Effects of neonatal exposition to sex steroids on hypothalamus and ovary of adult female rats: animal models of polycystic ovary syndrome

A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é o distúrbio endócrino mais frequente em mulheres em idade reprodutiva. Sua etiologia é desconhecida, mas recentemente, fatores ambientais, como o excesso esteróides sexuais em fases precoces da vida, têm sido implicados na origem da SOP. Em ratas, o excesso de androgênios ou estrogênios na vida neonatal altera a função do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal e induz alterações reprodutivas e metabólicas similares às observadas na SOP em humanos. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão dos genes relacionados ao controle da secreção de GnRH (Gnrh, Gnrhr, Kiss1, Kiss1r e Ar) no hipotálamo de modelos animais de SOP e avaliar a correlação com a morfologia ovariana, níveis séricos de gonadotrofinas e esteróides sexuais, e a expressão de genes chaves na esteroidogênese ovariana (Cyp17a1 e Lhr). Foram utilizadas 30 ratas alocadas em igual número em três grupos. De acordo com os grupos, os animais receberam por injeção subcutânea, entre 0-3 dias de vida, os seguintes compostos: propionato de testosterona (1,25 mg) (grupo Testosterona); benzoato de estradiol (0,5 mg) (grupo Estradiol); e veículo (0,1 mL) (grupo Controle). Os animais foram pesados semanalmente a partir do nascimento até os 90 dias de vida. Ao completarem 90 dias, os animais foram eutanasiados e tiveram coletados o hipotálamo, os ovários e o sangue. Foi avaliada a expressão dos genes Gnrh, Gnrhr, Kiss1, Kiss1r e Ar no hipotálamo e Cyp17a1 e Lhr no ovário por PCR quantitativo em Tempo Real. O ovário também foi analisado morfológica e morfometricamente após coloração com hematoxilina e eosina (H.E.) e o sangue foi utilizado para a dosagem sérica dos hormônios LH, FSH, estradiol, progesterona e testosterona. A análise estatística foi realizada utilizando a análise de variância (ANOVA) complementada pelo teste de comparações múltiplas de Tukey. Os animais dos grupos Estradiol e Testosterona apresentaram 11 anovulação e maior peso corporal em relação ao grupo Controle. O gene Kiss1 encontrou-se hipoexpresso nos grupos Estradiol e Testosterona em relação ao grupo Controle (p<0,0001). No grupo Estradiol, o gene Kiss1r apresentou expressão aumentada em relação ao grupo Controle (p<0,01). O gene Gnrh não exibiu variações de expressão entre os grupos. A expressão de Gnrhr exibiu aumento no grupo Testosterona em relação ao grupo Estradiol (p<0,004). No grupo Testosterona, o gene do receptor de androgênio (Ar) apresentou expressão aumentada em relação ao grupo Controle (p<0,04). Quanto ao nível sérico de LH, o grupo Testosterona exibiu aumento em relação aos grupos Estradiol e Controle (p<0,001). O grupo Estradiol exibiu maior concentração sérica de estradiol em relação ao grupo Testosterona (p<0,01). Os níveis séricos de FSH, progesterona e testosterona não exibiram diferenças significativas entre os grupos. A expressão do gene Lhr apresentou-se aumentada nos grupos Estradiol e Testosterona em comparação ao Controle (p<0,003). O gene Cyp17a1 apresentou-se hiperexpresso no grupo Estradiol em relação aos grupos Controle e Testosterona (p<0,0001 e p<0,001, respectivamente). A contagem diferencial de folículos pré-antrais e antrais não diferiu significativamente entre os grupos. Os ovários dos grupos Estradiol e Testosterona apresentaram ausência de corpos lúteos e exibiram aumento da área intersticial e diminuição do volume do núcleo das células intersticiais, sendo todas essas alterações estatisticamente significativas (p<0,0001). Conclui-se que o excesso de estradiol ou testosterona na vida neonatal altera a fisiologia do hipotálamo e do ovário e leva a anovulação de ratas na vida adultaPolycystic ovary syndrome (PCOS) is the most common endocrine disorder in women at reproductive age. Its etiology is unknown, but recently, environmental factors, such as excess of sex steroids in early life, have been compared to PCOS origin. In female rats, the excess of androgens or estrogens in neonatal life alters the hypothalamus-pituitary-gonadal axis function and induces to reproductive and metabolic alterations like those observed in human PCOS. The aim of this study is to analyze the expression of genes compared to GnRH secretion control (Gnrh, Gnrhr, Kiss1, Kiss1r e Ar) in the hypothalamus of animal models of PCOS and to evaluate the correlation with ovarian morphology, serum levels of gonadotropins and sex steroids and expression of key genes in ovarian steroidogenesis (Cyp17a1 e Lhr). 30 rats were used and allocated equally into three groups. According to the groups, animals received a subcutaneous injection, between 0-3 days old, of the following compounds: testosterone propionate (1.25 mg) (Testosterone group); estradiol benzoate (0.5 mg) (Estradiol group) and vehicle (0.1 mL) (Control group). Animals were weighed weekly from birth until 90 days of life. At 90 days, the animals were euthanized and were collected the hypothalamus, the ovaries and blood. We evaluated the expression of genes Gnrh, Gnrhr, Kiss1, Kiss1r and Ar in hypothalamus and Lhr and Cyp17a1 in ovary, both by quantitative Real-Time PCR. The ovary was also analyzed morphologically and morphometrically after staining with hematoxylin and eosin (H.E.) and the blood was used for evaluation of serum levels of LH, FSH, estradiol, progesterone and testosterone. Statistical analysis was performed using analysis of variance (ANOVA) complemented by Tukeys multiple comparisons test. The animals of the Testosterone and Estradiol groups had anovulation and had higher body weight compared to the Control group. The Kiss1 gene was downregulated in Estradiol and 13 Testosterone groups in relation to the Control group (p<0.0001). In Estradiol group, Kiss1r gene expression was increased in relation to the control group (p<0.01). The Gnrh gene expression did not show variations between groups. The Gnrhr expression was increased in Testosterone group in relation to Estradiol group (p<0.004). In Testosterone group, the androgen receptor gene (Ar) showed an increased expression compared to the Control group (p<0.04). Testosterone group exhibited increased serum levels of LH in comparison to Control and Estradiol groups (p<0.001). Estradiol group exhibited higher serum levels of estradiol compared to Testosterone group (p<0.01). Serum levels of FSH, progesterone and testosterone exhibited no significant differences between groups. Lhr gene expression was increased in Estradiol and Testosterone groups in comparison to the control (p<0.003). The Cyp17a1 gene was upregulated in Estradiol group compared to Testosterone and Control groups (p<0.0001 and p<0.001, respectively). The differential counting of preantral and antral follicles did not differ significantly between groups. Ovaries of the animals of Estradiol and Testosterone groups showed absence of corpora lutea and exhibited increased interstitial area and reduced interstitial cells nuclear volume, and all of these changes were statistically significant (p