Bank vole spermatozoa morphology after estrogen and xenoestrogen treatment

Estrogeny pełnią wiele istotnych funkcji w męskim układzie rozrodczym. Potwierdzenie obecności obu typów receptorów estrogenowych w błonie akrosomu plemników nornicy rudej wskazuje na zaangażowanie estradiolu w regulację funkcji tych komórek. Postępujący spadek jakości nasienia u dziko żyjących zwierząt i człowieka może być wynikiem coraz większej ekspozycji na substancje chemiczne uwalniane do środowiska mogące zaburzać gospodarkę hormonalną. Ksenoestrogeny środowiskowe takie jak herbicydy, plastyfikatory czy pestycydy, które wykazują działanie podobne do estrogenów są związkami, które mogą zakłócać funkcje gonady męskiej. W niniejszej pracy badano wpływ 4-tert-oktylofenolu (OF) na: (i) żywotność plemników nornicy rudej stosując barwienie eozyną, (ii) reakcję akrosomową przy użyciu barwienia Commassie Brilliant Blue, (iii) integralność błony komórkowej plemników za pomocą testu hipoosmotycznego oraz (iv) ultrastrukturę plemników z zastosowaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Wyniki przeprowadzonych badań nie wykazały istotnie statystycznych zmian w żywotności plemników. Barwienie Commassie Brilliant Blue ujawniło, że OF wpływa na przedwczesne pojawienie się reakcji akrosomowej, co potwierdziła analiza ultrastrukturalna, w której obserwowano obecność małych pęcherzyków w bezpośrednim sąsiedztwie bliższego regionu główki. Analiza krzyżowych i podłużnych przekrojów odcinka witek plemników wykazała obecność prawidłowej liczby i orientacji aksonemalnych mikrotubul. Podsumowując, OF może modulować funkcje plemników wpływając na przyspieszenie reakcji akrosomowej, natomiast nie indukuje zmian w żywotności tych komórek oraz ich budowie na poziomie ultrastrukturalnym.

Estrogens have many important functions in the male reproductive system. The presence of both types of estrogen receptors has been confirmed in the membrane of acrosome of bank vole spermatozoa. Thus, these finding indicates that estrogens can be involved in regulation of sperm function. The progressive decline in the quality of sperm in both wildlife and human, which may be due to increasing exposure to substances released into the environment may cause endocrine disruption in the organism. Environmental xenoestrogens such as herbicides, pesticides or plasticizers that have an effect similar to estrogens are compounds that can affect on male gonad function. The aim of present study was to investigate the effect of 4-tert-octylphenol (OP) on: (i) viability of spermatozoa using Eosin Y staining, (ii) acrosome reaction with the use of Coomassie Brilliant Blue staining, (iii) membrane integrity by using hypo-osmotic swelling test and (iv) ultrastructure using a transmission electron microscope. Results of this study showed no statistically significant differences in sperm viability. Coomassie Brilliant Blue staining revealed that OP effects on acrosome reaction via its acceleration. That was confirmed by ultrastructure analysis which revealed small vesicles in the close vicinity to the proximal of the sperm head. Both cross- and longitudinal sections of the sperm tail revealed proper number and orientation of the axonemal microtubules. In conclusion, OP can modulate function of bank vole spermatozoa by direct effects on precocious AR, but without effect on sperm viability and membrane integrity.