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Fertility Window and its impact on programmed coitus

Subfertility is defined as the incapacity to achieve a clinical pregnancy after 12 months of “normal unprotected coitus.” When referring to ‘normal coitus”, the frequency should be taken into account and its temporal relation with ovulation.

Insofar as frequency, it has been proven that the accumulated probability of one year for pregnancy increases when there are at least two coital relations per week (Table 1). (1) (2)

Woman´s AgeCoitus 2/weekCoitus 1/week
19 to 26 years old8%15%
27 to 34 years old13-14%22-24%
35 to 39 years old18%29%

Table 1. Probability of no  pregnancy after 12 months of exposure according to the woman’s age and weekly coital frequency.xposición según la edad de la mujer y frecuencia coital-semana

In reference to the moment, it has been documented that incorrect programming of coital relations as  referred to the woman’s fertile days during the menstrual cycle, affects the probability of pregnancy. Fertile days in which unprotected coitus may result in conception is known as the “fertility window.” Although there is consensus in which the fertility window closes on the day of ovulation, its  start and therefore its duration vary between couples with a range between <1  to >5 days. The duration of the fertility window is directly related to the probability of pregnancy.(3) 

“Programmed coitus” is based on the ability to detect in a prospective manner this fertility window and thus maximize the probability of conception. (4)The majority of women ovulate 14 days before the onset of the first day of menstrual flow.  However,  due to the fact that there is a  large variation in the duration of menstrual cycles (counted from the first day of menstrual flow until the day before the following menstruation) between women and even in the same woman, the sole utilization of the menstrual cycle can be a very unreliable method to predict ovulation.

The transvaginal ultrasound performed by trained clinical personnel is the standard of reference to establish the moment of ovulation.  However, there are practical and economical home methods that can predict the fertile period in a large percentage of women.

Among these are the levels measured through urine of hormones such as the luteinizing hormone (LH) and estrogens, the tracking of basal body temperature and the evaluation of cervical mucus and saliva.

It is important to review the pros and cons of each of these methods and available devices in the marketplace used for measuring these levels in those women who iniate their pursuit of pregnancy so that they may have  more probability of achieving conception in an effective manner.

The popularity of applications on the web that detect fertile days based on software for use on a “Smartphone” is increasing.  Although the majority of these applications are only based on the duration of menstrual cycles and the date of the last menstruation, there already exist some which incorporate hormonal analysis, and/or tracking of body temperature.  (5)

La observación del moco cervical a lo largo del ciclo menstrual es el método más económico y sencillo para predecir la ovulación. Estudios confirman que la presencia de abundante moco como clara de huevo se correlaciona con el día de la ovulación (determinado por ecografía pélvica) ± 1 día, en un 48 a 75% de las mujeres. Cuando el período se extiende a -1 a +2 días con respecto al día de la ovulación, la sensibilidad del moco para detectar la ovulación es igual o superior al 90%. (4) 

El moco cervical es secretado por las glándulas cervicales y endocervicales a la entrada del útero.  Su apariencia varía a lo largo del ciclo menstrual. Es grueso, escaso y viscoso fuera del período ovulatorio formando una barrera al paso de los espermatozoides.  Durante el período ovulatorio por acción de los estrógenos aumenta su contenido de agua haciéndose más fluido y receptivo al paso de los espermatozoides.  Las mujeres perciben este tipo de moco como una descarga vaginal acuosa que semeja la clara de huevo cruda y que es filante al estirarlo (Fig 1a y 1b).  La presencia de este moco “como clara de huevo” puede servir para la programación del coito dirigido.

Aunque actualmente en desuso, el test postcoital se utiliza para ver si los espermatozoides son capaces de sobrevivir en los fluidos cervicales de la mujer. Esta prueba se efectúa durante el período peri ovulatorio, cuando el moco cervical es más receptiva a la penetración de los espermatozoides. La técnica consiste en la inserción de un espéculo en la vagina por parte del médico quien toma una muestra de moco del canal cervical. Este fluido se analiza microscópicamente para comprobar las características del moco y se considera positivo ante la presencia de al menos un espermatozoide con motilidad progresiva en una magnificación de x400. La pareja debe tener relaciones sexuales de 6 a 10 horas antes de su cita. No se recomienda el uso de lubricantes ni de duchas vaginales.  Se ha demostrado la utilidad de la prueba poscoital para evaluar la probabilidad de concepción espontánea en parejas con subfertilidad inexplicada. La determinación de la ventana de fertilidad mediante la realización de pruebas poscoitales seriados iniciando cinco días antes del día estimado de la ovulación para determinar el primer día de una interacción normal entre los espermatozoides y el moco cervical en mujeres con subfertilidad inexplicada muestra una correlación significativa entre la probabilidad de concepción y la duración de la ventana de fertilidad definida como el tiempo en días entre el primer día que se encuentra un test poscoital positivo y el día de la ovulación determinado por ecografía. (3) Al corregir para otras variables, una ventana de fertilidad de cinco días aumenta la probabilidad de embarazo 2.3 veces con respecto a una ventana de 3 días (hazard ratio (HR) 2.3; 95%% Intervalo de confianza (CI) 1.06 – 5.0, P=0.04) mientras una ventana de fertilidad de tan solo un día disminuye la probabilidad de embarazo de manera significativa (HR 0.12; 95%% CI 0.03 a 0.53, P=0.00). Estudios de validación de modelos de predicción de embarazo espontáneo en pacientes con subfertilidad inexplicada de un año encuentran que parejas con un PCT normal tienen 4 veces mas probabilidad de embarazo espontáneo con nacido vivo que aquellas con PCT anormal, luego de ajustar para la edad de la mujer, tipo y duración de la subfertilidad y referenciación por médico general o especialista [HR 3.7; 95% CI: 1.09 – 12.7]. (6) (7) (8)

El incremento de los estrógenos se asocia a un incremento en el contenido de NaCL y a la cristalización del moco cervical y de la saliva en forma de helecho cuando al secarse estas secreciones son vistas bajo el microscopio.

Se han desarrollado microscopios de uso manual por la usuaria para detectar el momento de la ovulación a través del análisis de la cristalización de la saliva en forma de helecho (4).  La recomendación es realizar el examen de la saliva al levantarse o antes o 3 horas después de comer, beber o fumar. Se coloca una gota de saliva de la región sublingual sobre el cristal o lente del microscopio; se espera unos 10 minutos a que la saliva se seque y luego se observa a través del microscopio en búsqueda de la presencia de helecho, helecho incipiente o un patrón irregular de líneas y manchas.

Aunque estudios iniciales sugieren que el helecho salival tiene una baja capacidad para predecir la ovulación con respecto al ultrasonido y la LH sérica en mujeres con ciclos regulares, estudios más recientes muestran una mejor sensibilidad.  Un estudio prospectivo en 22 mujeres entre 22 y 34 años con menstruación regular mostró que un kit que consta de un mini microscopio de bolsillo (x60) con aplicación para el Smartphone que almacena datos sobre el ciclo menstrual y envía alarmas tiene un valor predictivo positivo de 93.3% (95% IC 85.5 a 99.9%) y una sensibilidad de 96.5% (95% IC 90.9a 99.9%) con respecto a la ecografía transvaginal.  En 12 ciclos anovulatorios el kit presentó 2 falsos positivos, con una tasa de falsos positivos del 16.7% y valor predictivo negativo del  90.9% (95% CI 82.1 to 99.7%). (9) (10)Fig2.



Fig 2 Knowhen ovulation Kit (10) Tomado de https://www.knowhen.com/more/saliva-ovulation-test-kit.

Un estudio prospectivo comparó la precisión de un microscopio de mano para visualizar el helecho salival con la evaluación de la LH urinaria para detectar la ventana de fertilidad en 74 mujeres con ciclos menstruales regulares que se realizaron el examen entre el dia 5 al 22 de cada ciclo. (11) La curva de la gráfica del número de mujeres con helecho incipiente y cristalización franca en forma de helecho de la saliva con respecto al día del ciclo menstrual fue paralela a la curva de mujeres con prueba de LH positiva, con un máximo de mujeres con examen positivo el día 16 y 17 del ciclo, respectivamente. Esta diferencia de un día se debe a la secuencia de los picos hormonales que se dan en el ciclo menstrual; el pico de estrógenos (responsable del cambio en el moco) antecede al pico de LH por 24 horas y la ovulación ocurre 9 a 12 horas después del pico de LH

La calidad y cantidad de la saliva puede verse afectada por la ingesta de comida, líquidos, y medicamentos, el cigarrillo, el cepillado de los dientes y el estado de hidratación, entre otros. La FDA recomienda su uso como una ayuda en mujeres con deseo de embarazo; un resultado positivo indica que se puede estar en la ventana de fertilidad (Fig 3)



Fig 3. Detección de la cristalización en helecho de la saliva (tomado de Gunther y cols. 2015 (11)

Para evitar errores potenciales con la autoevaluación, WU, Hui-Ching y cols. introdujeron en una reciente reunión académica un sistema de reconocimiento automático del patrón de helecho salival con una cámara digital x100 y procesamiento de imágenes con una precisión del 84% en 100 muestras salivales. (12)

El seguimiento del aumento de la hormona luteinizante (LH) en la orina de la mujer ha mostrado ser un indicador confiable de ovulación inminente y ayuda a determinar los dos días pico de fertilidad durante el ciclo menstrual.  La ovulación ocurre usualmente 24 a 36 horas después del inicio del pico de LH y 12 horas después de que este alcanza su nivel máximo.

El estradiol es otra hormona clave que actúa a nivel del endometrio y del cuello uterino. El aumento en la concentración de estradiol en la sangre engruesa el endometrio (capa interna de la cavidad uterina donde se anidan los embriones) haciéndolo receptivo para la implantación. También fluidifica el moco del cuello uterino facilitando el paso de los espermatozoides. El inicio del pico de estradiol precede el pico de LH, por lo que la medición de ambas hormonas permite establecer 4 o más días de alta fertilidad (ventana de fertilidad).

Los niveles del principal metabolito del estradiol, la estrona-3-glucuronido (E3G o E1G), aumentan sustancialmente en la orina 3 a 4 días antes de la ovulación por lo que es un excelente predictor del inicio de la “ventana de fertilidad”. Debido a que los espermatozoides pueden vivir hasta cinco días dentro del tracto reproductivo femenino, el conocer cual es la “ventana de fertilidad” mediante la medición del E3G y LH en orina, ayuda a planear con mas calma el mejor momento para el coito.

Finalmente, la medición de la hormona progesterona en suero realizada unos 7 días después de la ovulación, confirma de manera retrospectiva si en efecto se dio la ovulación. En la Figura 4 se puede observar la secuencia de la elevación de las hormonas E3G, LH y progesterona a lo largo del ciclo menstrual con respecto al momento de la ovulación.


Fig 4. Secuencia de la elevación de las hormonas estradiol, LH y progesterona a lo largo del ciclo menstrual con respecto a la ovulación
  • Detección de la ovulación mediante el análisis de la concentración pico de LH en la orina

Es posible detectar el aumento de los niveles de LH en la orina utilizando tests de ovulación caseros.  El ciclo menstrual puede ser de 21a 35 días (contando a partir del primer día de sangrando hasta el día antes de la próxima menstruación) por lo que puede haber una variación en el día de inicio del examen de predicción de la ovulación en la orina.

El control ecográfico de la ovulación puede definir el día de inicio de los exámenes predictores de ovulación en la orina al detectar el folículo dominante responsable de la producción elevada de estrógenos. Este usualmente aparece unos 4 días antes de la ovulación o sea unos 18 días antes del día proyectado de la próxima menstruación. El folículo dominante se visualiza como una estructura con líquido en su interior (ecolúcida) de unos 14 mm que sobrepasa en tamaño a los demás folículos presentes en el ovario.

En caso de no contar con un control ecográfico de la ovulación, es recomendable definir el día de inicio de los exámenes predictores de la ovulación de acuerdo con la longitud del ciclo menstrual.  Por ejemplo, si el ciclo menstrual es de 28 días, es aconsejable iniciar la realización del examen una vez al día a partir del día 11 del ciclo menstrual, pero si este es de 35 días se sugiere iniciarlo más tardíamente, aproximadamente un día 18 del ciclo menstrual. Usualmente es necesario realizar un examen al día durante unos 5 a 6 días consecutivos para detectar la ovulación (tabla 2).

Duracion del ciclo21 o menos2223242526272829303132333435363738394041 o mas
Dia de inicio del examen5567891011121314151617181920212223iniciar 17 dias antes del dia esperado de la proxima menstruación

Tabla 2 Inicio de la prueba de ovulación de acuerdo con la duración del ciclo menstrual

Un resultado del examen en orina positivo indica un incremento en el nivel de LH y ovulación en las próximas 24 a 48 horas.  Los días pico de fertilidad son usualmente dos (el día que el examen marca positivo y el día siguiente). Comercialmente se encuentran dispositivos de venta libre en forma de tirillas o dispositivos en los cuales la aparición de dos rayas o una cruz indica ovulación inminente y otros en forma de dispositivos digitales en los cuales la aparición de un símbolo como por ejemplo una “carita feliz”, indica ovulación inminente (Fig 5a y 5b). Ambos dispositivos cuentan con una punta absorbente que se debe sumergir en orina algunos segundos y luego de una espera de pocos minutos se puede leer el resultado siguiendo las instrucciones de cada inserto. (11) (13)

La imagen tiene un atributo ALT vacío; su nombre de archivo es Imagen6.jpg

Fig 5a Pruebas de ovulación

Fig 5b Prueba de ovulación digital

En las mujeres con ciclos menstruales regulares la LH usualmente tiene una subida y caída rápida o una subida rápida con una caída un poco más lenta o una subida lenta con forma bifásica o de meseta que se traduce en los siguientes hallazgos al realizar el examen de LH en orina una vez al día (Fig 6a, Fig 6b, Fig 6c, Fig 6d, respectivamente). (4)


Fig 6a. Pico normal de LH en orina: subida y caída rápida

Fig 6b. Pico normal de LH en orina: subida y caída lenta
Fig 6c. Pico irregular de LH en orina: subidas y bajadas antes del climax

Fig 6d. Pico irregular de LH en orina con bajas y subidas antes y después del pico

En la práctica, pues, la predicción de la ovulación mediante la detección del aumento de la LH en orina puede no ser tan fácil, especialmente en mujeres con problemas hormonales y/o trastornos de la ovulación y/o menstruación (ej. síndrome de ovario poliquístico o mujeres premenopáusicas) en las cuales se puede observar un aumento de la LH sin que se logre alcanzar el pico necesario para inducir la ovulación. En estos casos puede ser necesario realizar el examen cada 12 horas y consultar un médico especialista para corroborar el momento de la ovulación mediante ecografía transvaginal.

  • Detección de la ventana de ovulación mediante la medición en orina del metabolito del estradiol E3G y la LH.

Más reciente se han introducido al mercado monitores digitales para detectar, no solo el pico de LH indicativo de ovulación inminente, sino también la determinación en orina del metabolito del estradiol (estrona-3-glucuronido – E1G o E3G) para visualizar la ventana de fertilidad de una manera más completa. En un primer ciclo de uso es recomendable iniciar los exámenes el día 6 del ciclo menstrual y tener disponibles unos 10 dispositivos para ser utilizados por mes. Se recomienda la utilización de la primera orina después del sueño mas largo.

En la mayoría de las mujeres se identifican hasta 4 días fértiles cada ciclo menstrual y en una cuarta parte de las mujeres entre 5 a 9 días. La detección del aumento del E3G unos días antes de la ovulación se define como de “alta fertilidad” y la detección del pico de LH un día antes de la ovulación y el día de la ovulación como “fertilidad pico”. (13) En la figura 7 podemos observar la relación del aumento del metabolito E3G y de la LH en orina con la etapa de fertilidad alta y fertilidad pico, respectivamente. En caso de no detectarse días de fertilidad pico en varios ciclos, se recomienda consultar a un médico.


Fig 7. Prueba para determinar la ventana de fertilidad mediante la medicion de E3G y LH en orina. Tomado de https://www.clearblue.com/ovulation-tests/advanced-digital

Se han introducido al mercado aplicaciones de software de seguimiento de la fertilidad para programar las relaciones sexuales (coito dirigido). Un reciente estudio aleatorizado en 785 voluntarias comparó la probabilidad de embarazo acumulado a dos ciclos menstruales entre usuarias de un sistema de detección de la ovulación conectado a la aplicación del Smartphone que mide la hormona LH y un metabolito del estrógeno (E3G), en comparación con usuarias que se expusieron a embarazo sin pruebas de ovulación. La proporción de mujeres embarazadas después de un ciclo fue significativamente mayor en el grupo que utilizó el aplicativo con respecto al grupo control (25.4% vs 14.7%; p < 0.001, respectivamente) y después de dos ciclos, la proporción de embarazadas fue de 36.2% vs. 28.6%; p = 0.026, respectivamente. (14) (13)

Un estudio previo realizado en 653 mujeres entre 21 y 40 años hasta con 2 años de infertilidad, también mostró un incremento significativo en el porcentaje acumulado de embarazo durante los primeros 2 meses de uso de un monitor de fertilidad que detecta tanto el pico de LH como los niveles de estrona-3-glucoronide (E3G) con respecto a un grupo control de mujeres que utilizaron otros métodos de detección de la ovulación (22.7% vs 14.4%, respectivamente).   Aunque, la tasa acumulada de embarazo fue significativamente mayor en mujeres con menos de seis meses de búsqueda de embarazo, el uso de este sistema de detección de la ventana de fertilidad aumentó la probabilidad de embarazo en mujeres que se exponían al embarazo hasta por 2 años. Esto indica que la programación adecuada del coito es un factor para tener en cuenta aún en parejas con infertilidad.  (15)

Conclusión

Existen diferentes alternativas complementarias que ayudan a predecir la ventana y el pico máximo de fertilidad además de la longitud y duración de los ciclos menstruales con aplicativos basados en la web. La información guardada a través de estas aplicaciones puede asistir en el manejo médico de las pacientes que desean un embarazo. La no detección de ovulación por tres meses consecutivos o un fallo en la concepción después de 6 meses de coito programado a través de aplicaciones que detectan objetivamente la ventana de fertilidad puede ser una indicación para agilizar el proceso de estudio de una mujer y su pareja

1. Increased infertility with age in Men and Women. Dunson , David B, Baird , Donna D and Colombo, Bernardo. 2004, Obstet Gynecol, Vol. 103, pp. 51-57.

2. Changes with age in the level and duration of fertility in the menstrual ccle. Dunson , David B, Colombo, Bernardo and Baird, Donna D. 2002, Human Reproduction, pp. 1399-1403.

3. The length of the fertile window is associated with the cance of spontaneously conceiving an ongoing prengnancy in subfertile couples. Keulers, M.J., et al. 6, 2007, Human Reproduction, Vol. 22, pp. 1652-1656.

4. Detection of ovulation, a review of currently available methods. Su, Hsiu-Wei, et al. 2017, Bioengineering & Translational Medicine, Vol. 2, pp. 238-246.

5. momlovesbest. [Online] https://momlovesbest.com/fertility-monitors.

6. Two new prediction rules for spontaneous pregnancy leading to live birth among subfertile couples, based on the synthesis of three previous models. C.C.Hunault1, 5, J.D.F.Habbema1, M.J.C.Eijkemans1, J.A.Collins2, J.L.H.Evers3 and E.R.te Velde4. 9, 2004, Human Reproduction , Vol. 19, pp. 2019–2026,.

7. Prospective validation of two models predicting pregnancy leading to live birth among untreated subfertile couples. Claudine C.Hunault1, 4, Joop S.E.Laven2, Ilse A.J.van Rooij3, Marinus J.C.Eijkemans1, Egbert R.te Velde3 and J.Dik F.Habbema1. 6, 2005, Human Reproduction, Vol. 20, pp. 1636–1641,.

8. Pregnancy is predictable: a large-scale prospective external validation of the prediction of spontaneous pregnancy in subfertile couples*. J.W.van der Steeg1, 2,3,8, P.Steures1,2,3, M.J.C.Eijkemans1, J.D.F.Habbema1, P.G.A.Hompes3, F.J.Broekmans4, H.J.H.M.van Dessel5, P.M.M.Bossuyt6, F.van der Veen2 and B.W.J.Mol2,7 on behalf of CECERM study group†. 2, 2007, Human Reproduction, Vol. 22, pp. 536–542.

9. The Detection of a Salivary Ferning Pattern Using the Knowhen Ovulation Monitoring System as an Indication of Ovulation. Melnick, Hugh and Goudas, Vasilios Theodoros . 3, 2014, Journal of Women’s Health Care, Vol. 4 3 , pp. 1-3.

10. knowhen.com. Knowhen.com. [Online] https://www.knowhen.com/more/saliva-ovulation-test-kit.

11. Changes of salivary estrogen levels for detecting the fertile period. Gunther , V. , et al. 2015, European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, Vol. 194 , pp. 38-42.

12. 7th Asian Conference, ACIIDS 2015, Proceedings, Part I. Nguyen , Ngoc Thanh , Trawiński , Bogdan and Kosala, Raymond . Bali, Indonesia, : s.n., March 23-25,, 2015, Intelligent Information and Database Systems.

13. www.clearblue.com. [Online] https://www.clearblue.com/ovulation-tests.

14. Incread likelihood of pregnancy using an app-connected ovulation test system: a randomized controlled trial. Johnson, S, et al. 1, 2020, Journal of women´s health, Vol. 29, pp. 84-90.

15. Increased pregnancy rate with use of the Clearblue Easy Fertiity Monitor. Robinson , Janet E, Wakelin, Melanie and Ellis, Jayne E. 2007, Fertil Steril, Vol. 87, pp. 329-34.

16. a pilot study comparing the DuoFertility® monitor with ultrasound in infertile women. Rollason, Jennie CB, Outtrim , Joanne G and Mathur, Raj S. July 16, 2014, International Journal of Women’s Health, Vol. 6, pp. 657-662.

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18. www.ovularing.com. [Online] en https://ovularing.com/en/about-us/.

19. [Online] https://www.pcmag.com/picks/trying-to-conceive-8-high-tech-fertility-monitors-to-try.

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