Light Microscopic, Ultrastructure Analysis and Functional Morphology of Cornu aspersum Spermatozoa Contained in the Frozen Hermaphroditic Duct / Análisis de Microscopía de Luz, Ultraestructura y Morfología Funcional de Espermatozoides de Cornu aspersum Contenidos en el Conducto Hermafrodita Congelado

SUMMARY: In this study we describe the functional morphology of Cornu aspersum (Helix aspersa), spermatozoa using light, scanning (SEM) and transmission electron (TEM) microscopies. The studies were performed with sperm located in the frozen hermaphroditic duct. Our results showed that the head presents an elongated conical shape slightly coiled in a corkscrew, with the nucleus partially covered by an acrosome, where an apical vesicle is located at the lateralized apex. This peculiar shape suggests the helical displacement movement of the spermatozoa. The head and the nucleus are slightly larger size compared to those of other gastropod species. The intermediate tract is surrounded by a mitochondrial complex and a glycogen helix. The glycogen helix is coiled helically along the intermediate tract, presenting at least five twists of glycogen helices. The complexity of both the mitochondrial complex and the glycogen helix suggests a high metabolic consumption considering the long period of time until fertilization occurs. Our findings on the detailed characterization of Cornu aspersum spermatozoa, obtained from a frozen hermaphroditic duct can contribute to a better understanding of the functional morphology of sperm and serve as a reference for future studies.

En este estudio describimos la morfología funcional de Cornu aspersum (Helix aspersa), espermatozoides utilizando microscopías de luz, barrido (SEM) y electrónica de transmisión (TEM). Los estudios se realizaron con espermatozoides localizados en el conducto hermafrodita congelado. Nuestros resultados mostraron que la cabeza presenta una forma cónica alargada ligeramente enrollada en un tirabuzón, con el núcleo parcialmente cubierto por un acrosoma, donde se ubica una vesícula apical en el ápice lateralizado. Esta peculiar forma sugiere el movimiento de desplazamiento helicoidal de los espermatozoides. La cabeza y el núcleo son de un tamaño ligeramente mayor en comparación con los de otras especies de gasterópodos. El tracto intermedio está rodeado por un complejo mitocondrial y una hélice de glucógeno. La hélice de glucógeno se enrolla helicoidalmente a lo largo del tracto intermedio, presentando al menos cinco giros de hélices de glucógeno. La complejidad tanto del complejo mitocondrial como de la hélice de glucógeno sugiere un alto consumo metabólico considerando el largo período de tiempo hasta que ocurre la fecundación. Nuestros hallazgos sobre la caracterización detallada de los espermatozoides de Cornu aspersum, obtenidos de un conducto hermafrodita congelado, pueden contribuir a una mejor comprensión de la morfología funcional de los espermatozoides y servir como referencia para futuros estudios.

Efecto de la suplementación del medio de incubación con extracto de Berberis microphylla (calafate) sobre la funcionalidad espermática en semen bovino descongelado / Effect of supplementation of incubation medium with Berberis microphylla (calafate) extract on sperm functionality in thawed bovine semen

RESUMEN: En el semen criopreservado, los procesos de congelación/descongelación y posterior manipulación, dañan las células espermáticas provocando disminución de la capacidad fecundante de los espermatozoides descongelados. Estos procesos han sido asociados con el estado de estrés oxidativo (EO) inducido por altos niveles de especies reactivas de oxígeno (EROS), causando daño a la función y estructura espermática. Los espermatozoides descongelados pueden ser protegidos de este daño, con la adición de antioxidantes (AO) al medio de incubación. El fruto de Calafate (Berberis microphylla G. Forst.) posee una alta capacidad antioxidante, lo que hace interesante investigar el efecto de sus componentes antioxidantes en estos procesos biotecnológicos especialmente postdescongelación. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la suplementación de extracto liofilizado de fruto de Calafate (ELC), sobre la calidad espermática post-descongelación. Previamente se caracterizó el ELC, determinando la actividad antioxidante y metabolitos como fenoles y antocianinas; posteriormente, espermatozoides de bovino descongelados fueron incubados en un medio base suplementado con diferentes concentraciones de ELC. Post-incubación se evaluó la motilidad progresiva; la viabilidad e integridad de la membrana plasmática (SYBR14- PI) y acrosomal (FITC-PNA/PI) y la peroxidación lipídica (BODIPY) por citometría de flujo. La caracterización de ELC demostró que tanto la actividad antioxidante como los fenoles y antocianinas incrementan concomitante con el aumento de la concentración de ELC. La adición de ELC al medio de incubación, dependiendo de la concentración y tiempo de incubación, sería eficaz en proteger la motilidad, viabilidad e integridad de la membrana plasmática y disminuir la lipoperoxidación en los espermatozoides de bovino descongelados.

SUMMARY: In cryopreserved semen, the freezing/thawing process following of manipulation, damage the sperm cell, decreasing the fertilizing capacity of the thawed sperm; being one of the main factors of this damage the oxidative stress. The sperm once thawed can be protected from this damage, with the addition of antioxidants to the incubation medium. The Calafate fruit (Berberis microphylla G. Forst.) has a high antioxidant capacity, making it an interesting resource for investigating the effect of its antioxidant components on biotechnological processes. The objective of this study was to determine the effect of supplementation of Calafate fruit lyophilized extract (ELC) on sperm quality. The lyophilized extract of the Calafate fruit was characterized, determining the antioxidant activity and metabolites such as phenols and anthocyanins; subsequently, thawed bovine sperm were incubated in a medium supplemented with different concentrations of ELC. Post-incubation, progressive motility was evaluated. By flow cytometry, the viability and integrity of the plasma (SYBR14-PI), and acrosomal (FITC-PNA / PI), as well as lipid peroxidation (BODIPY), was determined. The characterization of Calafate fruits lyophilized extract indicated that antioxidant activity, phenols and anthocyanins increased concomitantly with the increase of dose extract used. The addition of ELC to the incubation medium, depending on the concentration and incubation time, would be effective to protect motility, viability and integrity of the plasma membrane and decreased lipid peroxidation in thawed bovine sperm.

Crioconservación seminal en peces de agua dulce: aspectos biotecnológicos, celulares y bioquímicos / Seminal Cryopreservation in Freshwater Fish: Biotechnological, Cellular and Biochemical Aspects / Criopreservação Seminal em Peixes de Água Doce: Aspectos Biotecnológicos, Celulares e Bioquímicos

Resumen La crioconservación es una herramienta biotecnológica que en peces está orientada principalmente a la conservación criogénica de semen como estrategia de preservación del recurso genético y a su uso para la producción de alevinos con fines diferentes. Actualmente, los protocolos de crioconservación seminal en peces de agua dulce establecen una amplia variedad de procedimientos cuya efectividad se basa en aspectos ligados a la calidad seminal post-descongelación y la fertilidad, así como su relación con el desarrollo de la progenie. El efecto de la conservación del semen en nitrógeno líquido por periodos amplios de tiempo también toma importancia en ésta biotecnología. Por lo anterior, el objetivo de la presente revisión es describir aspectos biotecnológicos, celulares y bioquímicos asociados al proceso de crioconservación seminal en peces dulceacuícolas, resaltando los avances, las limitaciones y sus perspectivas.

Abstract Cryopreservation is a biotechnological tool that in fish is mainly aimed at cryogenic conservation of semen as a strategy for preserving the genetic resource and its use for the production of fingerlings with different purposes. Currently, seminal cryopreservation protocols in freshwater fish establish a wide variety of procedures whose effectiveness is based on aspects linked to seminal post-thaw quality and fertility, as well as its relationship with the development of the progeny. The effect of preserving semen in liquid nitrogen for extended periods of time also plays an important role in this biotechnology. Therefore, the objective of this review is to describe biotechnological, cellular and biochemical aspects associated with the seminal cryopreservation process in freshwater fish, highlighting the advances, limitations and perspectives.

Resumo A criopreservação é uma ferramenta biotecnológica que em peixes visa principalmente a conservação criogênica do sêmen como estratégia para a preservação do recurso genético e sua utilização para a produção de alevinos para diferentes fins. Atualmente, os protocolos de criopreservação seminal em peixes de água doce estabelecem uma ampla variedade de procedimentos cuja eficácia se baseia em aspectos relacionados à qualidade e fertilidade pós-descongelamento seminal, bem como sua relação com o desenvolvimento da progênie. O efeito da preservação do sêmen no nitrogênio líquido por longos períodos de tempo também desempenha um papel importante nessa biotecnologia. Portanto, o objetivo desta revisão é descrever aspectos biotecnológicos, celulares e bioquímicos associados ao processo de criopreservação seminal em peixes de água doce, destacando os avanços, limitações e perspectivas.

Ultraestrutura e criopreservação de sêmen de jundiá amazônico (Leiarius marmoratus) em cativeiro / Ultrastructure and sperm cryopreservation of the amazon catfish (Leiarius marmoratus) in captivity

Os objetivos do presente estudo foram analisar a ultraestrutura do espermatozoide do jundiá amazônico e avaliar a sua criopreservação com três agentes crioprotetores (metanol 10%, DMSO 10% e etilenoglicol 10%) e duas soluções ativadoras (NaCl 0,29% e NaHCO3 1%). Como diluente, foi utilizada uma solução de glicose a 5%, sendo o sêmen envasado em palhetas de 0,25mL e congelado em vapor de nitrogênio (botijão dry shipper). No sêmen fresco, o espermatozoide apresentou comprimento de 25,46±2,54µm, cabeça esférica (1,51±0,18µm), ausência de acrossoma, peça intermediária com formato cônico (0,93±0,17µm), ligeiramente assimétrica, com presença de vesículas, e flagelo único (21,48±2,45µm). O sêmen descongelado apresentou valores mais altos (P<0,05) para duração, vigor e taxa de motilidade espermática com os crioprotetores metanol 10% e DMSO 10%. A duração da motilidade espermática foi maior (P<0,05) com o ativador NaHCO3 1% (21-96 s). O sêmen de Leiarius marmoratus criopreservado com DMSO e metanol apresentou, respectivamente, 7,32±4,21% e 8,94±6,69% de taxa de motilidade. No entanto, os resultados não foram satisfatórios para estabelecer um protocolo para a espécie.(AU)

The aims of this study were to describe the spermatozoon ultrastructure and to evaluate the sperm cryopreservation of the amazon catfish with three cryoprotectant agents (10% methanol, 10% DMSO, and 10% ethylene glycol) and two activator agents (0.29% NaCl and 1% NaHCO3). Glucose 5% extender was used as a diluent solution and sperm loaded in 0.25 straws was frozen in nitrogen vapor (dry shipper). Fresh spermatozoon was 25.46±2.54µm long, the head was spherical (1.51±0.18µm) with no acrosome, the midpiece was cone shaped (0.93±0.17µm) with presence of vesicles, slightly asymmetric, and the flagellum was single (21.48±2.45µm). Post-thawed semen presented higher values (P< 0.05) for duration, vigor and sperm motility rate with cryoprotectants 10% methanol and 10% DMSO. The duration of sperm motility was longer (P< 0,05) when triggered in 1% NaHCO3 (96-21 s). Leiarius marmoratus semen cryopreserved with DMSO and methanol, presented respectively 7.32±4.21% and 8.94±6.69% of motility. However, the results were not satisfactory to establish a protocol for the specie.(AU)

Efeito do ácido docosa-hexaenoico e do Trolox® no diluidor de refrigeração de sêmen de garanhões da raça Mangalarga Marchador / Effect of docosahexaenoic acid and Trolox® in extenders for cooling semen from Mangalarga Marchador stallion

Objetivou-se avaliar o efeito do ácido docosa-hexaenoico (DHA), associado ou não ao Trolox®, na refrigeração de sêmen de garanhões da raça Mangalarga Marchador. Foram refrigerados 10 ejaculados nos diluidores: D1) BotuSêmen® (BS; controle); D2) BS + 30ngmL-1 de DHA (BS30DHA); D3) BS30DHA + 40µM de Trolox® (BS30DHA40T); D4) BS + 50ngmL-1 de DHA (BS50DHA); D5) BS50DHA + 40µM de Trolox® (BS50DHA40T). Após 48 horas de refrigeração, foram avaliados os parâmetros de movimento espermático, a integridade estrutural e funcional da membrana plasmática e a longevidade espermática. Todos os diluidores testados preservaram, de forma semelhante, a motilidade, a linearidade, a retilinearidade, a amplitude do deslocamento lateral da cabeça, a frequência do batimento flagelar cruzado, o percentual de hiperativos e a integridade estrutural e funcional da membrana espermática (P>0,05). O diluidor BS50DHA foi superior ao BS30DHA40T em preservar a VCL e a VSL e foi superior ao BS30DHA40T e ao BS50DHA40T em preservar a VAP e o índice de oscilação (P<0,05). Conclui-se que o uso do Trolox® em diluidores utilizados para refrigeração de sêmen de garanhões contendo ácido docosa-hexaenoico, nas concentrações propostas, não é indicado por alterar parâmetros de movimento espermático considerados importantes para a fertilidade.(AU)

The objective of this study was to evaluate the effect of docosahexaenoic acid (DHA), associated or not with Trolox®, in extenders for cooling semen from Mangalarga Marchador stallions. Ten ejaculates were cooled in the following diluents: D1) BotuSemen® (BS; control); D2) BS + 30ngmL-1 DHA (BS30DHA); D3) BS30DHA + 40µM Trolox® (BS30DHA40T); D4) BS + 50ngmL-1 DHA (BS50DHA); D5) BS50DHA + 40µM Trolox® (BS50DHA40T). After 48 hours of refrigeration, the sperm movement, structural and functional integrity of the plasma membrane and sperm longevity were evaluated. All extenders tested similarly preserved motility, linearity, straightness of trajectory, amplitude of lateral head displacement, beat cross frequency, hyperactive, the structural and functional integrity of the sperm membrane (P> 0.05). The BS50DHA extender was superior to BS30DHA40T in preserving VCL and VSL and was superior to BS30DHA40T and BS50DHA40T in preserving VAP and oscillation index (P< 0.05). It is concluded that the use of Trolox® in extenders for cooling stallion sperm containing docosahexaenoic acid at the proposed concentrations is not indicated because it alters sperm movement parameters considered important for fertility.(AU)

Utilização da lipoproteína de baixa densidade, em diferentes concentrações, em meio diluidor para criopreservação do sêmen ovino / Use of low density lipoprotein in different concentrations in diluent medium for cryopreservation of ovine semen

A utilização da gema de ovo dificulta a padronização de meios diluidores e apresenta riscos biológicos. Assim, este estudo avaliou diferentes concentrações da lipoproteína de baixa densidade (LDL), em substituição à gema de ovo, para a confecção de diluentes para criopreservação espermática em ovinos. Foram utilizados um diluidor controle (CTR= 20% de gema de ovo) e cinco tratamentos, substituindo-se a gema pelas diferentes proporções de LDL (T1=6%; T2=8%; T3=12%; T4=16%; T5=20%), todos à base de TRIS-glicerol. Para o estudo, utilizaram-se dois ejaculados, de seis reprodutores da raça Santa Inês. Sessenta dias após a criopreservação, as amostras foram descongeladas e avaliadas subjetivamente quanto à motilidade total (MT, %) e progressiva (MP, %), ao vigor (1-5) e à integridade funcional (choque hisposmótico com água destilada, %) e estrutural (corante supravital eosina, %) das membranas espermáticas. As avaliações de vigor e funcionalidade de membrana não diferiram (P>0,05) entre os grupos. Entretanto, os grupos T4 (P<0,01) e T5 (P<0,05) foram superiores ao CTR para os parâmetros MT, MP e integridade estrutural de membrana, o que confirma que as LDLs podem ser alternativas eficientes para substituição da gema de ovo em diluidores para criopreservação de sêmen ovino.(AU)

The use of egg yolk makes it difficult to standardize extenders and presents biological hazards. Thus, this study evaluated different concentrations of low-density lipoprotein (LDL) to replace yolk extenders for production of sperm for cryopreservation in ovine. A control extender was used (CTR= 20% yolk) and five treatments, replacing the yolk by different ratios of LDL (T1= 6%; T2= 8%, T3= 12%; T4= 16%; T5= 20%) all based on TRIS-glycerol. For the study, two ejaculates from six Santa Ines breeding were used. Sixty days after cryopreservation, the samples were thawed and evaluated for total motility (MT, %) and progressive motility (MP, %), vigor (1-5) and the functional integrity (hyposmotic shock with distilled water, %) and structural (supravital dye eosin, %) of the sperm membranes. The evaluations of strength and membrane functionality didn't differ (P> 0.05) between groups. However, T4 (P< 0.01) and T5 (P< 0.05) groups were superior to the CTR for the MT, MP, and membrane structural integrity parameters, which confirms that LDLs can be efficient alternatives for yolk replacement in extenders for cryopreservation of ovine semen.(AU)

Influência de diferentes sistemas e curvas de congelamento na congelabilidade e fertilidade do sêmen equino / Influence of systems and freezing curve in equine semen freezability and fertility

Avaliou-se o efeito de curvas de congelação nos parâmetros espermáticos e na fertilidade, usando sêmen de alta e baixa congelabilidade. Experimento 1 - utilizou-se sêmen de quatro garanhões resistentes à congelação: grupo 1, palhetas refrigeradas até 5°C e congeladas com curva de -8°C/min; grupos 2 e 3, palhetas refrigeradas até 5°C (0,5°C/min.) e congeladas com curvas de -20°C/min e -10°C/min, respectivamente. Experimentos 2 e 3 - utilizaram-se cinco garanhões (Mangalarga Marchador), respectivamente, de alta e baixa congelabilidade: grupo 4, a mesma metodologia descrita no grupo 1; grupos 5 e 6, palhetas refrigeradas até 5°C (0,5°C/min) e congeladas com curva de -20°C/min, entre 5°C e -60°C, e -10°C/min, entre -60°C e -100ºC (grupo 5), e -25°C/min, de 5°C até -100°C (grupo 6). O sêmen foi avaliado após descongelamento pelo método computadorizado. No experimento 1, não houve diferença nos parâmetros avaliados. No experimento 2, os parâmetros motilidade total (MT) e motilidade progressiva foram superiores aos do grupo 6 em relação ao grupo 4. No experimento 3, a MT foi superior no grupo 6 em relação ao grupo 4. As curvas de congelação mais rápidas apresentaram melhores parâmetros de cinética espermática, após a descongelação, para o sêmen de garanhões da raça Mangalarga Marchador.(AU)

The effect of freezing curves on sperm parameters and fertility, using resistant and sensitive semen to cryopreservation, was evaluated. In experiment 1, Semen from 4 stallions resistant to freezing was used: Group 1, straws were cooled to 5°C and frozen with a curve of - 8°C/min; Groups 2 and 3, straws were cooled to 5°C (0.5°C/min) and frozen with curves of - 20°C / min and - 10°C/min, respectively. In experiments 2 and 3, 5 stallions (Mangalarga Marchador) presenting respectively resistant and sensitive sperm to cryopreservation were used: Group 4, same methodology described for Group 1 was performed; Groups 5 and 6, straws were cooled to 5°C (0.5°C/min) and frozen with a curve of - 20°C/min. between 5°C and - 60°C and -10°C/min. between - 60°C and - 100°C (Group 5) and - 25°C/min. 5°C to - 100°C (Group 6). Thawed-semen was evaluated by the computerized method CASA. In Experiment 1, there was no difference in the evaluated parameters. In Experiment 2, total motility (MT) and progressive motility (PM) were higher in Group 6 compared to Group 4. In Experiment 3, TM was higher in Group 6 than Group 4. The faster freezing curves showed better parameters of sperm kinetics after thawing, for the Mangalarga Marchador stallion semen.(AU)

The effects of xanthan gum on equine sperm quality during cooling storage / Efeitos de xantam gum em qualidade de esperma equino durante armazenamento resfriado

This study was designed to evaluate the possible benefits of adding xanthan gum to a standard extender for equine through in vitro analyzes of sperm quality. Semen was collected four times from five different stallions (n= 20 samples) and subjected to cooled storage under different conditions: control (only standard extender) and three different concentrations of xanthan gum (0.01%, 0.12%, and 0.25%) supplemented to the extenders. Sperm parameters, such as motility, mitochondrial functionality, and membrane, acrosome, and DNA integrity were measured after 0h, 24h, 48h, and 72h of sperm storage at 5ºC. Our observations indicated that sperm motility declined with longer cooling period with the 0.25% xanthan gum supplementation group compared with the control group. Other parameters, such as mitochondrial functionality and membrane and acrosome integrity also declined for all treatments during storage; however, no differences were observed between xanthan gum and control groups. DNA integrity did not significantly change during the storage. In conclusion, the addition of xanthan gum to equine semen extender is not harmful to the sperm structure, despite reducing the sperm motility.(AU)

Esse estudo foi desenvolvido para avaliar os possíveis benefícios de acrescentar xanthan gum a um extensor padrão através de analises in vitro de qualidade de esperma. Semen foi coletado quatro vezes de cinco garanhões diferentes (n = 20 amostras) e submetido a armazenamen to resfriado em diferentes condições: controle (apenas extensor padrão) e três diferentes concentrações de xanthan gum (0,01%, 0,12% e 0,25%) suplementado aos extensores. Parâmetros dos espermatozoides, como mobilidade, funcionamento mitocondrial e integridade de membranas, acrossomos e DNA forma medidos após 0h, 24h, 48h e 72h de armazenamento a 5oC. Nossas observações indicaram que motilidade reduziu com armazenamento resfriado prolongado no grupo de 0,25% de suplementação de xanthan gum comparado ao grupo controle. Outros parâmetros, como funcionalidade mitocondrial e integridade de membrana e acrossomos também reduziu em todos os tratamentos durante o armazenamento, no entanto não foram detectadas diferenças significativas entre grupos tratados e grupo controle. Integridade de DNA não mudou significativamente durante armazenamento. Em conclusão, a adição de xanthan gum a extensor de sêmen equino não é danosa à estrutura do espermatozoide apesar de reduzir motilidade.(AU)

Los parámetros espermáticos funcionales como factor pronóstico en ICSI: Experiencia de la ciudad de Medellín / Functional Seminal Parameters as a Prognostic Factor in ICSI: Medellín City Experience

Introducción La infertilidad por factor masculino afecta al 30% de las parejas infértiles y la evaluación seminal es crítica en las determinaciones que conllevan a un posible tratamiento con el fin de tener un resultado exitoso. Objetivo El objetivo de este estudio fue evaluar la relación que existe entre los parámetros seminales convencionales y funcionales, con las tasas de fecundación, desarrollo embrionario y embarazo obtenidas después de inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI). Métodos 36 muestras seminales de parejas que se sometieron a ICSI (18 usando oocitos propios y 18 de donante), fueron evaluadas de manera convencional, posteriormente se seleccionaron los espermatozoides, se realizó ICSI y una alícuota se utilizó para cuantificar las siguientes pruebas funcionales: potencial de membrana mitocondrial, integridad de la membrana, detección de especies reactivas de oxígeno e índice de fragmentación del ADN. Resultados No se encontraron diferencias significativas en cuanto a los parámetros convencionales y funcionales en los dos grupos, como tampoco se encontró una relación significativa entre los parámetros evaluados y los resultados de ICSI. Sólo se observó que la tasa de embarazo fue mayor en el grupo de oocitos donados (p < 0,0001). Conclusiones Los datos obtenidos en este estudio sugieren que no existe correlación entre los parámetros evaluados y los resultados de ICSI. Eso se debe probablemente, a que la selección de los espermatozoides tanto por gradientes de densidad como la posterior selección durante el procedimiento del ICSI, tiene un bajo poder predictivo sumado a la capacidad que tiene el oocito de reparar los daños presentes en el espermatozoide.

Background Male infertility affects 30% of infertile couples and seminal evaluation is critical in the determinations that lead to a possible treatment in order to have a successful outcome. Objective The objective of this study was to evaluate the relationship between conventional and functional seminal parameters, with the rates of fertilization, embryo development and pregnancy obtained after ICSI. Methods 36 semen samples of couples that underwent ICSI (18 using own oocytes and 18 from donors) were conventionally evaluated, spermatozoa were subsequently selected, ICSI was performed and an aliquot was used to quantify the following functional tests: mitochondrial membrane potential, membrane integrity, reactive oxygen species detection and DNA fragmentation index. Results There were no significant differences in the conventional and functional parameters in the two groups, nor was there a significant relationship between the parameters evaluated and the ICSI results. It was only observed that the pregnancy rate was higher in the group of donated oocytes (p < 0.0001). Conclusions The data obtained in this study suggest that there is no correlation between the parameters evaluated and the ICSI outcome. This is probably because the selection of spermatozoa by density gradients in addition to the subsequent selection during ICSI has a low predictive power and also the ability of the oocyte to repair the damage present in the spermatozoa.

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.

Microscopic sperm head damage and abnormalities as heat stress indicators in Australian Merino rams (Ovis aries) in Northern Patagonia, Argentina / Danos e anormalidades microscópicas das cabeças espermáticas como indicadores de estresse por calor em carneiros Merino Australiano (Ovis aries) da Patagônia Norte, Argentina

In Northern Patagonia, the mating season starts on March 15th, when rams are submitted to summer temperatures. Exposure of rams to heat stress increases the prevalence of microscopic damage to spermatozoa, morphological abnormalities, and reductions in fertility. This study assesses the adaptive capabilities of six unshorn and six shorn Australian Merino rams, half of which were treated in a heat chamber for eight hours for five days, gradually reaching a temperature of up to 40 °C. Microscopic damage, abnormalities and ultramicroscopic alterations of the plasma membrane and the acrosome of sperm head were analysed. There were significant differences in the percentage of tailless spermatozoa and proximal cytoplasmic droplets between post-treatment periods. Temperature primarily affected the shorn rams and the sperm heads during spermiogenesis. Submicroscopic alterations were observed when the plasma membrane was present in the anterior segment. These alterations can be intact, waved, or dilated. When the plasma membrane was absent, the acrosome might be intact, dilated, and waved. In addition, the outer acrosomal membrane may completely lose its contents or have a nude nucleus. The plasma membrane assumes a waved shape as a result of the effect of temperature on the epididymis. According to this study, the tailless head, proximal cytoplasmic droplets, and the ultramicroscopic categories studied were robust indicators of semen heat stress. After ten weeks, the sperm head recovered its normal shape. Unshorn rams are better adapted to summer heat stress than shorn ones. Microscopy and transmission electron microscopy alterations have been shown to be excellent indicators of thermal stress in Australian Merino rams and may be useful tools to help sheep farmers choose when to begin the mating season, which will vary depending on the environmental conditions of the summer.(AU)

Na Patagônia Norte, os ovinos têm sua estação de acasalamento iniciada em 15 de março, portanto, ficam sujeitos às temperaturas do verão. A exposição de carneiros a estresse térmico aumenta a prevalência de danos microscópicos e anomalias morfológicas nos espermatozoides, que implica uma redução na fertilidade. Este trabalho avaliou a capacidade adaptativa de carneiros Merino Australiano com lã (N = 6) e tosquiados (N = 6): metade ficou ao ar livre e outra metade foi mantida em uma câmara climática por oito horas, durante cinco dias, chegando gradualmente a uma temperatura máxima de 40 °C. Foram analisados danos microscópicos, anormalidades e alterações ultramicroscópicas da membrana plasmática e do acrossoma da cabeça dos espermatozoides. Os resultados microscópicos confirmaram a existência de diferença significativa na porcentagem de espermatozoides sem cauda e com gota citoplasmática proximal, entre os ejaculados pós-tratamento. A temperatura afetou os carneiros tosquiados, principalmente a cabeça de seus espermatozoides, durante a espermatogênese. Alterações submicroscópicas foram observados na membrana plasmática quando ela estava presente no segmento anterior: quando não intacta, ficava ondulada ou dilatada. Quando a membrana plasmática estava ausente, o acrossoma podia se apresentar ondulado ou dilatado. Além disso, sob efeito do calor, a membrana acrossomal externa pode perder completamente seu conteúdo ou apresentar núcleo desnudo. A membrana plasmática assume uma forma ondulada pelo efeito da temperatura no epidídimo. Depois de dez semanas, a cabeça dos espermatozoides recuperou sua forma normal. Como demonstrado neste estudo, a cabeça sem cauda, as gotas citoplasmáticas proximais e as categorias ultramicroscópicas estudadas são indicadores do efeito do estresse térmico no sêmen, e os carneiros com maior cobertura de lã se adaptam melhor ao estresse por calor. Alterações de microscopia e de microscopia eletrônica de transmissão têm se mostrado excelentes indicadores de estresse por calor em carneiros Merino Australiano e podem ser ferramentas úteis para ajudar criadores de ovelhas a escolher quando começar a época de acasalamento, o que irá variar de acordo com as condições ambientais do verão.(AU)

Use of alternative extender added of fructose aiming the cryopreservation of boar semen / Utilização de diluente alternativo acrescido de frutose visando à criopreservação de sêmen suíno

This study aimed to analyze skimmed milk powder (SMP) and fructose in a new cooling curve to freeze boar semen. A total of 49 semen samples from seven boars were cryopreserved using the new curve with addition of glucose and fructose to the refrigerating diluents: Beltsville Thawing Solution (BTS + G; BTS + F) and Skimmed milk powder (SMP + G; SMP + F), totaling four experimental groups for analysis. To finish the curve, aliquots of semen were packaged in 0.5 ml straws and kept in liquid nitrogen. During the cooling curve, SMP mean spermatic vigor and motility were greater than the BTS (p < 0.05). After thawing, a decrease of spermatic force and motility in both extenders was observed, where the BTS presented spermatic vigor (2.1 ± 0.55) and motility (38 ± 21.8), presenting better results (p < 0.05). There was no statistical difference between sugars added to the BTS and SMP in spermatic force and motility (p > 0.05), although the use of fructose allowed an equalization of motility between the SMP and BTS (p > 0.05). Functionality of membrane was better preserved with the addition of fructose, in both extenders. The rate of sperm viability was significantly higher in extender containing glucose and SMP (71.8 ± 12.5). The percentage of intact acrosome was higher on the treatment containing glucose, independent of the extender (BTS + G: 81.8 ± 7.2, SMP + G: 81.4 ± 14.2). To conclude, the results suggest that the BTS is still the best option to cryopreserve and fructose could be used in boar semen cryopreservation in new cooling curve.(AU)

O presente trabalho analisou o emprego do leite em pó desnatado (LPD) adicionado de frutose em uma nova curva de resfriamento para criopreservação de sêmen suíno. Um total de 49 ejaculados, de sete varrões foram criopreservados utilizando a nova curva de resfriamento com glicose e frutose adicionada aos diluentes Beltsville Thawing Solution (BTS + D; BTS + F) e Leite em pó desnatado (LPD + D; LPD + F), totalizando quatro grupos experimentais para análises. Ao final da curva, as alíquotas de sêmen foram envasadas em palhetas de 0,5 mL e mantidas em nitrogênio líquido. Durante a curva de resfriamento, a média de vigor e motilidade espermática do LPD foi maior do que do BTS (p < 0.05). Após descongelação, observou-se queda do vigor e motilidade em ambos diluentes, com o BTS apresentando melhores resultados de vigor (2,1 ± 0,55) e de motilidade (38 ± 21,8) (p < 0,05). Entretanto, o uso da frutose permitiu equiparação dos valores da motilidade entre LPD e BTS (p > 0,05). A funcionalidade de membrana foi melhor preservada com adição da frutose, em ambos os diluentes. Os dados de vitalidade espermática foram significativamente maiores no diluente contendo glicose e LPD (71,8 ± 12,5). A porcentagem de acrossomas intactos foi maior no tratamento que continha glicose, independentemente do diluente utilizado (BTS + G: 81,8 ± 7,2, SMP + G: 81,4 ± 14,2). Os resultados obtidos indicaram que o BTS, ainda é a melhor opção de criopreservação e que a frutose pode ser utilizada para criopreservação de sêmen de varrão na nova curva de resfriamento.(AU)

Evaluación de parámetros seminales de jóvenes universitarios de la ciudad de Lima ­ Perú / Evaluation of Semen Quality in Young University Students from Lima ­ Perú Martin Daniel Arbaiza Barnechea

A nivel mundial se está dando un fenómeno que cada vez es más común, la infertilidad.1­3 En el trascurso de los años la postergación del embarazo, ya sea por factores socioeconómicos, cambios en la conducta reproductiva, mayor expectativa de vida, desarrollo laboral, profesional, anticonceptivos y el mejoramiento de las técnicas de reproducción asistida, han desencadenado un aumento progresivo en la edad en la que mujeres y hombres logran el primer embarazo

Use of aqueous extract of noni in extender for sheep semen freezing / Utilização do extrato aquoso de noni em diluente para congelação de sêmen ovino

The study aimed to evaluate the action of aqueous extract of noni in an extender for sheep semen freezing. Treatments differed in inclusion of aqueous extract of noni in the extender: T1 ˗ no addition; T2 ˗ 24µg/mL; T3 ˗ 72µg/mL; and T4 ˗ 120µg/mL. Ejaculates were collected, diluted in the four treatments, and frozen. After thawing, the semen was subjected to a thermoresistance test and evaluated for subjective motility, vigor, membrane integrity assessment by hypo-osmotic swelling test, live-dead assay, computer-assisted sperm analysis and the status of sperm capacitation and acrosome reaction. Data were subjected to ANOVA, and then to Student Newman Keuls's test at 5% significance level. In the thermoresistance test after two hours of incubation, motility in T4 (120µg/mL) was lower than in the other treatments, with no differences in the HoS test in either diluted semen or in the semen evaluated immediately post-thawing, while for the other times, treatments showed similar responses. Regarding the motility parameters, a difference was observed for progressive motility, curvilinear velocity, average path velocity, and amplitude of lateral head displacement. As to the sperm capacitation status, a difference was observed between treatments for the sperm capacitated with intact acrosome.(AU)

Este estudo teve como objetivo avaliar a ação do extrato aquoso de noni em diluente para congelação de sêmen de carneiro. Os tratamentos diferiram quanto à inclusão de extrato aquoso de noni ao meio diluidor em: T1˗ sem adição de extrato; T2˗ 24µg/mL ; T3- 72µg/mL e 120µg/mL. Por meio de vagina artificial, 16 ejaculados foram coletados, diluídos entre os quatro tratamentos e congelados. Após o descongelamento, o sêmen foi submetido ao teste de termorresistência e avaliado quanto à motilidade subjetiva, ao vigor espermático, à integridade de membrana pelo teste hiposmótico, bem como ao teste supravital, à análise de sêmen assistida por computador (CASA) e ao status de capacitação espermática e de reação acrossomal. Os dados foram submetidos a uma análise de variância, seguida pelo teste de Student-Newman-Keuls com 5% de significância. No teste de termorresistência, após duas horas de incubação, a motilidade do T4 (120µg/mL) apresentou-se inferior aos demais tratamentos. Não houve diferença significativa no teste HOS tanto para o sêmen diluído quanto para o sêmen avaliado imediatamente pós-descongelação; para as demais horas, os tratamentos apresentaram comportamento semelhante. Para os parâmetros de cinética, foi observada diferença estatística para motilidade progressiva, velocidade curvilinear, velocidade do percurso médio e amplitude de deslocamento lateral da cabeça. Quanto ao estado de capacitação espermática, observou-se diferença entre os tratamentos para espermatozoide capacitado com acrossomo intacto.(AU)

Teofilina como agente capacitante do sêmen bovino / Theophylline as a capacitating agent of bovine semen

Objetivou-se avaliar a teofilina como agente capacitante substituto ou associado à heparina sobre a reação acrossômica dos espermatozoides e o desenvolvimento de embriões produzidos in vitro. O experimento foi realizado com quatro touros e três tratamentos, totalizando 12 grupos experimentais. O sêmen dos touros foi avaliado nos tratamentos descritos a seguir: tratamento 1 (HEP): heparina - 10µg/mL; tratamento 2 (TEO): teofilina - 5mM; tratamento 3 (HEP + TEO): heparina (10µg/mL) + teofilina (5mM), por zero, seis, 12 e 18 horas, corados com trypan blue/Giemsa para avaliação da reação acrossômica. Para a produção dos embriões, os agentes capacitantes foram adicionados aos meios de fertilização. Na análise espermática, a taxa de reação acrossômica verdadeira foi maior (P<0,05) no tempo zero hora, enquanto para espermatozoides mortos, as maiores taxas (P<0,05) foram nos tempos de 12h (84,46±5,82) e 18h (86,75±4,19). A taxa de embriões produzidos (37,97±13) e a taxa de eclosão (33,50±14) foram maiores (P<0,05) para o tratamento HEP. Não foi observada diferença (P>0,05) entre touros na análise de reação acrossômica nem na PIVE. A utilização da teofilina foi tão eficiente quanto a da heparina na indução da reação acrossômica, no entanto resultou em menores taxas de produção embrionária.(AU)

The sperm capacitating process should take special attention during in vitro embryo production (IVEP) once that affects the success of embryo production. The study aimed to evaluate theophylline as substitute capacitating agent or in combination with heparin on the sperm acrosome reaction and development of embryos produced in vitro. The experiment was carried out using 4 bulls and 3 treatments, establishing 12 experimental groups. Each bull was evaluated in the following treatments: Treatment 1 (HEP): Heparin - 10mg/mL; Treatment 2 (THEO): Theophylline - 5mM; Treatment 3 (HEP + THEO), Heparin (10mg/mL) + Theophylline (5mM). The semen of bulls was incubated in each treatment for 0, 6, 12 and 18h, stained with Trypan blue / Giemsa and analyzed by electron microscopy for assessment of acrosome reaction. Using sperm of same bulls, capacitating agents were added to the fertilization media, for IVEP. In sperm analysis, the true acrosome reaction rate was higher (P<0.05) in time 0h, while sperm dead rates were highest (P<0.05) at 12h (84.46±5, 82), and 18h (86.75±4.19). The produced embryos rate (37.97±13) and hatching rate (33.50±14) were larger (P<0.05) for HEP treatment. There was no difference (P>0.05) between bulls in acrosome reaction analysis neither for IVEP. The use of theophylline was as effective as heparin in the induction of the acrosome reaction, although it resulted in lower embryo production rates.(AU)

Identificación de espermatozoides humanos en muestras contaminadas con levaduras / Identification of human spermatozoids in samples contaminated with yeast

RESUMEN La violencia sexual es un problema mundial, y representa un delito grave que frecuentemente es difícil imputar, ante la ausencia de testigos. La valoración de las muestras de semen enviadas al laboratorio, para la detección de espermatozoides, es de gran importancia para encontrar al agresor; sin embargo, la evidencia no es sencilla, por la presencia de otros organismos y la labilidad espermática. El objetivo del presente estudio fue identificar espermatozoides humanos en muestras contaminadas con levaduras. Se aplicaron diferentes técnicas y recursos microscópicos. Se seleccionaron 46 muestras de semen fresco. Se dividieron en dos grupos: G1 normo u oligozoos-pérmicas (n = 28) y G2 azoospérmicas (n = 18). Cada muestra se diluyó 1:1 con solución fisiológica y se agregaron 0.05 mL de suspensión de levaduras Candida albicans. Como control, se procesaron testigos puros de espermatozoides (CE) y levaduras (CL). Las muestras se analizaron con microscopio óptico (MO), contraste de fase (CF), de luz polarizada (LP) y microscopio fluorescente (MF) con diferentes técnicas de tinción. El tinte Papanicolaou mostró mayor eficiencia que el tinte hematoxilina verde brillante (P < 0.05) para identificar espermatozoides con microscopio óptico. La detección de elementos refringentes mostró mayor correlación con la presencia de espermatozoides (CF: r = 0.966; P < 0.001), que la presencia de elementos birrefringentes (LP: r = 0.737; P < 0.001) y elementos fluorescentes (MF: r = 0.487; P < 0.05). La microscopía confocal con tinción de blanco de calcofluor-azul de Evans y naranja de acridina permitió la identificación de contaminación por levaduras. El empleo de técnicas microscópicas auxiliadas con técnicas de tinción permite confirmar la presencia de espermato zoides enteros o fragmentados en muestras de semen contaminadas con levaduras.

ABSTRACT Sexual violence is a global problem, and represents a serious felony which is often difficult to impute due to the absence of witnesses. The evaluation of semen samples sent to the laboratory, for the detection of spermatozoa is of great importance to find the aggressor. However the evidence is not simple due to the presence of other organisms and sperm lability. The objective of the present study was to identify human spermatozoa in samples contaminated with yeast. Different techniques and microscopic resources were applied and 46 samples of fresh semen were selected. They were divided into two groups: G1 normo or oligozoos-perms (n = 28) and G2 azoosperms (n = 18). Each sample was diluted 1:1 with physiological solution and 0.05 mL of yeast suspension Candida albicans was added. As controls, pure sperm (CE) and pure yeast (CL) were processed. The samples were analyzed with optical microscopy (MO), phase contrast (CF), polarized light (LP) and fluorescent microscope (MF) with different staining techniques. Papanicolaou dye showed greater efficiency than bright hematoxylin-green dye (P < 0.01) to identify spermatozoa with an optical microscope. The presence of refringent elements showed a higher correlation with the presence of spermatozoa (LP: r = 0.966; P < 0.001), that the presence of birrefringent elements (LP: r = 0.737; P < 0.001) and fluorescent elements (MF: r = 0.487, P < 0.05). Confocal microscopy with Evans blue calco-fluor white stain and acridine orange allowed the identification of yeast contamination. The use of microscopic techniques aided by staining techniques confirms the presence of whole or fragmented spermatozoa in semen samples contaminated with yeasts.

Fragmentación del ADN espermático e infertilidad masculina / Fragmentation of sperm DNA and male infertility

La integridad del ADN de los espermatozoides, es un indicador importante de la fertilidad, se utiliza como una variable adicional para evaluar, junto al espermograma, la calidad de una muestra seminal. En el presente trabajo se describen algunos aspectos de interés relacionados con la fragmentación del ADN espermático, cuya etiología es multifactorial y está relacionada con factores intrínsicos, como el empaquetamiento anormal de la cromatina durante la espermiogénesis, la apoptosis defectuosa antes de la eyaculación y la producción excesiva de especies reactivas del oxígeno; y con factores extrínsecos, como son los cambios en los hábitos de vida, la exposición a agentes tóxicos, así como la edad avanzada. La fragmentación está asociada al deterioro de las variables seminales, además afecta la fertilidad natural y la realizada por tratamientos de reproducción asistida, por lo que la implementación en los laboratorios de Andrología, de la tecnología para detectar si el ADN de los espermatozoides está íntegro o fragmentado, incorpora un nuevo conocimiento en el estudio de los hombres con trastornos de fertilidad, lo que contribuye a mejorar el diagnóstico y pronóstico de la infertilidad masculina. Para realizar este trabajo se revisaron 122 artículos, de los cuales 84 cumplieron con los criterios de calidad esperados. La búsqueda se realizó a través de los buscadores habituales(AU)

Sperm DNA´s integrity is an important indicator of fertility and it is used as an additional variable to evaluate the quality of a seminal sample, together with the spermogram. This paper describes some interesting aspects related to the fragmentation of sperm DNA, whose etiology is multifactorial and is related to intrinsic factors, such as the abnormal packing of chromatin during spermiogenesis, defective apoptosis before ejaculation, and the excessive production of oxygen´s reactive species; and with extrinsic factors, such as changes in life habits, exposure to toxic agents, as well as aging. Fragmentation is associated with the deterioration of seminal variables, it also affects natural fertility and that produced by assisted reproduction treatments, so the implementation in the andrology laboratories of the technology to detect if the DNA of the sperm is intact or fragmented incorporates a new knowledge in the study of men with fertility disorders, which contributes to improve the diagnosis and prognosis of male infertility. To carry out this work, 122 articles were reviewed, of which 84 met the expected quality criteria. The search was made through the usual search engines(AU)

Efeito da suplementação oral de selênio e tocoferol sobre a membrana plasmática espermática em touros da raça Brangus / Effect of oral supplementation of selenium and tocopherol on the spermatic plasma membrane in Brangus bulls

Objetivou-se com o estudo avaliar o efeito da suplementação dietética com selênio e tocoferol sobre a integridade da membrana espermática e qualidade do sêmen fresco e criopreservado em reprodutores bovinos da raça Brangus. Foi avaliado o sêmen de 17 animais que foram divididos em grupo controle (GC) e grupo suplementados por via oral com 400 UI Tocoferol e 0,45 mg Selênio (GS). Os dados foram analisados através da Anova com nível de 5% de significância. Foi observado efeito significativo da suplementação sobre a integridade de membrana plasmática no sêmen fresco (GC 26,70% vs GS 35,71%; p=0.0164) e sêmen criopreservado (GC 8,74% vs GS 11,36%; p=0,0213). A suplementação, com selênio e tocoferol, promoveu efeito positivo sobre a integridade da membrana espermática dos animais da raça Brangus.