Avaliação dos testículos de ratos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade e o efeito do tratamento com resveratrol

A torção testicular (TT) é uma afecção de relativa frequência, alvo de muitos estudos clínicos e experimentais ao longo dos anos. Pode acometer qualquer idade, no entanto é mais incidente em pacientes com menos de 21 anos de idade. Sua distribuição ocorre em dois picos: um no período neonatal e outro ao redor dos 13 anos de idade. A taxa dessa morbidade em jovens com menos de 25 anos é na ordem de 1/4000. A TT resulta em rotação do cordão espermático, que gera um comprometimento do suprimento sanguíneo testicular, considerada uma urgência urológica. Depois da TT, a artéria testicular e o plexo pampiniforme sofrem oclusão, interrompem o suprimento arterial e a drenagem venosa do testículo, diminuindo o aporte de nutrientes e oxigênio aos tecidos e células, levando à isquemia testicular. Esta condição afeta a produção de espermatozóides do testículo torcido podendo comprometer a fertilidade do indivíduo. Este presente estudo avaliou a função reprodutiva, alguns parâmetros espermáticos e morfologia dos testículos de ratos adultos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade, e também o efeito do tratamento com resveratrol. Os testículos direitos dos ratos foram torcidos a 720 por quatro horas em todos os grupos, exceto no grupo controle. A TT foi realizada durante os períodos pré-púbere (4 semanas de idade), púbere (6 semanas de idade) e adulto jovem (9 semanas de idade). Para cada grupo, houve um outro grupo que os animais foram submetidos ao mesmo procedimento e foram tratados com resveratrol, 30 mg/kg resveratrol foi injetado por via intraperitonel, 30 minutos antes da destorção, seguido por gavage por 7 dias. Cada rato na idade adulta acasalou com três fêmeas adultas com 12 semanas de idade para avaliar parâmetros de fertilidade. Todos os animais foram mortos com 14 semanas de idade e os testículos foram removidos para análise de concentração, motilidade e viabilidade dos espermatozóides de amostras colhidas da cauda dos epidídimos. Os parâmetros morfológicos foram avaliados por métodos estereológicos macro e microscópicos. A função reprodutiva dos animais nas diferentes idades não foi afetada pela TT, no entanto, após o tratamento os ratos operados com 4 e 6 semanas de idades tiveram maior potência e os ratos operados com 9 semanas de idade apresentaram maior taxa de fecundidade na idade adulta.. Os parâmetros morfológicos foram afetados em todos os testículos torcidos em todas as idades. Alguns desses parâmetros melhoram após o tratamento com resveratrol, e o efeito adjuvante foi maior nos ratos submetidos à TT com 4 semanas de idade. Entretanto, o resveratrol recuperou o epitélio seminífero no grupo que sofreu TT com 9 semanas de idade, os quais não apresentaram nenhum epitélio após a TT. Os parâmetros espermáticos dos testículos torcidos decresceram em todas as idades, e o resveratrol não foi efetivo, embora tenha recuperado a produção de espermatozóides no grupo que foi submetido à TT com 9 semanas de idade, em que todos os animais foram aspermatogênicos após a TTNão houve nenhum dano nos testículos contralaterais. O resveratrol promoveu efeito protetor para TT, principalmente quando os animais foram submetidos à TT em idade prépúbere.

Análise estrutural dos apêndices testiculares em pacientes com criptorquia

O objetivo deste trabalho é estudar a incidência, a estrutura dos apêndices testiculares (AT) em pacientes com criptorquia, comparando a sua incidência com as anomalias epididimárias e a patência do processo vaginal. Estudamos 55 pacientes (72 testículos) portadores de criptorquia e 8 testículos como controle (6 hidroceles e 2 torções). Analisamos as relações entre o testículo e o epidídimo, a patência do processo vaginal e a incidência e histologia dos ATs. Fibras musculares lisas (SMC), tecido conectivo (CT) e fibras do sistema elástico (ESF) foram estudados por métodos imuno-histoquímicos. Dos 72 testículos com criptorquia 20 (27.77%) apresentavam anomalias epididimárias, 41(56.9%) tinham processo vaginal patente e 44 (61.1%) tinham apêndices testiculares. Dos 44 testículos portadores de criptorquia com apêndices, 30 (68.18%) apresentavam o processo vaginal patente e 11 (25%) apresentavam anomalias epididimárias. O epitélio não apresentou alteração aparente nos apêndices de pacientes com criptorquia e no grupo controle. Análise estereológica documentou a prevalência de ESF (média de 1.48%); prevalência de vasos (média de 10,11%) e uma diminuição (p=0.14) da SMC nos AT de pacientes com criptorquia (média = 4.93%). O colágeno III prevaleceu nos AT de pacientes com criptorquia. Não houve alteração na incidência de anomalias anatômicas associadas aos testículos portadores de AT. Os apêndices testiculares apresentaram uma alteração estrutural significativa nos pacientes com criptorquia, o que indica que os AT apresentam uma remodelação estrutural significativa nos pacientes com criptorquia.

Programação metabólica do testículo pelo tratamento com injeção de leptina em ratos nos primeiros dias de vida

A leptina tem um papel importante na regulação do sistema reprodutivo além de seu papel principal na regulação do peso corporal e ingestão alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da administração de leptina durante o período neonatal na função testicular da prole adulta. Vinte e quatro filhotes de 12 mães foram divididos em 2 grupos: Grupo leptina: injetados com 50 L de leptina (80ng/gPC, subcutânea) nos primeiros 10 dias de vida e Grupo Controle: injetados com o mesmo volume de solução salina. Todos os animais foram sacrificados aos 90 dias de vida. Parâmetros analisados: consumo alimentar, massa corporal, crescimento linear, data de início da puberdade, perfil lipídico, níveis séricos de estradiol e testosterona, expressão gênica (PCR em tempo real) e expressão proteica (Western blot) de ObRa, OBRb, aromatase, AR, ER, morfometria testicular, número, morfologia e viabilidade de espermatozoides. Os dados foram expressos como média erro padrão. A significância estatística foi determinada pelo teste t de Student. A Injeção de leptina levou a uma redução (p≤0,008) no consumo alimentar a partir do dia 26 ao 40 e do dia 70 em diante, enquanto que a massa corporal (p≤0,03) e o crescimento linear (p≤0,05) foram reduzidos do dia 26 até o dia 45. O peso da hipófise (p≤0,0006), hipotálamo (p≤0,01), próstata (p≤0,003), testículo (p≤0,008) e epidídimo (p≤0,004) e bexiga (p≤0,009) foram significativamente reduzidos pela injeção de leptina. A Injeção de leptina adiantou o início da puberdade (C=45,0 0,3; L=41,6 0,3; dias, P≤0,0001). Em relação ao perfil lipídico, a administração de leptina gerou um aumento nos níveis séricos de TG (C= 116,5 15,9; L=172,6 19,7; ng/dL, P≤0,05) e uma redução nos níveis de HDL (C=33 1,5; L = 24 3,5; ng/dL, P≤0,02). Os níveis séricos de testosterona também foram reduzidos pela leptina (C=5,2 1,0; L=1,1 0,3; ng/mL, P≤0,003). Todos os genes avaliados por PCR em tempo real mostraram um aumento na sua expressão: Obra (C=0,32 0,04; L=0,69 0,16; P≤0,04), OBRb (C=0,37 0,06; L=0,71 0,16; P≤0,03), AR (C=0,28 0,02; L=0,71 0,16; P≤0,02), Aromatase (C=0,31 0,04; L=0,53 0,09; P≤0,04), ER-α (C=0,79 0,03; L=0,93 0,03; P≤0,01), ER-β (C=0,29 0,03; L=0,73 0,16; P≤ 0,02). Por outro lado, a expressão proteica de OBR (C=4,4 0,29; L=6,6 0,84; P≤0,05), ER-α (C=0,4 0,02; L=0,6 0,05; P≤0,03) e aromatase (C=0,4 0,03; L=0,5 0,02; P≤0,04) aumentaram, enquanto que a expressão proteica de AR (C=0,16 0,01; L=0,09 0,01; P≤0,009) foi reduzida pela administração de leptina. A análise morfométrica mostrou que a leptina levou a um aumento da área total do túbulo seminífero (C=64,6 3,1; L=56,1 2,1;μm, P≤0,01), aumento da área luminal (C=40,6 2,3; L= 48,7 0,9; μm P≤ 0,004) e na altura do epitélio (C=21,5 1,2; L=24,6 1,1; μm, P≤0,03), enquanto que o comprimento do túbulo seminífero foi reduzido no grupo tratado (C=2200 350; L= 1100 110;cm, P≤0,006). A administração de leptina levou a um aumento no número total de espermatozoides (C=20x107 2x107; L=30x107 5x107;Cls/mL, P≤0,009) e no número de anormalidades (C=40,6 1,9; L=45,8 1,2, P≤0,049). Podemos concluir que a leptina tem um papel importante na morfologia e função testicular. A leptina parece ter efeito direto neste tecido uma vez que a expressão gênica e proteica de OBR, AR, ER e aromatase foram alterados pela administração da leptina.

Dieta hiperlipídica compromete a morfologia e alguns parâmetros funcionais de testículo e tireóide de ratos jovens

Estudos demonstram que o sobrepeso e a obesidade podem afetar a fertilidade masculina. Além disso, a função tireóidea também esta associada à alteração da função testicular, entretanto, o papel fisiológico dos hormônios tireoideanos na regulação do sistema reprodutor masculino ainda não esta claro. Aos 21 dias de idade, ratos machos receberam uma dieta manipulada contendo diferentes concentrações de óleo de soja até a idade de 30 e 60 dias, os grupos controle (C30, n=6 e C60, n=6), receberam dieta contendo 7% e os grupos hiperlipídicos (HL30, n=6 e HL60, n=6), receberam dieta contendo 19% deste óleo. Ao final de cada período, os animais foram avaliados por DXA (Absorciometria de Raios-x em Duas Energias) e sacrificados por exsanguinação. Para avaliar alterações na estrutura dos tecidos testicular e tireóideo, foram realizados a morfologia e a estereologia. No plasma, para determinar os perfis bioquímico e hormonal, foram avaliados, triglicerídeos, colesterol total, HDL-colesterol, VLDL, glicose e albumina, por métodos colorimétricos e leptina, insulina, T4, T3, TSH e testosterona por radioimunoensaio (RIE). Para evidenciar a expressão de receptor androgênico (AR) em testículos, foi realizado imunomarcação, com anti-AR. Durante todo o período experimental, foram analisados a massa corporal, a ingestão alimentar e o comprimento corporal, os quais permaneceram inalterados. No grupo HL, a massa magra foi menor aos 30 dias, já a gordura corporal total foi maior no mesmo grupo, aos 60 dias nenhuma diferença foi notada entre os grupos. No grupo HL30 não houve diferença quanto à massa dos tecidos, já no grupo HL60, o peso do epidídimo, fígado e gordura visceral mantiveram-se aumentados. No grupo HL30 não houve diferença em relação ao perfil bioquímico, já no grupo HL60, os níveis de glicose, mantiveram-se altos. Quanto às dosagens hormonais no grupo HL30, TSH e leptina estiveram aumentados e T3 reduzido, e no grupo HL60, T3 e leptina estiveram aumentados. Os dados morfométricos e estereológicos de testículo no grupo HL30 mostram aumento no número de túbulos seminíferos e da densidade de comprimento (Lv), já no grupo HL60, há redução no número de túbulos seminíferos e no diâmetro do mesmo. Quanto à expressão de receptor androgênico nas células testiculares, não parece haver diferença entre os grupos independente da idade de consumo da dieta. A dieta hiperlipídica promoveu alterações metabólicas aos 30 dias e modificações na morfologia do tecido tireoidiano e testicular em ambas as idades, o que indica reflexos na função reprodutora.

Avaliação dos testículos de ratos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade, e o efeito do tratamento com L-arginina

Torção testicular (TT) é uma síndrome urológica comumente encontrada em recém nascidos, crianças e adolescentes. Neste trabalho foi estudada as lesões morfológicas e a função reprodutiva em ratos adultos que sofreram TT, em diferentes idades de maturidade sexual e o efeito protetor da L-arginina, contra os danos causados pela isquemia/reperfusão na torção testicular. Dezoito ratos pré-púberes (4 semanas de vida) dezessete púberes (6 semanas de vida) e dezessete adultos (9 semanas de vida) foram submetidos à TT. Sob anestesia o testículo direito foi rotacionado em 720 e fixado, sendo então destorcido após 4 horas. Vinte e quatro ratos (ARG4, n=8, ARG6, n=8 e ARG9 n=8) foram submetidos ao tratamento com 650mg/kg de L-arginina, por via oral, durante 7 dias. Outros trinta ratos de mesma idade sofreram cirurgia simulada (SH4, n=10, SH6, n=10 e SH9, n=10). Com 12 semanas de idade, foram submetidos ao acasalamento controlado com 3 fêmeas e ao vigésimo dia de gestação o número de fetos, corpos lúteos, absorções e implatações foram contados. Na 14 semana, os ratos foram mortos e os espermatozóides coletados da cauda dos epidídimos, foi anotado o peso corporal, o peso e volume testicular. O soro foi usado para dosagem de testosterona. Foram avaliadas a concentração, motilidade e a viabilidade espermática. Os testículos coletados foram fixados em Bouin, pós-fixados em formalina e processados em parafina. Utilizando o programa de imagem Image J, lâminas coradas com HE, mensuramos a altura do epitélio, densidade volumétrica e diâmetro do túbulo seminífero. Para avaliar a integridade do epitélio seminífero foi utilizado a frequência dos estágios do ciclo do epitélio e o escorre de Johnsen. Também foi avaliado a proliferação do compartimento tubular e intertubular, através da imunomarcação com PCNA. Os dados foram tabulados e as médias dos grupos comparadas pelo teste de ANOVA com pós-teste de Bonferroni ou teste de Kruskal-Wallis com pós teste de Dunns (programa Graphpad Prism, com p < 0,05). Os resultados revelaram grandes danos produzidos pela injuria testicular, no testículo ipsilateral, com diminuição da capacidade reprodutiva, da concentração, viabilidade e mobilidade, do peso e volume testicular. Animais TT9 não apresentaram espermatozoides nas amostras coletas. Houve diminuição do diâmetro dos túbulos seminíferos e da altura do epitélio, aumento do compartimento intertubular, com ênfase dos vasos sanguíneos, aumento da proliferação celular estromal e diminuição da proliferação epitelial. Houve diminuição da concentração sérica de testosterona no grupo TT4, quando comparado como grupo TT9. Em geral, os animais submetidos à torção na fase adulta foram os mais acometidos. Não foram encontradas alterações dignas de nota, nos testículo contralaterais. Animais tratados com L-arginina obtiveram melhora dos índices reprodutivos, com aumento da potência em todas as idades. Houve aumento da concentração espermática no testículo contralateral de ARG4 e ARG6, mostrando que a L-arginina atuou como antioxidante. Não houve proteção para as lesões causadas pela torção na maioria dos grupos, mas os animais tratados ARG9 apresentaram concentração espermática mensuravel, quando comparados aos ratos TT9, que tinham azospermia.

Proteomic Analysis of Proteins Involved in Spermiogenesis in Mouse

Spermiogenesis is a unique process in mammals during which haploid round spermatids mature into spermatozoa in the testis. Its successful completion is necessary for fertilization and its malfunction is an important cause of male infertility. Here, we report the high-confidence identification of 2116 proteins in mouse haploid germ cells undergoing spermiogenesis: 299 of these were testis-specific and 155 were novel. Analysis of these proteins showed many proteins possibly functioning in unique processes of spermiogenesis. Of the 84 proteins annotated to be involved in vesicle-related events, VAMP4 was shown to be important for acrosome biogenesis by in vivo knockdown experiments. Knockdown of VAMP4 caused defects of acrosomal vesicle fusion and significantly increased head abnormalities in spermatids from testis and sperm from the cauda epididymis. Analysis of chromosomal distribution of the haploid genes showed underrepresentation on the X chromosome and overrepresentation on chromosome 11, which were due to meiotic sex chromosome inactivation and expansion of testis-expressed gene families, respectively. Comparison with transcriptional data showed translational regulation during spermiogenesis. This characterization of proteins involved in spermiogenesis provides an inventory of proteins useful for understanding the mechanisms of male infertility and may provide candidates for drug targets for male contraception and male infertility.

Murine MyaK, a member of a family of yeast YAK1-related genes, is highly expressed in hormonally modulated epithelia in the reproductive system and in the embryonic central nervous system

We have cloned a mouse homologue (designated Myak) of the yeast protein kinase YAK1. The 1210 aa open reading frame contains a putative protein kinase domain, nuclear localization sequences and PEST sequences. Myak appears to be a member of a growing family of YAK1-related genes that include Drosophila and human Minibrain as well as a recently identified rat gene ANPK that encode a steroid hormone receptor interacting protein. RNA blot analysis revealed that Myak is expressed at low levels ubiquitously but at high levels in reproductive tissues, including testis, epididymis, ovary, uterus, and mammary gland, as well as in brain and kidney. In situ hybridization analysis on selected tissues revealed that Myak is particularly abundant in the hormonally modulated epithelia of the epididymis, mammary gland, and uterus, in round spermatids in the testis, and in the corpora lutea in the ovary, Myak is also highly expressed in the aqueduct of the adult brain and in the brain and spinal cord of day 12.5 embryos, Mol. Reprod. Dev. 55:372-378, 2000. (C) 2000 Wiley-Liss, Inc.

Circulating immunoglobulin A- and immunoglobulin G-secreting hybridoma cells in peripheral blood preferably migrate to female genital tracts. The role of sex hormones

Antigen-specific circulating immunoglobulin-secreting cells (ISC) migrate to various secondary and tertiary lymphoid tissues. To understand the migration of the cells into the genital tract and its regulation by sex hormones, spleen-derived SG2 hybridoma cells secreting immunoglobulin G2b (IgG2b) and Peyer's patch-derived PA4 hybridoma cells secreting polymer IgA were labelled with (3) H-TdR, and intravenously injected into syngeneic mice of both sexes. Using flow cytometry, surface molecular markers of plasma cells, CD38 and CD138, and adhesion molecules, CD49d, CD162, and CD11a were found to be positive in SG2 and PA4 cells, but CD62L, alpha4beta7 and CD44 were not expressed on these cells. The relative distribution indexes (RDIs) of the cells in genital tract and other tissues were measured. The means of RDIs of SG2 and PA4 cells in female genital tissues were 6.5 and 4.5 times as many as the means in male genital tissues, respectively. The treatment of ovariectomized mice with beta-oestradiol significantly increased the RDIs of PA4 cells in cervix and vagina, but decreased the RDIs of SG2 cells in vagina, horn of uterus, uterus and rectum (P <0.05). Progesterone treatment increased the RDIs of PA4 cells in vagina and rectum (P <0.05). The treatment with testosterone significantly increased the RDIs of SG2 and PA4 cells in epididymis and accessory sex glands (P <0.05). These results demonstrate that the female genital tract is the preferable site for the migration of circulating hybridoma cells to the male genital tract, and sex hormones play an important role in regulation of the migration of circulating ISC to genital tracts.

Breeding behavior under temporal risk of predation in male root voles (Microtus oeconomus)

We examined breeding behavior responses of male root votes (Microtus oeconomus) to temporal risk of predation by using acute and chronic exposure to predator odor. The 2 series of exposure experiments provided 2 types of temporal patterns of risk: continuous safety with a brief period of risk and Sustained risk with a brief period of safety. Male root votes that were acutely exposed to predator odor for I h suppressed their breeding behavior, but bred immediately after exposure to control odor for I h. Those chronically exposed to predator odor for 20 days maintained behavioral suppression during the 1-h period of exposure to control odor. Acutely exposed males did not change their physiological patterns of breeding, but those chronically exposed to predator odor had reduced testosterone concentration and epididymis index. Our results indicate that breeding behavior in a given situation depends on the overall patterns of risk experienced by male root votes, and the acute and chronic stress responses that affect reproduction are responsible for different behavioral responses to the 2 types of temporal patterns of risk. We also discuss the reasons for conflicting results about breeding suppression of votes between previous studies in the laboratory and the field.

CYSTATIN RELATED EPIDIDYMAL SPERMATOGENIC PROTEIN RESIDES IN THE OUTER DENSE FIBRES AND LIKELY TRANSIENTLY ASSOCIATES WITH THE SURFACE OF EPIDIDYMAL MOUSE SPERMATOZOA

Cystatin Related Epididymal Spermatogenic protein (CRES) is expressed in both the testis and epididymis and found associated with spermatozoa. It appears as non-glycosylated (14 and 12 kDa) and glycosylated isoforms (19 and 17 kDa). The role of CRES is enigmatic and dependent on localization of its isoforms, which is the objective of this study. The initial approach was to investigate testicular and epididymal origins of these isoforms by immunohistochemistry and immunogold cytochemistry. To further pinpoint CRES localization we then selectively extracted and fractionated epididymal spermatozoa in order to find by immunoblotting which sperm fractions contained CRES isoforms. Immunohistochemical analysis of mouse spermatogenesis showed that CRES was expressed in the tail cytoplasm of elongating spermatids from step 9-16, with a pattern reminiscent of outer dense fibre (ODF) proteins. Ultrastructural immunocytochemistry revealed that the immunogold label was concentrated over growing ODFs and mitochondrial sheath in the testes which persisted in spermatozoa through the epididymis. Sequential extractions of isolated sperm tails with Triton X-100-dithiothreitol (DTT) to remove the mitochondrial sheath, whose extract contained an unrelated 66 kDa immunoreactive band, followed by either sodium dodecyl sulfate (SDS)-DTT or urea-DTT to solubilise accessory fibres of the tail revealed a 14 kDa immunoreactive band associated with the ODF. In addition, Western blots revealed glycosylated and non-glycosylated CRES isoforms in nonyl phenoxylpolyethoxylethanol (NP40) extracts of the caput, but not cauda, sperm. Immunohistochemical analysis of the caput and cauda epithelium showed that CRES is secreted by the Golgi apparatus of the ii initial segment, fills the proximal caput lumen, and disappears by mid caput. Western blots of caput and cauda tissue and luminal fluid revealed 14 and 19 kDa immunoreactive bands in caput tissues and luminal fluid, but not in the cauda. This study concludes that there are two origins of CRES, one arising in the testis and the other in the epididymis. Testicular CRES is ionically and covalently associated with the ODF while epididymal CRES is detergent soluble and is most likely associated temporarily with the surface of caput epididymal sperm.

A FUNCTIONAL, COMPARATIVE AND CLINICAL ANALYSIS OF SPERM-BORNE OOCYTE ACTIVATING FACTOR, PAWP

Successful fertilization depends upon the activation of metaphase II arrested oocytes by sperm-borne oocyte activating factor (SOAF). Failure of oocyte activation is considered as the cause of treatment failure in a proportion of infertile couples. SOAF induces the release of intracellular calcium in oocyte which leads to meiotic resumption and pronuclear formation. Calcium release is either in the form of single calcium transient in echinoderm and amphibian oocytes or several calcium oscillations in ascidian and mammalian oocytes. Although the SOAF attributes are established, it is not clear which sperm protein(s) play such role. Sperm postacrosomal WW binding protein (PAWP) satisfies a developmental criteria set for a candidate SOAF. This study shows that recombinant human PAWP protein or its transcript acts upstream of calcium release and fully activates the amphibian and mammalian oocytes. Interference trials provided evidence for the first time that PAWP mediates sperm-induced intracellular calcium release through a PPXY/WWI domain module in Xenopus, mouse and human oocytes. Clinical applications of PAWP were further investigated by prospective study on the sperm samples from patients undergoing intracytoplasmic sperm injection (ICSI). PAWP expression level, analyzed by flow cytometry, was correlated to ICSI success rate and embryonic development. This study also explored the developmental expression of the other SOAF candidate, PLCζ in male reproductive system and its function during fertilization. Our findings showed for the first time that PLCζ most likely binds to the sperm head surface during epididymal passage and is expressed in epididymis. We demonstrated that PLCζ is also compartmentalized early in spermiogenesis and thus could play an important role during spermiogenesis. Detailed analysis of in vitro fertilization revealed that PLCζ disappears from sperm head during acrosome reaction and is not detectable during sperm incorporation into the oocyte cytoplasm. In conclusion, this dissertation provides evidence for the essential non-redundant role of sperm PAWP in amphibian and mammalian fertilization; recommends PAWP as a biomarker for prediction of ICSI outcomes in infertile couples; and proposes that sperm PLCζ may have functions other than inducing oocyte activation during fertilization.

Distribution of the Receptor for Advanced Glycation End Products (RAGE) in the Human Male Reproductive Tract. Prevalence in Men with Diabetes Mellitus.

BACKGROUND: Diabetics have a significantly higher percentage of sperm with nuclear DNA (nDNA) fragmentation and increased levels of advanced glycation end products (AGEs), in their testis, epididymis and sperm. As the receptor for AGEs (RAGE) is important to oxidative stress and cell dysfunction, we hypothesise, that it may be involved in sperm nDNA damage. METHODS: Immunohistochemistry was performed to determine the presence of RAGE in the human testis and epididymis. A comparison of the receptor's incidence and localisation on sperm from 10 diabetic and 11 non-diabetic men was conducted by blind semi-quantitative assessment of the immunostaining. ELISA analysis ascertained RAGE levels in seminal plasma and sperm from 21 diabetic and 31 non-diabetic subjects. Dual labelling immunolocalisation was employed to evaluate RAGE's precise location on the sperm head. RESULTS: RAGE was found throughout the testis, caput epididymis, particularly the principle cells apical region, and on sperm acrosomes. The number of sperm displaying RAGE and the overall protein amount found in sperm and seminal plasma were significantly higher in samples from diabetic men (p

Advanced Glycation End Products (AGEs) accumulate in the Reproductive Tract of Men with Diabetes.

Light microscopic studies comparing sperm parameters show little association between diabetes and male fertility. However, with the introduction of new analytical techniques, evidence is now emerging of previously undetectable affects of diabetes on sperm function. Specifically, a recent study has found significantly higher sperm nuclear DNA (nDNA) fragmentation in diabetic men. As advanced glycation end products (AGEs) are important instigators of oxidative stress and cell dysfunction in numerous diabetic complications, we hypothesized that these compounds could also be present in the male reproductive tract. The presence and localization of the most prominent AGE, carboxymethyl-lysine (CML), in the human testis, epididymis and sperm was determined by immunohistochemistry. Parallel ELISA and Western blot analyses were performed to ascertain the amount of CML in seminal plasma and sperm from 13 diabetic and 9 non-diabetic subjects. CML immunoreactivity was found through out the seminiferous epithelium, the nuclei of spermatogonia and spermatocytes, in the basal and principle cells (cytoplasm and nuclei) of the caput epididymis and on most sperm tails, mid pieces and all cytoplasmic droplets. The acrosomal cap, especially the equatorial band, was prominently stained in diabetic samples only. The amount of CML was significantly higher (p = 0.004) in sperm from non diabetic men. Considering the known detrimental actions of AGEs in other organs, the presence, location and quantity of CML, particularly the increased expression found in diabetic men, suggests that these compounds may play a hitherto unrecognized role in male infertility.

Advanced glycation end products accumulate in the reproductive tract of men with diabetes

Light microscopic studies comparing sperm parameters show little association between diabetes and male fertility. However, with the introduction of new analytical techniques, evidence is now emerging of previously undetectable effects of diabetes on sperm function. Specifically, a recent study has found a significantly higher sperm nuclear DNA fragmentation in diabetic men. As advanced glycation end products (AGEs) are important instigators of oxidative stress and cell dysfunction in numerous diabetic complications, we hypothesized that these compounds could also be present in the male reproductive tract. The presence and localization of the most prominent AGE, carboxymethyl-lysine (CML), in the human testis, epididymis and sperm was determined by immunohistochemistry. Parallel ELISA and Western blot analyses were performed to ascertain the amount of CML in seminal plasma and sperm from 13 diabetic and nine non-diabetic subjects. CML immunoreactivity was found throughout the seminiferous epithelium, the nuclei of spermatogonia and spermatocytes, in the basal and principle cells cytoplasm and nuclei of the caput epididymis and on most sperm tails, mid pieces and all cytoplasmic droplets. The acrosomal cap, especially the equatorial band, was prominently stained in diabetic samples only. The amount of CML was significantly higher (p = 0.004) in sperm from non-diabetic men. Considering the known detrimental actions of AGEs in other organs, the presence, location and quantity of CML, particularly the increased expression found in diabetic men, suggest that these compounds may play a hitherto unrecognized role in male infertility.

Avaliação do efeito de metais pesados na fertilidade do ratinho

A infertilidade é um problema actual que afecta cerca de 8 a 12% dos casais em idade fértil, sendo 50% dos casos atribuídos ao factor masculino. A exposição ocupacional e/ou ambiental a metais pesados representa uma das suas principais causas. O chumbo, o cádmio e o crómio são metais com elevada utilização industrial e muito persistentes no ambiente, sendo motivo de grande preocupação devido aos seus efeitos na saúde reprodutiva dos trabalhadores e da população em geral. Neste trabalho estudaram-se os efeitos do cloreto de chumbo (PbCl2), cloreto de cádmio (CdCl2) e cromato de potássio (K2CrO4) na fertilidade, usando como modelo ratinhos machos ICR-CD1. Os ratinhos foram injectados subcutaneamente com 74 e 100 mg de PbCl2/kg pc ou com 5 e 10 mg de K2CrO4/kg pc, respectivamente, durante 4 dias consecutivos ou com 1, 2 e 3 mg de CdCl2/kg pc numa única injecção. Nos ensaios com PbCl2 e K2CrO4 os animais foram sacrificados 5 e 35 dias após o início da exposição, enquanto que nos ensaios com CdCl2 os animais foram sacrificados após 24 horas e 35 dias. O cloreto de chumbo não alterou a histologia do testículo nem do epidídimo, mas induziu um aumento da percentagem de células em fase S no testículo. O cloreto de chumbo alterou também alguns parâmetros dos espermatozóides, tais como a motilidade, morfologia e integridade do acrossoma. Contudo, não foram observados efeitos na integridade do DNA ou na estrutura da cromatina. O cloreto de cádmio induziu lesões severas e não reversíveis nos testículos que, após 35 dias, reverteram em necrose testicular. O cloreto de cádmio alterou ainda as subpopulações de células testiculares após 24 horas e induziu IMS no testículo após 35 dias. Em consequência das lesões no testículo, a densidade espermática foi severamente afectada após 35 dias. A exposição ao cloreto de cádmio afectou também a morfologia, a motilidade e a integridade acrossómica nos espermatozóides. O cloreto de cádmio induziu ainda fragmentação do DNA nestas células após 35 dias. O cromato de potássio alterou a morfologia dos espermatozóides e a integridade do acrossoma, sobretudo nos animais sacrificados após 35 dias. Verificou-se ainda uma redução da motilidade dos espermatozóides. Não foram detectados efeitos genotóxicos nos espermatozóides, devido à acção do K2CrO4 nas doses testadas. Dos parâmetros avaliados neste trabalho, destacam-se duas novas abordagens, nomeadamente o programa informático Snakes e a análise do conteúdo em DNA de células de testículo, a partir de material incluído em parafina. O Snakes permitiu fazer medições rigorosas do diâmetro dos tubos seminíferos, enquanto que a fixação de amostras de testículo de ratinhos em formol tamponado e inclusão em parafina resultou numa boa preservação do DNA, possibilitando assim a quantificação das subpopulações de células testiculares por citometria de fluxo. Os resultados obtidos para os diferentes parâmetros testados indicam que a motilidade dos espermatozóides e a integridade do acrossoma sejam parâmetros sensíveis à toxicidade de metais. O acrossoma aparenta ser um dos principais alvos da toxicidade dos metais e cuja reacção acrossómica prematura pode reduzir a capacidade do espermatozóide para fertilizar o oócito. Assim, este trabalho representa uma contribuição para uma melhor compreensão dos efeitos do chumbo, cádmio e crómio na fertilidade masculina.