Vertebral column deformity and hypoxia in Salmo salar / Hipoxia relacionada a deformidad de columna vertebral en Salmo salar

Vertebral Column Deformity (VCD) is a common pathology in Chilean salmon farms, lowering the quality and commercialization of the product. Hypoxia has been related to other musculoskeletal deformities, but not to VCD. This work analyzes the morphology of the vertebral column of Salmo salar alevins, cultured under hypoxic conditions (60 percent O2 saturation in the water tanks) for different time periods after hatching (2, 4, 6 and 8 days). They are compared with their normoxic controls (100 percent O2 saturation). Using histological (H/E), and morphometric techniques, it was found that the time of exposure to hypoxia is inversely proportional to the body length, notochordal diameter and thickness of its sheath. The organic response to hypoxia was quantified by immunohistochemistry for HIF-1a as the sensor of hypoxia. Its expression increased significantly (p<0.05) in the experimental groups that exhibit VCD. Although etiology for VCD is probably multifactorial, this study allows for the conclusion that hypoxia by itself, produces VCD.

La deformidad de columna vertebral (DCV) es una patología que se presenta frecuentemente en la salmonicultura chilena, disminuyendo la calidad y comercialización del producto. La hipoxia ha sido relacionada a otras deformidades musculoesqueléticas pero no a DCV. Este trabajo analiza la morfología de la columna vertebral en alevines Salmo salar cultivados en condiciones de hipoxia (60 por ciento de saturación de O2) en diferentes momentos después de la eclosión (2, 4, 6 y 8 días) y son comparados con sus respectivos controles en normóxia (100 por ciento de saturación de O2). Utilizando técnica histológica (H/E) y morfométrica, se determinó que el tiempo de exposición a hipoxia es inversamente proporcional a la longitud corporal, diámetro notocordal y grosor de su vaina. La respuesta orgánica a hipoxia fue cuantificada mediante inmunohistoquímica contra HIF-1a como censor de hipoxia. Su expresión incrementó significativamente (p<0,05) en los grupos experimentales que presentaron DCV. Aunque la etiología de DCV es probablemente multifactorial, este estudio permite concluir que la exposición a hipoxia puede provocar DCV por sí sola.

Rat spermatogenesis damage in intermittent hypobaric hypoxia and the protective role of melatonin. II: testicular parameters / Daño de la espermatogénesis en rata en la hipoxia hipobárica intermitente y rol protector de la melatonina. II: parámetros testiculares

At present it is not clear if male fertility is affected by intermittent hypobaric hypoxia (IHH). This is an important issue since a large human population works over 3000 masl. This study analyzes testicular changes in adult Sprague Dawley rats after five cycles of IHH (7 day exposure to 4200 masl in a hypobaric chamber / 7 day at 500 masl). The animals were separated into groups of 8, one group was exposed to hypoxia (7 days), and the others to IHH for one to five cycles. Controls (500 masl) were examined at the beginning and at the end of the 70 experimental days. A duplicate set of rats treated with melatonin (supposedly protecting from hypoxia) was also examined, as were their controls, injected with 0,03 percent ethanol (melatonin solvent).Immunohistochemical and histometric analysis of testicular tissue were performed. Damage caused by IHH increases with time. Morphometry reveals an increase in tubular and luminal diameters and a reduction in epithelial height. Inmunohistochemistry for HIF-1alpha shows an increase with time, however the opposite happens with HSP-70. Spermatogenic cells submitted to comet assay present an increase of (+) cells. Melatonin counteracts all this damage, possibly due to its high efficiency as a reactive oxygen species scavenger. In conclusion, IHH exposure damages male reproductive function.

Actualmente no se conoce claramente si la fertilidad masculina se afecta por la hipoxia hipobarica intermitente (IHH). Esto es de importancia porque una gran población humana trabaja sobre 3000 metros sobre el nivel del mar (sml). Este trabajo analiza los cambios testiculares en ratas adultas Sprague Dawley luego de cinco ciclos de IHH (7 días a 4.200 sml) en una camara hipobarica/7días a 500 metros: Normoxia). Los animales de dividieron en grupos de 8; un grupo expuesto a hipoxia (7 días ) y los otros a IHH por uno y hasta cinco ciclos. Los controles ( 500 sml) se analizaron al inicio y al final de los 70 días experimentales. Un set duplicado de ratas tratadas con melatonina (considerada protectora de la Hipoxia) se examinó también, así como sus controles, inyectados con etanol 0,03 por ciento (solvente de la melatonina).Se realizó análisis histométrico e inmunohistoquímico del tejido testicular. El daño causado por IHH aumenta con el tiempo. La morfometría reveló un aumento de los diámetros del túbulo y lumen y una reducción de la altura del epitelio. La inmunohistoquímica de HIF-1 alpha muestra aumento del número de túbulos positivos con el tiempo aunque lo opuesto ocurre para HSP-70. El ensayo de cometa muestra un aumento del número de células espermátogénicas (+). La melatonina controla este daño, posiblemente debido a asu alta eficiencia como neutralizador de especies reactivas del oxígeno. En conclusión, la exposición a IHH daña la función reproductiva masculina.

Rat spermatogenesis damage in intermittent hypobaric hypoxia and the protective role of melatonin: I cauda epididymal spermatozoa / Daño en la espermatogénesis de rata en hipoxia hipobárica intermitente y el papel protector de la melatonina: I espermatozoides de la cauda epididimaria

At present it is not clear if male fertility is affected by intermittent hypobaric hypoxia (IHH). This is an important issue since a large human population works over 3000 masl. This study analyzes epididymal sperm, in adult Sprague Dawley rats after five cycles of IHH (7 days exposure to 4200 masl in a hypobaric chamber / 7 days at 500 masl). The animals were separated into groups of 8, one group was exposed to hypoxia (7 days), and the others to IHH for one to five cycles. Controls (500 masl) were examined at the beginning and at the end of the 70 experimental days. A duplicate set of rats treated with melatonin (supposedly protecting from hypoxia) was also examined, as were their controls, injected with 0,03 percent ethanol (melatonin solvent). Epididymal sperm parameters, were evaluated. Damage caused by IHH increases with time. Sperm counts drop, while sperm chromatin swelling, DNA instability (metachromasia with acridine orange epifluorescence) and comet (+) tests increase. Melatonin counteracts all this damage, possibly due to its high efficiency as a reactive oxygen species scavenger. In conclusion, IHH exposure damages sperm quality and therefore male reproductive function.

En la actualidad no está claro si la fertilidad masculina se ve afectada por la hipoxia hipobárica intermitente (HHI). Esta es una cuestión importante, ya que una gran población humana trabaja a más de 3000 metros sobre el nivel del mar (msnm). Este estudio analiza los espermatozoides del epidídimo, en ratas Sprague Dawley adultas, después de cinco ciclos de HHI (7 días de exposición a 4200 msnm en una cámara hipobárica / 7 días a 500 msnm). Los animales fueron separados en grupos de 8, un grupo fue expuesto a la hipoxia (7 días), y los otros a HHI de uno a cinco ciclos. Los controles (500 msnm) se examinaron al comienzo y al final de los 70 días de experimentación. Un grupo duplicado de ratas tratadas con melatonina (supuestamente protegiendo de la hipoxia) también fue examinado, al igual que los controles, inyectados con 0,03 por ciento de etanol (solvente de melatonina). Los parámetros espermáticos del epidídimo fueron evaluados. Los daños causados por la HHI aumentaron con el tiempo. Se evaluó el conteo espermático en gota, mientras la cromatina espermática esta hinchada, la inestabilidad del ADN (metacromasia epifluorescente con naranjo de acridina) y la prueba de aumento (+) de cometas. La melatonina neutralizó todo el daño, posiblemente debido a su alta eficacia como un eliminador de especies reactivas de oxígeno. En conclusión, la exposición a HHI daña la calidad espermática y por lo tanto la función reproductora masculina.