Efecto de la criopreservación sobre la integridad de la membrana plasmática y acrosomal de espermatozoides de toros / Effect of Cryopreservation on Integrity of Plasmatic and Acrosomal Membrane of Bulls Sperm

La integridad de la membrana plasmática (MP) y acrosomal (MA) han sido dos de los parámetros de valoración seminal más estudiados por su rol preponderante como límite celular y por ser responsable de hacer efectivas las interacciones entre células, tanto en términos de integridad morfológica, como funcional. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la criopreservación sobre el porcentaje de espermatozoides vivos (VIT), acrosomas dañados (DAR), y la integridad estructural y funcional de la MP y MA de espermatozoides provenientes de 5 eyaculados frescos y 5 pajuelas descongeladas de 4 toros mediante frotis teñidos con eosina-nigrosina. La integridad funcional de estas membranas fue evaluada mediante los tests osmóticos (HOST y ORT). Los datos obtenidos fueron analizados con el procedimiento GLM (SAS®) y cuando se observaron diferencias se cuantificaron los efectos mediante el LSMEANS. Todos los valores de calidad espermática estudiados fueron afectados significativamente por la criopreservación (VIT, DAR, ORT y HOST). El proceso de congelación-descongelación causó un marcado efecto detrimental sobre la integridad estructural y funcional de la MP y MA de los espermatozoides evaluados (P<0,05). Sin embargo, se pudo demostrar como los espermatozoides resisten de manera diferente los efectos detrimentales de la criopreservación. Así mismo, el estudio confirma que el daño criogénico puede ocurrir indistintamente sobre la integridad estructural y funcional MP y MA, lo que afectaría la capacidad fecundante de las muestras seminales destinadas a Inseminación Artificial.

Plasmatic and acrosomal membrane integrity has been used as valuable information for determining sperm quality, because is important to know the morphological and functional role as cellular delimitation and in effective cell interactions. The aim of this study was to determine cryopreservation effects on sperm percentage of vitality, number of damaged acrosomes (DAR), the structural and functional sperm plasma membrane integrity in 5 fresh ejaculates and 5 thawed strauws of 5 bulls by using the eosin-nigrosin stain. The functional integrity of these membranes were evaluated by osmotic tests (HOST and ORT). The data was analysed by GLM procedure, and when differences were detected, LSMEANS was used to quantify the effects. Significant differences were found on seminal quiality parameters (VIT, DAR, ORT and HOST) between fresh and thawed sperm. Freezing-thawing procedure had detrimental effect on the integrity structural and functional of MP and MA in the spermatozoa evaluated (P<0.05). However, it was possible to demonstrate that the spermatozoa have different pattern of resistence to the detrimental effects of cryopreservation. Then, this study confirms that cryodamage could happen indistinctly on the structural and functional MP and MA integrity, which would affect the fertilizing capacity of the seminal samples destined for Artificial Insemination.

Valoración morfométrica de la cabeza del espermatozoide del cerdo doméstico según su edad / Morphometric evaluation of sperm head of domestic pig according their age

Se utilizó el Análisis Automatizado de la Morfometría Espermática (ASMA) con el fin de determinar las dimensiones de la cabeza del espermatozoide (DCE) en semen de cerdos domésticos según la edad, además de agrupar las medidas obtenidas en subpoblaciones espermáticas (SP). Se evaluaron 36 muestras de semen fresco y diluido de 20 cerdos los cuales se clasificaron en dos categorías. A: menores de 18 meses de edad y B: mayores de 18 meses de edad. Las DCE (Largo, µm/ Ancho, µm/ Área, µm 2 y Perímetro, µm) se analizaron en frotis teñidos con Hemacolor ® mediante Sperm-Class Analyser ® (SCA) y los valores obtenidos guardados en una base de datos. El procedimiento GLM fue utilizado para evaluar el efecto de la edad del cerdo sobre las DCE y el análisis de agrupamiento (FASTCLUS) para identificar las SP. Los espermatozoides provenientes de cerdos mayores de 18 meses de edad presentaron mayor longitud (8,84 vs. 8,95 µm) que los cerdos menores de 18 meses de edad, sin embargo, las medias correspondientes al ancho (4,44 vs. 4,32 µm), área (33,33 vs. 32,39µm 2) y perímetro (27,65 vs. 26,3 µm) fueron más pequeñas en los cerdos de mayor edad. Dos SP fueron obtenidas con el fin de ratificar las diferencias observadas entre las 2 categorías de edades evaluadas (P<0,001). La población que incluyó los espermatozoides con las mayores dimensiones disminuyó de 41,61 por ciento en cerdos menores de 18 meses a 20,78 por ciento en cerdos mayores de 18 meses. Contrariamente, la SP que contenía los espermatozoides de menor tamaño incrementó de un 58,39 por ciento en cerdos menores de 18 meses a 79,22 por ciento en cerdos mayores de 18 meses. En conclusión, la edad de los cerdos influye significativamente sobre las DCE. Los cerdos de mayor edad tienen 20 por ciento más de espermatozoides de menor tamaño que los cerdos más jóvenes.

Assisted Sperm Morphometry Analysis (ASMA) was used to determine the sperm head dimensions (DCE) of boar by age, and then the data set clustered in sperm subpopulations (SP). To this purpose were evaluated 36 fresh and diluted semen samples of 20 Dalland domestic pigs, which were classified in 2 categories: under 18 months old and over 18 months old. The DCE (Length, µm/ Width, µm/, Area, µm 2 / and Perimeter, µm) were analyzed in slides stained by Hemacolor ® by the Sperm-Class Analyser ® (SCA), and the mean measurements recorded. A GLM procedure was performed to evaluate the effects of boar age on sperm head dimensions and clustering analysis (FAST-CLUS procedure) to separate in SP. Spermatozoa collected from older boar (over 18 months old) had head length larger (8.84 vs. 8.95 µm) than younger boar (under 18 months old), however, the width (4.44 vs. 4.32 µm), area (33.33 vs. 32.39 µm 2) and perimeter (27.65 to 26.3 µm) were smaller in older boar than younger boar. Two SP were clustered in this trial toratify the differences between younger and older pigs. The mean values of each DCE among the SP were significantly dif-ferent (P<0.001). Thus, the percentage of representation of the subpopulation that includes those spermatozoa whose dimensions are the largest decreased from 41.61 percent in pigs under 18 months old to 20.78 percent in pigs over 18 months old. Whereas, the percent of representation of the SP containing the smallest sper-matozoa increased from 58.39 percent in pigs under 18 months old to 153 79.22 percent in pigs over 18 months old. In conclusion, the age of sexually mature domestic male pig had a significant effect on the morphometric traits of their spermatozoa. Older boar had 20 percent more of smaller spermatozoa than younger boar.

Caracterización morfométrica de la cabeza del espermatozoide porcino mediante análisis computarizado (resultados preliminares) / Morphometry characterization of boar sperm head with computer assited analysis (preliminary results)

Para determinar los parámetros morfométricos de la cabeza espermática en semen porcino, así como evidenciar la presencia de subpoblaciones espermáticas fueron evaluadas 20 muestras seminales de 10 verracos Dalland. Sobre semen fresco y refrigerado fue evaluada la motilidad, vitalidad, acrosomas alterados y/o ausentes y anormalidades espermáticas. Mediante el análisis automatizado de la morfología espermática (ASMA), en frotis teñidos con Hemacolor®, se realizaron las mediciones de la cabeza espermática: Longitud (µm), Ancho (µm), Área (µm2), Perímetro (µm) y función Largo/Ancho. El efecto del proceso de refrigeración sobre las variables de calidad seminal y morfometría, se analizaron utilizando el GLM (SAS®) y para identificar las subpoblaciones espermáticas, se utilizó el procedimiento FASTCLUS (SAS®). La refrigeración a 16°C por 24 horas no afectó las características de calidad seminal de los eyaculados, pero si afectó las características morfométricas. La longitud de la cabeza disminuyó de 8,82 a 8,71 mm, así como el perímetro de 30,08 a 29,05 µm, mientras que aumentaron los valores de ancho (4,36 a 4,45 µm) y área (33,13 a 33,14 µm2). Se identificaron tres subpoblaciones espermáticas, con valores de distribución de 28,45 por ciento para la subpoblación 1 (espermatozoides grandes), 51,20 por ciento para la subpoblación 2 (medianos) y 20,35 por ciento para la subpoblación 3 (pequeños), las cuales se ven alteradas significativamente durante el proceso de refrigeración a 16°C.

To determine the morphometric parameters of the sperm head, and identify the presence of separate sperm subpopulations in boar semen were evaluated 20 ejaculate samples of 10 boars. Sperm motility, viability, acrosome integrity and morphological abnormalities were evaluated on fresh and cooling semen samples. By means Assisted Sperm Morphometry Analysis (ASMA), in slides stained by Hemacolor®, were determined the morphometric dimensions: Length (µm), Width (µm), Area (µm2), Perimeter (µm), and function Length/Width. Effect of cooling procedure on variables of semen quality and morphometric parameters were analyzed using GLM (SAS®). For identify the sperm subpopulations was used FASTCLUS procedure (SAS®). Cooling at 16°C for 24 hours did not affect the parameters of semen quality, but affected morphometric characteristics. Sperm head length decreased of 8.82 to 8.71 µm, and the sperm head perimeter of 30.08 to 29.05 µm, however, the width (from 4.36 to 4.45 mm) and area sperm head increased (33.13 to 33.14 µm2). Our results demonstrated that three separate sperm subpopulations coexist in boar ejaculates, 28.45% in the subpopulation 1 (larges), 51.20% in the subpopulation 2 (average), and 20.35% in the subpopulation 3 (small). These sperm subpopulation changed their distribution during cooling process.

Head dimensions of Brahman and their crossbred bull spermatozoa are affected by cryopreservation

El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la criopreservación sobre las características morfométricas de las cabezas de espermatozoides de toros Brahman y sus mestizos. Cinco eyaculados fueron colectados de 4 toros y diluidos a 30°C en una solución de leche descremada-yema de huevo. Por cada muestra se hicieron dos frotis: uno del semen diluido, antes de su congelación en vapores de nitrógeno líquido, y otro de semen descongelado una semana después de la congelación. Todos los frotis fueron secados al aire y coloreados con Hemacolor®. Se analizaron las dimensiones de la cabeza espermática para un mínimo de 150 espermatozoides por muestra mediante el Sperm Class Analyser® (SCA). El procedimiento GLM se realizó para evaluar el efecto de la criopreservación sobre las dimensiones morfométricas de las cabezas espermáticas. Las cabezas espermáticas de los toros fueron significativamente (P<0,001) menores en los espermatozoides criopreservados que en las muestras frescas para la longitud (9,00 µm vs. 9,43 µm), el ancho (4,82 µm vs. 5,13 µm), el perímetro (32,46 µm vs. 33,69 µm) y el área (36,20 µm²vs. 39,97 µm²) para todos los toros. Así mismo, se encontraron diferencias (P<0,001) de todos los parámetros morfométricos de los toros evaluados, encontrándose dimensiones de cabeza menores en las muestras descongeladas. La variabilidad individual (CV) de las medidas de cabeza espermática de los toros osciló entre el 5,9 y el 10,2 por ciento para las muestras frescas y descongeladas, respectivamente. En conclusión, este estudio indica que el proceso de criopreservación de semen de toro afecta la morfometría, al reducir las dimensiones de la cabeza espermática de toros Brahman y sus cruces. Las diferencias entre los toros evaluados puede ser indicativo de diferencias individuales al proceso de criopreservación.

The objective of this study was to determine the effect of cryopreservation on morphometrics characteristic of Brahman and their crossbred bull sperm heads. Five ejaculates were collected from 4 bulls and diluted at 30°C in a skim milk-egg yolk extender. Two microscope slides were prepared from single extended sperm samples prior to freezing in nitrogen vapors, and another one after thawing, sperm smears were prepared as described above. All slides were air dried and stained with Hemacolor®. Sperm-head dimensions for a minimum of 150 sperm heads/samples were analysed from each sample by means of the Sperm-Class Analyser® (SCA), and the mean measurements recorded. A GLM procedure was performed to evaluate the effect of cryopreservation on sperm head morphometric dimensions. Bull sperm heads were significantly (P<0.001) smaller in frozen-thawed spermatozoa than in the extended samples for length (9.00 µm vs. 9.43 µm), width (4.82 µm vs. 5.13 µm), perimeter (32.46 µm vs. 33.69 µm) and area (36.20 µm2 vs. 39.97 µm2) for all bulls. Also, differences (P<0.001) were found within all bulls for whole morphometric parameters. The individual variability of sperm head measurements across all bulls ranged from 5.9% to 10.2% for fresh and thawed samples, respectively. In conclusion, the present study indicate that cryopreservation of bull semen did affect the morphometry to reduce the dimensions of Brahman and crossbred bull sperm heads. The differences among bulls may be indicative of the individual bull resistance to the cryopreservation process.

Análisis de tres procedimientos estadísticos para la evaluación del crecimiento de mautas mestizas bajo diferentes regímenes nutricionales / Analysis of Three Statistical Procedures to Evaluate Growth in Crossbred Heifer Under Different Nutritional Levels.

Existen investigaciones donde se miden variables en varios períodos de tiempo sobre el mismo animal. Este tipo de información puede analizarse estadísticamente mediante tres opciones: Análisis univariados con la instrucción RANDOM del GLM; Análisis univariados o multivariados a través de transformaciones lineales mediante la instrucción REPEATED del GLM; y con modelos mixtos de covarianza con el procedimiento MIXED. Con el objetivo de evaluar estos tres métodos estadísticos y conocer cual es más preciso, se analizaron durante 7 meses los pesos corporales quincenales de una finca ubicada en el estado Táchira, Venezuela, (bosque húmedo tropical), donde 30 mautas mestizas con un peso y edad promedio de 176,9 ± 24,6 Kg y 17,22 ± 2,23 meses respectivamente, fueron distribuidas aleatoriamente dentro tres grupos de suplementación: (1) Control, (2) Alimento balanceado comercial, y (3) Harina de Gliricidia sepium con harina de maíz y melaza. Se obtuvieron estructuras de covarianzas, comparándose el procedimiento GLM con sus instrucciones RANDOM y REPEATED vs. el procedimiento MIXED en sus opciones CS, UN y AR1, todas del paquete estadístico SAS. Como variable respuesta se evaluó el peso de las mautas durante el período del ensayo y como variable independiente el grupo de suplementación, el período y la interacción lineal entre ambas. Así mismo, al realizar el análisis de la varianza utilizando la estructura de errores más indicada, se pudo corroborar que existe una interacción significativa entre el tratamiento y el período (P<0,01), es decir, que las curvas de crecimiento tienden a no ser paralelas. Los resultados indican que el análisis más ajustado es el Procedimiento MIXED con la opción AR1, ya que permite ajustar la matriz de covarianza.

There are investigations where variables are measured in periods of time on the same animal. This type of information should be analyzed statistically trough three ways: univariate analyses with the RANDOM statement of the GLM procedure; univariate or multivariate analysis with the method of lineal transformations with the REPEATED statement of the GLM; and with mixed models of covariance with the MIXED procedure. With the objective of evaluating these three statistical methods and to know the most precise, biweekly live weight coming from a rehearsal carried out located in the Tachira State, Venezuela (topical damp woods) was analyzed during 7 weeks, where 30 crossbred heifers with an average weight and age of 176.9 ± 24.6 Kg and 17.22 ± 2.23 months respectively, were randomly distributed between three groups: (1) control, (2) balanced commercial feed, and (3) Flour of Gliricidia sepium with flour of corn and molasses. It was modeled covariance structures, comparing the GLM procedure with its RANDOM and REPEATED statements vs. the MIXED procedure in its CS, UN and AR1 options, of the statistical package SAS. As dependent variable it was studied the weight of the heifers during the assay period and as independent variables the supplementation group, the period and the linear interaction among both. When carrying out the analysis of variance using the most suitable structure of errors, it can be conclude that there was a significant interaction between treatment and period (P<0.01), and that is to say that the curves of growth spread unless parallel. Results indicate that the best fitting analysis is the Proc MIXED with the AR1 option, since it allows to adjust the covariance womb.

Primer servicio en novillas de doble propósito / First breeding in dual purpose heifers

La edad al primer servicio (EPS) en las novillas es un importante parámetro de eficiencia reproductiva; no obstante, existe escasa información en ganaderías doble propósito (DP). La EPS y sus principales factores de riesgo fueron analizados utilizando 19.533 datos obtenidos de 47 rebaños mestizos DP en las 4 principales zonas productivas del estado Zulia, Venezuela (9,0-11,5° LN, 28-32°C). Las variables de riesgo evaluadas fueron: sistemas de producción: Mejorado, SM y Tradicional, ST; zona geográfica: El Laberinto, Perijá, Costa Oriental, Sur del Lago; predominio racial: Holstein, Pardo Suizo, Brahman y Carora y épocas: seca y lluviosa. Variables independientes como los pesos al nacimiento, destete y servicio y la ganancia diaria de peso (GDP) se consideraron puntos críticos de control. Los datos de EPS se analizaron mediante varianza-covarianza utilizando el procedimiento GLM y comparaciones de medias a través de contrastes ortogonales (LSMEANS) del paquete estadístico SAS®. EPS promedió 31,5±6,1 meses, siendo más temprana en rebaños bajo SM que ST (28,1±0,1 vs 32,7±0,1m; P<0,001), más elevada en la Costa Oriental que en El Laberinto (36,7±0,1 vs 27,6±0,2m; P<0,001) y menor en mestizas Brahman (30,6±0,1m; P<0,001) que en los demás tipos raciales. EPS fue mayor (P<0,001) en novillas nacidas (32,1±0,1m) y destetadas (30,6±0,4m) en época seca (enero-marzo) y en las servidas (32,4±0,2m) en época lluviosa (octubre y diciembre), demostrando el efecto de la variación estacional de la alimentación en pastoreo. El 68% de becerras pesó <32 kg al nacimiento pero no afectó EPS. Para destete <6 ó >10 meses, EPS varió significativamente: 26,2±1,1 vs 31,4±0,3m, respectivamente (P<0,001). Novillas con GDP <350g/d mostraron elevadas EPS, sin embargo, novillas con GDP >350g/d tuvieron menores EPS entre nacimiento-destete (24,9±0,4m) y destete-servicio (23,9±0,9m). GDP se consideró el principal punto de control de EPS; los factores de riesgo que disminuyen ...

The age at first breeding (EPS) in heifers is an important parameter of reproductive efficiency; however information in dual purpose cattle (DP) is limited. The EPS and its principal risk factors were analyzed using 19.533 dates from 47 crossbred herds located in the four principal livestock zones of the Zulia State, Venezuela (9.0-11.5° NL; 28-32°C). The risks variables evaluated were: management systems: improved (SM) and traditional (ST); geographic zone: El Laberinto, Perijá, Costa Oriental and Sur del Lago; breed predominance: Holstein, Pardo Suizo, Brahman and Carora and seasons: dry and rainy season. Weights at birth, weaning and, service and daily gain weight (GDP) were considered as critical control points. The EPS data was analyzed by an analysis of variance-covariance ANOVA using the procedure GLM and the differences between means by LSMEANS of the SAS® software. EPS averaged 31.5±6.1m and was early in herds under SM than ST (28.1±0.1m vs 32.7±0.1m; P<0.001), higher in Costa Oriental than El Laberinto (36.7±0.1 vs 27.6±0.2m; P<0.001), and lowest in Brahman crossbred (30.6±0.1m) than in any other breed (P<0.001). EPS was higher in heifers born (32.1±0.1m) and weaned (30.6±0.4m) during the dry season (January-March) and breed during the rainy season (October-December) (32.4±0.2m; P<0.001), demonstrating the effect of the season in the quality of pastures. Birth weight in 68% of the female calf was < 32 kg, but it do not affect EPS. When weaning age was < 6 or > 10m, EPS was different (26.2±1.1 vs 31.4±0.3m; P<0.001). Heifers with GDP <150g/d showed higher EPS, however, when GDP >350g/d from birth-weaning and weaning-service, EPS was lower (24.9±0.4 and 23.9±0.9m, respectively). GDP were considered the principal control point of the EPS and, the risks that affected GDP will extend EPS. High EPS will delay first calving, start of lactation, genetic improvement and reproductive efficiency.

Crecimiento Pre-Destete en Hembras Bovinas Doble Propósito / Pre-weaning Growth of Dual Purpose Bovine Females

Para evaluar el crecimiento predestete de las hembras bovinas de reemplazo incorporadas al Programa de Medicina de la Producción y Control Reproductivo, se analizaron 2.511 datos pertenecientes a 18 fincas de doble propósito ubicadas en la Cuenca del Lago de Maracaibo, estado Zulia, Venezuela. Se midió el efecto de la zona (El Laberinto, Perijá, Costa Oriental, Sur del Lago), predominio racial (Holstein, Pardo Suizo, Brahman, Carora), sistema de manejo: mejorado (SM) y tradicional (ST) y la época de nacimiento (enero-marzo, abril-junio, julio-septiembre, octubre-diciembre) sobre la edad (ED), peso (PD) y ganancia diaria de peso (GDP) al destete y sus interacciones. Los datos se analizaron con el procedimiento lineal general del paquete estadístico SAS. Las becerras en los SM presentaron ED y PD de 9,7 ± 0,1 m y 162,2 ± 1,1 kg, siendo GDP superior en 11,8% (54, 9 g/d) a los ST (P < 0,001). La zona Perijá mostró la menor ED (9,3 ± 0,2 m) y un mayor PD (179,0 ± 0,9 kg) (P < 0,001). La interacción predominio racial × zona (P < 0,001) y por sistema (P < 0,001) afectaron el PD, siendo más elevada en las Pardo Suizo en Perijá y en El Laberinto (184,3 ± 2,2 kg y 168,9 ± 2,9 kg), a la vez que la interacción época de nacimiento x zona afectó (P < 0,01) ED, PD y GDP. La relación ambiente-genotipo en la expresión del crecimiento, mostró ser significativa y variable, por lo cual es indispensable considerar el manejo y el control del crecimiento para optimizar el futuro desempeño reproductivo y productivo de las hembras bovinas.

Pre-weaning growth of bovine female replacements incorporated to the Medicine Production and Reproductive Control Program was evaluated. A total of 2,511 data from 18 dual purpose farms, located on the basin of the Maracaibo Lake, at Zulia state, Venezuela, was analyzed. The effect of zone (El Laberinto, Perija, Costa Oriental del Lago, Sur del Lago), breed predominance (Holstein, Brown Swiss, Brahman, Carora), management system: improved (SM) and traditional (ST) and birth season (January-March, April-June, July-September, October-December) on age (ED), weight (PD) and daily weight gain (GDP) at weaning, as well as, its interactions were studied. For statistical analysis, Proc GLM of SAS software was used. In SM, the ED and PD were 9.7 ± 0.1 m and, 162.2 ± 1.1 kg, with GDP 11.8% (54.9 g/d) higher than in ST (P < 0.001). Perija zone had lower ED (9.3 ± 0.2 m) and higher PD (179.0 ± 0.9 kg) (P < 0.001). Both breed predominance x zone (P < 0.001) and breed predominance x management system interactions (P < 0.001) affected PD, been higher in Brown Swiss in Perija and El Laberinto (184.3 ± 2.2 kg. and 168.9 ± 2.9 kg). Also, season of birth x zone interaction, affected ED, PD and GDP (P < 0.001). The environment-genotype relationship had an influence on growth that showed to be significant and of great variability. Therefore, it is relevant to consider management and control of growth to optimize reproductive and productive performance of bovine females.