Efecto de la maca peruana (lepidium meyenii) y de la melatonina sobre el desarrollo testicular del ratón expuesto a hipoxia hipobárica continua / Effect of peruvian maca (lepidium meyenii) and melatonin on testicular development of mice exposed to continuous hypobaric hypoxia

El estudio de la hipoxia hipobárica (HH) determina un problema de salud pública y laboral en poblaciones que habitan en zonas de altura. La disminución del oxígeno afecta a diferentes órganos, incluyendo el testículo. El organismo responde frente a la hipoxia estimulando la angiogénesis, el flujo sanguíneo testicular e incrementa la temperatura intraescrotal, lo cual produce un daño de la espermatogénesis. Nuestro estudio valoró el efecto que produce la HH sobre el testículo del ratón. Se utilizó una cámara hipobárica regulada a 4.200 metros sobre el nivel del mar (msnm), en periodos de hipoxia durante 8,3; 16,6 y 24,9 días, en comparación a un grupo control en normoxia (500 msnm). En estos tres grupos, a unos ratones se administró melatonina, a otros maca (Lepidium meyenii) y a otros la combinación de melatonina y maca. Los objetivos fueron evaluar si la ingesta de maca protege al testículo, reduciendo el daño generado por la hipoxia, y determinar un posible efecto sinérgico de la melatonina y de la maca. La exposición a HH continua produjo una disminución del diámetro de los túbulos seminíferos y del lumen tubular; además, el seminograma demostró una reducción del recuento espermático, un aumento de la teratozoospermia y una reducción de la calidad del ADN espermático. La administración de maca aislada o la combinación de maca y melatonina en animales sometidos a HH produjo una notable mejoría de los parámetros relacionados con la función de los espermatozoides, siendo significativos la disminución del número de espermatozoides con morfología anormal y de la compactación del DNA, alcanzando en algunos casos valores próximos a los de los animales normóxicos. Los datos del presente modelo de HH corroboran los excelentes beneficios que la ingesta de maca tiene sobre la capacidad reproductiva de poblaciones que viven en áreas geográficas de grandes alturas.

Hypobaric hypoxia (HH) is a decisive factor in human health in populations that reside at high altitude levels. Low oxygen rate affects most tissues and organs, including the testis. In humans, hypoxia stimulates angiogenesis, testicular blood flow and increases intrascrotal temperature which determines negative effects on sperm production. Our study researched the effects of HH in mice testicle. Mice were housed in a hypobaric chamber with a setting at 4,200 m above sea level during three different periods of hypoxia (8.3, 16.6 and 24.9 days). Control groups were housed at normoxic conditions (500 m above sea level). Hypoxic mice were treated with melatonin, maca plant (Lepidium meyenii) and melatonin and maca combination. The aim of present study was to determine if maca consumption protects testis against harmful effects of hypoxia and to determine a possible synergistic effect between melatonin and maca administration. In this article we have demonstrated that hypoxia produces a considerable decrease of seminiferous tubules diameter and lumen diameter. Moreover, seminogram showed a reduced sperm count, increased teratozoospermia and a reduction of DNA quality. The HH mice treatment with maca or maca-melatonin combination showed statistically significant improvement at sperm function parameters, and in the reduction of sperm morphology abnormalities and DNA compaction, in some cases attaining rates closer to those registered in normoxic mice. Our experimental data corroborates that maca consumption improves reproductive capacity of populations that inhabit high altitude regions.

Physiological androgen insensitivity of the fetal, neonatal, and early infantile testis is explained by the ontogeny of the androgen receptor expression in Sertoli cells.

CONTEXT: Although gonadotropins and testosterone are high in the fetal/early postnatal periods, Sertoli cells remain immature and spermatogenesis does not progress. We hypothesized that Sertoli cells do not respond to testosterone because they do not express the androgen receptor. OBJECTIVE: The objective of the study was to describe the precise ontogeny of androgen receptor expression in the human testis from fetal life through adulthood. DESIGN: This was an immunohistochemical study on testicular biopsies from fetal, neonatal, prepubertal, pubertal, and adult human testes. MAIN OUTCOME MEASURES: Quantification of androgen receptor expression in Sertoli cells was measured. Evaluation of androgen receptor expression in peritubular and interstitial cells as well as anti-Müllerian hormone and inhibin-alpha was also performed. RESULTS: Androgen receptor expression was first observed in the nuclei of few Sertoli cells at the age of 5 months. Labeling was weak in 2-15% of Sertoli cells until 4 yr of age and progressively increased thereafter. High levels of androgen receptor expression were observed in more than 90% from the age of 8 yr through adulthood. Androgen receptor was positive in peritubular cells and variable in interstitial cells. Anti-Müllerian hormone immunolabeling was strong in all Sertoli cells from fetal life throughout prepuberty and weakened progressively as spermatogenesis developed. Inhibin-alpha expression was detected in all Sertoli cells from fetal life through adulthood. CONCLUSIONS: A lack of androgen receptor expression could explain a physiological Sertoli cell androgen insensitivity during fetal and early postnatal life, which may serve to protect the testis from precocious Sertoli cell maturation, resulting in proliferation arrest and spermatogenic development.

Estrés oxidativo y función espermática: Revisión

El estrés oxidativo está determinado por el balance entre la generación de especies de oxígeno reactivas (ROS - Reactives Species Oxigen) y la degradación de las mismas dentro de los tejidos. Las dos principales fuentes de generación de ROS en el tracto reproductivo masculino provienen de los espermatozoides inmaduros, inmóviles y/o morfológicamente anormales, de los leucocitos infiltrados en el semen y de los espermatozoides morfológicamente normales pero funcionalmente anormales. Uno de los efectos de los ROS es la alteración de la membrana celular por el proceso denominado peroxidación lipídica (PL), proceso fisiopatológico que tiene como resultado una cascada de profundos cambios degradativos que afectan la organización y función de la membrana del espermatozoide humano. Los espermatozoides son más susceptibles al daño peroxidativo de los ROS porque poseen altas concentraciones de ácidos grasos polinsaturados. Los efectos que las ROS ejercen sobre las células espermáticas son múltiples y muy controversiales, por lo que en este artículo se revisan algunos aspectos bioquímicos sobre la generación de ROS, métodos de diagnóstico y patologías asociadas.

Oxidative stress is determined by the balance between the generation and degradation of reactive oxygen species (ROS) within the tissues. The ROS are produced by a variety of semen components, including immotile or morphologically abnormal spermatozoa, leukocytes, and morphologically normal but functionally abnormal spermatozoa. One the effects of excessive ROS production, is the cellular membrane alteration, due to lipid peroxidation (LPO) which is a very important pathophysiological process occurring in numerous diseases and stress conditions, and it usually results in a cascade of profound degradative processes, affecting the organization and function of biological membranes. The membranes of the human spermatozoon contain a high concentration of polyunsaturated fatty acids, therefore they are susceptible to the lipid peroxidation damage. ROS have a variety of affects on the spermatic cells. This is a very controversial subject, and it is one of the reasons for this article, reviewing some of the biochemical aspects related to ROS production, diagnostic methods, and associated pathologies to these compounds.

Significado funcional de la expresión del receptor de andrógenos en el hombre normal y en hombres infértiles

La producción de testosterona en los humanos se inicia alrededor de las semanas 8a y 9a de gestación. Este es un evento crucial para el desarrollo sexual primario en un embrión 46,XY (masculinización) y para el normal desarrollo sexual secundario en la pubertad (virilización). La testosterona además es esencial para mantener los caractéres sexuales secundarios en la vida adulta y para iniciar y preservar la espermatogénesis. Las acciones de los andrógenos se cumplen por medio del receptor de andrógenos (RA). La unión de los andrógenos a su receptor induce un cambio estructural en el RA, convirtiéndolo de un estado inactivo a su forma activa. En el testículo humano la inmunoexpresión del RA se ha detectado exclusivamente en el núcleo de células de Sertoli, en las células de Leydig y en las células mioides peritubulares. La función de estas células está estrechamente relacionada a la concentración y expresión del RA. Mutaciones en el RA ocasionan alteraciones en la acción de los andrógenos, afectando la función endocrina a nivel testicular y de otros órganos diana, comprometiendo además la función reproductiva. El significado de la expresión del RA en la patología testicular funcional congénita y adquirida del testículo humano no está aún bien establecido. En la presente revisión se evalúan los diferentes patrones de expresión inmunohistoquímica del RA reportados en el testículo de hombres normales y en pacientes con patología testicular, y se valora el significado funcional de las alteraciones histológicas y moleculares del RA en relación con la disfunción de la fertilidad en estos pacientes.

Testosterone production begins at weeks 8 to 9 of gestation in the human; this a critical event for primary male sexual development in a 46,XY embryo (masculinization), and for normal secondary sexual development at puberty (virilization). Testosterone also is essential to maintain the secondary sexual characters during adulthood, and for the initiation and preservation of spermatogenesis. The androgen actions are mediated by the androgen receptor (AR). Upon binding of androgens to its receptor, the AR undergoes a conformational change that converts it from an inactive state to its active DNA-binding state. In the human testis, the AR immunoexpression has been detected exclusively in the Sertoli cells nuclei, in the Leydig cells, and in the peritubular myoid cells. These cells function have an strong relation with the AR concentration and expression. Mutations of the AR results in alteration of androgens actions, affecting the endocrine function at the testicular level and in other target organs, affecting also the reproductive function. The meaningful of the AR expression in the congenital and acquired functional testicular pathology, has not been established yet. In this review different immunohistochemical expression patterns of the AR, reported in the testis from normal men, and from patients with testicular pathology are evaluated; also the functional significance from the histological and molecular alterations of the AR are evaluated, in relation with the fertility dysfunction of these patients.

[The effect of seminal leukocytes on semen quality in subfertile males with and without varicocele]. / Efectos de la leucocitospermia sobre la calidad seminal en varones subfértiles con y sin varicocele.

OBJECTIVES: To compare the concentration of leukocytes and round cells in semen samples of subfertile males (SM), men with varicocele (VM), and fertile males (FM) to establish a possible relationship between leukocyte concentration, semen parameters (pH, concentration, mobility, spermatic morphology) and lipidic peroxidation of the spermatozoid. METHODS: We evaluated 298 semen samples from: 42 fertile males, 170 subfertile males, and 86 men with varicocele. Sperm tests were performed following WHO criteria. All samples with leukocyte counts higher than 1 million/ml were submitted for oxidative stress study (malonyldialdehyde in seminal plasma). RESULTS: Leukocyte concentration was higher in subfertile males and men with varicocele (2.5 +/- 2.1 x 10(6)/ml and 2.3 +/- 2.1 x 10(6)/ml) than in fertile males (1.1 +/- 0.1 x 10(6)/ml) (p 0.0001). In the same way concentration of round cells was higher in the SM group (6.5 +/- 0.3 x 10(6)/ml) and VM group (6.1 +/- 0.4 x 10(6)/ml) than in FM (4.5 +/- 0.4 x 10(6)/ml) (p 0.05). Spermatozoid concentration was lower in SM (42.1 +/- 2.4 x 10(6)/ml) and VM (9.9 +/- 3.5 x 10(6)/ml) than in FM (82.4 +/- 5.7 x 10(6)/ml) (p 0.0001). The percentage of spermatozoa with type "a" mobility was lower in the SM (14.1 +/- 0.9) and VM (19.9 +/- 1.4) groups than in the FM group (50.0 +/- 1.3) (p 0.0001). In the same way, "a + b" mobility was lower in the SF group (26.7 +/- 1.4) and VM group (34.1 +/- 1.9) than in the FM group (50.0 +/- 1.3) (p 0.0001). The SM group showed a lower percentage of normal forms (43.3 +/- 1.5) than the VM (50.0 +/- 1.6) and FM (60.6 +/- 1.3) groups (p 0.0001). When grouping by concentration of peroxidase positive cells, there were not statistical differences in the spermatic variables in SM, with the exception of progeny cells. Type "a" mobility in the VM group was lower in the peroxidase positive group than in the peroxidase negative group (p 0.005); "a + b" mobility was also lower in the peroxidase positive men than in peroxidase negative (p 0.01); in the progeny cells they were higher in the peroxidase positive males (4.2 +/- 0.4 x 10(6)/ml) than in peroxidase negative males (3.0 +/- 0.3 x 10(6)/ml). Malonyldialdehyde concentrations were significantly higher in seminal plasma of subfertile and varicocele males than in fertile males (p 0.006, and p 0.03). CONCLUSIONS: Increased number of semen lymphocytes is more frequent in subfertile and varicocele males than in fertile males. The increase of semen leukocytes is associated with deterioration of seminal parameters. Oxidative stress has a negative influence on seminal parameters in subfertile males of unknown etiology.

Expresión de filamentos intermedios durante el desarrollo embrionario de cerdo sus scrofa y bovino bos taurus / Intermediate filaments expression during embryonic development of sus scrofa pig and bos taurus bovine

Utilizando la técnica de inmunoperoxidasa y un panel de anticuerpos monoclonales, se realizó un estudio para caracterizar la expresión de citoqueratinas y vimentina, proteínas constituyentes de los filamentos intermedios, en los tejidos en diferenciación de embriones de cerdo y bovino, en diferentes etapas de la embriogénesis. Ambas especies presentaron características similares en la expresión de citoqueratinas y vimentina. En los embriones prefetales, mayores de 18 mm de longitud cráneo-caudal, ya existe un patrón de citoqueratinas en la mayoría de las células epiteliales, ya que éstas se tiñeron intensamente con los anticuerpos antiqueratinas AE1/AE3 y AE1. En embriones menores, sólo reaccionaron moderadamente con estos anticuerpos, el mesonefros, tubo digestivo y epitelio celómico. La vimentina aparece en embriones más pequeños en el endotelio vascular, en el mesonefros y en algunas células conectivas y del tubo natural. En embriones mayores, además, aparece inmunotinción con este anticuerpo, en el endocardio, dermis, plexos coroídeos, osteoblastos y odontoblasto. La citoqueratina 18 y los controles negativos de las inmunotinciones empleadas, no mostraron reacción positiva en ninguna de las estructuras embrionarias de ambas especies. Nuestros resultados enfatizan la importancia de los filamentos intermedios, especialmente de las citoqueratinas, como marcadores de diferenciación de los tejidos embrionarios y sugieren que en aquellos órganos que comienzan a funcionar tempranamente en el embrión, como el mesonefros y la red vascular, el citoesqueleto se organiza más tempranamente

Keratinas: biología celular y significado funcional normal y patológico / Keratins: cell biology and it normal and pathological functional significance

Las Keratinas (Ks), son filamentos intermedios que forman parte del citoesqueleto de las células epiteliales. Pueden expresarse en los epitelios simples (Ks. 7, 8, 19 y 20) y en epitelios estratificados (Ks. 1, 2, 5, 9, 10, 11, 16). La diferente expresión de estas proteínas multigénicas del citoesqueleto está ligada a programas de diferenciación celular específicos (OSBORN & WEBER, 1983; NAGLE, 1988); por ello, el estuio de las Ks. tiene singular importancia en el conocimiento de nuevos aspectos de la Histología e Histopatología, como también de la Biología del Desarrollo. Además, la evaluación de las Ks. mediante técnicas de inmunofluorescencia o inmunohistoquímicas es útil en la correcta identificación y caracterización de las células normales, displásicas y neoplásicas (OSBORN & WEBER, NAGLE). Los distintos patrones de expresión de las Ks. se correlacionan con el grado de diferenciación de células epiteliales inmaduras, y, pór ello, con el grado de diferenciación de los tumores malignos. (FUCHS & GREEN, 1980; FRANKE et al. 1981b; MOLL et. al. 1892a; SCHAAFSMA & RAMAEKERS, 1994). Por último, la valoración de los cambios de inmunoexpresión de Ks. es útil para el diagnóstico diferencial entre metaplasias escamosas típicas y atípicas, incluyendo las displasias epiteliales moderadas y severas y las neoplasias intraepiteliales anteriormente denominadas carcinomas in situ (MOLL et. al., 1982a; TSENG et. al., 1982; QUINLAN et. al., 1985; HUSZAR et. al., 1986; GIGI-LEITNER et. al., 1986; HEID et. al., 1988)