Análisis macro y microestructural del epidídimo en relación con la maduración y almacenamiento de espermatozoides en el murciélago estacional Corynorhinus mexicanus Público Deposited

Epididymal maturation of sperm comprises a series of events regulated by the specific functioning of the different cell types found in the different anatomical regions of the epididymal tubule. This interaction sequentially modifies the sperm during their transit along the epididymal tubule. At present it is considered that, for most mammals, the first two regions of the epididymis, caput and corpus, represent the area where sperm maturation occurs, concluding almost always before sperm entry into the caudal region. Vespertilionids bat, Corynorhinus mexicanus has an asynchronous reproductive pattern which includes a long time of sperm storage (3-5 months) on the cauda epididymis even after the complete involution of the testes and of the other two epididymal regions. It has been suggested, by physiological and morphological evidences that in these bat species sperm epididymal maturation requires an unusually prolonged time, when compared with that reported for other mammals, and that characteristically is concluded in the caudal region of the epididymis. This fact allows us to suggest that the slow maturation of sperm can be directly related with the long storage time of sperm cells in the cauda epididymis. In this work we try to show the possible relationships between anatomical and histological characteristics of the different epididymal regions studied throughout one complete reproductive annual cycle in C. mexicanus to determine the relationship between these epididymal properties and the maturation and sperm storage in this species. Epididymis of C. mexicanus shows the three classical anatomical regions (caput, corpus and cauda), and all of them can be satisfactorily isolated and independently studied. These three regions of the epididymis show significant histological changes with the reproductive cycle in bats. Histology shows that there is involution of the epididymis head one month before the start of tail regression, which supports the morphological changes we previously reported for this organism. Quantitative and careful morphometric comparison of the 3 anatomic regions of the epididymal tubule allowed us to show the existence of clear differences between the total area, the lumen area and the epithelial area of the epididymal tubule particularly with respect to the caudal region when compared with the other two epididymal regions, being usually highest in the caudal region principally between September and December. The sperm of C. mexicanus has a total length of 73 ± 6.4 µm. His spatula-shaped head was 2 ± 0.1 µm wide and 5.2 ± 0.5 µm long. The subacrosomal space, the equatorial segment and the perforatorium were easily observable. In the connecting piece the presence of the proximal centriole and the basal plate could be determined, showing a very narrow neck. The length of the flagellum was 67.7 ± 6.4 µm. The axoneme shows the typical "9 + 2" micotubules formation. It is important to mention, as evidence of the lack of adequate maturity of the caudal sperm, a high frequency of cytoplasmic droplet and a thicker acrosome clearly visible in the apical extreme of the sperm cells. We may conclude that the histological and ultrastructural evidence obtained in this work indicate that the sperm maturation process occurs gradually, it initiates as is commonly observed at the level of the head region, but ends in the caudal region, unlike that reported for other mammals. Our results can partially explain the need for prolonged caudal epididymal storage of sperm in these bat species that show reproduction asynchrony.

El proceso de maduración epididimaria de los espermatozoides comprende una serie de eventos morfológicos y bioquímicos orquestados por los diferentes tipos celulares que se encuentran en el túbulo epididimario, y que modifican secuencialmente al espermatozoide durante su tránsito a lo largo del túbulo epididimario para conferirle las características necesarias para poder realizar adecuadamente la fertilización del óvulo. En la actualidad se considera que para la mayoría de los mamíferos es en las dos primeras regiones del epidídimo, cabeza y cuerpo, donde ocurre la maduración espermática, culminando antes de su entrada a la región caudal. El murciélago Vespertiliónido, Corynorhinus mexicanus presenta un patrón reproductivo temporalmente asincrónico tanto entre el testículo y el epidídimo en general, como entre las diversas regiones del epidídimo, lo cual se refleja en la presencia de un almacenamiento de espermatozoides en la cauda del epidídimo por un periodo de hasta 4 meses. En este quiróptero se ha sugerido, por evidencias fisiológicas y morfológicas, que el proceso de maduración espermática requiere un tiempo inusualmente más largo en comparación con el reportado para el resto de los mamíferos, terminando en la región caudal del epidídimo; esto permite plantear que en este tipo de murciélagos con patrón reproductivo masculino asincrónico, la lenta maduración de los espermatozoide puede estar relacionada directamente con el largo periodo de almacenamiento en la cauda del epidídimo. El objetivo de la presente investigación fue analizar histológicamente el epidídimo de C. mexicanus a lo largo de un ciclo reproductivo anual para determinar la relación que existe entre el epidídimo con la maduración y el almacenamiento de los espermatozoides en esta especie. En el epidídimo de C. mexicanus se pudieron reconocer adecuadamente las tres regiones anatómicas 5203 |a (caput, corpus y cauda). Estas tres regiones del epidídimo presentan cambios histológicos importantes conforme avanza el ciclo de reproducción en los murciélagos. La histología muestra que existe involución de la cabeza del epidídimo un mes antes que se inicie la regresión de la cauda, lo cual sustenta los cambios morfológicos que hemos reportado previamente para éste órgano. El análisis morfométrico del túbulo epididimario, comparativamente entre las 3 regiones anatómicas, permitió determinar que existe una clara diferencia en el área total del túbulo, en el área de la luz y en el área del tejido epitelial del túbulo epididimario de la región caudal, con respecto a las otras dos regiones, observándose un incremento en los valores de estas variables que se observa claramente a partir de agosto-septiembre, manteniéndose los valores más altos para el túbulo de la región caudal hasta diciembre. Se registró la presencia de células principales a lo largo de las tres regiones epididimarias. Adicionalmente y con base en las características morfológicas, en el mes de febrero, se lograron identificar células apicales en la región del cuerpo y células claras en la región caudal. En el mes de septiembre, para la región cefálica se encontraron distintos tipos celulares (basales, claras, estrechas y halo); en la región del cuerpo, solamente se observaron células basales; y en la cauda del epidídimo células basales, claras y halo. En el mes de octubre, se reconoció la presencia de células apicales y basales en la región corporal del epidídimo, y células basales en la cauda. Para el mes de diciembre, tanto en la región cefálica como en el cuerpo del epidídimo se observaron células basales. El espermatozoide de Corynorhinus mexicanus tiene una longitud total de 73 ± 6.4 µm (X ± D.E.). Su cabeza, en forma de espátula, mide 2 ± 0.1 µm de ancho y 5.2 ± 0.5 µm de largo. Se reconoció el espacio subacrosomal, el perforatorium y es evidente la presencia de un amplio segmento ecuatorial. En la pieza de unión se pudo determinar la presencia del centriolo proximal y el plato basal, observándose un cuello muy estrecho. La longitud del flagelo es de 67.7 ± 6.4 µm. El axonema muestra la típica conformación de “9 + 2” microtúbulos. También se observaron la vaina mitocondrial, característicamente de diámetro grande, el filamento axial, otras fibras densas y el annulus. Como evidencia de inmadurez, en los espermatozoides de la región caudal se registró una alta frecuencia de gota citoplasmática y un acrosoma más grueso, claramente visible en el extremo apical. Las evidencias histológicas y ultraestructurales obtenidas permitieron a su vez reconocer aspectos funcionales del epidídimo de C. mexicanus en sus tres regiones anatómicas, las cuales indican que el proceso de maduración espermática ocurre gradualmente, desde la región cefálica, terminando en esta especie en la región caudal a diferencia de lo reportado para otros mamíferos, lo cual podría parcialmente explicar la necesidad del prolongado almacenamiento de espermatozoides.

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Última modificación: 09/30/2022
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