Histología, actividad proliferativa y apoptótica durante la recrudescencia testicular tras fotoperiodo corto en el epitelio seminífero del hámster sirio (Mesocricetus auratus)

Abstract

Numerosos mamíferos presentan una reproducción de carácter estacional que hace que las crías nazcan en el mejor momento para su supervivencia. Los machos padecen una infertilidad temporal adquirida tras un proceso de regresión testicular del cual tienen que recuperarse, en un proceso conocido como recrudescencia, en el que los testículos vuelven a producir espermatozoides competentes para la reproducción. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido estudiar el túbulo seminífero del hámster sirio durante la recrudescencia espontánea tras la exposición a un fotoperiodo corto. Para ello, se han determinado sus cambios histomorfométricos así como las actividades de proliferación y apoptosis en las células germinales y en la célula de Sertoli durante este proceso.

Se utilizaron 53 hámsteres sirios machos mantenidos en fotoperiodo de 14:10h luz-oscuridad. De ellos, 5 se utilizaron como grupo de Control mantenidos en el mismo fotoperiodo (14:10h luz-oscuridad). Los otros 48 animales se sometieron a un fotoperiodo de 8:16h de luz-oscuridad. Se establecieron los siguientes grupos de estudio: regresión media (MReg), regresión fuerte (SReg), regresión total (TReg), recrudescencia inicial (IR), recrudescencia avanzada (AR) y recrudescencia total (TR). Las siguientes técnicas histológicas fueron utilizadas: hematoxilina-eosina, inmunohistoquímica de vimentina y PCNA, histoquímica de lectinas y TUNEL, y, para fluorescencia: doble inmunofluorescencia de vimentina y PCNA. Se realizó también un estudio morfométrico.

Durante la recrudescencia hay una recuperación gradual del volumen testicular, tubular y del epitelio seminífero. El volumen intersticial, la longitud y el diámetro tubular aumentaron principalmente en la primera mitad del proceso. La actividad proliferativa de las espermatogonias fue siempre mayor que la del grupo Control y la actividad apoptótica disminuyó en la primera mitad de la recrudescencia. Las lectinas mostraron cambios en el patrón de glucoconjugados al inicio del proceso, aunque gradualmente se fue recuperando un patrón similar al del grupo Control. Por otro lado, los espermatocitos y espermátidas en apoptosis mostraron gran afinidad por las lectinas PNA, GNA, AAA y Con-A, además, para los espermatocitos en apoptosis, también la lectina LTA. En todos los grupos se observó células de Sertoli vimentina+/TUNEL + y células vimentina+/PCNA+. El índice de apoptosis para la célula de Sertoli fue mayor en MRg y SRg que en el resto de los grupos mientras que su índice de proliferación fue mayor en TRg e IR respecto al resto de grupos. El número total de células de Sertoli aumentó entre TRg, IR y AR, donde alcanzó valores del grupo Control.

En conclusión, la recrudescencia espontánea del testículo de hámster sirio comprende dos fases histomorfométricas. La primera con incremento del diámetro y longitud tubular, con aumento del volumen intersticial y, una segunda, con incremento gradual de diámetro tubular. La recuperación del epitelio seminífero se debe al aumento de proliferación en las espermatogonias en la recrudescencia a la par que la apoptosis de las células germinales disminuye a valores del control a la mitad del proceso. La histoquímica de lectinas confirmó su utilidad para detectar células germinales en apoptosis. Finalmente, el aumento de proliferación y diminución de apoptosis de la célula de Sertoli permitió restablecer su número después de la pérdida ocurrida durante la regresión, hecho fundamental para la recuperación de la fertilidad. La constatación de una tasa de recambio (proliferación / apoptosis) en los animales mantenidos en fotoperiodo largo indican que la célula de Sertoli no está terminalmente diferenciada en el hámster sirio adulto.

Many mammals have a seasonal reproduction that causes the offspring to be born at the best time for their survival. Males suffer from a temporary infertility acquired after a process of testicular regression, from which they recover through a process known as recrudescence, in which the testes start to produce valid sperm for reproduction again. The aim of this doctoral thesis was to study the seminiferous tubule of the Syrian hamster during spontaneous recrudescence after exposure to short photoperiod. In order to do this, their histomorphometric changes during this process have been determined, as well as proliferation and apoptosis activities in germ cells and in the Sertoli cell.

53 male Syrian hamsters were used. They were kept in a 14:10 light-dark photoperiod. Out of these, 5 were used as a Control group and kept in the same photoperiod (14:10 light-dark). The other 48 animals were subjected to photoperiod of 8:16 h light-dark. The following study groups were established: mild regression (MReg), strong regression (SReg), total regression (TReg), initial recrudescence (IR), advanced recrudescence (AR) and total recrudescence (TR). The following histological techniques were used: hematoxylin-eosin, immunohistochemistry of vimentin and PCNA, histochemistry of lectins and TUNEL, and, for fluorescence: double immunofluorescence of vimentin and PCNA. A morphometric study was also carried out.

During recrudescence, there is a gradual recovery of the testicular, tubular, and seminiferous epithelium volume. The interstitial volume, length and tubular diameter increased mainly in the first half of the process. The proliferative activity of the spermatogonia was always greater than that of the Control group and the apoptotic activity decreased in the first half of the recrudescence. Lectins showed changes in the pattern of glycoconjugates at the beginning of the process, but it was gradually recovering a similar pattern to that of the control group. On the other hand, spermatocytes and spermatids in apoptosis showed great affinity for the lectins PNA, GNA, AAA and Con-A, in addition, for spermatocytes in apoptosis, also the LTA lectin. Sertoli vimentin + / TUNEL + cells and vimentin + / PCNA + cells were observed in all groups. The apoptosis index was higher in MRg and SRg than in the rest of the groups, while the proliferation index was higher in TRg and IR compared to the rest of the groups. The total number of Sertoli cells increased between TRg, IR and AR, where it reached Control values.

In conclusion, the spontaneous recrudescence of the Syrian hamster testis has two histomorphometric phases. The first phase involves an increase in tubular diameter and length and an increase in interstitial volume. And the second phase presents a gradual increase in tubular diameter. The recovery of the seminiferous epithelium is due to the increased proliferation in spermatogonia in recrudescence. Germ cell apoptosis decreases to control values in the half of recrudescence process. Lectin histochemistry confirmed their utility for detecting germ cells in apoptosis. Finally, the increase in proliferation and decrease in apoptosis of the Sertoli cell allowed them to reestablish their number after the loss that occurred during regression, which is essential for the recovery of fertility. The finding of a turnover rate (proliferation / apoptosis) in animals kept in long photoperiod indicates that the Sertoli cell is not terminally differentiated in the adult Syrian hamster.