FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL DESARROLLO
MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA
MEJORAMIENTO GENÉTICO

FREEMARTIN EN BOVINOS



1. INTRODUCCIÓN

El síndrome Freemartin es una de las diferentes anormalidades reproductivas, que se pueden presentaren la cría del ganado bovino y que trae como consecuencia la disminución en la eficiencia reproductiva del hato y problemas en el rendimiento económico del mismo.

Esta anormalidad es un tipo de infertilidad que afecta principalmente a hembras del ganado bovino nacidas en partos gemelares heterosexuales, estando caracterizado por un subdesarrollo del tracto reproductivo.

Las alteraciones anatómicas provocadas por esta afección provocan: reversión gonadal hacia testículo, presencia de ovotestis y desplazamiento de los genitales externos femeninos con características de genitales de macho. Dentro de las posibles causas de esta anormalidad estan: el intercambio de sangre a través una anastomosis vascular corioalantoidea de células germinales primordiales y hormonas producidas por las células de Sertoli del embrión macho a su hermana hembra a partir del día 39 de gestación.

OBJETIVO GENERAL

* Incrementar mis conocimientos sobre el freemartinismo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
* Conocer las causas por las que se origina el freemartinismo.
* Establecer las técnicas de diagnóstico de revelación de freemartin.
* Mencionar acerca de los usos que se logra con el freemartin.

2. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Concepto de Freemartinismo
(6)Un freemartin o libre-Martin es un mamífero hembra infértil que tiene un comportamiento masculinizado y ovarios no funcionales. Genéticamente y externamente el animal es hembra, pero es estéril porque en el útero de su madre las hormonas del macho se intercambiaron a las de la hembra y así sucesivamente con la de la hembra al macho, convirtiéndose en infértiles.(3)Los freemartin son individuos diferentes, productos de una aberración conocida como quimera. Es conocido que terneras nacidas junto a un ternero (mellizos) son estériles. Hay una fusión de los coriones de los embriones y hay una anastomosis vascular. Es posible ver los cariotipos en los leucocitos observando las poblaciones de leucocitos de acuerdo a su cromosoma sexual. Sus efectos se observan en las gónadas y en el tracto reproductivo. En las hembras son normales hasta 60 días de su vida fetal y luego empiezan a masculinizarse, algunas veces se orienta a la malformación de ovarios llamado ovatesticular, el macho no presenta muchos trastornos, pero las hembras son las afectadas.

2.2 Historia
(6)El médico del siglo 18 John Hunter descubrió que un freemartin siempre tiene un hermano mellizo macho.
Fue una hipótesis a principios del siglo 20 que los factores de masculinización viajan del gemelo macho a la gemela hembra a través de las conexiones vasculares de la placenta debido a la fusión vascular y afectan a la anatomía interna de la hembra.
Varios investigadores hicieron el descubrimiento de que algunos resultados freemartin son cuando un feto femenino tiene su fusible corion en el útero con la de un gemelo masculino. El resultado fue publicado en 1916 por Tandler y Keller. El descubrimiento fue realizado de forma independiente por el biólogo estadounidense Frank R. Lillie, quien lo publicó en Science en 1916. A Ambos equipos se les atribuye el descubrimiento.
En las zonas rurales afirman a menudo que esta condición no era sólo propia del ganado, que también se extiende a los gemelos humanos, lo que perpetúa en la creencia de lasgeneraciones, como se ha mencionado en los escritos de Beda.

2.3 Mecanismo
En la mayoría de los gemelos de ganado, los vasos sanguíneos de los coriones se interconectan, permitiendo que la sangre de cada gemelo fluya alrededor de la otra. Si ambos fetos son del mismo sexo no se le da ninguna importancia, pero si son diferentes, las hormonas masculinas pasan del gemelo macho a la gemela hembra. Las hormonas masculinas a continuación masculinizan a la gemela femenina, y el resultado es un freemartin. El grado de masculinización es mayor si la fusión se produce antes en el embarazo. Alrededor del diez por ciento de los casos no se realiza la fusión y la hembra sigue siendo fértil.
El gemelo macho no se ve afectado por la fusión, aunque el tamaño de los testículos puede ser ligeramente reducido. El tamaño de los testículos esta asociado con la fertilidad, con lo que puede haber una cierta reducción en la fertilidad del toro.
Los Freemartins se comportan y crecen de una manera similar a los bovinos machos castrados (novillos).

2.4 Intersexos
(3)Son aquellos individuos que poseen tejidos gonadales de diferente sexo.
Y existen:
* Hermafroditas verdaderos son aquellos que tienen los dos órganos sexuales.
* Pseudohermafroditas son aquellos que corresponden a un sexo pero poseen características del otro sexo, sin poseer los dos de dos individuos indiferentes.
* También existe otra forma de clasificar a los intersexos que es:
* Cromosomal que es cuando las anormalidades sexuales se desarrollan en el cromosoma sexual.
* Gonadales.-son los que tienen cariotipo normal, pero que las gónadas no correspondenal otro cromosoma sexual.
* Fenotípicos son los que tienen cariotipo y gónadas normales pero tienen anormalidades en parte o totalidad de su tracto reproductivo y en otras características sexuales.

2.5 Causas
(2)Varios factores influyen en la frecuencia de los partos múltiples en una raza determinada de ganado vacuno, entre los que encontramos:
* Edad de la vaca: La frecuencia de partos múltiples en las vacas de menos de 3 años de edad es muy baja, aumenta hasta los 6 a 10 años de edad, disminuyendo nuevamente la frecuencia después de esa edad.
* Época del año en que ha tenido lugar la concepción: No es muy clara la influencia de la variación estacional, aunque si la concepción tiene lugar durante el otoño, aparece un aumento de los partos múltiples comparado con otras épocas del año.
* Heredabilidad: Es muy baja, de aproximadamente 0 , por lo que la influencia de la herencia sobre la variación de la frecuencia de los partos múltiples es muy pequeña.
* Repetibilidad: Si una vaca pare una vez mellizos, la posibilidad de partos múltiples en sus subsiguientes gestaciones es 3 a 4 veces mayor que para el promedio de la población.
* Alteraciones en el equilibrio hormonal: La poliovulación y los partos múltiples se han conseguido en vacas de razas de carne por medio de aplicaciones hormonales antes del período de celo. La mayor dificultad radica en regular la dosis hormonal ajustandose a la particularidad de cada vaca. Una quinta parte de las vacas tratadas paren mellizos. En general, este tratamiento no presenta aspectos perjudiciales. El porcentaje neto de parición mas alto obtenido portratamientos hormonales ha sido del 134 %. Estos tratamientos hormonales tienen importancia actualmente para la obtención de óvulos para el trasplante embrionario.

2.6 Inconvenientes
Como regla general, cuanto mas pronunciada es la tendencia a partos simples en una especie animal, menor sera la viabilidad de la descendencia en los partos múltiples que se puedan presentar.
Los terneros nacidos en partos dobles tienen término medio al nacer un peso 20-30% mas bajo que en el caso de nacimiento de un solo ternero, siendo la duración de la gestación menor que en partos simples.
La mortalidad perinatal es 3 a 4 veces mas alta que en partos únicos, causada en primer lugar por distocias, ya que aunque los terneros son de reducido tamaño, muchas veces se molestan en su paso por el canal del parto.
En segundo lugar, generalmente uno de los terneros es mas débil, siendo frecuentemente abandonados por la vaca que amamanta sólo al mas fuerte.
Pero el problema mas grave radica en que el intervalo entre partos es mas largo después de un parto múltiple, ya que es mas difícil lograr la concepción siguiente debido a un aumento de retenciones placentarias y a la esquilmación de las reservas de la vaca por la doble gestación y el doble amamantamiento. Por lo tanto, en nuestras condiciones de cría, el ternero de mas ganado un año, se pierde al siguiente. Esto podría solucionarse con un buen tratamiento veterinario por las retenciones placentarias y haciendo destete hiperprecoz o precoz en las vacas que parieron mellizos.
Por otra parte, aproximadamente el 90 % de las terneras nacidas gemelas con machos son estériles (freemartin) debido aldefectuoso desarrollo de los órganos genitales. En la mayoría de los casos, las membranas fetales de los mellizos del ganado vacuno se fusionan en el estado inicial del desarrollo embrionario, estableciéndose una anastomosis vascular entre los fetos. Las células germinales primarias son transportadas con la corriente sanguínea de un mellizo a otro, originando de esta forma una fusión (quimerismo) de las células germinales en el feto. Esto ocurre ya cuando el feto ha alcanzado una longitud de 10-12 mm. No hay aún comprobación genética de que los gametos funcionales sean producidos por las células germinales trasplantadas y no se ha podido explicar por qué solo resulta afectado el desarrollo sexual de los fetos hembra por este quimerismo de las células germinales. El desarrollo genital y fertilidad de los machos nacidos cogemelares con las hembras es perfectamente normal.
En las freemartin el ovario permanece muy pequeño, el útero y la vagina se encuentran subdesarrollados (no se palpa útero por tacto) y con frecuencia no existe comunicación entre ambos, siendo la vagina meramente un fondo de saco. La vulva es muy pequeña y el clítoris por lo general grande. Las mamas son mas pequeñas que lo normal. Al alcanzar la madurez, las vaquillonas freemartin presentan un aspecto de novillo y no tienen celos.
En un 10 % de los casos las membranas fetales no se fusionan, o se fusionan en una fase mas tardía del desarrollo embrionario, siendo la ternera tan fértil como las nacidas de partos únicos.
El freemartinismo no es un problema ya que su incidencia es muy baja y porque la hembra, una vez detectada, se engorda o vende comoinvernada.

2.7 INCIDENCIA
(5)La incidencia del freemartinismo, depende de la incidencia de gestaciones gemelares, que varían de acuerdo a edad y raza del animal, siendo para Simmental del 2.4 - 4.6%, para Holstein Fresian del 0.5 - 4.2% y en Charolaise del 2.5 - 3.2%.
Según Kästli, 1978, dentro de las gestaciones gemelares entre el 1 el 10% son monocigóticas y el porcentaje restante son dicigóticas, representadas por un 25% de gestaciones macho-macho, otro 25% hembra-hembra y el 50% restante macho-hembra, de estas entre el 91.9% y el 95.7% son Freemartin, el porcentaje restante pueden ser normales y funcionales.
En partos individuales, también se han reportado anormalidades intersexuales en las hembras, lo que hace pensar que cerca de un 2.9% de estas gestaciones habrían tenido un individuo macho que probablemente se reabsorbió en etapas tempranas de la gestación.

2.8 IMPEDIMENTO
(4)Desafortunadamente no parece haber una buena estrategia para ello.
Numerosos equipos científicos estan trabajando en la secuencia del ADN con tal de localizar los genes responsables de los partos gemelares.
Brian Kirkpatrick, especialista en genética de la Universidad de Wisconsin, sugiere la posibilidad de que en un futuro exista un simple test que permita a los productores saber si sus vacas poseen genes asociados a la incidencia de partos gemelares o no.
De hecho, el laboratorio que dirige Kirkpatrick ha descubierto que por lo menos un gen en cada uno de los cromosomas 5 y 19 son responsables de la predisposición hacia los partos gemelares, y existe la sospecha que por lo menos otros dos genes relacionados con este caracter seranidentificados en breve.
Wiltbank afirma ademas que algún día se va a poder disponer de terapias hormonales en este sentido.
Mientras tanto, la estrategia a seguir debe orientarse hacia estas practicas:
* Identificación temprana de vacas con gestaciones gemelares.
* Alimentación adecuada para este tipo de vacas.
* Prestar una atención extra a las vacas con gestaciones gemelares durante la gestación y el parto. Estas vacas paren habitualmente por lo menos siete días antes de cumplir, por lo que hay que estar preparado para partos adelantados y dificultades durante los mismos.

2.9 Técnicas de Diagnóstico
(1) Las técnicas basicas tradicionalmente empleadas para el diagnóstico del síndrome freemartin han sido: la examinación clínica; la prueba de tolerancia de homoinjerto; la prueba de tipos sanguíneos; y el analisis citogenético. Sin embargo, actualmente la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) nos ofrece una herramienta útil para el diagnóstico preciso y oportuno de esta patología.
2.9.1 Examen Clínico
En el freemartin hay algunos signos clínicos especialmente concernientes a los órganos genitales, sin embargo, algunas veces la apariencia de los órganos genitales externos de la ternera recién nacida es relativamente normal.
En vaquillas de aproximadamente 1 año de edad, se puede establecer el marcado arresto en el desarrollo de la vagina, cérvix, útero y gónadas. En los animales mas jóvenes donde es imposible la examinación rectal, se debe insertar un tubo-prueba lubricado de ½ a ¾ de pulgada vía vaginal, en vaquillas de 3 - 6 semanas de edad la longitud de la vagina en las freemartin es de7.4 ± 2.5 cm. En terneras normales de la misma edad esta longitud es de 14 ± 2.8 cm. En una vaca la longitud normal de la vagina es de 30 cm., mientras en una freemartin sólo es de 8 - 10 cm. y la examinación rectal confirmara la ausencia de cérvix. Algunas veces la freemartin presenta elongación del clítoris y una borla de pelos en la comisura inferior de la vulva, características inconsistentes no muy confiables.
2.9.2 Prueba de Tolerancia a Homoinjerto
Si la anastomosis vascular toma lugar entre los gemelos, éstos tendran una mezcla de células sanguíneas (quimerismo hematopoyético). En el caso de partos gemelares de macho y hembra en el bovino, este quimerismo permite el diagnóstico del posible freemartinismo de la ternera, ya que ambos presentaran los mismos antígenos de superficie y por lo tanto seran altamente tolerantes al trasplante de piel del co-gemelo.
Sin embargo, la prueba de tolerancia de homoinjerto es complicada y el macho gemelo no siempre esta disponible, por lo que una prueba de laboratorio es necesaria.
2.9.3 Analisis de Grupos Sanguíneos
Dado que en la anastomosis vascular entre gemelos dicigóticos, ambos tendran dos poblaciones de eritrocitos con diferente juego de antígenos de superficie. Esto puede ser detectado por prueba de hemólisis usando una serie de reactivos de grupos sanguíneos específicos. Una suspensión de células mostrara sólo hemólisis parcial para un reactivo, con el cual cada uno debería normalmente completar hemólisis o no tener reacción para un ternero nacido único. Con anastomosis vascular los determinantes antigénicos de los grupos sanguíneos de las células rojas de ambosterneros estan presentes en cada uno de los gemelos.
2.9.4 Analisis Citogenético
Aunque el estudio de tipos sanguíneos había sido usado como diagnóstico de rutina del freemartin, fue reemplazado por el analisis citogenético para la identificación de los cromosomas sexuales.
En el método citogenético para el diagnóstico de freemartinismo se observa la posible condición quimérica (XX/XY) en cualquiera de los gemelos heterosexuales, sin embargo, lo recomendable es muestrear a ambos gemelos ya que el porcentaje de células tiende a ser similar en ambos, es decir, cuando la hembra tiene casi enteramente células XX, el macho estara muy similar en su proporción de células con complemento cromosómico XY. Estadísticamente 90 células XX tienen que ser contadas antes de que uno pueda estar 99% seguro de que no hay células XY presentes en la hembra en un nivel del 5%.
2.9.5 Analisis Molecular (PCR)
Recientemente la invención de la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y el uso de secuencias específicas de DNA del cromosoma Y, constituyen un significativo avance en la detección de freemartin, en especial cuando la ternera tiene pocas células con complemento cromosómico XY, ya que la PCR es un método in vitro altamente sensible que permite producir grandes cantidades (millones o billones) de copias exactas de un fragmento de DNA específico de longitud definida a partir de pequeñas cantidades de DNA.
Con la técnica de PCR el diagnóstico de síndrome freemartin se obtiene rapidamente (6h), sólo se requiere un volumen pequeño de sangre, las muestras que han sido conservadas por varios días en el refrigerador y aun contaminadascon microorganismos, dan resultados exactos, ademas, si no hay tubos disponibles con EDTA o heparina, las gotas de sangre pueden ser preparadas y amplificadas posteriormente permitiendo obtener un diagnóstico preciso y oportuno.

2.10 Usos
(6)Los Freemartin en ocasiones se utilizan en la investigación de células madre y la inmunología. Durante el desarrollo fetal las células se intercambian entre las circulaciones de los gemelos fusionados de la especie bovina. Hasta el 95% de las células sanguíneas del freemartin se puede derivar de las de su gemelo. Las células derivadas del macho y su progenie se pueden visualizar facilmente en los tejidos freemartin, ya que sólo contienen el cromosoma Y masculino. Así, mediante el analisis de estos tejidos, uno es capaz de investigar la capacidad de las células madre hematopoyéticas u otras células que circulan para producir otros tejidos, ademas de sangre. El modelo freemartin permite analizar los animales perfectamente sanos y no manipulados, sin recurrir al trasplante a menudo utilizado en la investigación de células madre.
2.10.1 Usos Ficticios
* En la novela de Aldous Huxley, Brave New World, un 'freemartin' (mencionado en los capítulos 1, 3, 11 y 17) es una mujer que ha sido deliberadamente estéril por exposición a las hormonas durante el desarrollo fetal, en el libro, la política gubernamental requiere freemartin para formar el 70% de la población femenina.
* La novela de  Robert A. Heinlein, Beyond This Horizon muestra 'la inteligente y hermosa repulsivamente pseudo-femenina freemartin' como uno de los tipos especializados de ingeniería genética de los seres humanosque se crearon en el 'Empire of the Great Khans' (Capítulo 2).
* La novela de Robert Heinlein, Farnham's Freehold, el protagonista, Hugh Farnham, se le asigna un compañero de cuarto que se describe como una persona física freemartin.
* En la novela de crimen Freemartin, por David Cohler, un hombre transexual es un asesino.
* En la historia de Avram Davidson 'The House the Blakeneys Built', el ganado son freemartin.
* En el libro de series de fantasía Bazil Broketail de Christopher Rowley, 'freemartin' es el nombre de una raza de dragones hembras estériles.
* En la novela 'football' de Larry Niven y Jerry Pournelle, un personaje femenino se refiere a sí misma como una freemartin.

3. CONCLUSIONES

De la investigación acerca del freemartinismo concluyo que las causas por las que se origina son: Edad de la vaca, época del año en que ha tenido lugar la concepción, heredabilidad, repetibilidad y alteraciones en el equilibrio hormonal.

Se estableció que las técnicas de diagnóstico de revelación para el freemartinismo son: Examen Clínico, prueba de tolerancia a homoinjerto, analisis de grupos sanguíneos, analisis citogenético y analisis molecular (PCR).

Hasta el momento se utiliza el freemartin en la investigación de células madre y la inmunología.

4. RECOMENDACIONES

Hasta el día de hoy no existe ningún método para prevenir los partos gemelares o freemartin, lo que se puede hacer es identificar a las vacas gestantes de 6 a 10 años de edad, para ver si presentar gestaciones gemelares y hacerles el control; En Ecuador como no hay otoño, no se puede identificar en que época del año nacen mas gemelosfreemartin; Observar la ascendencia de la vaca, para ver si es posible que en su pedigree haya habido partos gemelares, ya que la incidencia es de 3 a 4 veces mayor que para el promedio de la población; y hacer controles con examenes de sangre evaluando las hormonas.

Dependiendo el ojo clínico que vaya a analizar si un bovino es freemartin o no, se debe evaluar las siguientes técnicas de diagnóstico que ayudaran a revelar dicho problema en bovinos; Examen Clínico, Prueba de Tolerancia a Homoinjerto, Analisis de Grupos Sanguíneos, o Analisis Citogenético; pero el que los expertos recomiendan ahora por lo que es mas efectivo es el del Analisis Molecular (PCR), porque se obtiene sólo en 6 horas el resultado y requiere un volumen pequeño de sangre, aunque las muestras hayan sido conservadas por varios días en el refrigerador y estén contaminadas con microorganismos, dan resultados exactos, ademas, si no hay tubos disponibles con EDTA o heparina, las gotas de sangre pueden ser preparadas y amplificadas posteriormente permitiendo obtener un diagnóstico preciso y oportuno.

La utilidad del freemartin en nuestro medio es de gran apoyo, ya que colabora en la investigación de células madres para curar el cancer, ademas de que el trasplante de células madre hematopoyéticas se ha usado para tratar múltiples enfermedades como talasemias, anemia falciforme, anemia de Fanconi, errores congénitos del metabolismo, anemia aplasica grave, inmunodeficiencias combinadas graves; y con esto ayuda a salvar vidas humanas.