Testicular structure and spermatogenesis of Amazonian freshwater cururu stingray Potamotrygon cf. histrix

The cururu stingray Potamotrygon cf. histrix, a new and endemic Amazonian freshwater species, presents appropriate characteristics for fish keeping and is exploited from its natural environment. The present study identified the testicular structure and spermatogenesis of this species. Gonads from adult male specimens were dissected, fixed and processed for histological analysis. The testes were of testicular/epigonial type. The presence of germinal papillae was observed in the upper portion of organ with primordial germ cells and Sertoli cell precursors. The testis was lobular with zonal organization and cystic gametogenesis, with the occurrence of spermatoblasts. The Sertoli cells underwent morphological modifications over the course of gamete formation. The spermatozoids had long heads and were spiraled on their own axis. Information on the reproductive biology will serve as basis for studies on the reproduction and phylogeny of this peculiar group of cartilaginous fish.

Testicular structure and description of the seminal pathway in Leporinus macrocephalus (Anostomidae, Teleostei)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Morfologia testicular e estrutura da espermatogênese em peixes ornamentais Tetra Negro, Gymnocorymbus ternetzi; Tetra Amarelo, Hyphessobrycon bifasciatus e Mato Grosso, Hyphessobrycon eques (Teleostei, Characiformes)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

L'oviparisme en la família Scorpaenidae (Pisces: Scorpaeniformes)

En aquest treball de tesi doctoral es descriu l'estructura gonadal, gametogènesi i cicle anual de Scorpaena porcus, S. scrofa i S. elongata per tal d'aprofundir en el coneixement dels diferents graus d'especialització dins l'oviparisme en peixos. Es pretén fer èmfasi en aquells trets inusuals que difereixen del què s'ha descrit fins ara per la majoria de les espècies ovípares de teleostis, i relacionar-los amb l'estratègia reproductiva de les espècies que els presenten El mostreig s'ha dut a terme de forma intensiva entre l'any 2000 i 2002, tot i que s'ha continuat recol·lectant mostres fins a l'agost de 2004, amb més o menys freqüència segons la necessitat. En total s'han obtingut 258 exemplars de S. porcus, 119 de S. scrofa i 46 de S. elongata. S'ha pogut veure com S. porcus, S. scrofa i S. elongata són espècies ovípares ovulípares especialitzades, ja que la seva estructura ovàrica presenta tot una sèrie de trets molt particulars i poc comuns a la resta de peixos ovípars estudiats fins ara: posició central del raquis musculo-connectiu que es troba envoltat completament pel lumen i la paret ovàrica; presència de peduncles en oòcits en fase de creixement secundari; escassetat i mida petita dels alvèols corticals; poc gruix de la zona radiata; i secreció d'una massa gelatinosa que engloba els ous en el moment de la posta. Totes aquestes característiques també s'han observat en Scorpaena notata, suggerint que l'especialització de l'oviparisme ovulípar es dóna en tot el gènere Scorpaena. L'estructura testicular i l'espermatogènesi d'aquestes espècies també és força particular. Per una banda els testicles són del tipus lobular no-restringit, tot i que presenten algunes característiques com la ordenació parcial dels cists segons l'estadi de maduració de les cèl·lules germinals que contenen i l'absència de lumen central, que actualment només s'ha observat en testicles del tipus lobular restringit de les espècies de la sèrie Aterinomorpha. Per l'altre banda, l'espermatogènesi és del tipus semicística, és a dir, els cists s'obren abans d'acabar tot el procés i les cèl·lules germinals s'acaben de desenvolupar a la llum del lòbul fins a espermatozoides. La posta d'aquestes espècies és múltipla i constisteix en una massa gelatinosa d'ous pelàgica, que en el cas de S. porcus s'alliberen entre els mesos de juny i agost, i en S. scrofa, a partir del mes de juliol. S'ha relacionat la presència d'aquesta massa amb un aparellament mascle-femella, de manera que el mascle alliberaria l'esperma directament sobre la massa d'ous, assegurant així la fartilització total dels mateixos.

Evolução do processo de espermiação em machos de Piau, Leporinus macrocephalus, hormonalmente induzidos à reprodução

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obesogenic environment by excess of dietary fats in different phases of development reduces spermatic efficiency of wistar rats at adulthood: correlations with metabolic status

This study compares the impact of obesogenic environment (OE) in six different periods of development on sperm parameters and the testicular structure of adult rats and their correlations with sex steroid and metabolic scenario. Wistar rats were exposed to OE during gestation (O1), during gestation/lactation (O2), from weaning to adulthood (O3), from lactation to adulthood (O4), from gestation to sexual maturity (O5), and after sexual maturation (O6). OE was induced by a 20% fat diet, and control groups were fed a balanced diet (4% fat). Serum leptin levels and adiposity index indicate that all groups were obese, except for O1. Three progressive levels of impaired metabolic status were observed: O1 presented insulin resistance, O2 were insulin resistant and obese, and groups O3, O4, and O5 were insulin resistant, obese, and diabetic. These three levels of metabolic damage were proportional to the increase of leptin and decreased circulating testosterone. The impairment in the daily sperm production (DSP) paralleled these three levels of metabolic and hormonal damage being marginal in O1, increasing in O2, and being higher in groups O3, O4, O5, and O6. None of the OE periods affected the sperm transit time in the epididymis, and the lower sperm reserves were caused mainly by impaired DSP. In conclusion, OE during sexual maturation markedly reduces the DSP at adulthood in the rat. A severe reduction in the DSP also occurs in OE exposure during gestation/lactation but not in gestation, indicating that breast-feeding is a critical period for spermatogenic impairment under obesogenic conditions.

Mapping Post-translational Modifications of Mammalian Testicular Specific Histone Variant TH2B in Tetraploid and Haploid Germ Cells and Their Implications on the Dynamics of Nucleosome Structure

Histones regulate a variety of chromatin templated events by their post-translational modifications (PTMs). Although there are extensive reports on the PTMs of canonical histones, the information on the histone variants remains very scanty. Here, we report the identification of different PTMs, such as acetylation, methylation, and phosphorylation of a major mammalian histone variant TH2B. Our mass spectrometric analysis has led to the identification of both conserved and unique modifications across tetraploid spermatocytes and haploid spermatids. We have also computationally derived the 3-dimensional model of a TH2B containing nucleosome in order to study the spatial orientation of the PTMs identified and their effect on nucleosome stability and DNA binding potential. From our nucleosome model, it is evident that substititution of specific amino acid residues in TH2B results in both differential histone-DNA and histone-histone contacts. Furthermore, we have also observed that acetylation on the N-terminal tail of TH2B weakens the interactions with the DNA. These results provide direct evidence that, similar to somatic H2B, the testis specific histone TH2B also undergoes multiple PTMs, suggesting the possibility of chromatin regulation by such covalent modifications in mammalian male germ cells.

Testicular development in migrant and spawning bluefin tuna (Thunnus thynnus (L.)) from the eastern Atlantic and Mediterranean

Testis histological structure was studied in bluefin tuna (Thunnus thynnus) from the eastern Atlantic and Mediterranean during the reproductive season (from late April to early June). Testicular maturation was investigated by comparing samples from bluefin tuna caught on their eastward reproductive migration off Barbate (Strait of Gibraltar area) with samples of bluefin tuna fished in spawning grounds around the Balearic Islands. Histological evaluations of cross sections showed that the testis consists of two structurally different regions, an outer proliferative region where germ cells develop synchronously in cysts, and a central region made up of a well-developed system of ducts that convey the spermatozoa produced in the proliferative region to the main sperm duct. Ultrastructural features of the different stages of the male germ cell line are very similar to those described in other teleost species. The bluefin tuna testis is of the unrestricted spermatogonial testicular type, where primary spermatogonia are present all along the germinative portion of the lobules. All stages of spermatogenesis were present in the gonad tissue of migrant and spawning bluefin tuna, although spermatids were more abundant in spawning fish. The testis size was found to increase by a factor of four (on average) during migration to the Mediterranean spawning grounds, whereas the fat bodies (mesenteric lipid stores associated with the gonads) became reduced to half their weight, and the liver mass did not change significantly with sexual maturation. Linear regression analysis of the pooled data of migrant and spawning bluefin tuna revealed a significant negative correlation between the gonad index (IG) and the fat tissue index (IF), and a weaker positive correlation between the gonad index (IG) and the liver index (IL). Our analyses indicate that the liver does not play a significant role in the storage of lipids and that mesenteric lipid reserves constitute an important energy source for gametogenesis in bluefin tuna.

Estructura i ultraestructura testicular del mascle reproductor porcí (Sus domesticus)

El present treball analitza al microscopi òptic i al microscopi electrònic de transmissió el testicle de Sus domesticus (raça Landrace - varietat anglesa) a partir de mascles reproductors porcins adults i sans. L'objectiu principal de tots els centres d'Inseminació Artificial Porcina i de les Explotacions de Selecció i Multiplicació Porcina és garantir una excel·lent qualitat espermàtica al llarg de la vida reproductiva útil d'un mascle reproductor porcí. Així doncs, un millor coneixement dels patrons estructural i ultraestructural normals del testicle permetrà diagnosticar amb facilitat quina ha estat l'estructura o funció testicular afectada quan s'observa una disminució de la qualitat del semen. Les anàlisis seminals i hormonals són certament crucials en la valoració d'aquests mascles, però, no són totalment informatives de les alteracions testiculars, ja que és necessari conèixer l'organització microscòpica. Diversos estudis sobre testicle han demostrat que els marcadors més sensibles per a l'avaluació de la funció testicular són els següents: (1) la grandària testicular, (2) el gruix i l'organització de la càpsula testicular, (3) el percentatge de túbuls seminífers i de teixit intersticial en el parènquima testicular, (4) el diàmetre dels túbuls seminífers, (5) l'alçada i la composició de cèl·lules germinals de l'epiteli seminífer, (6) el gruix i l'organització de la làmina pròpia i, (7) la morfologia i la grandària de les cèl·lules de Leydig. El primer objectiu concret del present estudi ha estat, per tant, caracteritzar tots aquests paràmetres testiculars en mascles porcins sans i adults. L'organització estructural del testicle i les mesures quantitatives utilitzades com a marcadors no mostren diferències significatives ni entres els mascles porcins (P > 0,01), ni entre el testicle dret i l'esquerre (P > 0,01). Els testicles, de 330,80  16,99 g de pes, estan envoltats per una càpsula, de 2.375,13  246,68 m de gruix, la qual es divideix en tres capes: la túnica vaginalis constitueix l'1,82  0,78 % de la càpsula i està composta per una capa mesotelial externa i una capa interna de teixit conjuntiu dens; la túnica albuginea representa el 37,31  3,27 % i és de teixit conjuntiu dens i, la túnica vasculosa constitueix el 64,24 4,40 % i és de teixit conjuntiu lax. En el parènquima testicular els túbuls seminífers i el teixit intersticial representen el 72,44  2,12 % i el 27,46  2,12 %, respectivament. Els túbuls seminífers, de 226,23  18,08 m de diàmetre, es troben fortament recargolats i empaquetats, i estan compostos per la làmina pròpia i l'epiteli seminífer. La làmina pròpia, de 4-4,5 m de gruix, està formada per la làmina basal i dues capes de cèl·lules peritubulars. L'epiteli seminífer, amb una alçada mitjana de 66,11  10,62 m, és columnar i estratificat amb cèl·lules de Sertoli i diferents generacions d'espermatogònies, espermatòcits i espermàtides. El teixit intersticial és un teixit conjuntiu lax amb abundants cèl·lules de Leydig polièdriques fortament empaquetades (ca. 15 x 12 m). El segon objectiu concret d'aquest estudi ha estat estudiar des del punt de vista morfològic i morfomètric (alçada, longitud, freqüència relativa d'aparició i durada) els estadis del cicle de l'epiteli seminífer en els mascles porcins de la raça Landrace (varietat anglesa), classificats d'acord amb el mètode de la morfologia tubular. Els estadis premeiòtics ( I, II i III) ocupen el 31,9 % del cicle espermatogènic i es caracteritzen, principalment, per la presència de cèl·lules en les fase inicials de la meiosi I. Les primeres etapes de la meiosi I no afecten els paràmetres morfomètrics de l'epiteli seminífer ja que els valors obtinguts per l'alçada de l'epiteli seminífer, la freqüència relativa, la longitud i la durada d'aquests estadis són molt variables. Els estadis meiòtics (IV i V) representen el 16,4 % del cicle espermatogènic i estan constituïts, principlament, per cèl·lules en un estat avançat de la meiosi I i /o cèl·lules en meiosi II. Les últimes fases de la meiosi I i també de la meiosi II tenen lloc ràpidament, la qual cosa resulta en una baixa freqüència relativa d'aparició i, per tant, en una baixa durada dels estadis meiòtics. Els estadis postmeiòtics (VI, VII i VIII) ocupen el 50,6 % del cicle espermatogènic. L'esdeveniment més important que té lloc en aquests estadis és la fase de maduració de l'espermiogènesi. En la fase de maduració, les espermàtides experimenten diverses modificacions morfològiques i estructurals que donen lloc, finalment, als espermatozoides. La complexitat d'aquests processos fa que els estadis postmeiòtics presentin valors més grans de freqüència relativa, longitud i durada. El tercer objectiu concret d'aquest treball ha estat descriure a nivell ultraestructural el procés d'espermiogènesi, i relacionar les transformacions que experimenten les espermàtides en fase d'elongació amb els canvis ultraestructurals que tenen lloc en les diferents cèl·lules que constitueixen el testicle (cèl·lules germinals, de Sertoli i de Leydig, principalment). L'espermiogènesi del mascle porcí de la raça Landrace (varietat anglesa) s'ha dividit en 9 passos que vénen definits per 9 tipus diferents d'espermàtides. Al llarg de l'espermiogènesi no s'observen diferències ultraestructurals significatives (P > 0,01) ni entre els mascles porcins ni entre el testicle esquerre i dret en les cèl·lules que constitueixen el testicle.

A study of meiosis and spermiogenesis in the testicular lobes of Antiteuchus tripterus (Heteroptera : Pentatomidae)

An analysis of testicular morphology and spermatogenesis in the Heteroptera species Antileuchus tripterus (Pentatomidae) revealed that these traits differ from that recorded for other species of the same family. The testes of A. tripterus have only six lobes, while other species of the same family typically have seven lobes, including a compound lobe, i.e., a lobe containing another in its lumen. A study of meiosis and sperm structure in the different lobes of A. tripterus revealed a conventional meiosis in the lobes numbered one to three. In lobe four, however, prophase I spermatocytes exhibit the morphological characteristics of the so called diffuse stage and are larger than those in lobes 1-3 in this and the remaining phases of meiosis. Thus, the resulting spermatids are not only larger but also their head is morphologically different. Lobe 5 exhibits characteristies known from other Pentatomidae species such as an uneven distribution of chromatin to the daughter cells, which give rise to cells of different sizes. This lobe forms spermatozoa of different sizes. Lobe 6, contained within lobe 5, differs from it by having larger cells at a stage similar to the so called diffuse and spermatid tails with cross divisions, which are not found in other lobes and unreported in the literature.

STRUCTURE OF THE RETE TESTIS OF THE CAT (FELIS-DOMESTICA, L)

The rete testis of the cat consists of 3 parts: a septal or interlobular part; a mediastinal part and a tunical part. The septal part contains the septal or transitory tubuli recti and the tubuli recti. The transitory tubules are formed as a confluence of the seminiferous tubules at the apex of the testicular lobules and the tubuli recti. The mediastinal rete is formed of long, straight channels which increase in size and become more irregular and anastomotic below the tunica albuginea at the cranial extremity of the testis. The end is characterized as the tunical part of the rete testis and communicates with the extratesticular rete testis. The channels all parts of the rete are lined by simple cuboidal or columnar epithelium. These epithelial channels are supported by a connective tissue containing smooth muscle cells. The framework tissue of the rete is more conspicuous at the cranial extremity of the testis, with a mio-connective matrix organization.

Fine structure of the boundary tissue of the seminiferous tubuli of the vampire bat (Desmodus rotundus, G.; Microchiroptera).

Structurally the boundary tissue of the vampire bat seminiferous tubuli showed 2 to 5 layers of connective tissue in which elongated contractile cells and lamellar and/or fibrillar collagen were noticed. This boundary tissue forms the seminiferous tubular lamina propria. Its structure was more complex around the seminiferous tubuli near the Capsula testicularis than between the adjacent and contiguous tubuli into the testicular lobuli. The whole ultrastructural organization of the seminiferous lamina propria was described here.

Fine structure of the ductuli efferentes of the hamster (Mesocricetus auratus).

Structurally the ductuli efferentes of the hamster showed 2 distinct segments, a testicular and an epididymal. Both of these segments were lined by a pseudostratified epithelium, which showed basically non-ciliated and ciliated cells. In the testicular segment a 3rd type of oval dark cells was observed. The ultrastructural characteristics of these cells were presented and discussed in this report.

Possible mechanism by which zinc protects the testicular function of rats exposed to cigarette smoke

Background: The aim of this study was to evaluate the changes in testicular function of rats due to cigarette smoke exposure and the possible mechanism by which zinc protects against these alterations. Methods: MaleWistar rats (60 days old) were randomly divided into 3 groups: control (G1, n = 10); exposed to cigarette smoke (G2, n = 10; 20 cigarettes/day/9 weeks) and exposed to cigarette smoke and supplemented with zinc (G3, n = 8; 20 cigarettes/day/9 weeks; 20 mg/kg zinc chloride daily for 9 weeks, by gavage). After the treatment period, the animals were euthanized, and materials were collected for analyses. Results: G2 rats showed a reduction in body mass; impaired sperm concentration, motility, morphology and vitality; and increased malonaldehyde and thiol group levels and superoxide dismutase activity as compared to G1. Zinc prevented the reduction of sperm concentration and the excessive increase of lipid peroxidation and induced an increase in plasma testosterone levels, wet weight of testis and thiol group concentration. Conclusions: Exposure to cigarette smoke led to harmful effects on testicular function at least partially due to the exacerbation of oxidative stress. Supplementary zinc had an important modulator/protector effect on certain parameters. The mechanism of zinc protection can be through an increase of SH concentration. Thus, zinc supplementation may be a promising addition to conventional treatments for male infertility related to smoking. Copyright © 2012 by Institute of Pharmacology Polish Academy of Sciences.

Estrutura testicular, espermagênese e ultraestrutura dos espermatozóides de representantes de gêneros Incertae Sedis em Characidae(Teleostei: Characiformes) e suas implicações filogenéticas

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB