Effects of estrogenic imprinting on the androgen receptor expression in the hypothalamus of Wistar rats

Orientador: Hernandes Faustino de CarvalhoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Em ratos machos, a completa função reprodutiva é criticamente dependente da adequada ação do estrógeno nos diferentes níveis do eixo hipotálamo-hipófise-gônadas. A administração de altas doses de estrógeno durante o período de diferenciação sexual resulta em diversas alterações no sistema reprodutor masculino. De forma geral, os estrógenos têm efeito anti-androgênico atuando no eixo hipotálamo-hipófise-testículos e, assim, reduzindo a produção de testosterona pelos testículos. A administração de estrógeno nos períodos. críticos do desenvolvimento promove um mecanismo conhecido como imprinting estrogênico. Este fenômeno é extremamente importante, pois pode ser acionado pela exposição do recém-nascido a várias substâncias com caráter estrogênico, e não somente ao estrógeno. Um dos efeitos do imprinting estrogênico causado por altas doses de estrógeno é a regulação negativa da expressão de receptores de andrógenos (ARs). na próstata e reduzida resposta a aplicações de andrógenos, o que parece alterar padrões de comportamento em machos. Diante disso, este trabalho investigou os aspectos relacionados aos mecanismos gerais envolvidos no imprinting estrogênico, com o propósito de analisar a participação do estrógeno e a sua influência sobre os ARs no hipotálamo de ratos Wistar. Para tanto, ratos machos foram tratados no período neonatal inicial com três doses de 15 mg/kg de 17p-estradiol (E2) e comparados com ratos controle (tratados apenas com óleo de milho) e com fêmeas que não receberam nenhum tratamento farmacológico, e os efeitos foram observados na idade adulta. Foram verificados os padrões de distribuição do AR por imunoistoquímica, o conteúdo total de AR por Western blotting e do correspondente RNAm por RT-PCR no hipotálamo dos animais submetidos à estrogenização neonatal. A estrogenização promoveu diminuição no conteúdo total de AR e na expressão do RNAm correspondente, e modificações no padrão de distribuição do AR nos núcleos ventromedial, pré-óptico medial anterior, paraventricular e área pré-óptica, aproximando-se do padrão apresentado por fêmeas. Portanto, esses dados indicam que o estrógeno é capaz de promover imprinting neonatal no hipotálamo e alterar a expressão do AR, o que possivelmente pode afetar o comportamento sexual desses animaisAbstract: In male rats, complete reproductive function is critically dependent on adequate estrogen action at different levels of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis. The administration of high doses during the period of sexual differentiation results in irreversible alterati ns in the male reproductive system. In brief, the estrogens have anti-androgenic effects t. ey act in the hypothalamus-pituitary-testes axis, reducing the testosterone production by the testes. The administration of estrogen in critical periods of development promotes a mechanism known as estrogen imprinting. This phenomenon is extremely important, because it can be started by the exposure of the neonate to several estrogen-like substances with estrogen characteristics, and not only to estrogen. One of the estrogenic imprinting effects caused by high doses of estrogen is the negative regulation of the expression of androgen receptors (ARs) in the prostate and reduced responses to androgen exposure that seems to alter the male behavior. This study investigated the participation of estrogen and it influence on the ARs in the hypothalamus of Wistar rats afier estrogen imprinting. For this, male rats were treated in the early neonatal period with 17pestradiol (E2) three doses of 15mg/kg and compared with control rats (only treated with com oil) and with not treated females, and the effects were analyzed in the adulthood. The AR distribution pattem was analyzed by immunohistochemistry, the total content of the AR by Westem blotting and it's mRNA by RT-PCR in the hypothalamus oftreated animaIs. The neonatal estrogenization promoted decrease of expression oftne AR and its mRNA. Also revealed that the AR distribution, pattem at the ventromedial, anterior medial preoptic and paraventricular nuclei and preoptic area were altered and with a pattem close to not treated females. Therefore, our data indicate that estrogen is able to induce estrogen imprint in the hypothalamus and to alter the AR expression and possibly affecting the sexual behaviorMestradoBiologia CelularMestre em Biologia Celular e Estrutura

Estrogen imprinting compromises male sexual behavior and affects the number of androgen-receptor-expressing hypothalamic neurons

Neonatal exposure to high-dose 17 beta-estradiol (E2) affects the morphology and physiology of sex and accessory sex organs in the long term. In this study, we examined the effects of E2 imprinting on male sexual behavior, fertility, and the number of androgen receptor (AR)-expressing cells in the hypothalamus. E2-treated males showed copulatory behavior represented by mounts and/or intromissions, demonstrating the preservation of aspects of male behavior. They had slightly increased latency for first intromission and a reduced number of ejaculations, associated with a 50% reduction in the fertility index. AR expression in the hypothalamus was assessed by RT-PCR, western blotting, and immunohistochemistry. Treated rats had a significantly lower ventral prostate (VP) weight, demonstrating the efficacy of the treatment. The AR mRNA and protein content in the hypothalamus of E2-treated animals was reduced to the levels of females. AR-expressing cell counts in the ventromedial, anterior medial preoptic, paraventricular nuclei, and preoptic areas were different from control males, and similar to those of females. In conclusion, E2 imprinting resulted not only in ill-developed sexual organs, but also affected sexual behavior, resulting in a female-type hypothalamus, at least with respect to the abundance of AR mRNA and protein and the number of AR-expressing cells in important regions/tracts. Neonatal exposure to high-dose estradiol affects the number of AR+ hypothalamic neurons and male sexual behavior1003737744sem informaçã