The effects of anabolic steroids abuse on breathing and body temperature in mice: a chronic and progressive study

Sexual hormones alter basal breathing, the hypercapnia and hypoxic responses, and thermoregulation. However, the effects and its progression of chronic high-dose testosterone administration were previously unexplored. We performed a chronic and progressive study using supra-physiological administration of testosterone cypionate (25mg/kg/week), in C57Bl6 adult male mice for 5, 10 and 24 weeks. Unanesthetized mice were submitted to whole-body plethysmography during exposition to room air, hypercapnia and hypoxia. In baseline conditions, testosterone treatment increased the respiratory frequency (fR) in all treated groups, [fR 5 weeks = 194.4±16.3 breaths.min-1 (n = 6), versus the vehicle 152.2±11.5 breaths.min-1 (n = 5); P = 0.0003; one-way ANOVA, Tukey’s multiple comparisons], but this did not lead to an increase in pulmonary ventilation (V̇E). After 5 weeks, the hypercapnic ventilatory response was severely reduced [% of V̇E min 20 = 94.2% ± 53.2 (n = 6), versus the vehicle 296.6% ± 77.7 (n = 5); P = 0.0005; Two-way ANOVA, Bonferroni’s multiple comparisons], but it did not persist after 10 weeks, although it returned mildly after 24 weeks. The hypoxic ventilatory response changed its biphasic pattern after 10 weeks, which was restored after 24 weeks. Body temperature (Tbº) was unaltered during exposition to room air, hypercapnia and hypoxia, but the circadian cycling of Tbº was altered, treated animals having higher Tbº during the night, in a manner dependent of treatment length. In conclusion, supraphysiological TC alters baseline breathing, the respiratory chemoreflexes and Tbº in a manner that depends on the duration of administration and the light-dark cycle.

Abstract (portuguese)

Hormônios sexuais alteram a respiração basal, os quimioreflexos e a termorregulação. Porém, o efeito e sua progressão durante administração de testosterona crônica em alta dose não havia sido investigado. Executamos um estudo crônico e progressivo com doses supra-fisiológicas de cipionato de testosterona (25mg/kg/semana), em camundongos adultos C56Bl6, por 5, 10 e 24 semanas. Camundongos não anestesiados foram submetidos a registros de variáveis respiratórias por meio de pletismografia de corpo-inteiro durante exposição ao ar ambiente, hipercapnia e hipóxia. Testosterona aumentou a frequência respiratória (fR) basal em todos os grupos [fR 5 semanas = 194.4±16.3 breaths.min-1 (n = 6), versus o veículo 152.2±11.5 breaths.min-1 (n = 5); P = 0.0003; one-way ANOVA, pós teste de Tukey], mas isso não levou a um aumento na ventilação pulmonar (V̇ E). Após 5 semanas, a resposta ventilatória hipercápnica foi severamente reduzida, [% da V̇ E min 20 = 94.2% ± 53.2 (n = 6), versus grupo controle 296.6% ± 77.7 (n = 5); P = 0.0005; Two-way ANOVA, Bonferroni’s multiple comparisons], mas não persistiu após 10 semanas, e retornou de modo leve após 24. A resposta ventilatória hipóxica perdeu sua natureza bifásica após 10 semanas, mas foi restaurada após 24. Temperatura corporal (Tbº) não foi alterada durante a pletismografia, mas o ciclo circadiano da Tbº foi alterado, animais tratados apresentando Tbº mais elevada durante a noite, dependendo do tempo de tratamento. Em conclusão, Administração de TC suprafisiológica altera a respiração basal, os quimioreflexos respiratórios e Tbº de maneira dependente da duração do tratamento e do ciclo claro-escuro.

Keywords

Respiration, Hypercapnia, Hypoxia, Testosterone, Body temperature, Respiração, Hipercapnia, Hipóxia, Testosterona, Temperatura corporal

Language

English

Citation

Rosatti MR. The effects of anabolic steroids abuse on breathing and body temperature in mice: a chronic and progressive study [master’s dissertation]. Araraquara: São Paulo State University (UNESP), School of Dentistry; 2025.