Características microscópicas de las gónadas de Peltophryne

Primer Congreso Virtual de Ciencias Morfológicas.
Primera Jornada Científica de la Cátedra Santiago Ramón y Cajal.
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Características
microscópicas
de
las
gónadas
de
Peltophryne peltocephala (Tschudi, 1838) (Anura.
Bufonidae)
Autores:
Ana Sanz Ochotorena1, Yamilka Rodríguez Gómez2, María de Lourdes
Segura Valdéz3, Reyna Lara Martínez4, Luis Felipe Jiménez García5
1 Profesora Titular, Facultad De Biología Universidad de La Habana, Cuba.
2 Profesora Auxiliar, Facultad De Biología Universidad de La Habana, Cuba
3 Profesora Titular, Facultad de Ciencias. UNAM, México
4 Técnico Docente, Facultad de Ciencias. UNAM, México
5 Profesor Titular, Facultad de Ciencias. UNAM, México
[email protected]
RESUMEN
Se informa por primera vez la estructura de las gónadas de ambos sexos del sapo
endémico de Cuba, Peltophryne peltocepahala y fue encontrado en los ovarios el
órgano de Bidder, que no es frecuente en las hembras de estos bufónidos. Se
colectaron cuatro hembras y cuatro machos que fueron tratados acorde a las
normas éticas de manipulación de animales. Las gónadas se fijaron en Bouin,
paraformaldehído y glutaraldehído para ser procesadas mediante las técnicas
microscópicas de inclusión en parafina y microscopía electrónica. Los cortes se
tiñeron con H-E y la tricrómica de Mallory y se aplicó la técnica de DAPI.
Los
resultados indican que hembras y machos estaban en etapa reproductiva. La
gónada masculina está rodeada por una fina túnica albugínea y no se apreciaron
pigmentos en esta. En la parte anterior del testículo se halla el órgano de Bidder. El
testículo está constituido por lóbulos seminíferos en los cuales se encuentran las
células sexuales organizadas en cistos, lo cual coincide para la mayoría de los
anuros descritos. Predominaron los cistos de espermátidas y espermatozoides y
esto se evidenció en las fotom icrografías electrónicas. Los ovarios muestran una
cavidad central. Se observaron folículos previtelogénicos ubicados en estructuas
parecidas a lamelas y huevos oviducales. En el ovario se encontró también un
órgano de Bidder lo cual es un hallazgo muy importante y esto puede contribuir a
futuros estudios sobre el grupo y a su ubicación taxonómica y filogenética
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PALABRAS CLAVE: Peltophpryne peltocepahala, gónadas, órgano de Bidder,
ovarios, testículos, bufónidos
INTRODUCCIÓN
Los anfibios anuros tienen dos testículos ovoides rodeados por tejido conectivo
denominado la túnica albugínea, la cual a veces está peculiarmente pigmentada (1,
2).
Las
células
sexuales
en
desarrollo:
espermatogonias,
espermatocitos,
espermátidas y espermatozoides se encuentran dispuestas en cistos o quistes
asociadas a células de Sertoli, en el interior de los lóbulos seminíferos formando el
tejido germinal que constituye el parénquima germinal del testículo (3). Los ovarios
de los anuros, por otra parte, son pares también, y ocupan una posición dorsal en
la cavidad abdominal, muy relacionados con los riñones, presentan una cavidad
central típica y contienen ovocitos en diferentes grados de desarrollo (4) lo cual les
da un aspecto racimoso.
Existe la creencia que solo en los machos de la Familia Bufonidae se presenta una
característica distintiva que es la presencia en la parte anterior del testículo de un
ovario vestigial
llamado el órgano de Bidder. La literatura refiere al órgano de
Bidder como una estructura exclusiva de los machos bufónidos y esto se ha usado
como un carácter diagnóstico para esta familia (5, 6, 7). Sin embargo esa
estructura puede estar presente también en las hembras
(8, 9) en la misma
posición anterior a la gónada. Aún no existen evidencias plenas que el órgano de
Bidder sea una estructura vestigial o posea alguna función endocrina (10). Sin
embargo en machos este órgano según algunos autores (11) puede convertirse en
un ovario funcional como una estrategia reproductiva de las especies de este grupo.
Lo cierto es que la información de su presencia y función en hembras y machos de
bufónidos aún es polémica y escasa.
El sapo Peltophryne peltocephala es endémico de Cuba y está ampliamente
distribuido en todo el archipiélago cubano. Clasificada la especie por la IUCN
(International Union for Conservation) como de menor preocupación por su relativa
abundancia (11), no se ha estudiado su biología reproductiva. Por lo anteriormente
expresado,
el objetivo del presente trabajo es determinar las características
histológicas de sus ovarios y testículos al igual que detectar y describir el órgano de
Bidder.
MATERIAL Y MÉTODOS
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Se colectaron cuatro machos y cuatro hembras en el Parque Nacional Desembarco
del Granma en octubre del año 2010. Todos los animales fueron tratados como lo
establece el código de ética para su manipulación. Previamente a la disección los
animales fueron anestesiados con éter en una campana hermética.
Fragmentos de testículos y también del órgano de Bidder se fijaron en Bouin para el
procesamiento histológico clásico en parafina. Los cortes se obtuvieron en un
micrótomo manual entre 5 y 7µm y se colocaron en portaobjetos con albúmina
como adherente. A las 24 horas los cortes fueron teñidos con hematoxilina y eosina
y con la técnica de Mallory. Las observaciones se realizaron en un microscopio Carl
Zeiss modelo Axiomat, con objetivos de 20X, 40X y 100X. Las imágenes se
digitalizaron mediante el programa Scion Image.
Otros fragmentos de gónadas se colocaron en paraformaldehído al 4% (Panreac)
para aplicar la técnica de DAPI y en glutaraldehído al 2.5% (Applichem)
para
microscopía electrónica. En el caso del procesamiento para microscopía electrónica
las piezas se lavaron con PBS y se postfijaron con tetraóxido de osmio al 1% por
varias horas. La inclusión se llevó a cabo con resina epóxica. Los cortes ultrafinos
se realizaron en un ultramicròtomo Leika Ultracut y fueron contrastados utilizando
acetato de uranilo (PolySciences) al 3 % y citrato de plomo (PolySciences) al 0.3
%.
Se observaron las rejillas bajo un microscopio electrónico de transmisión, JEOL
JEM 1010.
RESULTADOS
Los resultados indican que los dos sexos estaban en plena actividad reproductiva.
Los testículos muestran en posición anterior un órgano de Bidder (Figura 1) que en
el caso de un macho es bilobulado. La morfología interna del órgano de Bidder
consta de dos partes, una porción central de tejido conectivo con vasos sanguíneos
y la corteza periférica que contiene folículos previtelogénicos (Figura 1). Toda la
gónada está cubierta por una fina capa de tejido conectivo, la túnica albugínea y no
se observa pigmentación. El epitelio germinal de la parte de la gónada que
corresponde al testículo está organizado en lóbulos (Figura 1). Los lóbulos están
separados por tejido conectivo escaso y fino. Estos lóbulos forman unidades
morfológicas, que son los elementos seminíferos del testículo. Entre las unidades
seminíferas hay tejido intersticial compuesto por células de Leydig, fibroblastos y
vasos sanguíneos. Cada lóbulo seminífero contiene clusters o agrupaciones de
células germinales en diferentes estadios de diferenciación organizadas en cistos o
quistes que ocurren debido a la íntima asociación morfofuncional con las células de
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Sertoli. En los cistos (Figura 1, 2 y 3) las células están en un mismo estado de
diferenciación y con un desarrollo sincrónico.
Se identificaron Los diferentes tipos celulares diferenciados de acuerdo a su
morfología y disposición en los cistos. Aunque se observan en los cistos células
sexuales masculinas en todas las etapas de la espermatogénesis, hubo un
predominio de cistos de espermátidas y espermatozoides. Esto se puede apreciar
en la Figura 1 donde se observan en un corte clásico teñido con la técnica de
Mallory.
En la Figura 2 la fotomicrografía que muestra una imagen tomada al microscopio
electrónico de transmisión, se identifican cistos de espermátidas,
en cuyo
citoplasma es posible distinguir mitocondrias. Estas células pasan el proceso de
espermiogénesis para generar a los espermatozoides. Además de observar en esta
transición la presencia de mitoncondrias, ocurre la formación del acrosoma y la
síntesis del axonema de la cola o flagelo. Los espermatozoides están caracterizados
por una extraordinaria compactación nuclear y una reducción del citoplasma. En la
Figura 3 se observa el marcaje positivo al DAPI indicando la presencia de ADN
compactado característico de espermátidas y espermatozoides.
Los ovarios tienen una cavidad central y se aprecian folículos previtelogénicos
cuyos núcleos tienen numerosos nucléolos que pueden verse en la Figura 4. Los
folículos están dispuestos en estructuras parecidas a lamelas, con tejido conectivo y
vasos sanguíneos entre ellas. La capa granulosa que rodea al ovocito, de células
foliculares es única, un epitelio simple, y por fuera se encuentra la teca de tejido
conectivo vascularizada. Esto se mantiene así en todos los tipos de folículos
detectados. Se observaron también grandes huevos en el oviducto. En la parte
derecha de la Figura 4 se aprecia lo que parece ser un órgano de Bidder. En éste,
los ovocitos están muy unidos, todos en un mismo estado previtelogénico.
Si se compara con la Figura 1, se observa que los ovocitos del órgano de Bidder del
macho muestran similar morfología que los ováricos (Figura 4) y con los del órgano
de Bidder de la hembra de esta especie.
Se observaron pocos
ovocitos vitelogénicos y uno al inicio de la vitelogénesis el
cual se muestra en la Figura 5 donde se aprecian las relaciones de la membrana del
ovocito con las proyecciones citoplasmáticas de las células foliculares. Pueden
apreciarse también gránulos de vitelo de diferentes tamaños y características, en
el citoplasma.
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DISCUSIÓN
En cuanto a la arquitectura histológica general del testículo observada en P.
peltocephala se verificó una gran similitud con las descripciones de otras especies
de anuros (3) y de otros miembros cercanos de bufónidos (13, 14)). Las células en
los lóbulos seminíferos mostraron actividad espermatogénica intensa, sin embargo
se apreció un predominio de cistos de espermátidas y espermatozoides lo cual
pudiera indicar el final de la etapa reproductiva.
La disposición en cistos de las
células sexuales dentro de los lóbulos afirma esta peculiar condición en los anfibios
anuros en general, por ejemplo, para el hylido Scinax fuscovarius (15). Las
espermátidas se caracterizan por un alargamiento celular y nuclear, que se
producen simultáneamente con la condensación de la cromatina, pues está
ocurriendo el proceso de espermiogénesis y en esta etapa se observan las
espermátidas desde redondeadas o tempranas hasta los espermatozoides (16). La
reacción positiva al DAPI observada es coherente con la compactación de la
cromatina
que
parece
ocurrir
en
la
espermiogénesis.
Al
final
de
la
espermatogénesis, los espermatozoides se mantienen unidos como en ramilletes
(13), que siguen siendo sostenidos por las células de Sertoli. La túnica albugínea
transparente pudiera indicar una característica de esta especie. Los autores del
presente trabajo han hallado pigmento hasta en el tejido intersticial de las gónadas
de otros sapos de este género (2) y argumentan que su presencia estaría debida a
respuestas a la contaminación. P. peltacephala está distribuido en todo el
archipiélago cubano y, o no responde a la contaminación de la misma manera que
sus congéneres o en los ecosistemas donde él habita aquella no es tanta. Por otra
parte, este sapo vive frecuentemente a la sombra y bajo las rocas, por lo que no
parece necesitar pigmento como elemento protector de la de sus gónadas y células
sexuales a la intensa luz solar. La propuesta anterior es una explicación diferente
de su presencia en otros anuros cubanos (2) que sí habitan en lugares muy
soleados.
Los ovarios son característicos de los anfibios en general (4). Los numerosos
nucléolos en los ovocitos previtelogénicos, presentes también en otros anfibios
(17), evidencian una fuerte síntesis de RNAr necesaria para el desarrollo temprano
(16). Sin embargo debe destacarse la disposición u ordenamiento de los folículos en
el ovario como en lamelas rodeadas de fino tejido conectivo. Esta disposición es
muy característica de peces
y de algunos anfibios urodelos (4). La ausencia de
ovocitos vitelogénicos indica que las hembras también están culminando una etapa
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o ciclo reproductivo, como los machos.
Otro aspecto peculiar de los ovarios de P. peltocephala es la presencia de un órgano
de Bidder, no observado en la disección de los ejemplares y sí en los cortes
histológicos. Esto evidencia que se encuentra interno y no tan conspicuo como en
los machos.
La presencia de esta estructura puede significar que Bidder es un
órgano endocrino como lo han informado investigadores australianos recientemente
(10) y no un ovario vestigial o rudimentario (5, 6, 7). Ellos encontraron un patrón
de actividad de transcripción de genes en el órgano de Bidder completamente
independiente de las gónadas de ambos sexos, a pesar de su morfología similar al
ovario.
Los resultados de estos investigadores sugieren que este órgano es probable que
tenga un papel en el desarrollo esteroidogénico diferente al de las gónadas. Lo
cierto es que el hallazgo del órgano de Bidder en un sapo de Cuba abre nuevas
posibilidades en cuanto a su ubicación entre los bufonidos y crea expectativas sobre
la función de esta estructura.
CONCLUSIONES
1. Los testículos de P. peltocephala presentan características morfológicas
similares a otros anfibios anuros con peculiaridades propias.
2. Se encontró un órgano de Bidder en la parte cranial del testículo con
estructura que semeja a los encontrados en otros machos bufónidos.
3. Los ovarios contienen folículos previtelogénicos ubicados en lamelas y se
detectó un órgano de Bidde interno por primera vez en una hembra de un
sapo cubano.
4. Ambos sexos estaban en etapa reproductiva, quizás culminándola por el
predominio de cistos de espermátidas y espermatozoides en los machos y de
huevos oviducales y folículos previtelogénicos en las hembras, indicando un
próximo receso.
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Eleutherodactylus (Anura: Leptodactylidae). 2010
ANEXOS
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Primera Jornada Científica de la Cátedra Santiago Ramón y Cajal.
Figura 1: Testículo y órgano de Bidder (OB) de Peltophryne peltocephala. La flecha
señala los cistos. Tricrómica de Mallory. 50X
Figura 2: Fotomicrografía al microscopio electrónico de transmisión, que muestra
un lóbulo seminífero de P.peltocephala. Esp=espermátidas, m= mitocondrias,
Epz=Espermatozoides 6K
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Figura 3: Cistos de espermátidas y espermatozoides en un lóbulo de P.peltocephala
positivos a la técnica DAPI marcados en la foto con *. 60X
Figura 4: Ovario y órgano de Bidder (OB) de la hembra de P.peltocephala FPV=
folículos previtelogénicos. H-E 50X
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Figura 5: Fotomicrografía al microscopio electrónico de transmisión que muestra la
periferia de un ovocito en vitelogénesis. Se observan las relaciones células
foliculares ovocitos (*). CF= células foliculares, V=vitelo
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