Changes in sperm motility of amazonian fish Tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier 1816) (Characiformes: Serrasalmidae) exposed to two pesticides / Alterações na motilidade espermática do peixe amazônico Tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier 1816) (Characiformes: Serrasalmidae) exposto a dois pesticidas

Abstract The great biodiversity of neotropical fish species that have external fertilization as a reproductive strategy, like the tambaqui, requires more careful analyzes in toxicological tests of the various pesticides implemented in Brazilian agriculture over the last few years. In this context, the objective of the present work was to evaluate possible sperm alterations in tambaqui (Colossoma macropomum) semen exposed to two different pesticide residues. Seminal samples of sexually mature tambaqui males from a local fish farm were used. Semen was collected eight hours after hormone induction into graduated glass tubes. After initial assessment of the lack of prior activation, the experiment was carried out in a factorial scheme, testing two pesticides widely used in agricultural systems (glyphosate and fenitrothion). For each pesticide, five concentrations were tested (6, 12, 24, 120 and 240 mg/L), with motility analysis at times 0, 30 and 60 seconds after activation. As a control, activation with 0.9% NaCl solution and motility analysis at the same times described for pesticides were used. Results indicate that in natura samples exhibited initial motility of 89.2 ± 4.9% and mean duration of 100 seconds (up to 10% sperm motility). The reduction in sperm motility occurred significantly (p < 0.05) after 30 seconds in all concentrations tested, except for the concentration of 240 mg/L because no activation was observed. The tests described here demonstrate that tambaqui semen was sensitive to the process of exposure to pesticide residues, and can be used in biomonitoring analyzes of the aforementioned agricultural pesticides.

Resumo A grande biodiversidade das espécies de peixes neotropicais que possuem a fertilização externa como estratégia reprodutiva, a exemplo do tambaqui, exige análises mais criteriosas em testes toxicológicos dos diversos defensivos agrícolas implementados na agricultura brasileira ao longo dos últimos anos. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar possíveis alterações espermáticas no sêmen de tambaqui (Colossoma macropomum) exposto a resíduos de dois diferentes pesticidas. Foram utilizadas amostras seminais de machos de tambaqui sexualmente maduros provenientes de uma piscicultura local. O sêmen foi coletado oito horas pós indução hormonal em tubos de vidro graduados. Após avaliação inicial de inexistência de ativação prévia, foi realizado o experimento em esquema fatorial, sendo testados dois pesticidas muito utilizados em sistemas agrícolas (glifosato e fenitrotiona). Para cada pesticida foram testadas cinco concentrações (6, 12, 24, 120 e 240 mg/L), com análise da motilidade nos tempos 0, 30 e 60 segundos pós ativação. Como controle, foi utilizada a ativação com solução de NaCl a 0,9% e análise da motilidade nos mesmos tempos descritos para os pesticidas. Resultados indicam que as amostras in natura exibiram motilidade inicial de 89,2 ± 4,9% e tempo de duração médio de 100 segundos (até 10% de motilidade espermática). A redução da motilidade espermática ocorreu de forma significativa (p < 0,05) após 30 segundos em todas as concentrações testadas, exceto na concentração de 240 mg/L por não ter sido observada ativação. Os testes aqui descritos demonstram que o sêmen de tambaqui se mostrou sensível ao processo de exposição aos resíduos de pesticidas, podendo ser utilizado em análises de biomonitoramento dos referidos defensivos agrícolas.

Evaluación de los parámetros de calidad seminal y cinemática espermática en tres razas ovinas de lana en condiciones de trópico alto colombiano / Evaluation of semen quality parameters and sperm kinematics in three wool sheep breeds in conditions of high tropics in Colombia / Avaliação dos parâmetros de qualidade seminal e cinemática espermática em três raças ovinas de lã em condições de trópico alto colombiano

Resumen El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del eyaculado, la raza y las colectas sobre los parámetros de calidad seminal y cinemática en 3 tipos raciales ovinos de lana bajo condiciones de trópico alto colombiano. Se colectó semen de 12 machos de la raza criollo, romney marsh y hampshire de 2 a 5 años de edad, con vagina artificial, durante 4 colectas con un tiempo de abstinencia de 3 d. Se realizó el análisis de la motilidad con ayuda de un sistema computarizado de análisis seminal (CASA) en combinación con una tinción de fluorescencia Hoeschst 33259 para el estudio de la viabilidad y la morfología. Se realizó un análisis de medidas repetidas en el tiempo con el paquete estadístico SAS, empleando el método Proc Mixed. No hubo diferencias significativas (p > 0,05) en el porcentaje de motilidad total y motilidad progresiva para el primer y segundo eyaculado, pero sí hubo diferencias (p < 0,05) para la concentración, volumen y viabilidad; el primer eyaculado fue significativamente superior al segundo, independiente de la raza y la colecta. Las variables de cinemática espermática relacionadas con el movimiento progresivo y la velocidad (ALH, VAP, LIN) no difieren entre eyaculados, pero sí hay un efecto racial (p > 0,05) en el que la raza criolla es superior en estas variables, lo que podría sugerir que las células espermáticas de esta raza tienen la capacidad de recorrer mayor distancia en menor tiempo, comparado con los espermatozoides de las otras dos razas, en las condiciones del presente experimento.

Abstract This study aimed to evaluate the effect of the ejaculate, race, and sperm collections on semen quality and kinematic parameters in three wool sheep breeds in conditions of high tropics in Colombia. Semen was collected from 12 males of Creole, Romney marsh, and Hampshire sheep breeds ranging from 2 to 5 years of age, with artificial vagina, during 4 collections with a time of abstinence of 3 days. Motility analysis was performed with the help of a computer-assisted semen analysis (CASA) in combination with a fluorescent Hoechst 33259 stain for the study of viability and morphology. An analysis of measures repeated over time was performed with the SAS statistical package, using the Proc Mixed method. There were no significant differences (p > 0.05) in the percentage of total motility and progressive motility for the first and second ejaculates, but there were differences (p < 0.05) for concentration, volume, and viability; the first ejaculate was significantly superior to the second, independent of breed and collection. Sperm kinematic variables related to progressive movement and speed (ALH, VAP, LIN) do not differ between ejaculates, but there is a racial effect (p > 0.05), since the Creole breed is superior in all these variables, which could suggest that the sperm cells of this breed have the ability to travel greater distance in less time, compared with sperm from the other two breeds, under the conditions of the present experiment.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da ejaculação, a raça e as coletas sobre os parâmetros de qualidade seminal e cinemática em 3 tipos raciais ovinos de lã sob condições de trópico alto colombiano. Foram colhidas amostras de sêmen de 12 machos da raça crioulo, romney marsh e hampshire de 2 a 5 anos de idade, com vagina artificial, durante 4 coletas com um tempo de abstinência de 3 d. Realizou-se a análise da motilidade com ajuda de um sistema computarizado de análise seminal (CASA) em combinação com uma tinção de florescência Hoeschst 33259 para o estudo da viabilidade e a morfologia. Realizou-se um análise de medidas repetidas no tempo com o paquete estadístico SAS, empregando o método Proc Mixed. Não houve diferenças significativas (p > 0,05) na porcentagem de motilidade total e motilidade progressiva para a primeira e segunda ejaculação, mas, sim houve diferenças (p < 0,05) para a concentração, volume e viabilidade; a primeira ejaculação foi significativamente superior ao segundo, independente da raça e da coleta. As variáveis de cinemática espermática relacionadas com o movimento progressivo e velocidade (ALH, VAP, LIN) não diferem entre as ejaculações, mas sim há um efeito racial (p > 0,05) no que a raça crioula é superior em estas variáveis, o que poderia sugerir que as células espermáticas desta raça têm a capacidade de percorrer maior distância em menor tempo, comparado com os espermatozoides das outras dois raças, nas condições desta experiência.

Cholesterol-loaded cyclodextrin in fresh goat sperm improves cryosurvival rates / Colesterol em sêmen caprino melhora a criopreservação

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição do colesterol carreado com a ciclodextrina (CCC) sobre a melhoria da qualidade espermática após a descongelação. Trinta ejaculados foram diluídos, centrifugados e ressuspendidos com Tris para concentração de 120 x 106 células/mL. O sêmen foi tratado com 0, 0,75, 1,5, 3,0, 4,5, 6,0 ou 7,5 mg de CCC. Em seguida, as amostras foram resfriadas a 4°C durante 2 horas, diluídas com Tris-Gema de ovo e 2% de glicerol, envasadas e colocadas sobre o vapor do nitrogênio líquido (N2 ) por 20 min e depois mergulhadas no N2 . As amostras foram descongeladas a 37°C por 30s, e avaliadas quanto: o teste de termorresistência (TRT); motilidade progressiva utilizando CASA; teste hiposmótico e a capacidade de ligação dos espermatozoides à membrana perivitelina (MP). As variáveis foram analisadas por meio da ANOVA e os tratamentos comparados a 5% de probabilidade. A motilidade dos espermatozoides (50,4; 33,8 e 22,5%) foi maior nas amostras tratadas com 0,75 mg de CCC após 0, 60 e 120 min de incubação quando comparado com demais tratamentos (P<0,05). As amostras tratadas com 6,0 e 7,0 mg de CCC apresentaram maior dobramento de cauda que os demais tratamentos (P<0,05). A capacidade de ligação dos espermatozoides a MP foi maior no tratamento com 0,75 mg CCC comparado ao controle (166 vs 65; P <0,05). No entanto, quando o potencial de ligação dos espermatozoides foi determinado dividindo o número médio de espermatozoides ligados a MP sobre o percentual de espermatozoides móveis, o tratamento com CCC proporcionou maior eficiência (1,52) do que o controle (1,00; P < 0,05). A adição de 0,75 mg de CCC no sêmen fresco de caprino antes da criopreservação melhorou a motilidade espermática após a criopreservação até 2 horas.

Colesterol carreado com ciclodextrina no sêmen fresco de caprinos melhora as taxas de crio-sobrevivência

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição do colesterol carreado com a ciclodextrina (CCC) sobre a melhoria da qualidade espermática após a descongelação. Trinta ejaculados foram diluidos, centrifugados e ressuspendidos com Tris para concentração de 120 x 106 células/mL. O sêmen foi tratado com 0, 0,75, 1,5, 3,0, 4,5, 6,0 ou 7,5 mg de CCC. Em seguida, as amostras foram resfriadas a 4 C durante 2 h, diluidas com Tris-Gema de ovo e 2% de glicerol, envasadas e colocadas sobre o vapor do nitrogênio líquido (N2) por 20 min e depois mergulhadas no N2. As amostras foram descongeladas a 37 C por 30 s, e avaliadas quanto: o teste de termo-resistência (TRT); motilidade progressiva utilizando CASA; teste hiposmótico e a capacidade de ligação dos espermatozoides a membrana perivitelina (MP). As variáveis foram analisadas por meio da ANOVA e os tratamentos comparados a 5% de probabilidade. A motilidade dos espermatozoides (50,4; 33,8 e 22,5%) foi maior nas amostras tratadas com 0,75 mg de CCC após 0, 60 e 120 min de incubação quando comparado com demais tratamentos (P 0,05). As amostras tratadas com 6,0 e 7,0 mg de CCC apresentaram maior dobramento de cauda que os demais tratamentos (P 0,05). A capacidade de ligação dos espermatozoides a MP foi maior no tratamento com 0,75 mg CCC comparado ao controle (166 vs 65; P 0,05). No entanto, quando o potencial de ligação

Spermiogram and sperm head morphometry assessed by multivariate cluster analysis results during adolescence (12-18 years) and the effect of varicocele / 亚洲男科学杂志(英文版)

This work evaluates sperm head morphometric characteristics in adolescents from 12 to 18 years of age, and the effect of varicocele. Volunteers between 150 and 224 months of age (mean 191, n = 87), who had reached oigarche by 12 years old, were recruited in the area of Barranquilla, Colombia. Morphometric analysis of sperm heads was performed with principal component (PC) and discriminant analysis. Combining seminal fluid and sperm parameters provided five PCs: two related to sperm morphometry, one to sperm motility, and two to seminal fluid components. Discriminant analysis on the morphometric results of varicocele and nonvaricocele groups did not provide a useful classification matrix. Of the semen-related PCs, the most explanatory (40%) was related to sperm motility. Two PCs, including sperm head elongation and size, were sufficient to evaluate sperm morphometric characteristics. Most of the morphometric variables were correlated with age, with an increase in size and decrease in the elongation of the sperm head. For head size, the entire sperm population could be divided into two morphometric subpopulations, SP1 and SP2, which did not change during adolescence. In general, for varicocele individuals, SP1 had larger and more elongated sperm heads than SP2, which had smaller and more elongated heads than in nonvaricocele men. In summary, sperm head morphometry assessed by CASA-Morph and multivariate cluster analysis provides a better comprehension of the ejaculate structure and possibly sperm function. Morphometric analysis provides much more information than data obtained from conventional semen analysis.

Increase in post-thaw viability by adding seminal plasma proteins to Sanmartinero and Zebu sperm / Incremento en la viabilidad espermática post-descongelación por la adición de proteínas del plasma seminal a semen de toros Sanmartinero y Cebú / Aumento da viabilidade espermática pós-descongelamento, com a adição de proteínas do plasma seminal de sêmen de touros das raças Sanmartinero e Zebu

Background: cryopreservation decreases sperm viability by approximately 50%. Objective: the objective of this study was to determine the effect of the addition of seminal plasma proteins on post-thawing sperm viability in Sanmartinero and Zebu semen. Methods: semen samples from 10 bulls of each breed were used, and seminal plasma was subjected to two-dimensional electrophoresis to establish the relationship between the relative amount of each protein spot and sperm viability. Then, seminal plasma was subjected to exclusion chromatography to separate the fraction containing these proteins. This fraction was added in doses of 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg, to 1 x 10(6). Sperm was thawed and incubated at 37 °C for 1 h to determine its effect on postthaw viability. Sperm were frozen using two media (citrate-fructose-yolk and Bioxcell®). Results: we found one protein spot (16.20 kDa, PI 5.5) in Sanmartinero seminal plasma that correlated (r = 0.64 p<0.001) with viability. This spot was found in 21-25 chromatography fractions. The percentage of post-thaw viable sperm increased 20% (p<0.05) at 1.0 and 1.5 mg of the fraction when sperm was frozen using citrate-fructose-yolk; it increased 25% (p<0.01) with 0.5 mg when it was frozen with Bioxcell® media. Addition of 0.5 mg of the fraction to semen cryopreserved with Bioxcell® resulted in a greater (p<0.05) percentage increase of viable sperm in Sanmartinero semen (23 ± 8.3%) compared with Zebu semen (6.0 ± 2.0%). Conclusions: these results show that seminal plasma proteins decrease cryopreservation damage in sperm. The effect depends on the cryoprotectant dose as well as the breed of bull.

Antecedentes: la criopreservación disminuye la viabilidad espermática por debajo del 50%. Objetivo: el objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la adición de proteínas del plasma seminal sobre la viabilidad espermática post-descongelación de semen de toros Sanmartinero y Cebú. Métodos: se colectó semen de 10 toros de cada raza, y el plasma seminal se sometió a electroforesis bidimensional, para establecer la relación entre la cantidad relativa de cada punto de proteína y la viabilidad espermática. Identificados dichos puntos, el plasma seminal se sometió a cromatografía de exclusión para separar la fracción que contenía estas proteínas. Esta se adicionó en dosis de 0,5, 1,0, 1,5 y 2,0 mg, a muestras de 1 x 10(6) espermatozoides, descongelados e incubados a 37 °C durante 1 hora, para determinar su efecto en la viabilidad post-descongelación. Los espermatozoides se congelaron usando dos medios (citrato-fructosa-yema y Bioxcell®). Resultados: se encontró un punto de proteína (16,20 kDa, punto Isoeléctrico 5,5) en plasma de toros Sanmartinero, que correlacionó (r = 0,64 p<0,001) con la viabilidad. Este punto de proteína se encontró en la fracción 21-25 de la cromatografía. El porcentaje de espermatozoides viables post-descongelación aumentó 20% (p<0,05) con dosis de 1 y 1,5 mg de la fracción, cuando los espermatozoides se congelaron en medio citrato-fructosa-yema; y 25% (p<0,01) con dosis de 0,5 mg cuando se congelaron en medio Bioxcell®. La adición de 0,5 mg de la fracción a semen descongelado previamente criopreservado en medio Bioxcell®, evidenció un incremento mayor (p<0,05) en el porcentaje de espermatozoides viables de semen de toros Sanmartinero (23 ± 8,3 %), que en semen de toros Cebú (6,0 ± 2,0%). Conclusiones: los resultados anteriores demuestran que las proteínas del plasma seminal disminuyen el daño en los espermatozoides por la criopreservación, y que el efecto de estas proteínas depende del medio de congelación, la dosis adicionada y la raza de los toros.

Antecedentes: a criopreservação diminui a viabilidade espermática abaixo de um 50%. Objetivo: o objetivo desta pesquisa foi determinar o efeito da adição de proteínas do plasma seminal na viabilidade espermática pós-descongelamento de sêmen de touros das raças Sanmartinero y Zebú. Métodos: coletou-se sêmen de 10 touros de cada raça, as amostras do plasma seminal foram submetidas à eletroforese bidimensional, para estabelecer a relação entre a quantidade relativa de cada ponto de proteína e a viabilidade espermática. Ao serem identificados os pontos, o plasma seminal também foi submetido ao processo de cromatografia por exclusão para separar a fração que continha as proteínas. A fração foi adicionada nas doses de 0,5, 1,0, 1,5 y 2,0 mg, amostras de 1 x 106 espermatozoides, em descongelamento e incubados à temperatura de 37 ° C durante 1 hora, para determinar o efeito na viabilidade pós-descongelamento. Os espermatozoides foram congelados utilizando dois meios (Citrato- frutose-gema e Bioxcell®). Resultados: encontrou-se um ponto de proteína (16,20 kDa, ponto Isoelétrico 5,5) no plasma de touro Sanmartinero, que correlacionou (r=0,64 p<0,001) com a viabilidade. Esse ponto de proteína foi encontrado na fração 21-25 da cromatografia. O percentagem de espermatozoides viáveis pós-descongelamento aumentou em 20% (p<0,05) nas doses de 1 y 1,5 mg da fração, quando os espermatozoides foram congelados em meio de citrato-frutose-gema; e 25% (p<0,01) com doses de 0,5 mg congelados em meio Bioxcell®. A adição de 0,5 mg da fração ao sêmen descongelado e previamente criopreservado em meio Bioxcell®, evidenciou um incremento maior (p<0,05) no percentagem de espermatozoides viáveis do sêmen de touros Sanmartinero (23 ± 8,3 %), do que em sêmen de touros zebu (6,0 ± 2,0%). Conclusões: os anteriores resultados demonstram que as proteínas do plasma seminal diminuem o dano nos espermatozoides pela criopreservação e que o efeito destas proteínas depende do meio de congelação, a dose adicionada e a raça dos touros.

Concentração de lactato de cálcio e tempo de incubação sobre a capacidade de adesão e penetração de espermatozoides suínos na membrana perivitelina do ovo da galinha / Calcium lactate concentration and incubation period on the binding and penetration capacity of swine sperm in the perivitelline membrane of chicken egg

Este estudo testou o efeito de diferentes concentrações de lactato de cálcio e tempos de incubação sobre a capacidade de adesão e a penetração dos espermatozoides suínos nas membranas perivitelinas (MP) de ovos de galinhas, na expectativa de desenvolver um teste para estimar o potencial de fertilidade de machos doadores de sêmen. No primeiro experimento, amostras de sêmen (n=12) foram incubadas em meio TCM com lactato de cálcio a 1,1 e 2,2µg mL-1. Posteriormente, após definida a concentração de 1,1µg mL-1 de lactato de cálcio, um segundo experimento comparou três períodos de incubação a 39°C: 10, 15 e 20min. As respostas testadas foram: a taxa de adesão (TA) e o número de espermatozoides aderidos (NA) na MP externa, e a taxa de penetração (TP) e o número de orifícios (NO) na MP interna. A TA na MP externa foi de 100 por cento, independentemente da concentração e dos períodos testados. Com a concentração de lactato de cálcio de 1,1µg mL-1, o NA na membrana perivitelina externa e TP e NO na membrana perivitelina interna foram superiores (P<0,05) aos com 2,2µg mL-1. O NA foi superior com incubação por 20min, em comparação aos períodos mais curtos (P<0,05). No período de incubação por 10min, não houve penetração na MP interna. Porém, com 20min de incubação, a TP na MP interna e o NO foram superiores aos obtidos com a incubação por 15min (P<0,05). A concentração de 1,1µg mL-1 de lactato de cálcio e o perídodo de incubação por 20min permitem a execução eficiente de testes in vitro usando MP para verificar etapas importantes do processo de fertilização.

This study tested the effect of different calcium lactate concentrations and incubation periods on the binding and penetration capacity of swine sperm to the perivitelline layers (PL) of chicken eggs, with the expectation of developing a test to estimate the potential fertility of boars used as sperm donors. In the first experiment, semen samples (n=12) were incubated with TCM medium ant two calcium lactate levels: 1.1 and 2.2µg mL-1. After the set up of fixed calcium lactate level (1.1µg mL-1), the second experiment compared three incubation periods: 10, 15 and 20min. The observed variables were binding rate (BR) and number of bound sperm (NB) in the outer PL, and penetration rate (PR) and number of holes (NH) in the inner PL. The BR to the outer MP was 100 percent, regardless of the tested concentrations and incubation periods. The NB to the outer perivitelline layer and the PR and the NH in the inner perivitelline layer were greater with 1.1µg mL-1 calcium lactate than 2.2µg mL-1. The NB in the outer PL was greater with 20min incubation than with shorter period (P<0.05). Using 10min incubation, there was no penetration in the inner PL, but, with incubation for 20min, the PR and the NH in the inner PL were greater than those with incubation for 15 min (P<0.05). Using 1.1µg mL-1 calcium lactate and incubation for 20min, the in vitro test using PL can be efficiently conducted to assess important steps of the fertilization process.