Rodent models in placental research. Implications for fetal origins of adult disease

Rodent models in rats, mice, and guinea pigs have been extremely helpful to gain insight into pregnancy physiology and pathologies-related. Moreover, they have allowed understanding the mechanism that links an adverse intrauterine environment with the origin of adult disease. In this regard, the effects of diverse maternal conditions, such as undernutrition, obesity, hypoxia, and hyperandrogenism on placental function and its long-term consequences for the offspring, have been widely analyzed through rodents models involving dietary manipulations, modifications in environmental oxygen, surgical and pharmacological procedures that reduce uteroplacental blood flow and administrations of exogenous testosterone and dihydrotestosterone (DHT) mimicking maternal androgen excess. Both in human and in rodent models, these interventions induce modifications of placental morphology, transport of glucose, amino acid, and fatty acids, steroid synthesis, and signaling pathways control placental function. These changes are associated with the increase of pro-inflammatory and oxidative stress markers. For its part, offspring exhibit alterations in organs involved in metabolic control such as the hypothalamus, adipose tissue, liver, skeletal muscle, and pancreas altering the intake and preferences for certain foods, the metabolism of glucose and lipid, and hormonal function leading to fat accumulation, insulin resistance, fatty liver, dyslipidemia, and elevated glucose levels. Therefore, the present review discusses the evidence emerging from rodent models that relate maternal nutrition, hypoxia, and androgen exposure to the maternal mechanisms that lead to fetal programming and their metabolic consequences in postnatal life.(AU)

Eficiência e controle da reprodução de peixes de interesse comercial / Efficiency and control reproductive in fish farming

O controle da reprodução é essencial para peixes de interesse comercial e pode ser utilizado tanto para estimular quanto para inibir a atividade reprodutiva. O objetivo do presente trabalho foi revisar os mecanismos de controle reprodutivo e como são aplicados na produção comercial de peixes. A manipulação de fatores bióticos e abióticos, a aplicação de tratamentos hormonais, o uso de técnicas de fertilização in vitro e de criopreservação de sêmen consistem em estratégias para promover ou aumentar a reprodução de peixes em cativeiro. Para ilustrar a utilização dessas técnicas na piscicultura, foram apresentados diversos exemplos de manejo e tecnologias reprodutivas no cultivo de tilápia nilótica, tambaqui e salmão, peixes de grande interesse nacional e/ou internacional. Na produção comercial de peixes também se pode buscar a inibição da reprodução. Isso geralmente ocorre quando o interesse do piscicultor é promover o crescimento corporal. Nesses casos, as técnicas mais utilizadas envolvem a inversão sexual e a manipulação cromossômica para induzir androgênese, ginogênese, triploidia e tetraploidia. Embora cada uma dessas técnicas em si seja um considerável avanço, maiores impactos na cadeia produtiva poderão ser alcançados pela integração daquelas que apresentarem uma boa relação custo-benefício à sistemas de produção.(AU)

In fish farming, the control of reproduction is essential and used both to stimulate and to inhibit the reproductive activity. In this paper, we review the mechanisms of reproductive control and their application on commercial production of fish. The manipulation of biotic and abiotic factors, application of hormonal treatments, protocols of in vitro fertilization and semen cryopreservation are the mainly strategies used to promote or increase the fish reproduction in captivity. Important fish species of national and international aquaculture (Nile tilapia, salmon and tambaqui) illustrate the mainly reproductive managements. When the interest of producers is to optimize the fish growth, they generally use strategies for reproductive inhibition. In such cases, the techniques used are the sexual inversion and chromosomal manipulations for androgenesis, gynogenesis, triploidy and tetraploidy induction. Although each of these techniques in itself is a considerable step forward, it is necessary to evaluate the cost-effective of each one and to integrate them to the total production system for achieving greater impacts in aquaculture.(AU)

Eficiência e controle da reprodução de peixes de interesse comercial / Efficiency and control reproductive in fish farming

O controle da reprodução é essencial para peixes de interesse comercial e pode ser utilizado tanto para estimular quanto para inibir a atividade reprodutiva. O objetivo do presente trabalho foi revisar os mecanismos de controle reprodutivo e como são aplicados na produção comercial de peixes. A manipulação de fatores bióticos e abióticos, a aplicação de tratamentos hormonais, o uso de técnicas de fertilização in vitro e de criopreservação de sêmen consistem em estratégias para promover ou aumentar a reprodução de peixes em cativeiro. Para ilustrar a utilização dessas técnicas na piscicultura, foram apresentados diversos exemplos de manejo e tecnologias reprodutivas no cultivo de tilápia nilótica, tambaqui e salmão, peixes de grande interesse nacional e/ou internacional. Na produção comercial de peixes também se pode buscar a inibição da reprodução. Isso geralmente ocorre quando o interesse do piscicultor é promover o crescimento corporal. Nesses casos, as técnicas mais utilizadas envolvem a inversão sexual e a manipulação cromossômica para induzir androgênese, ginogênese, triploidia e tetraploidia. Embora cada uma dessas técnicas em si seja um considerável avanço, maiores impactos na cadeia produtiva poderão ser alcançados pela integração daquelas que apresentarem uma boa relação custo-benefício à sistemas de produção.

In fish farming, the control of reproduction is essential and used both to stimulate and to inhibit the reproductive activity. In this paper, we review the mechanisms of reproductive control and their application on commercial production of fish. The manipulation of biotic and abiotic factors, application of hormonal treatments, protocols of in vitro fertilization and semen cryopreservation are the mainly strategies used to promote or increase the fish reproduction in captivity. Important fish species of national and international aquaculture (Nile tilapia, salmon and tambaqui) illustrate the mainly reproductive managements. When the interest of producers is to optimize the fish growth, they generally use strategies for reproductive inhibition. In such cases, the techniques used are the sexual inversion and chromosomal manipulations for androgenesis, gynogenesis, triploidy and tetraploidy induction. Although each of these techniques in itself is a considerable step forward, it is necessary to evaluate the cost-effective of each one and to integrate them to the total production system for achieving greater impacts in aquaculture.

Indução e sincronização de estro em ovelhas: desafios e potencial / Estrous induction and synchronization in ewes: challenge and potential

O conhecimento da dinâmica endócrina do ciclo estral permitiu o desenvolvimento de protocolos hormonais, isolados ou associados às técnicas de manejo, para controlar a apresentação do estro e da ovulação. Os protocolos convencionais envolvem dispositivos intravaginais impregnados com progesterona ou progestágenos e prostaglandinas ou seus análogos, em conjunto com gonadotrofina coriônica equina (eCG), visando à produção de folículos saudáveis em um ambiente de baixas concentrações de gonadotrofinas e estrógenos ou luteólise com uma subsequente fase folicular culminando em ovulação. Na indução ou sincronização do momento da ovulação, com os mesmos regimes aplicados em bovinos, são usadas gonadotrofinas (eCG; gonadotrofina coriônica humana; hCG; hormônio folículo estimulante; FSH), GnRH (fator liberador de gonadotrofinas) ou estrógenos. Contudo, mais estudos são necessários para a produção de ovinos em larga escala, do tipo “verde, ético e limpo”, a ativação da reprodução por meio de métodos nutricionais, de manejo ou do uso de menos hormônios exógenos. Esta revisão aborda os métodos que vêm sendo utilizados para sincronização de estro em ovelhas, bem como as alternativas que existem à hormonioterapia.(AU)

The knowledge of estrous cycle endocrine dynamics allowed the development of hormonal protocols, isolated or associated with management techniques to control the onset of estrous and ovulation. Conventional protocols involve intravaginal devices impregnated with progestagens or progestin and prostaglandins or their analogues, in conjunction with equine chorionic gonadotrophin (eCG), yielding healthy follicles in environment of low concentrations of gonadotrophins and oestrogens or a luteolisis with a subsequent follicular phase culminating in ovulation. Synchronization of time or induction of ovulation using the same regimens as applied in cattle, using various gonadotrophins (equine chorionic gonadotrophin - eCG; human chorionic gonadotrophin hCG; stimulate follicle hormone - FSH), GnRH (gonadotrophin releasing factor)or oestrogens. However, more studies are needed for ovine industry on a large scale, such as “green, clean and ethical”, enabling playback through nutritional methods, management or use of exogenous hormones less that it should becomes object of investigation. This review covers the methods that have been used for estrous synchronization in ewes, as well as the alternatives that exist to hormonetherapy.(AU)

Indução e sincronização de estro em ovelhas: desafios e potencial / Estrous induction and synchronization in ewes: challenge and potential

O conhecimento da dinâmica endócrina do ciclo estral permitiu o desenvolvimento de protocolos hormonais, isolados ou associados às técnicas de manejo, para controlar a apresentação do estro e da ovulação. Os protocolos convencionais envolvem dispositivos intravaginais impregnados com progesterona ou progestágenos e prostaglandinas ou seus análogos, em conjunto com gonadotrofina coriônica equina (eCG), visando à produção de folículos saudáveis em um ambiente de baixas concentrações de gonadotrofinas e estrógenos ou luteólise com uma subsequente fase folicular culminando em ovulação. Na indução ou sincronização do momento da ovulação, com os mesmos regimes aplicados em bovinos, são usadas gonadotrofinas (eCG; gonadotrofina coriônica humana; hCG; hormônio folículo estimulante; FSH), GnRH (fator liberador de gonadotrofinas) ou estrógenos. Contudo, mais estudos são necessários para a produção de ovinos em larga escala, do tipo “verde, ético e limpo”, a ativação da reprodução por meio de métodos nutricionais, de manejo ou do uso de menos hormônios exógenos. Esta revisão aborda os métodos que vêm sendo utilizados para sincronização de estro em ovelhas, bem como as alternativas que existem à hormonioterapia.

The knowledge of estrous cycle endocrine dynamics allowed the development of hormonal protocols, isolated or associated with management techniques to control the onset of estrous and ovulation. Conventional protocols involve intravaginal devices impregnated with progestagens or progestin and prostaglandins or their analogues, in conjunction with equine chorionic gonadotrophin (eCG), yielding healthy follicles in environment of low concentrations of gonadotrophins and oestrogens or a luteolisis with a subsequent follicular phase culminating in ovulation. Synchronization of time or induction of ovulation using the same regimens as applied in cattle, using various gonadotrophins (equine chorionic gonadotrophin - eCG; human chorionic gonadotrophin – hCG; stimulate follicle hormone - FSH), GnRH (gonadotrophin releasing factor)or oestrogens. However, more studies are needed for ovine industry on a large scale, such as “green, clean and ethical”, enabling playback through nutritional methods, management or use of exogenous hormones less that it should becomes object of investigation. This review covers the methods that have been used for estrous synchronization in ewes, as well as the alternatives that exist to hormonetherapy.

CINÉTICA DE MATURAÇÃO NUCLEAR E FECUNDAÇÃO IN VITRO DE OÓCITOS BOVINOS IMATUROS INJETADOS EM FOLÍCULO PRÉ OVULATÓRIO

produção de embriões bovinos pode ser realizada por biotécnicas in vivo e in vitro. Na produção in vivo utiliza-se a superestimulação ovariana para promover múltiplas ovulações. Com esse intuito, protocolos de superestimulação ovariana foram desenvolvidos. Porém, as vacas doadoras de embriõess são submetidas a vários manejos e ao estresse hormonal durante os procedimentos de superovulação e colheita de embriões. Além disso, algumas vacas não respondem aos protocolos de superovulação. Tais dificuldades na produção in vivo de embriões não são observadas na produção in vitro que consiste em realizar in vitro a maturação e fecundação dos oócitos e cultivo inicial do desenvolvimento embrionário. No entanto, embriões produzidos in vivo possuem qualidade superior aos produzidos in vitro, o que acarreta maior criotolerância e melhores resultados de prenhez. Sendo assim, uma alternativa para melhorar a qualidade embrionária e evitar as dificuldades da produção in vivo é a utilização da técnica de injeção intrafolicular de oócitos (IIFO). Porém, a produção de embriões por essa técnica ainda é baixa e variável entre as vacas. Dessa maneira, o objetivo do estudo foi verificar se o processo de maturação in vivo de vários oócitos em folículo pre ovulatório está relacionado com a baixa produção de embriões pela técnica de IIFO. Para isso, dois experimentos foram realizados para avaliar a cinética de maturação (Experimento 1) e a fecundação in vitro (Experimento 2) de oócitos maturados em folículo pré ovulatório após IIFO. Verificou-se que a maturação de oócitos em folículo pré ovulatório por 20 horas não altera a cinética de maturação e aumenta a capacidade de fecundação in vitro em relação aos oócitos que foram maturados in vitro. Portanto, a maturação de vários oócitos no folículo pré ovulatório não é o fator determinante para a baixa produção de embriões pela técnica de IIFO.

The production of bovine embryos can be performed by in vivo and in vitro biotechniques. In in vivo embryo production, ovarian superstimulation is used to promote multiple ovulations. For this purpose, ovarian superstimulation protocols were developed. However, embryo donor cows are subjected to several manipulations and hormonal stress during superovulation and embryo collection procedures. In addition, some cows do not respond to superovulation protocols. Such difficulties in the in vivo embryo production are not observed in the in vitro technique, that consists in performing, via in vitro, the maturation and fecundation of the oocytes and initial culture of the embryonic development. However, embryos produced in vivo have superior quality when compared to those produced in vitro, which leads to greater cryotolerance and better pregnancy results. Thus, an alternative to improve embryo quality and to avoid the difficulties of in vivo production is the use of intrafollicular oocyte injection technique (IFOI). However, the production of embryos by this technique is still low and variable among cows. Thus, the objective of the study was to verify if the process of in vivo maturation of several oocytes in pre ovulatory follicle is related to a low production of embryos by the IFOI technique. For this purpose, two experiments were performed to evaluate maturation kinetics (Experiment 1) and in vitro fecundation (Experiment 2) of oocytes matured in pre ovulatory follicle after IFOI. It was found that the maturation of oocytes in the pre ovulatory follicle for 20 hours does not alter maturation kinetics and increases in vitro fertilization capacity in relation to oocytes that were matured in vitro. Therefore, the maturation of several oocytes in the preovulatory follicle is not the determining factor for low embryo production by the IFOI technique.