Vascular and molecular effects of endogenous androgens in an atherosclerotic experimental rabbit model

Abstract

The effects of androgens on atherosclerosis and its clinical manifestations are controversial. The objective of this study was to compare the morphologic and functional characteristics and gene expression associated with reverse metabolism of cholesterol in castrated and non-castrated atherosclerotic rabbits.

Methods Forty male NZ rabbits were distributed in four groups: 1: non-castrated with a normal diet; 2: castrated with a normal diet; 3: non-castrated with an atherogenic diet, and 4: castrated with an atherogenic diet. Measurements of total cholesterol, free testosterone, in vitro vascular relaxation, histomorphometric analyses of the thoracic aorta and expression of the IL-1β, LRX-α and ABCA1 genes were carried out in each rabbit.

Results Castration decreased levels of total testosterone (2.1 ± 0.3 vs. 0.8 ± 0.4 ng/mL; P=.024). In animals with a normal diet (groups 1 and 2), castration increased expression of IL-1β (0.71 ± 0.07 vs. 0.77 ± 0.06; P<.001), decreased that of LXR-α (0.77 ± 0.008 vs. 0.41 ± 0.01; P<.001) and increased that of ABCA1 (0.2±0.008 vs. 0.31±0.08; P<.001). In animals with an atherogenic diet (groups 3 and 4), castration was associated with a larger plaque area (0.9 ± 1.3 vs. 2.6 ± 2.3 mm2; P=.026), plaque area/vessel area ratio (0.08 ± 0.1 vs. 0.25 ± 0.1; P<.001), plaque area/media area ratio (0.2 ± 0.2 vs. 0.4 ± 0.3; P=.003), greater expression of IL-1 (0.93 ± 0.05 vs. 1.1 ± 0.02; P<.001), reduction of LXR-α (1.45 ± 0.01 vs. 1.29 ± 0.01; P<.001), and reduction of ABCA1 (0.22 ± 0.1 vs. 0.20 ± 0.02; P<.001).

Conclusions This study shows that in the presence of atherosclerosis induced by hypercholesterolemia, endogenous testosterone could have an attenuating or protective effect on atherogenesis.

Los efectos de los andrógenos sobre la aterosclerosis y sus manifestaciones clínicas son controvertidos. El objetivo de este estudio fue comparar las características morfológicas y funcionales y la expresión genética asociada con el metabolismo inverso del colesterol en conejos ateroscleróticos castrados y no castrados.

Métodos Se distribuyeron cuarenta conejos NZ machos en cuatro grupos: 1: no castrados con dieta normal; 2: castrados con dieta normal; 3: no castrados con dieta aterogénica, y 4: castrados con dieta aterogénica. En cada conejo se realizaron mediciones de colesterol total, testosterona libre, relajación vascular in vitro, análisis histomorfométricos de la aorta torácica y expresión de los genes IL-1β, LRX-α y ABCA1.

Resultados La castración disminuyó los niveles de testosterona total (2,1 ± 0,3 vs. 0,8 ± 0,4 ng/ml; p = 0,024). En animales con dieta normal (grupos 1 y 2), la castración aumentó la expresión de IL-1β (0,71 ± 0,07 vs. 0,77 ± 0,06; p<0,001), disminuyó la de LXR-α (0,77 ± 0,008 vs. 0,41 ± 0,01; p<0,001) y aumentó el de ABCA1 (0,2±0,008 vs. 0,31±0,08; p<0,001). En animales con dieta aterogénica (grupos 3 y 4), la castración se asoció con una mayor área de placa (0,9 ± 1,3 vs. 2,6 ± 2,3 mm2; p = 0,026), relación área de placa/área de vasos (0,08 ± 0,1 vs. 0,25 ± 0,1; p<0,001), relación área de placa/área media (0,2 ± 0,2 vs. 0,4 ± 0,3; p=0,003), mayor expresión de IL-1 (0,93 ± 0,05 vs. 1,1 ± 0,02; p< 0,001), reducción de LXR-α (1,45 ± 0,01 vs. 1,29 ± 0,01; p<0,001) y reducción de ABCA1 (0,22 ± 0,1 vs. 0,20 ± 0,02; p<0,001).

Conclusiones Este estudio muestra que en presencia de aterosclerosis inducida por hipercolesterolemia, la testosterona endógena podría tener un efecto atenuante o protector sobre la aterogénesis.