Effects of ketoprofen in spermatogenesis of mice exposed to continuos hypobaric hypoxia / Efecto del ketoprofeno en la espermatogénesis de ratones expuestos a hipoxia hipobárica continua

Hypoxia hypobaric (HH) can cause alterations at testicular level, with temperature increase, intrascrotal alteration and deterioration of spermatogenesis. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) such as ketoprofen have anti-angiogenic properties, and can decrease testicular abnormalities. The objective of the study was to evaluate the effect of ketoprofen on spermatogenesis of mice exposed to continuous hypobaric hypoxia. 78 Mus musculus CF-1 male mice 3 to 4 months old were used and subjected to HH in chamber at 4200 m. They were divided into 13 groups (G) of 6 animals: 10 with HH cycles (1, 2, 3, 4 and 8, lasting 8.3 days each cycle, two groups each) and 3 in normoxia (Nx). Intraperitoneal ketoprofen 25 mg/kg was administered every 4 days. Euthanasia of these animals was performed at the end of each cycle and in the case the Nx groups at the end of cycles 1, 4 and 8. Percentage of microhematocrit and reticulocytes were measured in blood smears and a morphometric and histopathological analysis of the height of the epithelium, the tubular diameter and the diameter of the tubular lumen was made. It was shown that hematocrit increases continuously up to 8 cycles, while reticulocytes increase up to 3 cycles. Continuous HH decreases the tubular diameter in a sustained manner and proportional to HH cycles, and the height increased only in the groups subjected to 8 cycles. The groups treated with ketoprofen saw a decrease in angiogenesis, presenting some degree of protection at the testicular level.

La hipoxia hipobárica (HH) puede provocar alteraciones a nivel testicular, con aumento de la temperatura, alteración intraescrotal y deterioro de la espermatogénesis. Los antiinflamatorios no esteroidales (AINEs) como el ketoprofeno tienen propiedades antiangiogénicas, pudiendo disminuir las alteraciones testiculares. El objetivo de estudio fue evaluar el efecto del ketoprofeno en la espermatogénesis de ratones expuestos a hipoxia hipobárica continua. Se utilizaron 78 ratones macho Mus musculus CF-1 de 3 a 4 meses de edad y se sometieron a HH en cámara a 4200 m. Se dividieron en 13 grupos (G) de 6 animales: 10 con ciclos de HH (1, 2, 3, 4 y 8, con duración de 8,3 días cada ciclo, dos grupos cada uno) y 3 en normoxia (Nx). Se administró ketoprofeno intraperitoneal 25 mg/kg cada 4 días. La eutanasia de estos animales se realizó al final de cada ciclo y en el caso los grupos Nx al final de los ciclos 1, 4 y 8. Se midió porcentaje de microhematocrito y reticulocitos en frotis de sangre y se hizo un análisis morfométrico e histopatológico de la altura del epitelio, el diámetro tubular y el diámetro de la luz tubular. Se evidenció que el hematocrito aumenta de manera continua hasta los 8 ciclos, en cambio los reticulocitos aumentan hasta los 3 ciclos. La HH continua disminuye el diámetro tubular de forma sostenida y proporcional a los ciclos de HH, y la altura aumentó sólo en los grupos sometidos a 8 ciclos. Los grupos tratados con ketoprofeno se vio una disminución de la angiogénesis, presentando algún grado de protección a nivel testicular.

Immunolocalization of morphogen sonic Hedgehog in salmon fry (Salmo salar) / Inmunolocalización del morfógeno sonic Hedhehog en alevines de salmón (Salmo salar)

With the purpose of carrying out a diagnosis of the different pathologies that affect the salmon fry stage (Salmo salar) and analyze the regeneration phases of the organizational centers and subjacent tissue in case of an amputation, we realized a study that allowed identifying the temporary and spatial location of the Sonic Hedgehog (Shh) morphogen in hatched fry stage. Fifteen salmon fry (Salmo salar) were used. They were anesthetized with 5 % benzocaine (BZ-20®, Veterquímica), fixed in 10 % buffered formalin, and embedded in paraffin, Shh polyclonal antibody (Santa Cruz H-160, rabbit) was used diluted at 1/100. They were subsequently rinsed in PBS-1 % Triton and incubated with anti-rabbit conjugated polymer antibody and HRP for 10-15 min. The development was done with DAB (Vector) for 1-5 min. The negative control was incubated without primary antibody. As an internal positive control the notochord was considered. Serial sagittal sections were analyzed consigning tissues and organs marked positively and were described morphologically. The objective of recognizing the spatial and temporal location of Shh was achieved. The notochord, spinal cord neurons and ganglia, the basal layer of the skin and also the lepidotriquias escleroblastos were positively identified for Shh. Finally positivity was also observed in the intestine and renal tubules. The heterogeneity observed in the location of the Shh morphogen suggests its potential use as a marker of regulatory centers in Salmo salar, and a potential advantage in the diagnosis of malformations of salmon fry stage, in addition to a better understanding of tissue regeneration.

Con el fin de llevar a cabo un diagnóstico de las diferentes patologías que afectan a la etapa de alevín de salmón (Salmo salar) y analizar las fases de regeneración de los centros de organización y el tejido subyacente en caso de una amputación, se realizó un estudio que permitió identificar la ubicación temporal y espacial del morfógeno Sonic hedgehog (Shh) en la etapa de alevines eclosionados. Se utilizaron quince alevines de salmón (Salmo salar). Fueron anestesiados con benzocaína al 5% (BZ-20®, Veterquímica), se fijaron en formalina tamponada al 10%, e incluidos en paraplast. Se utilizó Shh anticuerpo policlonal (Santa Cruz H-160, conejo) dilución 1/100. Se enjuagaron posteriormente en PBS-1% Triton y se incubaron con anticuerpo conjugado con polímero anti-conejo y HRP durante 10-15 minutos. Se utilizó como sustrato DAB (Vector) durante 1-5 minutos. El control negativo se incubó sin anticuerpo primario. Como un control positivo interno se consideró la notocorda. Se analizaron secciones sagitales en serie consignando los tejidos y órganos marcados positivamente y se describieron morfológicamente. Se logró el objetivo de reconocer la localización espacial y temporal de Shh. La notocorda, las neuronas de la médula espinal y los ganglios, la capa basal de la piel y también los escleroblastos de las lepidotriquias fueron identificados positivamente para Shh. También se observó positivo el intestino y los túbulos renales. La heterogeneidad observada en la ubicación del morfógeno Shh sugiere su uso potencial como un marcador de los centros de regulación en Salmo salar, y una ventaja potencial en el diagnóstico de las malformaciones de la etapa de alevines de salmón, además de una mejor comprensión de la regeneración de tejidos.

Morphology of the eyeball, orbit and retina of Atlantic salmon (Salmo salar) alevins under hypoxic conditions / Morfología del bulbo ocular, órbita y retina de alevines del salmón del Atlántico (Salmo salar) bajo condiciones hipóxicas

It has been demonstrated that hypoxia retards the growth of fish, reduces the survival of their larvae, deforms their vertebral column, but despite this teleost fish have the ability to completely regenerate many of their tissues, particularly the retina. As we do not have enough information about the effects of hypoxia on the eyeball, orbit and retina of Atlantic salmon (Salmo salar), we propose the following objectives: 1) Compare the morphological changes of the eyeball of fish subject to hypoxia and normoxia. 2) Determine changes in the orbit structure. 3) Describe the retina of salmon alevins. 4). Recognize hypoxic cells using the anti-Hif1a antibody in the retina of alevins as a sensor. 5) Determine the Shh morphogenic expression in alevins exposed to different times of hypoxia. Around 1,000 Salmo salar alevins were placed in a continuous water flow of 9 °C at 100 % SatO2 and alevins maintained at a hypoxia of 60 % SatO2. The latter were transferred to normoxia (at days two, four, and eight after hatching). A control group maintained at continuous normoxia and another at continuous hypoxia was also considered. All the alevins were euthanized at 950 UTAs (±2 months after hatching). Diaphonization (double-stain) according to the Hanken & Wassersug technique was undertaken to describe the morphology of the periocular cartilage and to measure the ocular diameter. The HIF-1a factor antibody 1:50, and the anti-Shh antibody dilution of 1:100 were used. The alevins after hatching had large eyeballs with the optic cup having an embryonic shape, even a choroidal fissure. The greatest thickness was observed in the nasal ventral zone which corresponds to a zone of pluripotent cells. The optic cup aspect with embryonic characteristics has only been reported in salmonids. The central retina of the alevins those were cultivated with a 60 % saturation of O2 for two, four or eight days had positive immunostaining when analyzed with the anti-HIF1a antibody hypoxia sensor. The inner ganglion and nuclear layers had immunopositive cells, with the highest in the alevins that were two days in hypoxia and the lowest when the hypoxia was chronic. Nevertheless, in the latter case the alevins had anatomical deformation of the eyeball and periocular cartilage. The anti-Shh antibody clearly shows a gradient that is expressed in the germinative zone and in the cells of the inner ganglion and nuclear layers. The eyeball and particularly the retina in salmon alevins are an example of neuronal plasticity and neurogenesis.

Se ha demostrado que la hipoxia retarda el crecimiento de los peces, reduce la supervivencia de sus larvas, deforma su columna vertebral, pero a pesar de esto, este pez teleósteo tiene la capacidad de regenerar completamente muchos de sus tejidos, en particular la retina. Como no existe suficiente información sobre los efectos de la hipoxia en el bulbo ocular, la órbita y retina del salmón del Atlántico (Salmo salar), los objetivos de este trabajo fueron: 1) Comparar los cambios morfológicos del bulbo ocular del pescado sujetos a hipoxia y normoxia; 2) Determinar los cambios en la estructura de la órbita; 3) Describir la retina de los alevines de salmón; 4) Reconocer las células hipóxicas utilizando el anticuerpo anti-Hif1a en la retina de alevines como un sensor; 5) Determinar la expresión morfogenética de Shh en alevines expuestos a diferentes momentos de hipoxia. Alrededor de 1.000 alevines Salmo salar se colocaron en un flujo continuo de agua a 9 °C, con 100 % de SatO2 y otros alevines se mantuvieron con una hipoxia de 60 % SatO2. Estos últimos fueron trasladados a normoxia (en los días dos, cuatro y ocho después de la eclosión). Un grupo control se mantuvo a normoxia continua y otro grupo a hipoxia continua. Todos los alevines se sacrificaron a 950 UTA (+ dos meses después de la eclosión). Se realizcón una diafonización (doble tinción), de acuerdo con la técnica de Hanken & Wassersug, para describir la morfología del cartílago periocular y para medir el diámetro ocular. Se utilizaron el anticuerpo anti-Hif1a a una dilución 1:50, y el anticuerpo anti-Shh a una dilución de 1:100. Los alevines después de la eclosión presentaron grandes bulbos oculares, con la copa óptica con forma embrionaria, incluso una fisura coroidea. El mayor espesor se observó en la zona ventral nasal que corresponde a una zona de células pluripotentes. El aspecto de la copa óptica con características embrionarias sólo se ha informado en los salmónidos. La retina central de los alevines fueron cultivadas con una saturación de 60 % de O2 para dos, cuatro y ocho días, y presentó inmunotinción positiva cuando se analizó con el sensor de hipoxia, el anticuerpo anti-HIF1a. El ganglio interior y las capas nucleares presentaron células immunopositivas, con los niveles más altos en los alevines con dos días de hipoxia y niveles más bajos en hipoxia crónica. Sin embargo, en éste último caso los alevines presentaron una deformación anatómica del bulbo ocular y el cartílago periocular. El anticuerpo anti-Shh mostró claramente un gradiente expresado en la zona germinativa y en las células del ganglio interior y las capas nucleares. El bulbo ocular y en particular la retina en alevines de salmón son un ejemplo de plasticidad neuronal y neurogénesis.

Effects of hypoxia on epididymal sperm parameters and protective role of ibuprofen and melatonin

Hypobaric hypoxia is of interest due to an increase of human populations working at high altitude. Testicular damage is related to the physiological response (neoangiogenesis) to increased intrascrotal blood flow as temperature rises. Hypoxia is a stress factor with overproduction of reactive oxygen species (ROS). The effect of hypoxia in mice reproductive parameters is analyzed. Animals were exposed to simulated hypoxia of 4,200 meters above sea level (m.a.s.l.) in a chamber for 33.2 days, both to continuous (HH) or intermittent hypoxia (HI) with an intermittency period of 4 days hypoxia /4 days normoxia (500 m.a.s.l.). The anti-inflammatory drug Ibuprofen was administered to a group of mice to control vasodilation and increased blood flow. Melatonin was administered to another group of mice as a potent ROS scavenger. Animals in both HH and HI exposure were compared to normoxic non-treated controls. There was a hematological response in hypoxia, with an increase in hematocrit and reticulocytosis. There was also increased teratozoospermia. This damage was more pronounced in HH than HI, suggesting that alternating normoxic periods permits compensation for the effects of hypoxia. In both hypoxia systems, the level of lipoperoxidation and the instability of DNA increased. In HH, there was a reduction of teratozoospermia in melatonin-treated mice. Ibuprofen presented a protective effect on the same parameters as melatonin with both HI and HH. The quality of sperm DNA, fragmentation, unpacking and DNA stability diminished. In conclusion, reproductive damage elicited by HH or HI was partially ameliorated by simultaneous treatment with antiflogistic and/or antioxidant agents.

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.