olfatorio principal inician la percepción de los odorantes. Las feromonas provocan respuestas específicas de conducta, desarrollo o reproducción en el receptor, estas respuestas son de gran importancia para la supervivencia de la especie (Villee, 1974).

El OVN puede considerarse como el intermediario en la quimiorrecepcíon de señales de un animal emisor que se halla en contacto con otro, el cual es el receptor (Eckert, 1998).

Dinka et al. (2015) presento un análisis exhaustivo del repertorio de receptores vomeronasal en cerdos. Han identificado un total de 25 secuencias V1R que consta de 10 genes funcionales, 3 pseudogenes, y 12 genes parciales, mientras que V2R funcional y FPR genes no estaban presentes en el cerdo genoma. Las V1Rs de cerdo se clasificaron en tres subfamilias, D, F y J.

Usando la tipificación directa basada en secuencias de alta resolución de todos los V1Rs funcionales de 10 individuos de 5 razas diferentes, se identificaron un total de 24 SNPs, indicando que la diversidad alélica de V1Rs es mucho menor que la de los receptores olfatorios. Un alto nivel de expresión de V1Rs se detectó en el órgano vomeronasal (VNO) y los testículos, mientras que un bajo nivel de expresión de V1Rs se observó en todos los otros tejidos examinados.

Los resultados muestran que los cerdos podrían servir como un interesante sistema de gran modelo animal para estudiar la feromona relacionados con la neurobiología debido a su simplicidad genética.

Comunicación química

Las feromonas son compuestos químicos olorosos que permiten la comunicación entre los animales a través del sistema olfativo (OVN) (Eckert, 1998). Cuando estos compuestos afectan el comportamiento sexual son llamados feromonas sexuales (MacDonald, 1991).

Las feromonas provocan respuestas específicas de conducta, desarrollo o reproducción en el receptor; éstas respuestas pueden ser de gran importancia para la supervivencia de la especie (Villee, 1994). Las feromonas son un estímulo que solo transmite información, vía OVN y el organismo receptor se encarga de traducirla en respuestas somáticas, estas respuestas son claras, cuando el macho olfatea la orina o secreciones vaginales de las hembras en muchas especies (Rekwot et al, 2000).

Interacción de las feromonas con la conducta reproductiva

Las feromonas y la inducción de la actividad ovárica en cerdas con estro estacional por el estrés calórico

Falceto 2004 menciona que el anestro en la cerda tiene una fuerte base fisiológica heredada de la estacionalidad reproductiva de su ancestro el jabalí, modificada a lo largo de los años por la domesticación, considerándose actualmente una alteración patológica que aumenta el número de días no productivos.

En los cerdos no domésticos la estacionalidad es importante y las hembras de jabalí tienen actividad ovárica en época menos calurosa. La luz, la temperatura y la disponibilidad de alimento controlan el eje hipotálamo-hipofisarioovárico. Aunque la cerda doméstica está considerada como una hembra poliéstrica continua con capacidad para reproducirse durante todo el año, presenta tendencia a la estacionalidad reproductiva, observando se la máxima actividad reproductora entre los meses menos caluroso.

El fotoperiodo, la temperatura, el estrés y otros factores interfieren el desarrollo y la maduración folicular y con el propio proceso de la ovulación, así como con la calidad luteal y la posibilidad de mantener la preñez. Si ha habido multitud de factores estresantes durante todo el año, al aumentar la temperatura aparece el síndrome de infertilidad estacional; incluso algunas granjas presentan el problema de anestro durante todo el año, de ahí la importancia de la estimulación del verraco y de las feromonas para la inducción de la actividad ovárica.

El estrés calórico en las cerdas ocasiona un anestro estacional

En ausencia del foto periodo, las hembras pueden utilizar información social para iniciar su actividad reproductiva en el momento apropiado del año, ello sucede aun en ausencia total del macho, lo que sugiere que la información proveniente de las hembras pueden ser usadas por sus compañeras para inducir y sincronizar su actividad sexual, las hembras pueden usar señales de los machos; en ausencia de éstos recurren a información de otras hembras para ayudarse a coordinar sus eventos reproductivos con un ambiente físico y social apropiado.

El uso de machos “estimulados” mediante el contacto previo con hembras en celo mejora notablemente la respuesta obtenida.

Dicha estimulación se logra al permitir el contacto de los machos con hembras en estro uno a dos días antes de ser utilizados (Álvarez y Zarco, 2001).

Resultados similares se obtienen cuando las hembras en celo son introducidas junto con el macho al corral de los animales anéstricos.

Las feromonas secretadas por animales dominantes pueden determinar la fertilidad de animales subordinados

Son muchísimos los estudios realizados en pequeños rumiantes, cerdos, roedores, animales silvestres y salvajes e insectos que demuestran el papel clave de la presencia del macho (adulto) en la actividad reproductiva de la hembra. Así, su presencia estimula la entrada en pubertad y el celo postparto o estacional, la ovulación y el transporte de semen por el útero durante la inseminación artificial.

Siendo muy utilizada la presencia del macho para la estimulación, sincronización y detección de celos en especies como el porcino, ovino y caprino (efecto macho). La presencia del verraco puede acelerar unos 30 días la pubertad de las nulíparas (conejas de reposición que no han parido nunca) y la introducción del verraco en lotes de hembras de edad cercana a la pubertad, sincroniza de forma marcada la entrada en pubertad.

Hay que prestar atención a esta técnica, ya que si la entrada del macho se produce demasiado pronto y las hembras están muy lejos de la edad de pubertad, éstas se acostumbran a su presencia y la respuesta al macho se reduce.

La nulíparas que alcanzan la pubertad gracias al macho tienen un mayor índice de ovulación y más ciclos sexuales y por lo tanto mayor potencial reproductivo a lo largo de su vida. En muchas especies cuando llegan al final de lactación o están recién destetadas, la presencia del macho favorece la entrada en celo y los agrupa.

Asimismo, la presencia del macho durante la inseminación artificial puede mejorar los resultados reproductivos al favorecer el transporte de semen y la ovulación. En granjas que dejan que los machos correteen por encima de las jaulas mientras se insemina se aprecia una mayor regularidad en los resultados y un mayor porcentaje de receptividad de las hembras al momento de inseminar. Hay que destacar que el efecto es mayor cuando habitualmente los machos no están en el mismo local que las hembras, sino que se introducen en el local unas pocas horas antes de inseminar.

Las feromonas estimulan la pubertad en cerdas primerizas

Como se puede observar la interacción de las feromonas con la conducta reproductiva, comprende muchas y variadas actividades animales que promueven la reproducción y supervivencia de las crías, además, incluye la conducta entre las parejas y los recursos esenciales para garantizar el éxito reproductivo y la conducta parental de alimentación y protección de las crías, de ahí que se divida en tres fases principales de conducta reproductiva: a) detección, b) conducta sexual y c) conducta parental; las cuales representan el papel que juegan las feromonas en estas fases de la conducta reproductiva:

a) Detección. En esta fase del ciclo reproductivo, las feromonas juegan un papel importante, cuando el macho a través de las feromonas que produce una hembra en celo es detectado y además, incluye el establecimiento del territorio.

b) Conducta sexual. Esta es una fase que comprende el galanteo o cortejo y la fertilización de ovocitos. En este caso las feromonas actúan cuando la hembra es receptora de éstas y responde mostrándose receptiva para facilitar la monta.

c) La conducta parental. Esta es una fase en la cual, además de la protección de los padres, las crías de una determinada especie emiten feromonas que comunican a otros animales adultos que aún son muy jóvenes para ser sus rivales, como se da en la sociedad de los elefantes (Harre y Lamb, 1991).

Conclusiones

• Las feromonas son sustancias químicas olorosas que sirven para la comunicación entre animales de la misma especie.

• Las feromonas son percibidas por los animales a través del órgano vomero nasal, el cual se encuentra en la cavidad nasal de los mamíferos y es un órgano de quimiorrecepción.

• Las feromonas son parte muy importante en la reproducción animal, debido a su intervención en el proceso de bioestimulacion sexual.

• En el proceso de la bioestimulacion sexual existen tres conceptos principales: efecto macho sobre la hembra, efecto hembra sobre el macho y efecto hembra sobre otra hembra.

• Las feromonas juegan un papel muy importante en la preservación de las especies. Además del papel de las feromonas en la bioestimulación sexual, también participan en el control del territorio de un macho; el cual puede ser territorial o individual o grupal.