Melatonin may prevent or reverse polycystic ovary syndrome in rats

SUMMARY OBJECTIVE To evaluate the ovarian effects of melatonin (Mel) in a rat model of polycystic-ovary-syndrome (PCOS) before and after permanent estrus induction. METHODS Thirty-two adult-female rats with regular estrous cycle were equally divided into four groups: 1) GCtrl - at estrous phase. 2) GPCOS - at permanent-estrous phase. 3) GMel1 - treated for 60 days with Mel (0.4 mg/Kg) during permanent estrus induction and 4) GMel2 - rats with PCOS and treated for 60 days with Mel. After that, the animals were euthanized, and the ovaries were removed and processed for paraffin embedding. Sections were stained with H.E. for histomorphometry or subjected to immunohistochemistry for Ki-67 and cleaved caspase-3 (Casp-3) detections. RESULTS The GPCOS showed lack of corpus luteum and several ovarian cysts, as well as interstitial-like cells. The presence of corpus luteum and a significant increase in primary and antral follicles were observed in Mel-treated groups, which also showed a decrease in the number of ovarian cysts and in the area occupied by interstitial-like cells. These results were more evident in GMel1. The percentage of Ki-67-positive cells was significantly higher in the Mel-treated groups, mainly in the GMel2, as compared to GPCOS. On the other hand, the percentage of Casp-3-positive cells was significantly lower in granulosa cells of GMel1, whereas it was significantly higher in the interstitial-like cells of GMel2, in comparison to GPCOS. CONCLUSION Melatonin administration prevents the permanent estrus state in the PCOS rat model. This effect is more efficient when melatonin is administered before permanent estrus induction.

RESUMO OBJETIVO Avaliar os efeitos ovarianos da melatonina (Mel) em ratas com síndrome dos ovários policísticos (SOP) antes e após a indução do estro-permanente. MÉTODOS Trinta e duas ratas com ciclos estrais regulares foram igualmente divididas em quatro grupos: 1) GCtrl - fase de estro. 2) GSOP - fase de estro-permanente. 3) GMel1 - tratadas por 60 dias com Mel (0,4 mg/kg) durante a indução do estro-permanente e 4) GMel2 - ratas com SOP e tratadas com Mel. Após eutanásia dos animais, os ovários foram processados para inclusão em parafina. Cortes foram corados com H.E ou submetidos à imuno-histoquímica para detecção de Ki-67 e caspase-3 clivada (Casp-3). RESULTADOS O GSOP mostrou ausência de corpos lúteos e vários cistos ovarianos, além de inúmeras células intersticiais. A presença de corpos lúteos e o aumento significativo dos folículos primários e antrais foram observados nos grupos tratados com Mel, os quais também mostraram diminuição no número de cistos ovarianos e na área ocupada pelas células intersticiais. Esses resultados foram mais evidentes no GMel1 do que no GMel2. A porcentagem de células Ki-67 positivas foi significativamente maior no GMel1 e no GMel2, sendo mais evidente no GMel2, em comparação ao GSOP. Por outro lado, a porcentagem de células positivas à Casp-3 foi menor nas células da granulosa do GMel1 e maior nas células intersticiais do GMel2, em comparação ao GSOP. CONCLUSÃO A administração de melatonina previne o estado de estro-permanente em ratas com SOP. Esse efeito é mais eficiente quando a melatonina é administrada após indução do estado de estro-permanente.

Morfologia das células intersticiais de ovários policísticos de ratas: um estudo experimental / Morphology of the interstitial cells of rat polycystic ovaries: an experimental study

OBJETIVOS: Avaliar a histomorfometria das células intersticiais dos ovários, bem como analisar a concentração sanguínea de esteroides sexuais de ratas portadoras de ovários policísticos induzidos pela luz contínua. MÉTODOS: Vinte ratas foram divididas em dois grupos: ratas na fase de estro (GCtrl ) e ratas portadoras de ovários policísticos induzidos pela iluminação contínua (GOP). Os animais do GCtrl permaneceram com período de luz das 7:00 s 19:00 horas, e os animais do GOP, com iluminação contínua (400 Lux), durante um período de 60 dias. Ao final desse período todos os animais foram anestesiados, foi coletado o sangue, para determinação dos níveis séricos de estradiol (E2), progesterona (P4) e testosterona (T), seguido da retirada dos ovários que foram fixados em formol a 10% e processados para inclusão em parafina. Cortes histológicos com 5 µm corados pela hematoxilina e eosina foram utilizados para análise histomorfométrica. As análises morfológicas, contagem de cistos, determinação da concentração e do volume nuclear das células intersticiais foram realizadas com o auxílio de microscópio de luz adaptado a uma câmera de alta resolução (AxioCam), cujas imagens foram transmitidas e analisadas em computador com software AxioVision Rel 4.8 (Carl Zeiss). Os dados obtidos foram submetidos ao teste t de Student (p<0,05). RESULTADOS: A morfologia mostrou a presença de cistos nos ovários pertencentes ao Grupo OP e de corpos lúteos no GCtrl, mostrando ainda evidências da origem das células intersticiais a partir das células da teca interna desses cistos. Com relação aos níveis hormonais o GOP apresentou níveis séricos de estradiol (pg/mL) aumentados em relação ao GCtrl (GOP=124,9±4,2>GCtrl=73,2±6,5; p<0,05), o mesmo ocorrendo com os níveis de testosterona (pg/mL) (GOP=116,9±4,6>GCtrl=80,6±3,9; p<0,05). Entretanto os níveis de progesterona (ng/mL) foram mais elevados no GCtrl em relação ao GOP (GCtrl=16,3±2,0>GOP=4,2±1,5; p<0,05). A morfometria mostrou haver aumento significante do volume nuclear no grupo GOP (GOP=102,1±5,2>GCtrl=63,6±16,5; p<0,05), assim como da área ocupada (%) pelas células intersticiais (GOP=24,4±6,9>GCtrl=6,9±3,2; p<0,05) em relação aos animais do GCtrl. CONCLUSÃO: As células intersticiais do ovário policístico da rata provavelmente provêm dos cistos ovarianos devido degeneração das células da granulosa e diferenciação das células da teca interna. As elevações dos níveis séricos de testosterona e de estradiol provavelmente provêm do aumento significativo da atividade celular e da área ocupada pelas células intersticiais.

PURPOSES: To evaluate the histomorphometry of ovarian interstitial cells, as well as the blood sex steroid concentrations of female rats with polycystic ovaries induced by continuous light. METHODS: Twenty female rats were divided into two groups: Control Group - in the estrous phase (CtrlG), and a group of rats with polycystic ovaries induced by continuous illumination (POG). CtrlG animals were maintained on a light period from 07:00 a.m. to 07:00 p.m., and POG animals with continuous illumination (400 Lux) for 60 days. After this period all animals were anesthetized and blood was collected for the determination of serum estradiol (E2), progesterone (P4), and testosterone (T), followed by removal of the ovaries that were fixed in 10% formalin and processed for paraffin embedding. Five-µm histological sections were stained with hematoxylin and eosin and used for histomorphometric analysis. Morphological analyses, cyst count, determination of concentration and of the nuclear volume of interstitial cells were performed with the aid of a light microscope adapted to a high resolution camera (AxioCam), whose images were transmitted to and analyzed by the computer using AxioVision Rel 4.8 software (Carl Zeiss). Data were analyzed statistically by the Student's t-test (p<0.05). RESULTS: Morphological analysis showed the presence of ovarian cysts in POG animals and corpora lutea in CtrlG animals, as well as evidence of the origin of interstitial cells from the internal theca of these cysts. POG animals presented increased serum estradiol levels (pg/mL) compared to CtrlG animals (POG=124.9±4.2>CtrlG=73.2±6.5, p<0.05), the same occurring with testosterone levels (pg/mL) (POG=116.9±4.6>CtrlG=80.6±3.9, p<0.05). However, progesterone levels (ng/mL) were higher in CtrlG than in POG animals (CtrlG=16.3±2.0>POG=4.2±1.5, p<0.05). Morphometry showed a significant increase in nuclear volume in POG animals (POG=102.1±5.2>CtrlG=63.6±16.5, p<0.05), as well as in the area occupied (%) by interstitial cells (POG=24.4±6.9>CtrlG=6.9±3.2, p<0.05) compared to CtrlG animals. CONCLUSION: The interstitial cells of the rat polycystic ovary probably originate from ovarian cysts due to the degeneration of granulosa cells and differentiation of the internal theca cells. The elevations of serum testosterone and estradiol were probably due to the significant increase in cell activity and in the area occupied by interstitial cells.