Sperm morphophysiology in different sections of the rooster reproductive tract / Morfofisiología espermática en diferentes secciones del tracto reproductivo del gallo

It is important to know the morphological changes that occur in the spermatozoa of rooster during their passage through the reproductive tract, which help to understand what they acquire their fertilization capacity. The morphophysiological changes related to the capacitation and acrosomal reaction processes in the different segments of the rooster reproductive system were analyzed. Samples were obtained from various regions of the rooster reproductive tract and dorso-ventral massage to obtain ejaculates, 25 roosters were used Rhode Island Red with proven fertility, assessments were performed with chlortetracycline and Lectin WGA-FITC to determine the morphophysiological parameters. Sperm motility increases (p<0.05) during the passage of spermatozoa from the testis until they are ejaculated. The parameters of viability and morphology also show differences (p<0.05) in the different segments of the tract. Sperm morphometry shows a spermatic contraction (p<0.05) in the cranial and medial segments of the vas deferens. The acrosomal reaction capacity evaluated with chlortetracycline (CTC) or Wheat germ agglutinin (WGA), was evident increasing the parameters (p<0.05) with the use of the perivitelline layer in the spermatozoa of the reproductive tract and of the ejaculate. Spermatozoa of the reproductive tract of the rooster demonstrate acrosomal reaction capacity without requiring a previous sperm capacitation condition. On the other hand, they do not show parameters of incapacity, which implies that they cannot be stored in any segment of the reproductive tract.

Es importante conocer los cambios morfológicos que se producen en los espermatozoides del gallo durante su paso por el tracto reproductivo y que ayudan a comprender como adquieren su capacidad de fertilización. Se analizaron cambios morfofisiológicos relacionados con los procesos de capacitación y reacción acrosomal de los espermatozoides presentes en los diferentes segmentos del tracto reproductor del gallo. Se obtuvieron espermatozoides de diferentes regiones del tracto reproductor del gallo y de espermatozoides de eyaculado. Se usaron 25 gallos Rhode Island Red con fertilidad probada. Se realizaron evaluaciones básicas, con clortetraciclina (CTC) y lectina Wheat germ agglutinin conjugada con isotiosionato de fluoresceína (WGA-FITC) para determinar los parámetros morfofisiológicos. La motilidad del esperma aumenta (P<0,05) durante el paso de los espermatozoides desde el testículo hasta que son eyaculados. Los parámetros de viabilidad y morfología también muestran diferencias (P <0,05) en los diferentes segmentos del tracto. La morfometría mostró una contracción de los espermatozoides (P<0,05) en los segmentos craneal y medial del conducto deferente. La capacidad de reacción acrosomal evaluada con clortetraciclina CTC o WGAFITC, fue evidente al aumentar los parámetros (P<0,05) con el uso de membrana perivitelina en los espermatozoides del tracto reproductivo y del eyaculado. los espermatozoides del tracto reproductivo del gallo demuestran capacidad de reacción acrosomal sin requerir una condición previa de capacitación espermática. Por otro lado, no muestran parámetros de descapacitación espermática lo que implica que no pueden almacenar en ningún segmento del tracto reproductivo.

Structural modification of the black bengal buck (Capra hircus) acrosome during post-testicular maturation of spermatozoa / Modificación estructural del acrosoma de la cabra black bengal (Capra hircus) durante la maduración de los espermatozoides

The present study was conducted to measure various biometric parameters of intact/normal acrosomes (AC) collected respectively from caput, corpus and cauda epididymis and vas deferens of Black Bengal buck. Giemsa stained acrosomes were measured after camera lucida drawings. Observations revealed dimensional characters of the acrosomal cap diminished gradually and significantly (p<0.01, p<0.05) during spermatozoa maturation phases in the different regions of the excurrent duct. Shape and size of the AC were also found to be influenced significantly (p<0.01, p<0.05) by the age and body weight of the animals. The structural modification along with decrease in the morphology of the AC reflected one of the maturational indexes of the male gametes in Black Bengal buck.

El presente estudio se realizó para medir diversos parámetros biométricos del acrosoma (AC) intacto/normal recogido desde la cabeza, cuerpo y cola del epidídimo y vas deferens de la Cabra Black Bengal. Los AC teñidos con Giemsa fueron medidos después de la captura con cámara lúcida. Las observaciones revelaron caracteres dimensionales del capuchón acrosomal que disminuyeron gradualmente y de manera significativa (p <0,01, p <0,05) durante fases de maduración espermatática en las diferentes regiones del conducto. La forma y tamaño del AC también fueron influenciados de manera significativa (p <0,01, p <0,05) por la edad y el peso corporal de los animales. La modificación estructural junto con los cambios morfológicos del AC refleja uno de los índices de maduración de los gametos masculinos de la Cabra Black Bengal.

Evaluación de la integridad acrosomal y la funcionalidad bioquímica de la membrana espermática en cerdos reproductores con gotas citoplásmicas persistentes / Acrosomal integrity and biochemical functionality assessment of the sperm membrane in boars with persistent cytoplasmic droplets

El objetivo del presente estudio fue evaluar la integridad acrosomal, funcionalidad bioquímica de la membrana espermática y las relaciones entre éstas en machos con y sin persistencia de gotas citoplásmicas (PGC). Se usaron 254 eyaculados de 48 cerdos reproductores entre ocho y 48 meses de edad clasificados como jóvenes (<1 año), maduros (entre uno y tres años) y viejos (>3 años). Los datos fueron evaluados mediante análisis de varianza para medidas repetidas en un mismo individuo (efecto aleatorio). Se evaluó el efecto de procedencia (efecto bloque) y grupo etáreo sobre: PGC, integridad acrosomal, funcionalidad de membrana, proporción de espermatozoides vivos y con gotas citoplásmicas (GC). Además se evaluó el efecto de PGC sobre la integridad acrosomal y la funcionalidad de membrana. La presentación de PGC fue menor en cerdos reproductores jóvenes (37 ± 6 por ciento) que en los maduros (52 ± 5 por ciento; P=0,05) y los viejos (85 ± 13 por ciento; P<0,01). La diferencia en PGC entre machos maduros y viejos fue significativa (P=0,05). Los machos viejos presentaron mayor proporción de células con GC que los jóvenes (34,6 ± 4,8 vs. 19,7 ± 2.3 por ciento, respectivamente; P=0,01), mientras que los maduros no fueron diferentes de ninguno de los dos (23,5 ± 2,1 por ciento). Los cerdos reproductores que no presentaron PGC obtuvieron mayores valores de acrosoma intacto que los que presentaron PGC (86,5 ± 1,2 vs. 80,2 ± 1,1 por ciento, respectivamente; P<0,01). Los defectos de la integridad acrosomal presentaron correlaciones significativas con defectos espermáticos asociados a GC (entre -0,20 y -0,36; P<0,05). Este estudio indica que cerdos reproductores mayores de tres años presentan con mayor frecuencia eyaculados de baja calidad espermática. Los resultados además sugieren que los defectos de membrana y morfológicos tienden a presentarse conjuntamente en un eyaculado, señalando la necesidad de construir un índice de calidad seminal multifactorial...

The goal of this study was to evaluate the acrosomal integrity, biochemical functionality of the sperm membrane, and the relationship between them in boars with and without persistence of cytoplasmic droplets (PGC). It were used 254 ejaculates from 48 boars between eight and 48 months of age that were classified as young (<1 year), mature (1 to 3 years), and old (>3 years). Data were analyzed using analysis of variance for repeated measurements in the same individual (random effect). The effect of source (block effect) and age group on PGC, acrosomal integrity, membrane function, and proportion of live and with cytoplasmic droplets sperm cells were evaluated. The effect of PGC on acrosomal integrity and membrane function was also tested. Presence of PGC was lower in young (37 ± 6 percent) than mature (52 ± 5 percent; P=0.05) and old (85 ± 13 percent; P<0.01) boars. The difference in PGC between mature and old boars was significant (P=0.05). Old boars showed a higher proportion of cells with GC than young ones (34.6 ± 4.8 vs. 19.7 ± 2.3 percent, respectively; P=0.01), while mature boars were no different from the other two groups (23.5 ± 2.1 percent). Boars that did not show PGC had a higher proportion of intact acrosomes than those with PGC (86.5 ± 1.2 vs. 80.2 ± 1.1 percent, respectively; P<0.01). Defects in acrosomal integrity were significantly correlated with sperm defects associated to GC (between -0.20 y -0.36; P<0.05). These results suggest that membrane and morphologic defects tend to occur together in the same ejaculate, pointing out the need to build a multifactor seminal quality index that can be used as decision criterion in the swine industry.

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.