Spermatic mitochondria: role in oxidative homeostasis, sperm function and possible tools for their assessment.

SummaryDespite sperm mitochondrial relevance to the fertilization capacity, the processes involved in the production of ATP and functional dynamics of sperm mitochondria are not fully understood. One of these processes is the paradox involved between function and formation of reactive oxygen species performed by the organelle. Therefore, this review aimed to provide data on the role of sperm mitochondria in oxidative homeostasis and functionality as well the tools to assess sperm mitochondrial function.

Carnosine as malondialdehyde scavenger in stallion seminal plasma and its role in sperm function and oxidative status.

Semen biotechniques may impair sperm quality due to excessive production of reactive oxygen species (ROS). Additionally, products of the oxidative reaction, especially involving lipids (e.g., malondialdehyde - MDA), may be even more harmful to sperm. Carnosine, previously reported to be present in seminal plasma of several species, may be a key factor on sperm tolerance to biotechniques by counterattacking the deleterious influence of MDA. Therefore, the aim of this study was to measure the levels of carnosine present in equine seminal plasma and relate these findings with sperm function and oxidative status during cooling and cryopreservation. Thus, semen samples were collected from 40 stallions in duplicate (N = 80) and then submitted to cooling and cryopreservation. Samples were then allocated into groups of high and low tolerance to refrigeration and cryopreservation (bad cooler and good cooler/bad freezer and good freezer, respectively), and in groups of different concentrations of carnosine (High, Medium-high, Medium-low and Low carnosine). Samples were evaluated for sperm kinetics patterns, function of sperm structures and oxidative status. In good cooler samples, it was observed higher concentrations of carnosine (Good cooler: 224.98 ±â€¯19.16 ng/mL; Bad cooler: 159.72 ±â€¯15.99 ng/mL; p = 0.0056), ROS production (Good cooler: 26.40 ±â€¯18.33%; Bad cooler: 18.33 ±â€¯1.84%; p = 0.001) and lipid peroxidation rates (Good cooler: 193.23 ±â€¯18.22 ng/mL; Bad cooler: 131.92 ±â€¯12.25; p = 0.0064). Groups of samples with higher carnosine concentrations had lower levels of malondialdehyde (High: 79.33 ±â€¯6.72 ng/mL; Medium-high: 140.45 ±â€¯11.70 ng/mL; Medium-low: 202.57 ±â€¯16.30 ng/mL and Low: 231.02 ±â€¯32.35 ng/mL; p < 0.05), demonstrating that carnosine was effective in removing lipid peroxidation products. Due to the removal of seminal plasma during the cryopreservation process, no differences occurred in carnosine levels between bad and good freezer groups. In this context, this study provides relevant data for future therapies using carnosine during cryopreservation, aiming to replace the levels lost due to the necessary removal of seminal plasma.

Oxidative and functional status of bovine semen cryopreserved in different seasons / Perfil oxidativo e funcional de sêmen bovino criopreservado em diferentes estações do ano

In general, Taurus bulls under tropical conditions demonstrate reduced fertility due to heat and oxidative stress on testicular tissue. This high incidence of sperm damage is generally enhanced by the large amount of polyunsaturated fatty acids (PUFA) naturally present in bull sperm. Despite PUFA increase cellular sensitivity to lipid peroxidation, they are essential for membrane fluidity and also promote high cellular protection during cryopreservation process. Some reports related that animals and plants provided from cold weather present higher cellular concentration of PUFA, so the present study aims to compare the effect of the season on sperm quality of Taurus and Zebu bulls. Cryoprotected semen samples of 10 Nelore (Bos taurus indicus) and 10 Simmental (Bos taurus taurus) bulls were analyzed during winter and summer seasons. After freezing-thawing process, semen samples were submitted to sperm motility and vigor analysis, to tests of plasma membrane integrity (MPIEosin/Nigrosin), acrosomal integrity (MAI-POPE), DNA fragmentation degree (DNAf-Comet Assay) and high mitochondrial activity (ACM-DAB). Moreover, frozen-thawed semen samples were induced to lipid peroxidation for measurement of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and malondialdehyde (MDA) concentration. Higher post-thawing sperm motility (26.50% winter; 13.30% summer) and ACM (22.34% winter; 13.30% summer) were observed during the winter in Nelore group. In Simmental group, no differences were observed for the studied variables. It was concluded that, despite the heat stress, no seasonal effect on sperm quality was observed in Taurus cattle, which may be related to higher concentration of PUFA in seminal composition. (AU)

Bovinos taurinos, em clima tropical, mostram menores índices de fertilidade devido ao estresse térmico e oxidativo testicular. Essa alta incidência de alterações espermáticas é potencializada pela grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) presentes nos espermatozoides taurinos. Embora os PUFA aumentem a sensibilidade celular à peroxidação lipídica, são essenciais para a maleabilidade de membrana e promovem maior proteção celular durante a criopreservação. Devido aos relatos de que animais e vegetais de clima frio possuem maior concentração de PUFA nas células, o presente estudo teve como objetivo comparar o efeito da estação do ano sobre a qualidade espermática de taurinos e zebuínos. Foram avaliadas amostras criopreservadas de 10 touros da raça Nelore (Bos taurus indicus) e 10 da raça Simental (Bos taurus taurus), coletadas durante inverno e verão. Após a descongelação, foram realizados testes espermáticos de motilidade e vigor, testes de integridade de membrana plasmática (MPIEosina/Nigrosina), integridade acrossomal (MAI-POPE), grau de fragmentação de DNA (DNAf-Ensaio Cometa) e atividade citoquímica mitocondrial (ACM-DAB). Adicionalmente, avaliou-se a suscetibilidade das células espermáticas à peroxidação lipídica induzida, pela mensuração das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e malondialdeído (MDA). No grupo Nelore, foi observada maior motilidade espermática pós-descongelação (26,50% inverno; 13,30% verão) e maior ACM (22,34% inverno; 13,30% verão) durante o inverno. No grupo Simental, não houve diferença de época do ano nas variáveis. Concluiu-se que, apesar de sofrerem maior estresse térmico, nos animais taurinos não foi observado efeito da estação do ano sobre a qualidade espermática, o que pode estar relacionado a uma maior concentração de PUFA em sua composição seminal. (AU)

Oxidative and functional status of bovine semen cryopreserved in different seasons / Perfil oxidativo e funcional de sêmen bovino criopreservado em diferentes estações do ano

In general, Taurus bulls under tropical conditions demonstrate reduced fertility due to heat and oxidative stress on testicular tissue. This high incidence of sperm damage is generally enhanced by the large amount of polyunsaturated fatty acids (PUFA) naturally present in bull sperm. Despite PUFA increase cellular sensitivity to lipid peroxidation, they are essential for membrane fluidity and also promote high cellular protection during cryopreservation process. Some reports related that animals and plants provided from cold weather present higher cellular concentration of PUFA, so the present study aims to compare the effect of the season on sperm quality of Taurus and Zebu bulls. Cryoprotected semen samples of 10 Nelore (Bos taurus indicus) and 10 Simmental (Bos taurus taurus) bulls were analyzed during winter and summer seasons. After freezing-thawing process, semen samples were submitted to sperm motility and vigor analysis, to tests of plasma membrane integrity (MPIEosin/Nigrosin), acrosomal integrity (MAI-POPE), DNA fragmentation degree (DNAf-Comet Assay) and high mitochondrial activity (ACM-DAB). Moreover, frozen-thawed semen samples were induced to lipid peroxidation for measurement of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and malondialdehyde (MDA) concentration. Higher post-thawing sperm motility (26.50% winter; 13.30% summer) and ACM (22.34% winter; 13.30% summer) were observed during the winter in Nelore group. In Simmental group, no differences were observed for the studied variables. It was concluded that, despite the heat stress, no seasonal effect on sperm quality was observed in Taurus cattle, which may be related to higher concentration of PUFA in seminal composition.

Bovinos taurinos, em clima tropical, mostram menores índices de fertilidade devido ao estresse térmico e oxidativo testicular. Essa alta incidência de alterações espermáticas é potencializada pela grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) presentes nos espermatozoides taurinos. Embora os PUFA aumentem a sensibilidade celular à peroxidação lipídica, são essenciais para a maleabilidade de membrana e promovem maior proteção celular durante a criopreservação. Devido aos relatos de que animais e vegetais de clima frio possuem maior concentração de PUFA nas células, o presente estudo teve como objetivo comparar o efeito da estação do ano sobre a qualidade espermática de taurinos e zebuínos. Foram avaliadas amostras criopreservadas de 10 touros da raça Nelore (Bos taurus indicus) e 10 da raça Simental (Bos taurus taurus), coletadas durante inverno e verão. Após a descongelação, foram realizados testes espermáticos de motilidade e vigor, testes de integridade de membrana plasmática (MPIEosina/Nigrosina), integridade acrossomal (MAI-POPE), grau de fragmentação de DNA (DNAf-Ensaio Cometa) e atividade citoquímica mitocondrial (ACM-DAB). Adicionalmente, avaliou-se a suscetibilidade das células espermáticas à peroxidação lipídica induzida, pela mensuração das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e malondialdeído (MDA). No grupo Nelore, foi observada maior motilidade espermática pós-descongelação (26,50% inverno; 13,30% verão) e maior ACM (22,34% inverno; 13,30% verão) durante o inverno. No grupo Simental, não houve diferença de época do ano nas variáveis. Concluiu-se que, apesar de sofrerem maior estresse térmico, nos animais taurinos não foi observado efeito da estação do ano sobre a qualidade espermática, o que pode estar relacionado a uma maior concentração de PUFA em sua composição seminal.

Influence of bovine sperm DNA fragmentation and oxidative stress on early embryo in vitro development outcome.

Sperm chromatin fragmentation may be caused by a number of factors, the most significant of which is reactive oxygen species. However, little is known about the effect of sperm oxidative stress (OS) on DNA integrity, fertilization, and embryonic development in cattle. Therefore, the goal of this study was to evaluate the influence of sperm OS susceptibility on the DNA fragmentation rate and in vitro embryo production (IVP) in a population of bulls. Groups of cryopreserved sperm samples were divided into four groups, based on their susceptibility to OS (G1, low OS; G2, average OS; G3, high OS; and G4, highest OS). Our results demonstrated that the sperm DNA integrity was compromised in response to increased OS susceptibility. Furthermore, semen samples with lower susceptibility to OS were also less susceptible to DNA damage (G1, 4.06%; G2, 6.09%; G3, 6.19%; and G4, 6.20%). In addition, embryo IVP provided evidence that the embryo cleavage rate decreased as the OS increased (G1, 70.18%; G2, 62.24%; G3, 55.85%; and G4, 50.93%), but no significant difference in the blastocyst rate or the number of blastomeres was observed among the groups. The groups with greater sensitivity to OS were also associated with a greater percentage of apoptotic cells (G1, 2.6%; G2, 2.76%; G3, 5.59%; and G4, 4.49%). In conclusion, we demonstrated that an increased susceptibility to OS compromises sperm DNA integrity and consequently reduces embryo quality.

Efeito da adição de glutationa na função e estresse oxidativo em sêmen ovino criopreservado / Effect of glutathione on the function and oxidative status of ovine cryopreserved sperm

Os ácidos graxos poli-insaturados garantem fluidez à membrana plasmática do espermatozoide. No entanto, as duplas ligações presentes, os tornam mais susceptíveis aos efeitos nocivos da peroxidação lipídica. A adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) poderia conferir proteção aos espermatozoides de ovinos submetidos à congelação contra os graves danos causados pelo estresse oxidativo. O objetivo do presente experimento foi avaliar se a GSH protege os espermatozoides ovinos criopreservados contra danos causados pelo estresse oxidativo. Foram colhidos ejaculados de quatro carneiros adultos. As análises convencionais foram: concentração, motilidade, vigor e morfologia. As análises funcionais foram: integridade de membrana, integridade acrossomal, integridade de cromatina e atividade mitocondrial. O sêmen foi criopreservado utilizando o diluidor Tris-gema-critrato, suplementado com GSH (controle, 1, 5 e 10 mM). As amostras foram submetidas ao protocolo de peroxidação lipídica induzida e subsequente quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). As análises estatísticas foram realizadas utilizando o Sistema SAS para Windows. Não houve efeito do tratamento com GSH sobre as variáveis avaliadas pelos testes convencionais. A GSH diminuiu a proporção de acrossomas íntegros. Amostras tratadas com 5mM de GSH apresentaram menor percentual de células com membranas íntegras quando comparadas às amostras controle e aquelas tratadas com 10 mM; o percentual de células sem atividade mitocondrial foi influenciado pela GSH e também não houve efeito nas TBARS. As amostras do grupo controle foram mais susceptíveis à denaturação da cromatina. Em conclusão, a adição do antioxidante Glutationa reduzida confere proteção ao DNA e à atividade mitocondrial de espermatozoides de ovinos.(AU)

The high susceptibility of sperm to the oxidative stress occurs especially due to high content of poly-unsaturated fatty acids (PUFAs) in its plasma membrane. The PUFAs provide the necessary fluidity to the plasma membrane. However double bonds present in those fatty acids are more susceptible to oxidative stress. Studies in human indicate that cryopreservation may lead to damages to the sperm due to oxidative stress. This study aimed to verify if the antioxidant glutathione (GSH) may protect ovine cryopreserved sperm against damages caused by oxidative stress. Semen samples of four rams were cryopreserved using Tris-egg yolk extender supplemented with different concentrations of reduced glutathione (control, 1, 5 and 10 mM). After thawing, samples were evaluated using conventional (motility and vigor) and functional tests (membrane integrity and mitochondrial activity). Aliquots of each thawed sample were submitted to protocol of induced lipid peroxidation using ascorbate (20 mM) and ferrous sulphate (4 mM), with further measurement of tiobarbituric acid reactive substances (TBARS), index of oxidative stress. No effect of GSH was observed on variables assessed by conventional tests. GSH decreased the proportion of intact acrosomes. Samples treated with 5 mM GSH showed lower percentage of intact membrane cells when compared to control samples and those treated with 10 mM. The percentage of cells with mitochondrial activity was affected by GSH, but no effect on TBARS. Samples from control group were more susceptible to denaturation of chromatin. In conclusion, the addition of Glutathione (GSH) offers protection to DNA and mitochondrial activity of ovine sperm.(AU)

Efeito da adição de glutationa na função e estresse oxidativo em sêmen ovino criopreservado / Effect of glutathione on the function and oxidative status of ovine cryopreserved sperm

Os ácidos graxos poli-insaturados garantem fluidez à membrana plasmática do espermatozoide. No entanto, as duplas ligações presentes, os tornam mais susceptíveis aos efeitos nocivos da peroxidação lipídica. A adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) poderia conferir proteção aos espermatozoides de ovinos submetidos à congelação contra os graves danos causados pelo estresse oxidativo. O objetivo do presente experimento foi avaliar se a GSH protege os espermatozoides ovinos criopreservados contra danos causados pelo estresse oxidativo. Foram colhidos ejaculados de quatro carneiros adultos. As análises convencionais foram: concentração, motilidade, vigor e morfologia. As análises funcionais foram: integridade de membrana, integridade acrossomal, integridade de cromatina e atividade mitocondrial. O sêmen foi criopreservado utilizando o diluidor Tris-gema-critrato, suplementado com GSH (controle, 1, 5 e 10 mM). As amostras foram submetidas ao protocolo de peroxidação lipídica induzida e subsequente quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). As análises estatísticas foram realizadas utilizando o Sistema SAS para Windows. Não houve efeito do tratamento com GSH sobre as variáveis avaliadas pelos testes convencionais. A GSH diminuiu a proporção de acrossomas íntegros. Amostras tratadas com 5mM de GSH apresentaram menor percentual de células com membranas íntegras quando comparadas às amostras controle e aquelas tratadas com 10 mM; o percentual de células sem atividade mitocondrial foi influenciado pela GSH e também não houve efeito nas TBARS. As amostras do grupo controle foram mais susceptíveis à denaturação da cromatina. Em conclusão, a adição do antioxidante Glutationa reduzida confere proteção ao DNA e à atividade mitocondrial de espermatozoides de ovinos.

The high susceptibility of sperm to the oxidative stress occurs especially due to high content of poly-unsaturated fatty acids (PUFAs) in its plasma membrane. The PUFAs provide the necessary fluidity to the plasma membrane. However double bonds present in those fatty acids are more susceptible to oxidative stress. Studies in human indicate that cryopreservation may lead to damages to the sperm due to oxidative stress. This study aimed to verify if the antioxidant glutathione (GSH) may protect ovine cryopreserved sperm against damages caused by oxidative stress. Semen samples of four rams were cryopreserved using Tris-egg yolk extender supplemented with different concentrations of reduced glutathione (control, 1, 5 and 10 mM). After thawing, samples were evaluated using conventional (motility and vigor) and functional tests (membrane integrity and mitochondrial activity). Aliquots of each thawed sample were submitted to protocol of induced lipid peroxidation using ascorbate (20 mM) and ferrous sulphate (4 mM), with further measurement of tiobarbituric acid reactive substances (TBARS), index of oxidative stress. No effect of GSH was observed on variables assessed by conventional tests. GSH decreased the proportion of intact acrosomes. Samples treated with 5 mM GSH showed lower percentage of intact membrane cells when compared to control samples and those treated with 10 mM. The percentage of cells with mitochondrial activity was affected by GSH, but no effect on TBARS. Samples from control group were more susceptible to denaturation of chromatin. In conclusion, the addition of Glutathione (GSH) offers protection to DNA and mitochondrial activity of ovine sperm.

Comparação da eficácia de dois métodos de extração para determinação do perfil lipídico de ácidos graxos do sêmen ovino por meio da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência / Comparison of the efficacy of two extraction methods for determination of lipid fatty acids of sheep semen by high performance liquid chromatography

A indústria de lã, leite, carne e pele de ovinos tem crescido em importância e novas biotecnologias do sêmen estão sendo estudadas para a elucidação de causas de infertilidade em machos. Sabe-se que danos causados na membrana espermática diminuem a qualidade seminal. Considerando que estas são compostas por uma bicamada de fosfolipídios e que a peroxidação lipídica é causadora de lesão celular, explica-se a importância de estudos sobre os lipídios constituintes do sêmen. A peroxidação lipídica é consequente da reação entre os lipídios e as espécies reativas de oxigênio. Esse quadro pode ser controlado pela presença de antioxidantes no sêmen. O sêmen foi coletado pela técnica da vagina artificial e após análise imediata e mediata, foi separado em duas frações: plasma seminal e pellet de espermatozoide. Seus lipídios foram extraídos por dois métodosbaseados no método Folch, Lesse Stanley modificado diferentes, utilizando clorofórmio e metanol como solventes. Após foram qualificados e quantificados pela especificidade e sensibilidade da Cromatografia Liquida de Alta Eficiência e escolheu-se a melhor extração. A análise estatística dos dados foi realizada através do programa SAS for Windows. O AG saturado predominante no espermatozoide é o mirístico e o AG insaturado predominante é o DHA, em ambas as extrações. No plasma seminal, nos dois métodos, o AG saturado que prevalece é o palmítico e o insaturado é o oleico. Dentre os dois métodos estudados, o que obtivemos melhores resultados na identificação e quantificação dos AG foi a Método 1.(AU)

The sheep industry for wool, milk and meat production is of increasing importance and new technologies for assessment of semen are in course for the elucidation of male infertility causes. It is well known that damage to the sperm membrane decreases semen quality. Considering that sperm membranes are composed by a phospholipid bilayer, and that lipid peroxidation is a major cause of cell damage, studieson the lipid components of semen are relevant. Lipid peroxidation is a consequence of the reaction between lipids and reactive oxygen species. This event may be reduced in the presence of antioxidants in semen. Semen was collected with an artificial vagina and, after sperm evaluation, samples were centrifuged to separate the sample into two fractions: seminal plasma and spermatozoa pellet. Both had their lipids extracted by two different methods based on Folch, Less& Stanley method modified, using chloroform e methanol as solvents. After the extraction, some esterified fatty acids were qualified and quantified for the sensitivity and specificity to the high performance liquid chromatography in order to determine the most efficient extraction technique in quantitative and qualitative aspects. Statistical analysis was performed using SAS software for Windows. The predominant saturated fatty acid in sperm under these experimental conditions was the myristic and the most abundant insaturated fatty acid in both extractions was DHA. In seminal plasma, in both methods, the prevailing fatty acid is the saturated palmitic and the unsaturated oleic. Among the methods evaluated, we obtained the best results of identification and quantification of fatty acids in Method 1.(AU)

Análise espermática de perdizes (Rhynchotus rufescens) criadas em cativeiro e suplementadas com selênio / Semen evaluation of captive male red-winged tinamous (Rhynchotus rufescens) supplemented with selenium

Considerando a importância comercial da perdiz (Rhynchotus rufescens), implantaram-se algumas biotecnologias reprodutivas. Trinta animais, provenientes da FCAV-UNESP/Jaboticabal (2007-2008), foram aleatoriamente distribuídos em grupos: controle (sem selênio orgânico) e tratamento (com 0,2 a 0,8 mg de selênio em 1000 kg de ração ). Coletou-se sêmen por excitação manual, que foi aliquotado em pools com 150 μL. Mensuraram-se volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração e morfologia espermáticas. Diluíram-se 20 μl de sêmen em 300 μl de solução fisiológica para testes complementares (Integridade das membranas acrossomal e plasmática). Contaram-se 200 células, por teste, e classificaram-nas: 1) Acrossomo Íntegro: cor lilás e Não-Íntegro: róseo; 2) Células Vivas (não coradas) e Mortas (coradas). Os dados foram analisados pelo SAS, System for Windows. Os resultados dos pools com e sem selênio foram: as variáveis volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração, integridade acrossomal e integridade da membrana plasmática não apresentaram resultados significantes, porém encontrou-se uma menor porcentagem de espermatozoides com peça intermediária fortemente dobrada, nos animais tratados com selênio em relação aos não tratados (1,33 ± 0,53 vs. 3,78 ± 0,69, respectivamente; p = 0.0107). De fato, sabe-se que o selênio tem papel importante na estrutura dos espermatozoides20. A deficiência de selênio está associada com danos na arquitetura da peça intermediária do espermatozóide.(AU)

Due to the commercial importance of the red-winged tinamou (Rhynchotus rufescens), for the past few years, the employment of reproductive biotechnologies has been attempted. Thirty animals were randomly assigned into two groups: control group (no selenium) and treatment group (supplemented with 0,2 a 0,8 mg selenium/ 1000 kg ration). Animals were allocated at the FCAV UNESP/Jaboticabal (2007-2008). Semen collections were performed by digital manipulation and divided in pools of at least 150 μL. After the immediate evaluation of motility, vigour, concentration and morphology, an aliquot of 20 μL was diluted in 300 μL of physiologic solution in order to test acrosome and membrane integrities, which were performed by counting 200 cells for each test. Cells were evaluated as follows: 1) Intact acrosome: lilac acrosome; Non-intact acrosome: pink acrosome; 2) Live cells: non stained; Dead: stained. Data was statistically analysed using the SAS System for Windows. No differences were found between treatment and control groups for volume, motility, vigour, mean number of spermatozoa per animal, concentration, Intact acrosome, Intact membrane. The difference found on midpiece sperm defect (Se = 1,33 ± 0,53 and control = 3,78 ± 0,69, p = 0.0107) may be due to the damages caused by the selenium deficiency to the architecture of the midpiece, which compromises sperm mobility and fertilization capacity.(AU)

Comparação da eficácia de dois métodos de extração para determinação do perfil lipídico de ácidos graxos do sêmen ovino por meio da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência / Comparison of the efficacy of two extraction methods for determination of lipid fatty acids of sheep semen by high performance liquid chromatography

A indústria de lã, leite, carne e pele de ovinos tem crescido em importância e novas biotecnologias do sêmen estão sendo estudadas para a elucidação de causas de infertilidade em machos. Sabe-se que danos causados na membrana espermática diminuem a qualidade seminal. Considerando que estas são compostas por uma bicamada de fosfolipídios e que a peroxidação lipídica é causadora de lesão celular, explica-se a importância de estudos sobre os lipídios constituintes do sêmen. A peroxidação lipídica é consequente da reação entre os lipídios e as espécies reativas de oxigênio. Esse quadro pode ser controlado pela presença de antioxidantes no sêmen. O sêmen foi coletado pela técnica da vagina artificial e após análise imediata e mediata, foi separado em duas frações: plasma seminal e pellet de espermatozoide. Seus lipídios foram extraídos por dois métodosbaseados no método Folch, Lesse Stanley modificado diferentes, utilizando clorofórmio e metanol como solventes. Após foram qualificados e quantificados pela especificidade e sensibilidade da Cromatografia Liquida de Alta Eficiência e escolheu-se a melhor extração. A análise estatística dos dados foi realizada através do programa SAS for Windows. O AG saturado predominante no espermatozoide é o mirístico e o AG insaturado predominante é o DHA, em ambas as extrações. No plasma seminal, nos dois métodos, o AG saturado que prevalece é o palmítico e o insaturado é o oleico. Dentre os dois métodos estudados, o que obtivemos melhores resultados na identificação e quantificação dos AG foi a Método 1.

The sheep industry for wool, milk and meat production is of increasing importance and new technologies for assessment of semen are in course for the elucidation of male infertility causes. It is well known that damage to the sperm membrane decreases semen quality. Considering that sperm membranes are composed by a phospholipid bilayer, and that lipid peroxidation is a major cause of cell damage, studieson the lipid components of semen are relevant. Lipid peroxidation is a consequence of the reaction between lipids and reactive oxygen species. This event may be reduced in the presence of antioxidants in semen. Semen was collected with an artificial vagina and, after sperm evaluation, samples were centrifuged to separate the sample into two fractions: seminal plasma and spermatozoa pellet. Both had their lipids extracted by two different methods based on Folch, Less& Stanley method modified, using chloroform e methanol as solvents. After the extraction, some esterified fatty acids were qualified and quantified for the sensitivity and specificity to the high performance liquid chromatography in order to determine the most efficient extraction technique in quantitative and qualitative aspects. Statistical analysis was performed using SAS software for Windows. The predominant saturated fatty acid in sperm under these experimental conditions was the myristic and the most abundant insaturated fatty acid in both extractions was DHA. In seminal plasma, in both methods, the prevailing fatty acid is the saturated palmitic and the unsaturated oleic. Among the methods evaluated, we obtained the best results of identification and quantification of fatty acids in Method 1.

Análise espermática de perdizes (Rhynchotus rufescens) criadas em cativeiro e suplementadas com selênio / Semen evaluation of captive male red-winged tinamous (Rhynchotus rufescens) supplemented with selenium

Considerando a importância comercial da perdiz (Rhynchotus rufescens), implantaram-se algumas biotecnologias reprodutivas. Trinta animais, provenientes da FCAV-UNESP/Jaboticabal (2007-2008), foram aleatoriamente distribuídos em grupos: controle (sem selênio orgânico) e tratamento (com 0,2 a 0,8 mg de selênio em 1000 kg de ração ). Coletou-se sêmen por excitação manual, que foi aliquotado em pools com 150 μL. Mensuraram-se volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração e morfologia espermáticas. Diluíram-se 20 μl de sêmen em 300 μl de solução fisiológica para testes complementares (Integridade das membranas acrossomal e plasmática). Contaram-se 200 células, por teste, e classificaram-nas: 1) Acrossomo Íntegro: cor lilás e Não-Íntegro: róseo; 2) Células Vivas (não coradas) e Mortas (coradas). Os dados foram analisados pelo SAS, System for Windows. Os resultados dos pools com e sem selênio foram: as variáveis volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração, integridade acrossomal e integridade da membrana plasmática não apresentaram resultados significantes, porém encontrou-se uma menor porcentagem de espermatozoides com peça intermediária fortemente dobrada, nos animais tratados com selênio em relação aos não tratados (1,33 ± 0,53 vs. 3,78 ± 0,69, respectivamente; p = 0.0107). De fato, sabe-se que o selênio tem papel importante na estrutura dos espermatozoides20. A deficiência de selênio está associada com danos na arquitetura da peça intermediária do espermatozóide.

Due to the commercial importance of the red-winged tinamou (Rhynchotus rufescens), for the past few years, the employment of reproductive biotechnologies has been attempted. Thirty animals were randomly assigned into two groups: control group (no selenium) and treatment group (supplemented with 0,2 a 0,8 mg selenium/ 1000 kg ration). Animals were allocated at the FCAV – UNESP/Jaboticabal (2007-2008). Semen collections were performed by digital manipulation and divided in pools of at least 150 μL. After the immediate evaluation of motility, vigour, concentration and morphology, an aliquot of 20 μL was diluted in 300 μL of physiologic solution in order to test acrosome and membrane integrities, which were performed by counting 200 cells for each test. Cells were evaluated as follows: 1) Intact acrosome: lilac acrosome; Non-intact acrosome: pink acrosome; 2) Live cells: non stained; Dead: stained. Data was statistically analysed using the SAS System for Windows. No differences were found between treatment and control groups for volume, motility, vigour, mean number of spermatozoa per animal, concentration, Intact acrosome, Intact membrane. The difference found on midpiece sperm defect (Se = 1,33 ± 0,53 and control = 3,78 ± 0,69, p = 0.0107) may be due to the damages caused by the selenium deficiency to the architecture of the midpiece, which compromises sperm mobility and fertilization capacity.

Efeitos do estresse de trabalho sobre parâmetros seminais de cães da raça Rottweiler / Evaluation of work stress effects on Rottweilers male dog´s fertility

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do estresse de trabalho sobre a fertilidade de cães machos. Foram utilizados 18 cães da raça rottweiler, férteis, com idade média de 4 anos, distribuídos aleatoriamente em dois grupos: repouso (controle) e trabalho (tratamento). O tratamento era composto por 5 fases: 1-adaptação, 2-adestramento básico, 3-adestramento militar e condicionamento, 4-acampamento, 5-repouso. Durante todo o período experimental, foram feitas duas coletas de sêmen semanais, para avaliação do ejaculado. No final de cada fase foi realizada coleta de sangue para dosagem dos níveis plasmáticos de cortisol. Os dados foram analisados pelo SAS, á =5%. Observou-se efeito negativo do estresse sobre os parâmetros motilidade (72,63 vs. 57,62, p<0,0001) e vigor espermático (3,06 vs. 2,52, p<0,0001), porcentagem de defeitos maiores(16,01 vs. 26,80, p< 0,0001) e totais (29,61 vs. 40,34, p<0,0001).Observou-se interação (p<0,0001) entre tempo e tratamento sobre a variável cortisol, indicando que o tipo de agente estressante (fase) interfere no nível plasmático de cortisol. Com base nesses resultados,é possível concluir que o estresse de trabalho interferiu de maneira negativa na fertilidade dos cães.(AU)

The present work aimed to evaluate the effect of work stress male dogs fertility. Eighteen fertile male Rottweiler dogs, mean aged 4 years old, were randomly allocate into two groups: resting (control) and working (treatment). Treatment consisted of 5 working stages: 1adaptation, 2- basic obedience training, 3 - physical conditioning and military training, 4 camping and 5 resting. During the experimental period, semen was collected and evaluated twice a week.At the end of each stage, blood collections were performed in order to evaluate plasmatic levels of cortisol. Data were analyzed using the statistical software SAS (a=5%). A significant negative effect of stress was observed on sperm motility (resting=72.63 vs. working=57.62,p<0.001), progressive motility (resting=3.06 vs. working=2.52, p<0.0001), major defects (resting=16.01 vs. working=26.80,p<0.0001) and total defects (resting=29.61 vs. working=40.34,p<0.0001). Furthermore, a significant interaction (P<0.0001) was observed between treatment and working stage periods for the plasmatic levels of cortisol, suggesting that the level of stress may vary according to the type of work. Results indicated that work stress may negatively influence fertility in male dogs.(AU)

Efeitos do estresse de trabalho sobre parâmetros seminais de cães da raça Rottweiler / Evaluation of work stress effects on Rottweilers male dog´s fertility

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do estresse de trabalho sobre a fertilidade de cães machos. Foram utilizados 18 cães da raça rottweiler, férteis, com idade média de 4 anos, distribuídos aleatoriamente em dois grupos: repouso (controle) e trabalho (tratamento). O tratamento era composto por 5 fases: 1-adaptação, 2-adestramento básico, 3-adestramento militar e condicionamento, 4-acampamento, 5-repouso. Durante todo o período experimental, foram feitas duas coletas de sêmen semanais, para avaliação do ejaculado. No final de cada fase foi realizada coleta de sangue para dosagem dos níveis plasmáticos de cortisol. Os dados foram analisados pelo SAS, á =5%. Observou-se efeito negativo do estresse sobre os parâmetros motilidade (72,63 vs. 57,62, p<0,0001) e vigor espermático (3,06 vs. 2,52, p<0,0001), porcentagem de defeitos maiores(16,01 vs. 26,80, p< 0,0001) e totais (29,61 vs. 40,34, p<0,0001).Observou-se interação (p<0,0001) entre tempo e tratamento sobre a variável cortisol, indicando que o tipo de agente estressante (fase) interfere no nível plasmático de cortisol. Com base nesses resultados,é possível concluir que o estresse de trabalho interferiu de maneira negativa na fertilidade dos cães.

The present work aimed to evaluate the effect of work stress male dogs fertility. Eighteen fertile male Rottweiler dogs, mean aged 4 years old, were randomly allocate into two groups: resting (control) and working (treatment). Treatment consisted of 5 working stages: 1– adaptation, 2- basic obedience training, 3 - physical conditioning and military training, 4 – camping and 5 – resting. During the experimental period, semen was collected and evaluated twice a week.At the end of each stage, blood collections were performed in order to evaluate plasmatic levels of cortisol. Data were analyzed using the statistical software SAS (a=5%). A significant negative effect of stress was observed on sperm motility (resting=72.63 vs. working=57.62,p<0.001), progressive motility (resting=3.06 vs. working=2.52, p<0.0001), major defects (resting=16.01 vs. working=26.80,p<0.0001) and total defects (resting=29.61 vs. working=40.34,p<0.0001). Furthermore, a significant interaction (P<0.0001) was observed between treatment and working stage periods for the plasmatic levels of cortisol, suggesting that the level of stress may vary according to the type of work. Results indicated that work stress may negatively influence fertility in male dogs.

Avaliaçäo da capacidade de penetraçäo de sêmen congelado de onça pintada (Panthera onca) em oócitos heterólogos / Penetration assay of frozen jaguar (Panthera onca) sperm in heterologous oocytes

A aplicaçäo de técnicas de reproduçäo assistida em espécies selvagens ameaçadas de extinçäo surge como método alternativo com o intuito de minimizar a diminuiçäo da variabilidade genética das populaçöes. Com o objetivo de determinar a fertilidade de onças pintadas (Panthera onca) mantidas em cativeiro e avaliar a eficácia dos meios de capacitaçäo espermática, foi realizado o ensaio de penetraçäo em oócitos de hamster livres de zona pelúcida. Para a realizaçäo do experimento, foi utilizado sêmen congelado de 3 animais do Bosque dos Jequitibás, Campinas/SP. Foram testadas 3 técnicas: Percoll, Swim-up e Swim-up + 1 hora em estufa de CO2 a 38§C, considerando como oócitos penetrados aqueles que apresentaram no seu interior a descondensaçäo da cabeça do espermatozóide. A média de penetraçöes da técnica Percoll (26,5 por cento) foi significativamente maior comparada à técnica Swim-up (8,1 por cento), sendo que näo houve penetraçäo utilizando a técnica Swim-up + 1 hora em estufa de CO2 a 38ºC (x2 = 19,93; p < 0,05). Analisando os resultados, concluímos que as técnicas Percoll e Swim-up foram eficientes para a realizaçäo do ensaio de penetraçäo, comprovando a capacidade de penetraçäo dos espermatozóides de onças pintadas (Panthera onca), pós-descongelamento, em oócitos de hamster livres de zona pelúcida. Porém, houve uma baixa porcentagem de penetraçäo, a qual pode estar associada ao elevado índice de espermatozóides morfologicamente anormais. Mais estudos devem ser conduzidos com a finalidade de avaliar a fertilidade destes animais e até que ponto a variabilidade da espécie pode estar comprometida

Animal Cytogenetics: some modifications in the peripheral blood lymphocyte culture technique

There is an increasing need for a close interaction between cytogenetics and veterinary practice, particularly in the detection of chromosomal abnormalities which may affect fertility and animal breeding programs in agriculture. This paper reports modifications of the standard lymphocyte culture technique frequently used for karyotyping. The main modifications included, a) the exclusion of antibiotics from the culture medium, b) the use of slow homogenization to avoid bubble formation, c) the use aluminium foil covered with self-adherent PVC film to seal the culture flasks and d) incubation at 39-40§C. Blood from cattle, buffaloes, dogs and monkeys was collected into heparinized syringes and inoculated into 199 medium, containing fetal calf serum and phytohemagglutinin. After incubation at 39-40§C for 72 h, the cells were exposed to colchicine and hypotonic solution followed by fixation on slides and staining with 3 per cent Giemsa stain. A total of 1000 nuclei and 13 good quality metaphases were counted and analyzed, respectively, for each animal. The mitotic index for the different species was 5.1ñ1.0 per cent for cattle, 5.5ñ0.9 per cent for buffaloes, 2.6ñ1.1 per cent for dogs and 6.0ñ0.7 per cent for monkeys. With the modifications described, marked cell growth, good metaphase quality, and better chromosome visualization were obtained.

Effect of two ram sperm capacitating media on acrosome reaction and zona-free hamster oocyte penetration test

An in vitro zona-free hamster oocyte penetration test was utilized in 24 trials in order to evaluate the capacitation media used for ram sperm. A pool of fresh semen was collected from three crossed breed rams. Two semen drops were washed by centrifugation and incubated in high ionic strength treatment (HIS) or in a defined medium with HEPES, on heat ewe serum and heparin. After the incubation to promote capacitation, simplified triple-stain technique was used to evaluate the spontaneous acrosome reaction of the capacitated sperm. Superovulation in 96 golden hamsters was induced by PMSG and hCG. The oocytes were treated with hyaluronidase and trypsin to remove, respectively, the cumulus cells and the zona pellucida. Oocytes and capacitated sperm were incubated during 3 hours for further penetration. Then, oocytes were fixed and stained, being evaluated under phase contrast microscope. No significant statistical difference (p > 0.05) was found between media, concerning the penetration rate of the capacitated sperm and between number of sperm viable with acrosome reaction after the capacitation treatment using two different media. It was concluded that both media utilized were effective in capacitating ram sperm

Efeito de dois tipos de diluidores e dois métodos de congelação na qualidade do sêmen criopreservado de caprinos / Effect of two kinds of diluents and two freezing methods on caprine semen quality

Foram colhidos 85 ejaculados de 4 reprodutores caprinos das raças Alpina, Saanen, Toggemburg e Anglonubiana, que foram divididos em 193 amostras de sêmen com o objetivo de proceder à congelação nos diluidores à base de TRIS e à base de leite desnatado, usando 2 métodos de congelação: com presença e ausência do plasma seminal. Analisaram-se as características físicas e morfológicas do sêmen logo após a colheita. Foi observada variação individual no volume, motilidade retilínea e progressiva e patologia espermática dos ejaculados dos animais estudados. Após a congelação, foi feita avaliação da motilidade retilínea e progressiva, do teste de termorresistência e da porcentagem de acrossomos intactos dos espermatozóides. O diluidor à base de TRIS com 2,6 por cento de gema de ovo mostrou-se mais eficiente na congelação do sêmen de caprinos em relação ao diluidor à base de leite desnatado. A retirada do plasma seminal não alterou os resultados de congelação do sêmen de caprinos. Após 3 meses de estocagem em nitrogênio líquido, realizou-se uma nova análise da motilidade retilínea e progressiva dos espermatozóides, quando os ejaculados submetidos à retirada do plasma seminal e congelados em diluidor à base de TRIS apresentaram perda da motilidade retilínea e progressiva. (AU)

Efeito de dois tipos de diluidores e dois métodos de congelação na qualidade do sêmen criopreservado de caprinos / Effect of two kinds of diluents and two freezing methods on caprine semen quality

Foram colhidos 85 ejaculados de 4 reprodutores caprinos das raças Alpina, Saanen, Toggemburg e Anglonubiana, que foram divididos em 193 amostras de sêmen com o objetivo de proceder à congelação nos diluidores à base de TRIS e à base de leite desnatado, usando 2 métodos de congelação: com presença e ausência do plasma seminal. Analisaram-se as características físicas e morfológicas do sêmen logo após a colheita. Foi observada variação individual no volume, motilidade retilínea e progressiva e patologia espermática dos ejaculados dos animais estudados. Após a congelação, foi feita avaliação da motilidade retilínea e progressiva, do teste de termorresistência e da porcentagem de acrossomos intactos dos espermatozóides. O diluidor à base de TRIS com 2,6 por cento de gema de ovo mostrou-se mais eficiente na congelação do sêmen de caprinos em relação ao diluidor à base de leite desnatado. A retirada do plasma seminal não alterou os resultados de congelação do sêmen de caprinos. Após 3 meses de estocagem em nitrogênio líquido, realizou-se uma nova análise da motilidade retilínea e progressiva dos espermatozóides, quando os ejaculados submetidos à retirada do plasma seminal e congelados em diluidor à base de TRIS apresentaram perda da motilidade retilínea e progressiva.

Avaliaçäo de sêmen congelado de bovinos. Provas lenta e rápida de termo-resistência: efeitos sobre a fertilidade / Evaluation of frozen bull semen. Quick and slow thermoresistance tests: effects on fertility

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência de sêmen congelado, submetido às provas rápida (45 §C/1 hora) e lenta (38 §C/5 horas) de termo-resistência, sobre a fertilidade de fêmeas da espécie bovina. Cento e dezenove vacas foram selecionadas e divididas em 2 tratamentos. No tratamento 1 foram incluídos 6 grupos de 10 fêmeas, inseminadas com material cuja análise laboratorial revelou motilidade espermática progressiva superior ou igual a 20//, na prova rápida e valor menor a 20//na prova lenta. O tratamento 2 (controle) utilizou 59 vacas distribuídas em 5 grupos de 10 e um grupo de 9, inseminadas com material que, na prova lenta, apresentou 20//de motilidade espermática progressiva e qualquer valor na prova rápida. Apenas uma palheta foi utilizada por estro, tolerando-se até 3 repetiçöes de cio. O diagnóstico de gestaçäo foi realizado por palpaçäo retal, cerca de 60 dias após a última inseminaçäo artificial. Resultados satisfatórios foram alcançados nas taxas de prenhez (TTR/R = 0,793 ñ 0,05 e TTR/L = 0,875 ñ 0,05), näo havendo diferença estatística (P>0,05) quanto ao tipo de provas do termo-resistência. Näo houve diferença significativa (P>0,05) de prenhez de fêmeas inseminadas com material submetido ao teste de termo-resistência rápido, quando a motilidade espermática variou de 20 a 50//

Características seminais da carpa Cyprinus carpio, Linnaeus, 1758 / Seminal characteristics of carpa (Cyprinus carpio), Linnaeus 1758

No Posto de Criaçäo de Carpas, da Divisäo de Pesca Interior do Instituto de Pesca, em Säo Bernardo do Campo-SP, investigaram-se as características seminais de 19 Carpas (Cyprinus carpio), em seis coletas sucessivas por reprodutor, em intervalos de quatorze dias, no período reprodutivo de 71 dias (3/9/87 a 12/11/87). As características seminais examinadas e os valores médios obtidos foram: volume de sêmen: 0,26 ml; concentraçäo de espermatozóides: 30,17 x 106/mm3; motilidade espermática: 91,41%; espermatozóides vivos avaliados pela coloraçäo diferencial: 96,81% e o teste de redutasemetria: 285 segundos. As análises de variância em que se levaram em conta os efeitos das regressöes para volume de sêmen e concentraçäo espermática, durante o período experimental, indicaram um efeito significativo para as componentes de terceiro e primeiro grau, expressas respectivamente pelas equaçöes: Y = 0,168 - 1,948.10-3 . X + 3,690.10-4 . X2 -4,836.106 . X3 e Y = 39,923 - 0,293. X