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Previous issue date: 2010-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A nicotina e altamente consumida, por ser um componente do cigarro. Em gestantes, atravessa a membrana placentaria e esta presente no leite materno. A nicotina induz apoptose em celulas de diferentes orgaos, interfere nas funcoes endocrinas e pode causar atrofia testicular, disfuncoes de erecao e das gonadas, bem como infertilidade masculina. Ela tambem suprime a secrecao de testosterona em ratos tratados na fase adulta. Como a testosterona e produzida por celulas de Leydig a partir do colesterol e este mecanismo envolve a participacao de macrofagos testiculares (importantes para o desenvolvimento pos-natal da celula de Leydig), gerou-se a hipotese de que a nicotina poderia provocar toxicidade testicular via alteracoes morfofuncionais em celulas de Leydig, com possivel envolvimento dos macrofagos. Desta forma, o objetivo desta pesquisa foi investigar se a nicotina administrada a ratas prenhes e lactantes, em dose equivalente a um maco diario de cigarros, consumida por gestantes fumantes, provoca na prole: a) alteracoes dos niveis plasmaticos e intratesticulares de colesterol e dos hormonios sexuais; b) alteracao morfologica e das densidades numericas de celulas de Leydig e macrofagos testiculares; Para tanto, 22 ratas foram tratadas com nicotina durante a gravidez e a lactacao. A nicotina foi administrada atraves de uma minibomba osmotica, calibrada de forma a liberar 2 mg/kg/dia de nicotina (equivalente ao consumo de 20 cigarros/dia). A minibomba foi implantada subcutaneamente, no dorso da rata, no primeiro dia de prenhez e substituida no 1 ‹ dia apos o nascimento (periodo de lactacao), garantindo a exposicao ate o desmame (22dpp). Minibombas sem nicotina foram implantados em outras 22 ratas prenhes e lactantes (grupo controle gSham h) com o objetivo de verificar a inocuidade deste procedimento. Mais 22 ratas prenhes e lactantes nao receberam qualquer tratamento ou manipulacao (grupo controle absoluto). Os filhotes machos provenientes de cada rata foram distribuidos em 4 subgrupos de acordo com a idade de eutanasia (1, 30, 60 e 90dpp). Apos a analise biometrica (peso e volume), os testiculos foram processados para analise histopatologica (historresina e parafina; metodo do PAS+H) e para analises imuno-histoquimicas (inclusoes em parafina) para marcacao de celulas de Leydig adultas (anticorpo anti-enzima esteroidogenica 11ƒÀ-HSD II) e de macrofagos residentes (anticorpo anti-ED2). As densidades numericas das celulas de Leydig e dos macrofagos foram computadas atraves do sistema de analise de Imagem Leica Q-Win. Foram realizadas dosagens plasmáticas de colesterol e testosterona (em todas as idades) e estradiol (30, 60 e 90 dias), além das dosagens intratesticulares de colesterol e testosterona (60 e 90 dias). Para comprovação da presença de nicotina no leite e de sua transferência para os filhotes, a nicotina e seu metabólito, a cotinina, além de seus subprodutos, foram detectados no leite materno, na urina e no plasma dos filhotes em fase de amamentação, por cromatografia. Os resultados da cromatografia confirmaram a passagem destas substâncias para a circulação sanguínea dos neonatos. Animais do subgrupo tratado apresentaram, ao nascimento, redução de peso corpóreo (p<0,05) e do colesterol plasmático (p<0,05), além de uma sugestiva redução da quantidade de gotículas de lipídeo no citoplasma das células de Leydig fetais. Aos 30 dias de idade, os testículos da prole exposta à nicotina apresentaram redução do peso (p<0,05) e do volume testicular (p<0,05) em relação ao controle absoluto. Aos 60 e 90 dias, os animais dos subgrupos tratados apresentaram peso corpóreo levemente maior (p<0,05) que o subgrupo controle absoluto e, aos 90 dias, tanto a dosagem de colesterol (p<0,05) quanto a dosagem de testosterona plasmática foram maiores no subgrupo tratado (p<0,05) em relação a ambos os controles. Embora não tenham ocorrido diferenças nas densidades numéricas de células de Leydig e macrófagos, a análise histopatológica mostrou, aos 60 e 90 dias, uma incidência maior de células de Leydig em degeneração, além de intensa descamação e desorganização do epitélio seminífero. Aos 90 dias, acompanhando o aumento de colesterol e testosterona, observou-se também uma sugestiva hipertrofia das células de Leydig e maior incidência de anáfases e metáfase meióticas, além de núcleos de célula de Sertoli soltos no lúmen. Como os níveis de estradiol se mostraram sutilmente reduzidos nas três idades analisadas (30, 60 e 90 dias), é possível que a ação da nicotina sobre o testículo possa ter provocado também alterações das células de Sertoli. Concluiu-se que a nicotina afeta o metabolismo de colesterol e testosterona, causa alterações morfofuncionais nas células de Leydig e alterações da espermatogênese e provoca redução do número de neonatos oriundos de ratas tratadas durante toda a prenhez, induzindo nestes a ocorrência de baixo peso corpóreo e de baixo índice de colesterol plasmático. Contudo, alterações quantitativas das populações de células de Leydig e de macrófagos testiculares das proles não foram observadas nas diferentes fases do desenvolvimento sexual. / Nicotine is largely consumed by worldwide people since it is a component of cigarettes. It reaches the maternal milk and is able to cross the placental membrane. Nicotine induces apoptosis in different cell types and interferes with endocrine functions. Reproductive side effects of this drug, such as testicular atrophy, erectile dysfunction and male infertility were also described. Nicotine suppresses testosterone secretion in adult male rats. Testosterone is produced from cholesterol and is synthesized by Leydig cells, with participation of the testicular resident macrophages, which are important for post-natal Leydig cell development. These data raised the hypothesis that the testicular damage induced by nicotine could be mediated by alterations or even apoptosis of Leydig cells. Because macrophages are also involved in testosterone synthesis and Leydig cell development, it is reasonable to consider the role of these cells in the nicotine-induced testicular damage. Given the complex testicular paracrine regulation, it is probable that such alterations induce germ cell damage in the post-natal phase. Thus, the aim of this study was to investigate whether the administration of nicotine to pregnant and lactating rats, in a dose equivalent to the consumption of one packet of cigarettes per day, provokes: a) alterations of cholesterol and sexual hormone levels in the plasma and in the testis; b) morphological and numerical alterations of Leydig cells and testicular macrophages. For this, 22 rats were treated with nicotine during pregnancy and lactation. Nicotine was administrated using an osmotic minipump calibrated in way to release 2mg/Kg/day of nicotine (equivalent to the consumption of 20 cigarettes/day). The minipump was implanted subcutaneously at the first day of pregnancy and replaced just after birth (lactation period). The second minipump was removed at the weaning day (22dpp). Minipumps without nicotine were implanted in other 22 pregnant and lactating rats (Sham group) with the aim to check the innocuousness of this procedure. More 22 pregnant and lactating rats did not receive any treatment or manipulation (Control group). The male pups of each offspring were distributed in 4 subgroups according to the age of euthanasia (1, 30, 60 and 90dpp). The testes were submitted to biometric analysis (weight and volume) after what they were processed for histopathological study (historesin and paraffin sections/PAS+H) and immuno-detection of adult Leydig cell (anti-11â-HSD type 2) and resident macrophages (anti-ED2). The numerical densities of Leydig cells and ED2+ macrophages were obtained using the Leica Q-Win image analysis system. Plasma levels of cholesterol and testosterone (all ages) and estrogen (30, 60 and 90 dpp) as well as intratesticular cholesterol and testosterone (60 and 90 dpp) were investigated. Plasma, urine and milk cotinine and nicotine levels were obtained at 22ddp by chromatography. The results showed that nicotine provoked decrease of body weight (p<0.05) and cholesterol plasma level (p<0.05) at (1dpp), besides the suggesting reduced lipids in the fetal Leydig cells cytoplasm. Decrease of testicular weight and volume occurred at 30dpp (p.0.05) but not at 60dpp and 90dpp. At 60 and 90dpp, the nicotine-treated rats showed increase of body weight and at 90dpp the nicotine-treated rats show increased in plasma cholesterol and testosterone levels (p<0.05). Although no alterations of the numerical densities of macrophages and Leydig cells were observed, the histopathological analysis showed that, at 60 and 90dpp, there was an increase of the frequency of degenerating Leydig cells and a pronounced disorganization and sloughing of the seminiferous epithelium. At 90dpp a suggestive hypertrophy of Leydig cells was also observed, what parallels the increase of cholesterol and testosterone levels. At this age a suggestive increase of the frequency of meiotic anaphase and metaphase figures and Sertoli cell nuclei in the tubular lumen were also observed. Since a subtle reduction of the estradiol levels was observed at the three ages studied (30, 60 and 90dpp), it is possible to suggest that the action of nicotine in the testis caused Sertoli cell alterations. Finally, it was concluded that nicotine provokes a reduction of the offspring number, body weight and cholesterol plasma level when administered to females during the whole pregnancy period. It was also concluded that nicotine administration in rats during the whole pregnancy period and during lactation affects the metabolism of cholesterol and testosterone and leads to morphofunctional alterations of Leydig cells and of spermatogenesis in the adult offspring. On the other hand, this treatment does not cause quantitative alterations of Leydig cell and macrophage populations. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unifesp.br:11600/8937 |
| Date | 29 September 2010 |
| Creators | Paccola, Camila Cicconi [UNIFESP] |
| Contributors | Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Miraglia, Sandra Maria [UNIFESP] |
| Publisher | Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 267 f. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNIFESP, instname:Universidade Federal de São Paulo, instacron:UNIFESP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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