AMH y reserva ovárica

El ovario  de mamíferos tiene un número finito  de los oocitos que son formados durante el desarrollo fetal. En el desarrollo embrionario, las células germinales primordiales migran  de la placa primitiva  a través del endodermo a la cresta genital donde se diferencian  en oogonias  mientras se forma el ovario fetal. Después de la explosión inicial  de proliferación de oogonias, las células comienzan la meiosis, pero el proceso se detiene en la profase I. En estas condiciones, los oocitos  inicialmente forman grupos que son encapsulados en células pre-granulosas formando una estructura conocida como folículo primordial que representa  un estadio de no crecimiento. La activación de folículos primordiales es la primera etapa en la fase de desarrollo y crecimiento que eventualmente provoca la generación  de un folículo preovulatorio capaz  de liberar un oocito viable. Los folículos primordiales son activados después de su formación inicial  y no se sabe  porque  algunos folículos  son activados tempranamente en la vida, mientras otros son capaces de permanecer  dormidos  por meses, años o décadas. La tasa de activación  de folículos primordiales excede a la tasa en la cual los oocitos maduros  son ovulados y el exceso  de folículos en desarrollo es removido a través de un proceso conocido como atresia.  El tamaño del pool  de folículos primordiales (reserva ovárica) disminuye a través de la vida, por lo que es un determinante clave  de la vida reproductiva. Esto es particularmente cierto para humanos, orcas y ballenas, los cuales experimentan depleción  de la reserva ovárica y menopausia, muchos años antes del final de su vida natural. La menopausia es rara  a través del reino animal, pero la evidencia acumulada  sugiere que  la senescencia  reproductiva  es común. En humanos, la  subfertilidad femenina es evidente  a partir de los 30 años. Esto sugiere que la senescencia reproductiva ocurre con el avance de la depleción  de la reserva ovárica. Sin embargo, poco se conoce  acerca de cómo el ovario regula  la tasa en la cual  la reserva de folículos primordiales disminuye  y los mecanismos precisos.

La hormona anti-mülleriana (AMH) es una glucoproteína de la superfamilia TGFβ, una familia grande y diversa de factores de crecimiento y hormonas. En el ovario, la AMH es producida primariamente en las células granulosas de  folículos no atrésicos en desarrollo. Las células granulosas de los folículos primordiales no expresan AMH, pero su expresión  es evidente  después de la activación  y transición al estadio de folículo primario. En humanos, la expresión de AMH aumenta  en la medida que avanza el desarrollo del folículo  a través de los estadios preantral y  antral pequeño. Patrones similares ocurren en primates no humanos, ratones, ratas, hamsters siberianos, vacas, cabra y ovejas. La expresión de AMH disminuye cuando los folículos progresan  a través del  estadio antral grande  de la foliculogénesis, con poca producción de AMH en los folículos preovulatorios.  Sin embargo,  la expresión de AMH  se mantiene elevada  en el cúmulus de las células granulosas de los folículos grandes hasta inmediatamente antes de la ovulación.  La expresión de AMH es casi indetectable  en los folículos atrésicos.  La señal AMH requiere  simultáneamente  la unión a uno  de tres tipos  de tres receptores  (ACVR1, BMPR1A o BMPR1B) y al receptor de AMH tipo 2 (AMHR2). La AMH  es el único miembro conocido de los TGFβ que no comparte su receptor tipo 2 con otros ligandos. En el ovario, el AMHR2  es expresado  en las células granulosas con patrones  similares a los de la AMH, es decir, niveles altos  en los estadios iniciales  del desarrollo folicular y disminución en el estadio de antral grande. Los efectos de la AMH  sobre los folículos primordiales  han sido replicados extensamente, pero el mecanismo de señalización  no está claro. Hay un debate sobre si los folículos primordiales  expresan bajos niveles -o nada-  de AMHR2.  Un experimento funcional sugiere que el efecto es dependiente de AMHR2, pero el mecanismo  de la acción de la AMH sobre los folículos primordiales  aún no ha sido dilucidado.

La expresión de AMH ha sido detectada  en el ovario, el cerebro, la placenta y el útero, pero los niveles circulantes disminuyen rápidamente después de la ooforectomía, lo que indica que  el ovario es el contribuyente primario  de la AMH circulante en mujeres. Los niveles de AMH muestran  un mínimo diurno o variación circadiana en mujeres.  En la mujer, los niveles circulantes de AMH son bajos en el nacimiento pero aumentan lentamente   hasta alcanzar un pico  aproximadamente a los 25 años de edad. Posteriormente, los niveles de AMH disminuyen  con poca o ninguna AMH detectable  después de la menopausia, un tiempo en el cual el ovario se queda sin folículos primordiales  y folículos en desarrollo. Los lentos cambios en los niveles de AMH   sugieren que regula procesos de larga duración durante la vida. Los estudios de correlación indican que el tamaño del pool de folículos  en desarrollo es el determinante primario  de la concentración de AMH en mujeres. En esencia, las células que responden a la AMH (fuera de los folículos en desarrollo) son reguladas por el tamaño del pool de folículos en desarrollo.  Las mujeres que comienzan su vida con una baja cuenta de folículos antrales /reserva ovárica tienden a experimentar  bajos niveles de AMH en relación  con  otras mujeres de la misma edad. Esta relación también se observa  en otras especies incluyendo ratones, vacas, cabras y caballos.  La AMH en el ovario también tiene funciones que no están relacionadas con  la activación de folículos primordiales, como la modulación  de la sensibilidad a la FSH de las células granulosas. En este contexto, la señal AMH es intrafolicular y no está sujeta a los cambios en concentración relacionados con la edad que se observan en la circulación  y el ambiente extrafolicular en el ovario.  Hasta el presente, la señal AMH intrafolicular-autocrina no parece ser esencial para  la función reproductiva.  Ratones sin AMH (AMH^-/-) solamente muestran alteración de la respuesta  ovulatoria con dosis suprafisiológicas de FSH.

Los folículos primordiales  son capaces  de avanzar al estadio de folículos primarios prontamente después de su formación, aunque una gran proporción permace quiescente hasta hasta tarde en la vida reproductiva. Hasta el presente se han identificado numerosos reguladores  que inducen activación de los folículos ováricos incluyendo KIT-ligando, factor de crecimiento epidermal, factor de crecimiento fibroblástico 2 y 7, factor de crecimiento activado por plaquetas, proteína morfogénetica del hueso 4 y 7, factor de crecimiento y diferenciación 9, neurotrofina 3, factor neurotrófico derivado del cerebro, factor neurotrófico derivado de glías, insulina, interleuquina 16, factor inhibidor de leucemia y gremlina. Asimismo, se han descrito inhibidores de la activación  de folículos primordiales incluyendo CXCL12, estradiol, hormona de crecimiento, señal Hippo y AMH. Los estudios en ratones hembras AMH ^-/- demuestran que la pérdida de AMH acelera la tasa de activación  de folículos primordiales  provocando la depleción de la  reserva ovárica, similar a la menopausia humana. Estos animales tienen aumentados los pooles de folículos antrales y antrales pequeños, pero concomitantemente aumenta la atresia folicular que tiene  una influencia correctiva sobre la cuenta de folículos antrales. Otros experimentos han demostrado  que los reguladores  positivos de la activación de folículos primordiales  antagonizan los efectos de la AMH. Esto sugiere que la activación  de folículos primordiales involucra un balance entre  factores que promueven  la activación y  factores que inhiben la activación.

En general, los activadores de  folículos primordiales son producidos en los folículos o en tejidos asociados. Las señales que promueven la activación de folículos primordiales  son principalmente autocrinas (intrafoliculares). Las señales paracrinas (extrafoliculares) a partir de  folículos  primordiales adyacentes también pueden tener un efecto, pero las señales extrafoliculares son más débiles que las señales intrafoliculares debido a la pérdida  de concentración  con la distancia de difusión. El pool de folículos primordiales  colectivamente puede producir una señal extracelular  que se correlaciona  con el tamaño de la  reserva ovárica., pero no se conoce el mecanismo por el cual  los folículos primordiales pueden distinguir entre una débil señal extrafolicular  y una fuerte señal intrafolicular autocrina.  Las señales como la AMH pueden correlacionarse  con el tamaño del pool de folículos  en desarrollo, pero también pueden actuar  como una señal sustituta por el tamaño del pool de folículos primordiales, pues estas variables están altamente correlacionadas. Más aún, la AMH secretada por folículos en desarrollo no compite con la señal local  autocrina  en los folículos primordiales. El patrón de expresión  de AMH sugiere que inhibe la activación  de folículos primordiales  de una manera que se correlaciona con el tamaño de la reserva ovárica/pool de folículos en desarrollo.

La gran variabilidad entre individuos en la reserva ovárica inicial y el tamaño  de la reserva en la pubertad, ha sido observada en múltiples especies de mamíferos. La eficacia de múltiples procesos, incluyendo la migración  de células germinales primordiales, la proliferación  de oogonias, la transferencia de organelos a células y la incorporación  de oogonias en folículos primordiales,  contribuye a la cuenta inicial de folículos primordiales.  Posteriormente, la activación  de folículos primordiales, la muerte celular programada y la expulsión de oocitos son procesos que afectan el tamaño de la reserva ovárica en la pubertad. La variabilidad en la reserva ovárica en el comienzo de la fase reproductiva  de la vida  es una consecuencia  del desarrollo ovárico en los mamíferos.  Es posible que las hembras con pérdida de la reserva ovárica tengan desventaja reproductiva. Una posibilidad alternativa es que la tasa de reclutamiento  de folículos primordiales  sea óptima para un determinado tamaño de reserva ovárica.  Por otra parte, el fenotipo de ratones  AMH ^-/-  sugiere que el rol  de la AMH es prevenir  que la reserva ovárica  sea depletada rápidamente. Una reserva ovárica inicial pequeña  se correlaciona con un inicio más temprano de la menopausia.  En este contexto, las hembras que nacen con una alta reserva ovárica producen grandes cantidades de AMH en la vida reproductiva temprana, surge entonces la pregunta ¿por qué las hembras con mayor reserva ovárica  tienen mayor inhibición  de la activación de folículos primordiales?  Es posible que conservar la reserva ovárica solamente sea una ventaja  cuando la reserva ovárica es grande. Si esto es cierto, la modulación  vía AMH de la tasa de reclutamiento  de folículos primordiales dependiente de la reserva ovárica  puede ser importante  para manejar el potencial reproductivo durante la vida.

En las mujeres, el pool  de folículos primordiales  disminuye con la edad. La tasa absoluta  de activación de folículos primordiales  es una función del tamaño  de la reserva ovárica y la proporción  de la reserva activada en un período determinado.  El tamaño de la reserva ovárica está determinado por eventos pasados, pero la tasa relativa  de activación es una variable que puede ser modificada por factores reguladores. Cuando la tasa de activación de folículos primordiales  es considerada como una proporción  del pool de folículos remanentes, se observa una aceleración  en la tasa de disminución de folículos   en la cuarta y la quinta décadas de vida.  La cuenta de folículos antrales también disminuye  a través de la vida pero con una tasa más lenta que los folículos primordiales y cualquier aceleración relacionada con la edad  de la tasa de disminución  es sutil, aunque algunas evidencias sugieren que se mantiene constante.   Por lo tanto, es posible  que los incrementos relativos en la tasa de activación de folículos primordiales permitan mantener pooles de folículos antrales más grandes. 

El mecanismo por el cual  el ovario envejecido incrementa la tasa de reclutamiento  de folículos primordiales  no ha sido identificado, pero la reducción  de inhibición  de la activación de folículos  es una posibilidad. Los niveles del potencial inhibidor estradiol comienzan a disminuir en la perimenopausia.  Sin embargo, los niveles circulantes de hormona de crecimiento  y AMH disminuyen progresivamente con la edad. La señal Hippo  responde  a los cambios en la elasticidad de los tejidos adyacentes, los cuales se ven  afectados por la   fibrosis relacionada con la edad. Por lo   tanto, el incremento en la activación de folículos primordiales  relacionado con la edad puede tener su origen  en una reducción  de señales inhibitorias  más que en un incremento  de los reguladores  que promueven la activación. A través  de la vida, los incrementos en la tasa de activación  de folículos primordiales  tienden a coincidir  con menores niveles de inhibición  de la activación de folículos primordiales, incluyendo a la AMH.

El cese de ciclos ovulatorios en la menopausia  es considerado como el final absoluto  de la vida reproductiva  en las mujeres. Sin embargo, la edad del último embarazo generalmente ocurre aproximadamente 10 años antes, lo que significa  el fin de la fertilidad en un sentido funcional. El inicio de la infertilidad ocurre gradualmente, y la calidad de los oocitos  es un factor clave  en la infertilidad relacionada con la edad.  Las tasas de implantación  de embriones en FIV son mayores  en mujeres  de edad avanzada   cuando se usan oocitos de donantes jóvenes que cuando se usan sus propios  oocitos.  La combinación  de calidad del oocito y cantidad de oocitos en desarrollo es determinante  en la fertilidad femenina. El tiempo  que los oocitos pasan  en la meiosis I ha sido propuesto como un factor que provoca la acumulación de defectos degenerativos  que podrían explicar  la infertilidad relacionada con la edad. El oocito aneuploide frecuentemente proviene de  la reanudación de la  meiosis I  y es embriológicamente letal en la mayoría de los casos.  La tasa de oocitos aneuploides  aumenta con la edad  en humanos y ratones, con evidencia que sugiere  que podría estar involucrada en ello la  degradación relacionada con la edad de proteínas cohesina en el núcleo. Las mitocondrias del oocito también disminuyen  en hembras de edad avanzada, provocando  disminución de la viabilidad de los embriones.  Hasta ahora, no hay evidencia que la AMH afecte directamente la calidad del oocito en la reproducción asistida. Sin embargo, esto no excluye  la posibilidad  que la AMH afecte indirectamente  la fertilidad  alterando la tasa de activación  de folículos primordiales.

La hipótesis del pool limitado de oocitos postula que una reserva ovárica en declinación provoca una mayor tasa de oocitos aneuploides debido a un pequeño pool de folículos antrales.  Se propone que, en ausencia de un folículo apropiado, un folículo sobre –o sub- maduro con una mayor propensión para liberar un oocito aneuploide podría ser seleccionado  para ovulación.  En humanos, múltiples estudios sugieren que el incremento en la tasa de oocitos aneuploides o una incapacidad para activar la gestación está asociado con una baja reserva ovárica. Otros estudios  han producidos resultados contradictorios y no detectaron ninguna asociación entre los marcadores de la reducción de la reserva ovárica  y la tasa de oocitos aneuploides o la tasa de embarazos. Esto ha dado lugar a cuestionamientos de la hipótesis  del pool limitado de oocitos, pero los estudios en humanos a menudo involucran mujeres consideradas infértiles antes del advenimiento  de las tecnologías de reproducción  asistida. En este contexto, se mantiene la pregunta: ¿qué tamaño de reserva ovárica se considera pequeño para mantener la fertilidad y cómo afecta la edad en la cual ocurre la infertilidad?

Las características  que determinan cual folículo  es seleccionado para ser dominante  o preovulatorio  no son claras. Presumiblemente, la selección  se basa en la calidad del oocito.  Hay evidencia  que apoya esto, el oocito secreta señales a las células granulosas y tecales que promueven la supervivencia del folículo. Sin embargo, en ausencia de un folículo de alta  calidad, el eje hipotálamo-hipófisis-gónada selecciona cualquier  folículo disponible. Los datos en humanos  sugieren  que el ovario continúa  ovulando muchos años después  de la edad  de inicio de la infertilidad. El modelo  de selección  de folículo  preovulatorio  propone un escenario  donde  es beneficioso  un pool grande  de folículos en desarrollo.  La reducción  del tamaño de ese pool  puede provocar la selección de un gran número  de oocitos de baja calidad (inviables) en este sistema. El incremento relacionado con la edad en la proporción  de oocitos no viables combinado  con la reducción  relacionada con la  edad en la cuenta de folículos antrales exacerba el problema. En este contexto, la hipótesis del pool limitado  de oocitos es compatible con la reducción  relacionada con la  edad en la calidad de oocitos. En teoría, este modelo no está restringido a los oocitos aneuploides y podría aplicarse a cualquier forma  de calidad  reducida de oocitos.

En humanos, un solo folículo preovulatorio es seleccionado por ciclo. El modelo propuesto implica que los efectos sobre la calidad de oocitos  en especies monovulatorias solamente se observan  cuando la cuenta  de folículos antrales  es muy pequeña.  Sin embargo, varios aspectos de la biología ovárica  limitan el tamaño funcional de la reserva ovárica durante el envejecimiento reproductivo. Una sustancial proporción de mujeres tienen baja cuenta  de folículos antrales en la  edad de 35 años.  Más aún, la selección del folículo dominante ocurre  en una ventana de corto tiempo (pocos días) y solamente una proporción de folículos antrales  están en un estado apropiado para la selección durante  la ventana, particularmente en mujeres de edad avanzada.  Es posible  que ocurra un efecto similar al pool limitado  de oocitos en la fase temprana  del declive de la fertilidad relacionado con la edad. En esta circunstancia es posible que la reducción de reguladores negativos  como la AMH promueva la formación  de pooles más grandes  de folículos en desarrollo y retarde el inicio de la senescencia reproductiva.

Las funciones  de la AMH se han conservado  en los mamíferos  pero la regulación del tamaño  del pool de folículos en desarrollo puede ser más importante  para ciertas especies.  Por ejemplo, ratones hembras envejecidas  mantienen  un pool de folículos antrales  grandes de tamaño similar   al de las jóvenes pero las primeras los reclutan   de los pooles de folículos primarios más pequeños y tienen  tasas mayores de oocitos aneuploides. En algunas cepas de ratones, la baja reserva ovárica  o el envejecimiento reproductivo  están  asociados  con reducción de la función del cuerpo lúteo.  En estos casos, el mecanismo de infertilidad  puede  manifestarse en una capacidad reducida para mantener el embarazo más que en la producción  de oocitos de baja calidad. Por lo tanto, es posible  que la selección  tenga sistemas preservados  que generan  un pool de folículos en desarrollo comparativamente más grande  cuando la  reserva  ovárica es baja. Los cambios más grandes  en los niveles extrafoliculares  de AMH ocurren  a través de la vida de la mujer, lo que sugiere  que regula procesos  de larga duración.  Cualquier inhibición  de la activación de folículos primordiales   mediada por la AMH es más fuerte  en etapas tempranas de la vida reproductiva, con  disminución  del efecto a medida que avanza la edad.  En el contexto  de la hipótesis del pool limitado de oocitos, la calidad y cantidad de  oocitos  son factores importantes para la fertilidad.  La AMH puede ayudar a generar  un pool de folículos en desarrollo  que sea optimo para la reserva ovárica. En este sentido se han propuesto tres hipótesis sobre las posibles funciones biológicas de la AMH. (1) La disminución  de AMH en las etapas tardías de la vida reproductiva  estimula un incremento en la tasa relativa  de activación de folículos  primordiales.  El incremento en la tasa de activación  resulta en una depleción más rápida  de la reserva ovárica pero puede permitir al pool de folículos en desarrollo permanecer  más tiempo para que la fertilidad  a su vez dure mayor tiempo.  (2) Las hembras  con reserva ovárica pequeña  en la pubertad  tienen niveles bajos de AMH y proporcionalmente altas tasas de activación de folículos primordiales en la vida reproductiva. La tasa absoluta  de activación de folículos primordiales  es baja pero los niveles reducidos de AMH pueden mitigar  el efecto  de la reserva ovárica baja  y permitir a la mujer  mantener  un pool de folículos en desarrollo relativamente grande. (3) Las hembras con una gran reserva ovárica en la pubertad tienen niveles altos de AMH y proporcionalmente  bajas tasas de activación de folículos primordiales en las etapas tempranas  de la vida reproductiva. En esta circunstancia, en la mujer con una gran reserva ovárica, la inhibición de la activación de folículos primordiales extenderá la vida reproductiva  mientras un gran pool  de folículos en desarrollo  permitirá una alta fertilidad. 

En conclusión, la AMH altera la tasa relativa  de activación   de folículos primordiales de una manera dependiente de contexto para maximizar  el tiempo de  vida reproductiva. El control de la activación de folículos primordiales es complejo y esta función  de la AMH  es parte  de un sistema más grande con múltiples  reguladores interactuando.  La tasa de activación de folículos primordiales  determina el tamaño  del pool de folículos en desarrollo el cual, a su vez, determina cuantos oocitos  son disponibles para la selección del folículo preovulatorio.

Fuente: Pankurst MW (2017). A putative role for anti-Müllerian hormone (AMH) in optimising ovarian reserve expenditure reserve expenditure. Journal of Endocrinology 233: R1-R13.