Morphological alterations in mouse placenta induced by diazepam / Alteraciones morfológicas inducidas en la placenta de ratón por diazepam

ABSTRACT

Diazepam (DZ) is a benzodiazepine that belongs to the group of minor tranquilizers with myo-relaxing and anticonvulsant properties. DZ and its metabolites cross the placental barrier in human, monkey, hamster, and mouse, and accumulate in the placenta. Our aim was to investigate, through histological techniques, and semifine sections if DZ induces morphological changes in the placenta. Twenty female mice of the ICR strain were distributed randomly in two groups. One group (DZ) was treated from days 6 to 17 of gestation with a single daily subcutaneous (sc) dose of DZ of 2.7 mg/kg/ (bw); the second, control group (C) was treated with saline solution. All females (10 DZ and 10 C) were killed by decapitation. Placentas were extracted and fixed in phosphates-buffered 10% formaldehyde, pH 7.3, dehydrated, and embedded in paraffin to obtain 3 µm thick sections or fixed in 2.5% glutaraldehyde, post-fixed in 1% OsO4, embedded in epoxy resin. Histological sections were stained with hematoxylin-eosin or Weigert´s iron hematoxylin. Semifine sections were stained with toluidine blue. All sections were observed under comparative light microscopy. The DZ-group showed thinned placental barrier with multiple vacuoles. Nuclei of trophoblast cells (TCs) and trophoblast giant cells (TGCs) presented heterochromatin in coarse granules, atypically distributed in the karyolymph and conspicuous nucleoli. The cytoplasm of the TGCs was vacuolated and chromatin had a similar appearance to that observed in TCs. The total area of the placental barrier was measured in µm2/µm2; the area in the DZ group was reduced as compared with the C group (P<0.001). Alterations of TGCs could be due to an interaction of DZ with peripheral type benzodiazepine receptors involved in progesterone biosynthesis. Administration of DZ in mice alters the placental barrier and TGCs which could affect their physiology and causes teratogenic effects on the ovary and testis involved in steroid hormones biosynthesis.

RESUMEN

El diazepam (DZ) es una benzodiazepina que forma parte de los tranquilizantes menores con propiedades miorrelajantes y anticonvulsivantes. El DZ y sus metabolitos atraviesan la barrera placentaria en el humano, mono, hámster y ratón, y se acumula en ésta. Nuestro propósito fue investigar a través de técnicas histológicas y en cortes semifinos si el DZ induce cambios morfológicos en la placenta de ratón. Hembras de ratón de la cepa ICR se distribuyeron al azar en dos grupos. Un grupo (DZ) fue tratado del día 6 al 17 de la gestación con dosis únicas diarias subcutáneas (sc) de DZ de 2.7 mg/kg (pc); el segundo grupo control (C) se trató con solución salina. Todas las hembras (10 DZ y 10 C), se sacrificaron por decapitación. Se extrajeron las placentas y se fijaron en formaldehido al 10% amortiguado con fosfatos pH 7.3, se deshidrataron y se incluyeron en parafina para obtener cortes de 3 µm, o se fijaron en glutaraldehido al 2.5%, se posfijaron en OsO4 al 1% y se embebieron en resina epóxica. Los cortes histológicos se tiñeron con hematoxilina-eosina o con hematoxilina férrica de Weigert. Los cortes semifinos se tiñeron con azul de toluidina. Todos los cortes se observaron en un microscopio óptico de comparación. El grupo DZ presentó en la barrera placentaria múltiples vacuolas. Los núcleos de las células del trofoblasto y las células trofoblásticas gigantes (TGCs) presentaron heterocromatina en grumos gruesos, distribuidos atípicamente en la cariolinfa y nucléolos conspicuos. El citoplasma de las TGCs estaba vacuolizado y la cromatina tenía una apariencia similar a la observada en las células trofoblásticas. El área total de la barrera placentaria se midió en µm2/mm2; el área en el grupo DZ era reducida en comparación del grupo C (P<0.001). Las alteraciones de las células trofoblásticas y de las TGCs podrían deberse a la interacción del DZ con los receptores benzodiazepínicos de tipo periférico involucrados en la biosíntesis de progesterona. La administración de DZ en el ratón altera la barrera placentaria y las TGCs que podrían afectar su fisiología y causar efectos teratogénicos en el ovario y el testículo involucrados en la biosíntesis de las hormonas esteroides.