Cooling of porcine semen in an extender supplemented with isoespintanol / Resfriamento de sêmen suíno em um diluente suplementado com isoespintanol

Spermatozoa experience oxidative, osmotic, chemical, and thermal stresses when cooled, which degrade the quality and fertilizing capacity of the cells. Adding antioxidants to the sperm extender mitigates these alterations. This study evaluated the effect of isoespintanol (ISO) on boar semen subjected to cooling. Fifteen ejaculates from five boars (Susscrofadomestica) were extended in Beltsville thawing solution (BTS) supplemented with 0 µM (control), 5 µM (ISO5), 10 µM (ISO10), 15 µM (ISO15), 20 µM (ISO20), 25 µM (ISO25), and 30 µM (ISO30) of ISO, which were then cooled for five days at 16 °C. Sperm kinetics, total motility (TM), and progressive motility (PM) were evaluated every 24 h using an IVOS computer-assisted sperm analysis (CASA) system. On day 1 and day 5 of cooling, a hypoosmotic test, spectrofluorometry, and flow cytometry were performed to evaluate the following: membrane functionality, measured as a function of hypoosmotic swelling (HOS); total antioxidant capacity (TAC); reactive oxygen species (ROS); and mitochondrial membrane potential (Δ¥M). Regression analysis and comparison of means using the Duncan test were performed. The ISO added had a slight impact on sperm motility, as evidenced by a reduction in TM at 24 h of cooling (but not prior) with the addition of 20 µM of ISO. Similarly, no effect of the ISO on the kinetics and functional integrity of the sperm membrane was observed at 96 h of cooling; however, the regression coefficients indicated that the ISO lowered the rate of decrease in sperm motility and the proportion of rapid spermatozoa relative to the concentration of ISO used. The ISO did not affect the TAC of the cooled semen; however, different concentrations of ISO lowered ROS production in the semen after 96 h of cooling. ISO also impacted the Δ¥M of the spermatozoa at 0 h of cooling, increasing the proportion of low Δ¥M cells and decreasing the proportion of high Δ¥M cells. In conclusion, ISO can reduce the loss of quality and oxidative stress occurring in boar semen during cooling and can modulate the mitochondrial activity of sperm.

Durante a refrigeração, os espermatozoides sofrem estresse oxidativo, osmótico, químico e térmico, que diminuem sua qualidade e afetam sua capacidade de fertilização. A adição de antioxidantes ao diluente espermático é uma alternativa para mitigar essas alterações. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito do isospintanol (ISO) na refrigeração do sêmen suíno. Quinze ejaculados de cinco varrascos (Sus scrofa domestica) foram diluídos em BTS suplementado com ISO a 0 (controle), 5 (ISO5), 10 (ISO10), 15 (ISO15), 20 (ISO20), 25 (ISO25) e 30 (ISO30) µM e foram refrigerados por cinco dias a 16 °C. A motilidade total (MT), motilidade progressiva (MP) e cinética dos espermatozóides foram avaliadas a cada 24 h com um sistema CASA IVOS. Nos dias um e cinco de refrigeração, foram avaliadas a funcionalidade da membrana, a capacidade antioxidante total (CAT), as espécies reativas de oxigênio (ROS) e o potencial de membrana mitocondrial (Δ¥M), através do teste hiposmótico (HOS), espectrofluorimetría e citometria de fluxo. Foram realizadas análises de regressão e comparação de médias, pelo teste de Duncan. A adição de ISO teve pouca influência na motilidade espermática, apresentando apenas redução na MT em 24 h de refrigeração, devido à adição de 20 µM. Da mesma forma, não foi observada influência de ISO na cinética e integridade funcional da membrana em 96 horas de refrigeração; porém, os coeficientes de regressão mostraram que ISO produziu menor taxa de diminuição da motilidade e proporção de espermatozoides rápidos dependendo da concentração utilizada. ISO não influenciou significativamente na CAT do sêmen refrigerado; entretanto, diferentes concentrações de ISO reduziram a produção de EROs a partir do sêmen após de 96 h de refrigeração. ISO também influenciou o Δ¥M dos espermatozóides em 0 h de refrigeração, com aumento das células de baixo Δ¥M e diminuição das células de alto Δ¥M. Em conclusão, o isospintanol pode reduzir a perda da qualidade e o estresse oxidativo do sêmen suíno durante a refrigeração e pode modular a atividade mitocondrial do esperma.

Relação entre a capacitação espermática e a fertilidade de sêmen criopreservado de bovinos / Relationship between sperm capacitation and fertility in bovine cryopreserved semen

A qualidade do sêmen criopreservado, utilizado na inseminação artificial em tempo fixo (IATF) em bovinos, é um dos principais fatores que impactam sobre a fertilidade, e está relacionada à capacidade de produção espermática dos touros, à criotolerância dos espermatozoides e aos critérios técnicos do processo de criopreservação adotados. Neste sentido, devemos destacar a importância do controle de qualidade das partidas de sêmen antes de serem liberadas para uso na IATF. Nos últimos anos várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para avaliar com mais acurácia as partidas de sêmen e evitar o uso daquelas que possam resultar em prejuízos na fertilidade, mas mesmo assim, tem se notado alta variabilidade na taxa de prenhez entre touros e entre partidas de sêmen. Esta divergência se deve ao fato da habilidade fértil do espermatozoide ser multifatorial, ou seja, dependente de diversas características estruturais, morfofuncionais e moleculares. Ademais, os eventos que permitem os espermatozoides passarem por capacitação espermática, um pré-requisito para a fertilidade, têm intrigado os pesquisadores em vista da complexidade dos processos envolvidos e dos efeitos deletérios da criopreservação espermática. Esta revisão tem por objetivo compilar estudos que mostrem a relação entre a capacitação espermática e a fertilidade do sêmen bovino criopreservado, levando em consideração as técnicas de avaliação e os resultados até o momento.(AU)

The quality of cryopreserved semen, used in fixed-time artificial insemination (FTAI) in cattle, is one of the main factors that impact fertility and is related to the sperm production capacity of bulls, sperm cryotolerance, and the technical criteria for cryopreservation. In this sense, we must highlight the importance of quality control of semen batches before commercialization for the FTAI. In recent years, several techniques have progressed to more accurately evaluate semen batches and avoid using those that may result in impaired fertility. However, we still notice a high variability in the pregnancy rate between bulls and between semen batches. This divergence is due to the multifactorial sperm-fertilizing ability, i.e., it depends on several structural, morphofunctional, and molecular characteristics. In addition, the events that allow sperm to undergo sperm capacitation, a prerequisite for fertility, have intrigued researchers due to the complexity of the processes involved and the adverse effects of sperm cryopreservation. This review aims to compile studies that show the relationship between sperm capacitation and fertility in cryopreserved bovine semen, considering the evaluation techniques and results to date.(AU)

Efeitos imediatos, tardios e transgeracionais do estresse térmico em gametas / Immediate, late and transgenerational effects of heat stress on gametes

As perdas de produtividade e fertilidade animal associadas ao estresse térmico durante os meses mais quentes do ano é um dos maiores desafios do setor pecuário. Na indústria de leite as perdas econômicas causadas pelo estresse térmico foram estimadas em mais de 1,5 bilhões de dólares por ano. No que tange a reprodução, já foi demonstrado que o estresse térmico exerce múltiplos efeitos deletérios, causando disfunções endócrinas e alterando a sequência orquestrada de eventos importantes para a gametogênese e para o desenvolvimento embrionário inicial. Estudos recentes têm esclarecido o padrão temporal no qual os danos são estabelecidos e carreados dependendo da intensidade do estresse. Enquanto os efeitos imediatos do estresse térmico nos gametas já são bem caracterizados, existem evidências de que alguns danos podem ser carreados de forma tardia e possivelmente entre gerações. Além disso, dados emergentes indicam que o estresse térmico compromete a reprogramação da metilação do DNA que ocorre durante a gametogênese e a programação do desenvolvimento in utero. Dessa forma, esse artigo visa explorar os efeitos imediatos, tardios e transgeracionais do estresse térmico nos gametas.(AU)

The drop on animal productivity and fertility associated with heat stress during the hot months of the year is one of the biggest challenges for the livestock sector. For the dairy industry the economic losses caused by heat stress have been estimated over 1.5 billion dollars per year. It has already been demonstrated that heat stress exerts multiple deleterious effects on reproductive function, causing endocrine dysfunctions as well as changes in the sequence of events required for gametogenesis and early embryonic development. Recent studies have shed a light in the temporal pattern in which heat-induced damage is established and carried forward depending on the intensity of stress. While the immediate effects of heat stress on gametes are well characterized, there is evidence that some damage can be carried over for longer periods and even across generations. Furthermore, emerging data indicate that heat stress compromises DNA methylation reprogramming that occurs during gametogenesis and developmental programming in utero. Thus, this paper aims to explore the immediate, late and transgenerational effects of heat stress on gametes.(AU)

Preservação de fertilidade: cultivo de folículos ovarianos e novo dispositivo para criopreservação seminal / Fertility preservation: ovarian follicle culture and a new device for seminal cryopreservation

INTRODUÇÃO: A oncofertilidade tem o desafio de buscar estratégias para preservar a função reprodutiva. Este estudo explorou duas possibilidades como implementação para as técnicas de preservação da fertilidade feminina e masculina. OBJETIVO: Analisar a eficiência do cultivo de folículos pré-antrais de camundongos suplementado com lisado de plaquetas humanas e desenvolver um protótipo para criopreservação de sêmen humano. MATERIAIS E MÉTODOS: Os folículos pré-antrais foram isolados mecanicamente de ovários de fêmeas de camundongos e foram cultivados individualmente em sistema entre camadas de óleo mineral. Os folículos foram cultivados divididos em 4 grupos, sendo um controle, sem o uso do lisado de plaquetas e três grupos com diferentes concentrações de lisado de plaquetas humanas (PLTMax®). Foram avaliadas a sobrevivência celular, desenvolvimento folicular e características oocitárias. Para o segundo estudo foi desenvolvido e impresso em 3D com filamentos de acrilonitrilo butadieno-estireno (ABS) um protótipo que suporte 10 palhetas com amostras seminais no vapor de nitrogênio líquido (N2L), etapa essencial para criopreservação de sêmen humano. Para os testes foram utilizadas 40 amostras seminais. A temperatura ambiente e no interior das palhetas de envase das amostras foram medidas e estabelecida a curva de resfriamento. Os parâmetros de motilidade, vitalidade e fragmentação do DNA espermático foram avaliados antes do congelamento e após o descongelamento. Foram realizados dois testes, um de posicionamento das palhetas e outro comparativo entre o protótipo e um dispositivo com suporte em poliestireno expandido (EPS). RESULTADOS: O cultivo de 11 dias induziu um aumento no tamanho folicular em todas as condições, sendo maior no grupo controle, seguido do grupo com 10% de PLTMax®, mas com diferença significativa (p<0,001). O grupo controle apresentou maior número de oócitos intactos (>50%) em relação aos demais (<35%). Todos os 4 grupos apresentaram taxas de vitalidade celular acima de 70%. Quanto aos testes com o protótipo em ABS foi verificado que as curvas de refrigeração foram notavelmente reproduzíveis. O material do protótipo resistiu a inúmeros mergulhos (>300) no N2L, sem demonstrar danos ao material. Diferenças significativas (p<0,001) foram observadas para a taxa de recuperação média da motilidade e vitalidade espermática em relação aos dados da amostra 2 fresca em ambos os testes. A motilidade, a vitalidade e a fragmentação do DNA espermático antes do congelamento e após o descongelamento não mostraram diferenças em relação a posição das palhetas. Também não houve diferença quanto ao índice de fragmentação verificada das amostras criopreservadas com uso do protótipo em ABS e o suporte em EPS, mesmo após o cultivo, após 24 horas de cultivo. Contudo, houve diferença em relação a amostra fresca (p<00,1). Quanto a recuperação das taxas de motilidade e vitalidade não houve diferença entre o ABS e EPS após o descongelamento e 24 horas de cultivo. CONCLUSÃO: O PLTMax®, embora tenha apresentado menor desempenho que o HSA, é um candidato de suplementação para o cultivo de folículos pré-antrais que merece ser mais explorado. O protótipo em ABS demonstrou resistência, praticidade e segurança para criopreservação seminal de forma reprodutível e eficiente.

INTRODUCTION: Oncofertility has the challenge of seeking strategies to preserve reproductive function. This study explored two possibilities as implementations for female and male fertility preservation techniques. PURPOSE: To analyze the efficiency of mouse preantral follicle culture supplemented with human platelet lysate and to develop a prototype for human semen cryopreservation. MATERIAL AND METHODS: Preantral follicles were mechanically isolated from female mouse ovaries and were individually cultured using a mineral oil interlayer system. The follicles were cultured divided into 4 groups, one control, without the use of platelet lysate and three groups with different concentrations of human platelet lysate (PLTMax®). Cell survival, follicular development and oocyte characteristics were evaluated. For the second study, a prototype was developed and printed in 3D with acrylonitrile butadiene styrene (ABS) filaments to support 10 straws with seminal samples in liquid nitrogen (N2L) vapor, an essential step for human semen cryopreservation. For the tests 40 seminal samples were used. Ambient and internal temperatures inside the sample straws were measured and the cooling curve was established. The parameters of motility, vitality and sperm DNA fragmentation were evaluated before freezing and after thawing. Two tests were performed, one for positioning the straws and the other comparing the prototype and a device with expanded polystyrene (EPS) support. RESULTS: The 11-day culture induced an increase in follicular size in all conditions, being higher in the control group followed by the group with 10% PLTMax®, but with significant difference (p<0.001). The control group presented a higher number of intact oocytes (>50%) compared to the others (<35%). All 4 groups presented cell vitality rates above 70%. As for the ABS prototype tests, it was verified that the cooling curves were remarkably reproducible. The prototype withstood numerous dips (>300) in N2L without showing damage to the material. Significant differences (p<0.001) were observed for the mean recovery rate of sperm motility and vitality compared to the fresh sample data in both tests. Motility, vitality and sperm DNA fragmentation before freezing and after thawing showed no differences with respect to the position of the straws. There was also no difference in the fragmentation index verified for samples cryopreserved using the ABS prototype and the EPS support, even after 24 hours of culture. However, there was a difference compared to the fresh 4 sample (p<00.1). As for the recovery of motility and vitality rates there was no difference between ABS and EPS after thawing and 24 hours of culture. CONCLUSION: PLTMax®, although it showed lower performance than HSA, is a supplementation candidate for preantral follicle culture that deserves further exploration. The ABS prototype demonstrated strength, practicality and safety for seminal cryopreservation in a reproducible and efficient manner.

Cambios morfofuncionales de los espermatozoides y factores de riesgo asociados a la infertilidad masculina

Introducción: En la actualidad muchos estudios han mostrado un declinar en la calidad del semen humano y un riesgo incrementado de subfertilidad masculina. Objetivo: Evaluar el grado de asociación de los cambios morfofuncionales de los espermatozoides con los factores de riesgo en la infertilidad masculina. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo transversal a los 123 pacientes con alteraciones en el espermograma que acudieron al Centro Territorial de Atención a la Pareja Infértil de la provincia Holguín en el año 2021 que cumplían con los criterios de inclusión y exclusión establecidos. La información fue obtenida a partir de la revisión de las historias clínicas y la realización de un cuestionario. Se utilizó la prueba de correlación de Spearman para identificar la relación entre las variables estudiadas a un nivel de significancia (=0,05. Resultados: La teratozoospermia fue el cambio morfofuncional que predominó con 69 casos (56,09 %), al ser más frecuente en el grupo de edad de 30 a 39 años (22, 76 %), la exposición a temperaturas elevadas con 19,51 % y el varicocele con un 43,9 %. En la correlación de las variables estudiadas mostró una mayor asociación la malnutrición por exceso y la teratozoospermia en 44 pacientes. Conclusiones: La evaluación de los cambios morfofuncionales de los espermatozoides permitió́ conocer un predominio de los relacionados a la morfología. Factores de riesgo como la edad mayor de 30 años, la malnutrición por exceso, la exposición a altas temperaturas y el varicocele se asocian a la infertilidad masculina.

Introduction: As of the present moment many studies have evidenced a decline in the quality of the human semen and an incremented risk masculine sub-fertility. Objective: To evaluate the association's grade of the morphologic and functional changes of the spermatozoa with the risk factors in the masculine infertility. Methods: A descriptive transverse study was carried out in the 123 patients with alterations in the spermogram attended in the Territorial Center of Attention to the Infertile Couple in Holguín in the year 2021, and that fulfilled the established criteria of inclusion and exclusion. The information was gotten from the revision of the case histories and the realization of a questionnaire. Spearman's correlation to identify the relation between the studied variables was used. Results: The teratozoospermia was the morphofunctional change that predominated with 69 cases (56.09 %), being more frequent in the age bracket of 30 to 39 years (22 for a 76 %), the exposition to temperatures raised with 19.51 % and the varicocele with a 43.9 %. The malnutrition for excess and teratozoospermic in 44 patients evidenced a bigger association in the correlation of the studied variables. Conclusions: The evaluation of the changes allowed morphologic and functional of spermatozoa knowing a predominance of the related to the morphology. Risk factors like an age older than 30 years, the malnutrition for excess, the exposition to loud temperatures and the varicocele correlate to the masculine infertility.

Chronic consumption of contaminated feed with 2 4 dichlorophenoxyacetic acid (2 4 D) herbicide in rodents: effects on male reproductive health / Consumo crônico de ração contaminada com herbicida ácido 2 4 di clorofenoxiacético (2 4 D) em roedores: efeitos na saúde reprodutiva masculina

Introduction: The herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is one of the most widely used pesticides in the world. There is evidence that this herbicide can induce deleterious effects in non-target organisms, including impairment of reproduction function. Objective: The aim of this study was to evaluate the reproductive effects of the chronic consumption of contaminated feed with 2,4-D in rats using food environmental spraying simulation. Methods: Animals orally exposed received nebulized chow with 2,4-D solution in different concentrations for 180 days: 0 (control - CG), 20.69 (LCG), 34.63 (MCG), or 51.66 ppm day−1 (HCG). Results: Sperm quality was impaired to 2,4-D. The percentage of sperm with progressive movement, number of sperm in the testis and daily sperm production were decreased in all exposed groups to the herbicide compared to CG. Sperm counts in the caput/corpus and cauda epididymis were reduced in MCG and HCG, and sperm transit time was delayed in the epididymis of LCG. There was a negative impact on sperm morphology and plasma membrane integrity in MCG and HCG, respectively. Germ cell exfoliation within the lumen of the seminiferous tubules and epithelial vacuolization in epididymis were found in the HCG. Conclusion: This is the first study to describe the negative impact on male reproductive morphophysiology after chronic exposure to 2,4-D using food nebulization in environmentally relevant concentrations, based on agronomic use of the herbicide. The reproductive injuries identified raise concerns about the impacts of wide population exposure to 2,4-D (AU).

Introdução: O herbicida 2,4- ácido diclorofenoxiacético (2,4-D) é um dos agrotóxicos mais utilizados no mundo. Há evidências de que este herbicida pode induzir efeitos deletérios em organismos não-alvo, incluindo prejuízo na função reprodutiva. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos reprodutivos do consumo crônico de ração contaminada com 2,4-D em ratos, utilizando simulação de pulverização ambiental de alimentos. Métodos: Animais expostos oralmente receberam ração nebulizada com solução de 2,4-D em diferentes concentrações por 180 dias: 0 (controle - GC), 20,69 (LCG), 34,63 (MCG) ou 51,66 ppm dia−1 (HCG). Resultados: A qualidade espermática foi prejudicada pelo 2,4-D. A porcentagem de espermatozoides com movimento progressivo, número de espermatozoides no testículo e produção diária de espermatozoides foram menores em todos os grupos expostos ao herbicida, quando comparados ao GC. A contagem de espermatozoides na cabeça/corpo e cauda do epidídimo foi reduzida em MCG e HCG, e o tempo de trânsito espermático atrasou no epidídimo em LCG. Houve impacto negativo na morfologia espermática e na integridade da membrana plasmática em MCG e HCG, respectivamente. Esfoliação de células germinativas no lúmen dos túbulos seminíferos e vacuolização epitelial no epidídimo foram encontradas em HCG. Conclusão: Este é o primeiro estudo a descrever o impacto negativo na morfofisiologia reprodutiva masculina após exposição crônica ao 2,4-D, utilizando nebulização de alimentos em concentrações ambientalmente relevantes, com base no uso agronômico do herbicida. As lesões reprodutivas identificadas levantam preocupações sobre os impactos da ampla exposição da população ao 2,4-D (AU).

Relationship of semen quality to inbreeding and gait of Colombian Creole horses / Relação da qualidade do sêmen com endogamia e marcha de cavalos crioulos colombianos

High consanguinity among equines has negative effects on semen quality, thus resulting in low motility and high levels of abnormality in the spermatozoa. However, such a relationship has not been studied in Colombian Creole horses, which have been subjected to particular selection practices focusing mainly on their gait. This research assessed the relationship of semen quality to inbreeding and gait of Colombian Creole horses. Semen was collected from 50 horses using the artificial vagina method. Sperm motility and kinematics were assessed with a computerized analysis system (SCA®). Sperm vitality (SV) and abnormal morphology (AM) were assessed via the eosin-nigrosin staining test. Functional membrane integrity (FMI) was assessed via the hypo-osmotic swelling test (HOST). Genealogies and consanguinity analysis was conducted using the Breeders Assistant for Horses program. An average of 3.6 ± 0.4 % was reported for the inbreeding coefficient (Ft). A decrease in sperm motility and kinematics was reported, which was associated with an increase in consanguinity (P < 0.05). Furthermore, differences in consanguinity were found based on gait. Similarly, a relationship between horse gait and semen quality (P < 0.05) was found. Authors concluded that semen quality of Colombian Creole horses has been affected by inbreeding and its relationship with genetic selection based on gait.

A alta consanguinidade entre equinos tem efeitos negativos na qualidade do sêmen, resultando em baixa motilidade e altos níveis de anormalidade nos espermatozóides. No entanto, tal relação não foi estudada em cavalos crioulos colombianos, que tem sido submetidos a práticas de seleção específicas com foco principalmente em sua marcha. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o relação da qualidade do sêmen com endogamia e marcha de cavalos crioulos colombianos. O sêmen foi coletado de 50 cavalos pelo método da vagina artificial. A motilidade e a cinética dos espermatozoides foram avaliadas com um sistema de análise computadorizado (SCA®). A vitalidade do esperma (VE) e a morfologia anormal (MA) foram avaliadas por meio do teste de coloração com eosina-nigrosina. A integridade funcional da membrana (IFM) foi avaliada por meio do test hipo-osmótico (HOST). A análise de genealogias e consanguinidade foi conduzida usando o programa Breeders Assistant for Horses. Uma média de 3,6 ± 0,4% foi encontrada para o coeficiente de endogamia (Ft). Uma diminuição na motilidade e cinética dos espermatozoides, que foi associada a um aumento na consanguinidade (P < 0,05). Além disso, diferenças na consanguinidade foram encontradas com base na marcha. Da mesma forma, foi encontrada uma relação entre a marcha do cavalo e a qualidade do sêmen (P < 0,05). Os autores concluíram que a qualidade do sêmen de cavalos crioulos colombianos foi afetada pela endogamia e sua relação com a seleção genética baseada na marcha.

Relationship of semen quality to inbreeding and gait of Colombian Creole horses / Relação da qualidade do sêmen com endogamia e marcha de cavalos crioulos colombianos

ABSTRACT: High consanguinity among equines has negative effects on semen quality, thus resulting in low motility and high levels of abnormality in the spermatozoa. However, such a relationship has not been studied in Colombian Creole horses, which have been subjected to particular selection practices focusing mainly on their gait. This research assessed the relationship of semen quality to inbreeding and gait of Colombian Creole horses. Semen was collected from 50 horses using the artificial vagina method. Sperm motility and kinematics were assessed with a computerized analysis system (SCA®). Sperm vitality (SV) and abnormal morphology (AM) were assessed via the eosin-nigrosin staining test. Functional membrane integrity (FMI) was assessed via the hypo-osmotic swelling test (HOST). Genealogies and consanguinity analysis was conducted using the Breeders Assistant for Horses program. An average of 3.6 ± 0.4 % was reported for the inbreeding coefficient (Ft). A decrease in sperm motility and kinematics was reported, which was associated with an increase in consanguinity (P < 0.05). Furthermore, differences in consanguinity were found based on gait. Similarly, a relationship between horse gait and semen quality (P < 0.05) was found. Authors concluded that semen quality of Colombian Creole horses has been affected by inbreeding and its relationship with genetic selection based on gait.

RESUMO: A alta consanguinidade entre equinos tem efeitos negativos na qualidade do sêmen, resultando em baixa motilidade e altos níveis de anormalidade nos espermatozóides. No entanto, tal relação não foi estudada em cavalos crioulos colombianos, que tem sido submetidos a práticas de seleção específicas com foco principalmente em sua marcha. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o relação da qualidade do sêmen com endogamia e marcha de cavalos crioulos colombianos. O sêmen foi coletado de 50 cavalos pelo método da vagina artificial. A motilidade e a cinética dos espermatozoides foram avaliadas com um sistema de análise computadorizado (SCA®). A vitalidade do esperma (VE) e a morfologia anormal (MA) foram avaliadas por meio do teste de coloração com eosina-nigrosina. A integridade funcional da membrana (IFM) foi avaliada por meio do test hipo-osmótico (HOST). A análise de genealogias e consanguinidade foi conduzida usando o programa Breeders Assistant for Horses. Uma média de 3,6 ± 0,4% foi encontrada para o coeficiente de endogamia (Ft). Uma diminuição na motilidade e cinética dos espermatozoides, que foi associada a um aumento na consanguinidade (P < 0,05). Além disso, diferenças na consanguinidade foram encontradas com base na marcha. Da mesma forma, foi encontrada uma relação entre a marcha do cavalo e a qualidade do sêmen (P < 0,05). Os autores concluíram que a qualidade do sêmen de cavalos crioulos colombianos foi afetada pela endogamia e sua relação com a seleção genética baseada na marcha.

Equine semen cooled with chemically defined extender containing soy lecithin / Sêmen equino refrigerado com diluidor quimicamente definido contendo lecitina de soja

Equine semen has historically been chilled using milk-based media. However, the use of animal-based components presents several potential concerns, such as variability in formulations, microbial contamination and regulatory issues. We aimed to evaluate the potential of including different concentrations of soy lecithin (LS) in chemically defined Biggers, Whitten and Whittingham (BWW) medium for cooling equine semen to 15°C. Ejaculates were diluted as six different experimental groups: 1) BotuSêmen® (control); 2) BWW; 3) BWW + 1% LS; 4) BWW + 2% LS; 5) BWW + 4% LS and 6) BWW + 6% LS. BWW medium, did not preserve motility, velocity, straightness (STR), linearity (LIN), amplitude of lateral sperm head displacement (ALH), cross flagellar beat frequency (BCF), functional and structural integrity of equine spermatozoa during 24 h of refrigeration when compared to BotuSêmen® (P <0.05). The use of BWW for cooling equine semen was only possible with the addition of LS, being the concentrations equal or higher than 2% better, because they preserved total motility, curvilinear velocity (VCL) and LIN with the same potential of BotuSêmen® (P >0.05). Nevertheless, BotuSêmen® showed superiority in preserving the percentage of sperm progressive motility, average path velocity (VAP), linear progressive velocity (VSL) and BCF during cooling compared to the other extenders (P <0.05). The inclusion of soy lecithin, from 2 to 6% in the BWW medium, allowed maintaining the viability of equine semen cooled at 15ºC for up to 24 hours.

O sêmen equino tem sido historicamente refrigerado usando meios à base de leite. No entanto, o uso de componentes de origem animal causa várias preocupações potenciais, como variabilidade nas formulações, contaminação microbiana e questões regulatórias. Objetivou-se avaliar o potencial de inclusão de diferentes concentrações de lecitina de soja (LS) no meio quimicamente definido BWW - Biggers, Whitten e Whittingham para refrigeração de sêmen equino e armazenamento na temperatura de 15°C. Os ejaculados foram diluídos em seis diferentes grupos experimentais: 1) BotuSêmen® (controle); 2) BWW; 3) BWW + 1% lecitina de soja (LS); 4) BWW + 2% LS; 5) BWW + 4% LS e 6) BWW + 6% LS. O meio BWW, não preservou a motilidade, a velocidade, a retilinearidade (STR), a linearidade (LIN), a amplitude do deslocamento lateral da cabeça (ALH), a frequência de batimento flagelar cruzado (BCF), a integridade funcional e estrutural dos espermatozoides equino durante 24 h de refrigeração quando comparado ao BotuSêmen® (P <0,05). O uso de BWW para refrigeração de sêmen equino só foi possível com adição de lecitina de soja, sendo as concentrações igual ou superior a 2% melhores, pois preservaram a motilidade total, a velocidade curvilinear (VCL) e LIN com mesmo potencial do BotuSêmen® (P >0,05). Ainda assim, o diluidor comercial BotuSêmen® apresentou superioridade em preservar o percentual de espermatozoides progressivamente móveis, a velocidade média da trajetória (VAP), a velocidade linear progressiva (VSL) e a frequência do batimento flagelar cruzado (BCF) durante a refrigeração comparado aos demais diluidores (P <0,05). A inclusão de lecitina de soja, de 2 a 6% no meio BWW, permitiu a manutenção da viabilidade do sêmen equino refrigerado a 15ºC por até 24 horas.

Avances en el manejo de gametos caninos in vitro / Advance in handling canine gametes in vitro

Las características fisiológicas de los gametos caninos que los hace especiales respecto a los de otras especies han dificultado los estudios tendientes a incrementar los porcentajes de éxito en diversas biotecnologías reproductivas. Entre estas características está el inicio de la meiosis de los ovocitos posterior al nacimiento y la ovulación de un gameto inmaduro como ovocito primario, lo que ha complejizado la maduración in vitro de estos ovocitos y, por parte de los espermatozoides, una gran diferencia en la sobrevivencia de los espermatozoides eyaculados versus los congelados-descongelados, que hace imprescindible evaluar la biología reproductiva de estos gametos tendiente a optimizar nuevos protocolos haciendo énfasis previamente en una adecuada evaluación del crecimiento del ovocito in vivo y de la viabilidad espermática en aquellos sometidos a criopreservación(AU)

The physiological characteristics of canine gametes that make them unique compared to those of other species have hindered studies aimed at increasing the success rates in various reproductive biotechnologies. Among these characteristics is the meiosis of the oocytes after birth and the ovulation of an immature gamete as a primary oocyte, which has made the in vitro maturation of these oocytes more complex and, on the part of the spermatozoa, a significant difference in the viability of ejaculated versus frozen-thawed spermatozoa, which makes it essential to evaluate the reproductive biology of these gametes in order to optimize new protocols, previously emphasizing an adequate evaluation of in vivo oocyte growth and sperm viability in those subjected to cryopreservation.(AU)

Actualización sobre COVID-19 e histofisiología del sistema reproductor masculino / Update on COVID-19 and histophysiology of the male reproductive system

RESUMEN: La reciente pandemia de la COVID-19 ha sacudido a la sociedad teniendo una importante repercusión en el campo de la salud y de la investigación. Dada su relevancia, se han llevado a cabo estudios sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la fisiología humana. En concreto, sobre la posible presencia y transmisión del virus a través del sistema reproductor masculino y su posible efecto en el éxito reproductivo. Conocer si la presencia del virus altera los órganos responsables del desarrollo y maduración de las células de la serie espermatogénica podría revelarnos su implicación en la calidad seminal. Por ello, nos planteamos esta revisión, con el fin de analizar las principales evidencias científicas sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la histofisiología del sistema reproductor masculino y sobre la capacidad fecundante de los espermatozoides.

SUMMARY: The recent COVID-19 pandemic has shaken up society, having a significant impact on the field of health and research. Given its relevance, studies have been performed on the effects of SARS-CoV-2 on human physiology. In particular, the possible presence and transmission of the virus through the male reproductive system could affect reproductive success. Knowing if the presence of the virus disrupts the organs responsible for the development and maturation of the cell lines involved in spermatogenesis could reveal its implications in sperm quality. For that reason, we proposed this review, in order to analyze the main scientific evidence on the effects of SARS-CoV-2 on the histophysiology of the male reproductive system and sperm fertilizing capacity.

Efecto de etilenglicol y leche en polvo en la criopreservación de semen de bocachico Prochilodus magdalenae / Effect of ethylene glycol and milk powder in the cryopreservation of bocachico semen Prochilodus magdalenae

RESUMEN Bocachico Prochilodus magdalenae es una especie endémica y la más importante de la pesquería continental colombiana. No obstante, sus capturas han disminuido aproximadamente el 67% en los últimos cuarenta años, por tanto ha sido categorizada como vulnerable a la extinción. La criopreservación de semen, es una herramienta biotecnológica de conservación por tanto el objetivo del presente estudio fue evaluar la criopreservación de semen de bocachico con etilenglicol (EG) y leche en polvo descremada (LP). La solución crioprotectora estuvo compuesta por EG (6, 8 o 10%), LP (3, 5 o 7%) y glucosa 6%. La calidad del semen descongelado se evaluó con un software tipo CASA (computer assisted semen analysis). El porcentaje de inclusión de EG, no afectó significativamente ninguno de los parámetros de calidad seminal evaluados (p>0,05), a excepción de la tasa de eclosión (p<0,05); mientras que, la LP afectó significativamente el porcentaje de espermatozoides estáticos (p<0,05) y las tasas de fertilización y eclosión (p<0,01). La mayor movilidad total se obtuvo cuando EG se incluyó a 10% y la LP a 7% (38,4±18,4%) (p<0,05); pero las mayores tasas de fertilización (54,3-64,2%) y eclosión (47,7-57,5%) se obtuvieron cuando EG se incluyó a 6 u 8% y la LP se incluyó a la menor concentración evaluada (3%), sin observarse diferencia significativa entre estos tratamientos (p>0,05). Los resultados permiten concluir que la combinación EG 6% con LP 3% permiten la criopreservación de semen de Prochilodus magdalenae de buena calidad y capacidad fecundante.

ABSTRACT Bocachico Prochilodus magdalenae is an endemic species and the most important of the Colombian continental fishery. Its catches have decreased by approximately 67% in the last forty years and, it has been categorized as extinction vulnerable. Semen cryopreservation is a biotechnological conservation tool; therefore, the aim of this study was to evaluate bocachico semen's cryopreservation with ethylene glycol (EG) and skimmed milk powder (LP). The cryoprotective solution was composed of EG (6, 8 or 10%), LP (3, 5 or 7%) and glucose at 6%. The quality of the thawed semen was evaluated with CASA software (computer assisted semen analysis). The inclusion percentage of EG did not significantly affect any of the evaluated semen quality parameters (p>0,05), except for the hatching rate (p <0.05). In contrast, LP presented significant effects on the percentage of static sperm (p <0,05) and on fertilization and hatching rates (p<0,01). The highest total motility was achieved with EG included at 10% and the LP 7% (38,4±18,4%) (p<0,05); but the highest fertility rates (54,3-64,2%) and hatching (47,7-57,5%) were registered when EG included at 6 or 8% and LP included at the lowest rate evaluated (3%), no significant difference was observed between these treatments (p>0,05). The results allow us to conclude that the combination EG 6% with LP 3% allows the cryopreservation of Prochilodus magdalenae semen of good quality and fertilizing capacity.

Improving Implantation Rate in 2nd ICSI Cycle through Ovarian Stimulation with FSH and LH in GNRH Antagonist Regimen / Melhorando a taxa de implantação no 2° ciclo de ICSI através do estímulo ovariano com FSH e LH no regime com antagonista do GnRH

Abstract Objective To investigate whether patients with a previous recombinant follicle stimulating hormone (rFSH)-stimulated cycle would have improved outcomes with rFSH + recombinant luteinizing hormone (rLH) stimulation in the following cycle. Methods For the present retrospective case-control study, 228 cycles performed in 114 patients undergoing intracytoplasmic sperm injection (ICSI) between 2015 and 2018 in an in vitro fertilization (IVF) center were evaluated. Controlled ovarian stimulation (COS) was achieved with rFSH (Gonal-f, Serono, Geneva, Switzerland) in the first ICSI cycle (rFSH group), and with rFSH and rLH (Pergoveris, Merck Serono S.p.A, Bari, Italy) in the second cycle (rFSH + rLH group). The ICSI outcomes were compared among the groups. Results Higher estradiol levels, oocyte yield, day-3 high-quality embryos rate and implantation rate, and a lower miscarriage rate were observed in the rFSH + rLH group compared with the rFSH group. In patients < 35 years old, the implantation rate was higher in the rFSH + rLH group compared with the rFSH group. In patients ≥ 35 years old, higher estradiol levels, oocyte yield, day-3 high-quality embryos rate, and implantation rate were observed in the rFSH + rLH group. In patients with ≤ 4 retrieved oocytes, oocyte yield, mature oocytes rate, normal cleavage speed, implantation rate, and miscarriage rate were improved in the rFSH + rLH group. In patients with ≥ 5 retrieved oocytes, higher estradiol levels, oocyte yield, and implantation rate were observed in the rFSH + rLH group. Conclusion Ovarian stimulation with luteinizing hormone (LH) supplementation results in higher implantation rates, independent of maternal age and response to COS when compared with previous cycles stimulated with rFSH only. Improvements were also observed for ICSI outcomes and miscarriage after stratification by age and retrieved oocytes.

Resumo Objetivo: Investigar se há algum efeito da suplementação com hormônio luteinizante (LH, na sigla em inglês) no regime com antagonista do hormônio liberador de gonadotropina (GnRH, na sigla em inglês) sobre os resultados dos ciclos consecutivos de injeção intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI, na sigla em inglês). Métodos Para o presente estudo retrospectivo de caso-controle, foram avaliados 228 ciclos de microinjeção intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI, na sigla em inglês) realizados em 114 pacientes entre 2015 e 2018 em um centro privado de fertilização in vitro (FIV) afiliado a uma universidade. O estímulo ovariano controlado (EOC) foi feito com hormônio folículo- estimulante recombinante (rFSH, na sigla em inglês) (Gonal-f, Serono, Genebra, Suíça) no primeiro ciclo de ICSI (grupo rFSH), e com rFSH e rLH (Pergoveris, Merck Serono S.p.A, Bari, Itália) no segundo ciclo (grupo rFSH + rLH). Os desfechos dos ciclos de ICSI foram comparados entre os grupos. Resultados Níveis mais elevados de estradiol, de recuperação oocitária, taxa de embriões de alta qualidade no 3° dia e taxa de implantação, e menor taxa de aborto foram observados no grupo rFSH + rLH. Em pacientes < 35 anos, a taxa de implantação foi maior no grupo rFSH + rLH em comparação com o grupo rFSH. Em pacientes com ≥ 35 anos, maiores níveis de estradiol, recuperação oocitária, a taxa de embriões de alta qualidade no 3° dia e a taxa de implantação foram observados no grupo rFSH + rLH. Em pacientes com baixa resposta ao EOC (≤ 4 oócitos recuperados), a recuperação oocitária, a taxa de oócitos maduros, a taxa de velocidade normal de clivagem, a taxa de implantação e a taxa de aborto foram melhoradas no grupo rFSH + rLH. Em pacientes com resposta normal ao EOC (≥ 5 oócitos recuperados), níveis mais elevados de estradiol, recuperação oocitária e taxa de implantação foram observados no grupo rFSH + rLH. Conclusão A estimulação ovariana com suplementação de LH resultou em taxas de implantação mais altas, independentemente da idade materna e da resposta ao EOC, em comparação com os ciclos anteriores estimulados apenas com rFSH. Melhorias também foram observadas nos resultados da ICSI e na taxa de aborto quando as pacientes foram estratificadas por idade e número de oócitos recuperados.

Lentivirus vectors fail to deliver transgenes into bovine zygotes after co-incubation with sperm during in vitro fertilization / [Lentivírus falham na entrega de transgenes em zigotos bovinos após coincubação com espermatozoide, durante fertilização in vitro]

As vantagens dos animais transgênicos têm sido demonstradas em diferentes aplicações, entretanto muitas metodologias usadas para gerar animais geneticamente modificados (GM) apresentam baixas taxas de eficiência. O objetivo deste estudo foi avaliar a entrega dos vetores lentivirais (VLs) em zigotos durante a fertilização in vitro (FIV), para gerar embriões GM, com o gene da proteína verde fluorescente (GFP) ou do fator IX de coagulação humana (FIX). Vetores lentivirais com os genes GFP (pLGW-GFP-LV) ou FIX (pLWE2-FIX-LV) foram utilizados na FIV ou na cultura de embriões in vitro (CIV). A coincubação de pLWE2-FIX-LV com espermatozoides e complexos oócitos-células do cumulus (COCs) durante a FIV diminuiu (P<0,05) as taxas de clivagem e de blastocistos, enquanto com pLGW-GFP-LV diminuiu (P<0,05) a taxa de blastocisto quando se comparou ao controle sem VL. A coincubação de pLWE2-FIX-LV e pLGW-GFP-LV com presumíveis zigotos durante a CIV não afetou (P>0,05) o desenvolvimento embrionário. A expressão da proteína GFP não foi detectada em embriões após a coincubação de FIV ou CIV, embora as células do cumulus expressassem a proteína até o dia oito de cultivo in vitro. Reações em cadeia da polimerase (PCR) não detectaram os genes GFP ou FIX em embriões, mas ambos foram detectados em células do cumulus. Assim, a coincubação de VL com espermatozoide bovino e COCs não é eficaz para produzir embriões geneticamente modificados por meio de FIV.(AU)

Docosahexaenoic acid associated vitamin E in the diluent for cryopreservation of goat semen / Ácido docosahexaenoico associado à vitamina E no meio diluidor para criopreservação de sêmen caprino

The objective of this study was to evaluate the effect of and determine the optimum level of inclusion of docosahexaenoic acid (DHA) in the diluent for goat semen cryopreservation. Five Boer males underwent semen collection, totaling 10 viable collections per animal. After evaluation, the ejaculates were pooled and fractionated in Tris-yolk medium with the addition of 0; 30; 45; or 60ng mL-1 of DHA and 0.4 mmol of alpha-tocopherol (Vitamin E). The semen was cryopreserved in a freezing machine (TK 3000TM) and placed in a cryogenic cylinder for subsequent analysis. Data were evaluated by regression analysis at 5% significance. There were no differences (P > 0.05) in sperm kinetic parameters evaluated by computer assisted sperm analysis: total motility (79.17 ± 17.31%), progressive motility (14.04 ± 5.73%), curvilinear speed (58.82 ± 6.35µm/s), progressive linear speed (22.49 ± 3.63µm/s), mean path speed (35.17 ± 4.52µm/s), linearity (38.69 ± 5.79%), rectilinearity (63.99 ± 6.64%), and oscillation index (59.68 ± 2.99%). There were no differences (P > 0.05) found from the membrane functional integrity test for reactive spermatozoa (69.66 ± 9.76%), plasma and acrosomal membrane integrity of intact spermatozoa (29.86 ± 7.57%), mitochondrial potential of Class I cryopreserved goat semen (72.75 ± 9.81%), and chromatin compaction of intact chromatin (96.87 ± 4.37%).

O estudo teve como objetivo avaliar o efeito e determinar o melhor nível de inclusão de ácido docosahexaenoico (DHA) no diluidor para criopreservação de sêmen caprino. Cinco machos Boer foram submetidos a coletas de sêmen, totalizando 10 coletas viáveis por animal. Após avaliação, os ejaculados foram agrupados (pool) e fracionados em meio Tris gema, acrescido de 0; 30; 45 e 60ng mL-1 de DHA e 0,4mmol de alfa-tocoferol. O sêmen foi criopreservado em máquina de congelamento TK 3000® e acondicionado em botijão criogênico para posterior análise. Os dados foram avaliados por análise de regressão a 5% de significância. Não houve diferença (P > 0,05) nos parâmetros cinéticos espermáticos avaliados pela análise assistida por computador: motilidade total (79,17 ± 17,31%), motilidade progressiva (14,04 ± 5,73%), velocidade curvilínea (58,82 ± 6,35µm/s), velocidade linear progressiva (22,49 ± 3,63µm/s), velocidade média do caminho (35,17 ± 4,52µm/s), linearidade (38,69 ± 5,79%), retilinearidade (63,99 ± 6,64%) e índice de oscilação (59,68 ± 2,99%). Não foram encontradas diferenças (P> 0,05) no teste de integridade funcional da membrana para espermatozoides reativos (69,66 ± 9,76%), integridade plasmática e membrana acrossomal dos espermatozoides intactos (29,86 ± 7,57%), potencial mitocondrial do sêmen caprino de classe I (72,75 ± 9,81%) e compactação da cromatina intacta (96,87 ± 4,37%). A inclusão de até 60ng mL-1 de DHA não promoveu melhora nos parâmetros de qualidade seminal de caprinos pós-descongelamento.

Adição de colesterol carregado com ciclodextrina ao sêmen ovino na criopreservação / Addition of cholesterol loaded with cyclodextrin to sheep semen in cryopreservation

Objetivou-se avaliar o efeito da adição de diferentes concentrações do colesterol carregado por ciclodextrina (CCC) sobre os espermatozoides congelados de ovinos. Foram coletados dois ejaculados de 10 carneiros (n=20) e diluídos em Tris-Gema de ovo até a concentração final de 200 x106 sptz/mL e mantidos em banho maria a 32 °C. O CCC foi adicionado: controle (0,0mg), 1,5mg, 3,0mg e 6,0mg de CCC/120 x106 sptz/mL. Após adição, o sêmen foi resfriado a 5 °C por duas horas, após esse período, envasado em palhetas de 0,5mL e então acondicionado sob vapor de nitrogênio líquido (N2L), a 8 cm da lâmina líquida/15 minutos e depois imersos no N2L. As amostras foram analisadas quanto à motilidade espermática, integridade da membrana plasmática e da membrana acrossomal, atividade mitocondrial e teste de ligação. As variáveis foram submetidas à análise de variância e médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. O maior percentual de integridade da membrana plasmática, acrossomal e a maior atividade mitocondrial foram obtidos utilizando 6,0mg de CCC. A adição de3,0mg de CCC manteve o percentual de motilidade espermática após a criopreservação, quando comparado aos demais tratamentos e controle. A adição de 1,5 e 3,0mg de CCC mantiveram o percentual de viabilidade espermática após a criopreservação acima de 65%. O número de espermatozoides com capacidade de ligação a membrana perivitelina da gema de ovo foi maior (p<0,05) no tratamento com 3,0mg de CCC. Concluiu se que a adição de CCC ao sêmen diluído, nas concentrações avaliadas, melhora a qualidade espermática após descongelação.

The objective was to evaluate the effect of adding different concentrations of cholesterol carried by cyclodextrin (CCC) on frozen ovine sperm. Two ejaculates were collected from 10 rams (n=20) and diluted in Tris-Yolk until the final concentration of 200 x 106 sptz/mL was reached and kept in a water bath at 32 °C. The CCC was added: control (0,0mg), 1.5mg, 3.0mg, and 6.0mg of CCC/120 x 106 sptz/mL. After the addition, the semen was cooled at 5 °C for two hours, after that period, filled in 0.5 mL straws, and then conditioned under liquid nitrogen vapor (N2L), at 8 cm of the liquid/15 minutes, and then immersed in N2L. The samples were analyzed for sperm motility, plasma membrane and acrosomal membrane integrity, mitochondrial activity, and binding test. The variables were subjected to analysis of variance and means compared by Tukey's test at 5% probability. The highest percentage of plasma membrane integrity and the highest mitochondrial activity were obtained using 6.0mg of CCC. The addition of 3.0mg of CCC maintained the percentage of sperm motility after cryopreservation, when compared to other treatments and control. The addition of 1.5 and 3.0mg of CCC maintained the percentage of sperm viability after cryopreservation, above 65%. The count of sperm with ability to bind to the egg yolk perivitelline membrane was higher (p<0.05) with 3.0mg of CCC. It is concluded that the addition of CCC to the diluted semen, in the evaluated concentrations, improves the sperm quality after thawing.

Goat semen freezing: the two faces of the coin / Congelação de sêmen caprino: as duas faces da moeda

Although the niche market for goat breeding products is on the rise, this activity is still carried out in family and disorganized systems. Thus, technification of this sector is necessary, including the introduction of reproduction biotechnology, such as semen cryopreservation and artificial insemination (AI). Semen freezing enables the breeder to improve the genetic quality of their herds at a lower cost, increasing the male potential without limit of time or space, and facilitating breeding management when in association with AI. As a consequence, the productivity and profitability of this sector is elevated, which could favor the transition from a livestock subsistence system to an industrial one. Nevertheless, the use of frozen semen of goats still presents some limitations, since the extender and procedures used for this biotechnology subject the gametes to numerous structural and functional injuries, both lethal and sublethal. These factors are reflected in the fertility rates, which are reduced after AI with frozen goat semen. In this perspective, the objective of the current review work is to report the positive and negative aspects of semen freezing biotechnology, with emphasis on the goat species.

O nicho consumidor de produtos da caprinocultura se encontra em plena ascensão. Apesar disso, tal atividade pecuária ainda é realizada em sistema familiar e de forma desorganizada. Deste modo, a tecnificação do setor é necessária, inclusive pela introdução de biotécnicas da reprodução, como a criopreservação de sêmen e a inseminação artificial (IA). O uso do sêmen congelado possibilita ao produtor melhorar a qualidade genética de seu rebanho a um menor custo, ampliar o potencial do reprodutor sem limite de tempo ou espaço e facilitar o manejo das criações, quando em associação a IA. Como consequência, são elevadas a produtividade e lucratividade do setor, o que inclusive favorece a transição de um sistema pecuário de subsistência para o industrial. Contudo, a congelação do sêmen caprino e o seu uso ainda apresenta certas limitações, visto que os diluidores e procedimentos empregados para esta biotécnica submetem os gametas à inúmeras injúrias estruturais e funcionais, letais e subletais. Tais fatos se refletem nas taxas de fertilidades, as quais se mostram reduzidas após a IA com sêmen congelado caprino. Diante dessa perspectiva, foi objetivado com este trabalho de revisão expor os pontos positivos e negativos da biotécnica da congelação de sêmen, com ênfase para a espécie caprina.

Effects of insulin on sperm cell quality in ram semen cooled at 5°C / Efeitos da insulina sobre a qualidade das células espermáticas no sêmen ovino refrigerado a 5oC

Insulin is present in the seminal plasma and is involved in sperm activities like motility and capacitation. However, the effects of insulin on the viability of cooled ram sperm are not fully understood. Therefore, the objective of the current study was to evaluate the effect of insulin addition on ram sperm maintained at 5ºC. Sperm samples were collected from six healthy, mature Santa Inês rams. The ejaculates were divided into two aliquots with (insulin group) or without (control group) insulin (3 IU mL-1) in the semen extender, and then cooled at 5°C for 48 hours. Subsequently, the sperm cells were evaluated for motility and kinetics using computer-assisted semen analysis. The samples were evaluated for acrosomal integrity by fluorescein using isothiocyanate combined with peanut agglutinin (FITC-PNA) and membrane functionality by the hypoosmotic swelling test. The semen analysis was performed after 24 or 48 hours of cooling. There was an increased percentage of progressive sperm motility (%), straightness (%), linearity (%) and beat caudal frequency (Hz) in the insulin group after 24 and 48 hours of cooling (p < 0.05). However, insulin did not affect total sperm motility, sperm velocities (VSL, VAP and VCL) (µm seg-1), acrosomal integrity and membrane functionality during cooling (p > 0.05). In conclusion, the addition of 3 IU mL-1 insulin to ram semen extender improved the quality of sperm motility after cooling.(AU)

A insulina está presente no plasma seminal e participa de atividades espermáticas, como a motilidade e capacitação. Entretanto, os efeitos da insulina sobre a viabilidade do espermatozoide ovino resfriado ainda não estão elucidadas. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da adição de insulina sobre o espermatozoide ovino durante o tempo de armazenamento à 5º C. Amostras espermáticas de seis carneiros da raça Santa Inês foram utilizadas. Os ejaculados foram divididos em duas aliquotas, com (grupo insulina) ou sem (grupo controle) adição de insulina (3 UI mL-1) no diluidor seminal e, posteriormente, resfriados até 5oC e mantidos armazenados por 48 horas. Em seguida, os espermatozoides foram avaliados quanto a motilidade e cinética utilizando um Sistema Computadorizado de Análise de Sêmen (CASA). Adicionalmente, as amostras espermáticas foram analizadas quanto a integridade acrosomal por meio de sondas fluorescentes (FITC-PNA) e, funcionalidade de membrana pelo teste hiposmótico. As análises seminais foram realizadas após 24 ou 48 horas de resfriamento. Foram verificados aumentos de espermatozoides com motilidade progressiva (%), retilinearidade (%), linearidade (%) e frequência de batimento caudal (BCF) (Hz) no grupo insulina após 24 ou 48 horas de resfriamento (p < 0.05). Entretanto, não houve efeito da adição de insulina sobre a porcentagem de espermatozoides moveis (%) e das velocidades espermáticas (VSL, VAP e VCL) (µm seg-1), integridade acrossomal e funcionalidade de membrana durante o resfriamento (p > 0.05). Conclui-se que adição de insulina (3 UI mL-1) no diluidor seminal melhora a qualidade da motilidade espermática durante o resfriamento.(AU)

Goat semen freezing: the two faces of the coin / Congelação de sêmen caprino: as duas faces da moeda

Although the niche market for goat breeding products is on the rise, this activity is still carried out in family and disorganized systems. Thus, technification of this sector is necessary, including the introduction of reproduction biotechnology, such as semen cryopreservation and artificial insemination (AI). Semen freezing enables the breeder to improve the genetic quality of their herds at a lower cost, increasing the male potential without limit of time or space, and facilitating breeding management when in association with AI. As a consequence, the productivity and profitability of this sector is elevated, which could favor the transition from a livestock subsistence system to an industrial one. Nevertheless, the use of frozen semen of goats still presents some limitations, since the extender and procedures used for this biotechnology subject the gametes to numerous structural and functional injuries, both lethal and sublethal. These factors are reflected in the fertility rates, which are reduced after AI with frozen goat semen. In this perspective, the objective of the current review work is to report the positive and negative aspects of semen freezing biotechnology, with emphasis on the goat species.(AU)

O nicho consumidor de produtos da caprinocultura se encontra em plena ascensão. Apesar disso, tal atividade pecuária ainda é realizada em sistema familiar e de forma desorganizada. Deste modo, a tecnificação do setor é necessária, inclusive pela introdução de biotécnicas da reprodução, como a criopreservação de sêmen e a inseminação artificial (IA). O uso do sêmen congelado possibilita ao produtor melhorar a qualidade genética de seu rebanho a um menor custo, ampliar o potencial do reprodutor sem limite de tempo ou espaço e facilitar o manejo das criações, quando em associação a IA. Como consequência, são elevadas a produtividade e lucratividade do setor, o que inclusive favorece a transição de um sistema pecuário de subsistência para o industrial. Contudo, a congelação do sêmen caprino e o seu uso ainda apresenta certas limitações, visto que os diluidores e procedimentos empregados para esta biotécnica submetem os gametas à inúmeras injúrias estruturais e funcionais, letais e subletais. Tais fatos se refletem nas taxas de fertilidades, as quais se mostram reduzidas após a IA com sêmen congelado caprino. Diante dessa perspectiva, foi objetivado com este trabalho de revisão expor os pontos positivos e negativos da biotécnica da congelação de sêmen, com ênfase para a espécie caprina.(AU)

Adição de colesterol carregado com ciclodextrina ao sêmen ovino na criopreservação / Addition of cholesterol loaded with cyclodextrin to sheep semen in cryopreservation

Objetivou-se avaliar o efeito da adição de diferentes concentrações do colesterol carregado por ciclodextrina (CCC) sobre os espermatozoides congelados de ovinos. Foram coletados dois ejaculados de 10 carneiros (n=20) e diluídos em Tris-Gema de ovo até a concentração final de 200 x106 sptz/mL e mantidos em banho maria a 32 °C. O CCC foi adicionado: controle (0,0mg), 1,5mg, 3,0mg e 6,0mg de CCC/120 x106 sptz/mL. Após adição, o sêmen foi resfriado a 5 °C por duas horas, após esse período, envasado em palhetas de 0,5mL e então acondicionado sob vapor de nitrogênio líquido (N2L), a 8 cm da lâmina líquida/15 minutos e depois imersos no N2L. As amostras foram analisadas quanto à motilidade espermática, integridade da membrana plasmática e da membrana acrossomal, atividade mitocondrial e teste de ligação. As variáveis foram submetidas à análise de variância e médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. O maior percentual de integridade da membrana plasmática, acrossomal e a maior atividade mitocondrial foram obtidos utilizando 6,0mg de CCC. A adição de3,0mg de CCC manteve o percentual de motilidade espermática após a criopreservação, quando comparado aos demais tratamentos e controle. A adição de 1,5 e 3,0mg de CCC mantiveram o percentual de viabilidade espermática após a criopreservação acima de 65%. O número de espermatozoides com capacidade de ligação a membrana perivitelina da gema de ovo foi maior (p<0,05) no tratamento com 3,0mg de CCC. Concluiu se que a adição de CCC ao sêmen diluído, nas concentrações avaliadas, melhora a qualidade espermática após descongelação.(AU)

The objective was to evaluate the effect of adding different concentrations of cholesterol carried by cyclodextrin (CCC) on frozen ovine sperm. Two ejaculates were collected from 10 rams (n=20) and diluted in Tris-Yolk until the final concentration of 200 x 106 sptz/mL was reached and kept in a water bath at 32 °C. The CCC was added: control (0,0mg), 1.5mg, 3.0mg, and 6.0mg of CCC/120 x 106 sptz/mL. After the addition, the semen was cooled at 5 °C for two hours, after that period, filled in 0.5 mL straws, and then conditioned under liquid nitrogen vapor (N2L), at 8 cm of the liquid/15 minutes, and then immersed in N2L. The samples were analyzed for sperm motility, plasma membrane and acrosomal membrane integrity, mitochondrial activity, and binding test. The variables were subjected to analysis of variance and means compared by Tukey's test at 5% probability. The highest percentage of plasma membrane integrity and the highest mitochondrial activity were obtained using 6.0mg of CCC. The addition of 3.0mg of CCC maintained the percentage of sperm motility after cryopreservation, when compared to other treatments and control. The addition of 1.5 and 3.0mg of CCC maintained the percentage of sperm viability after cryopreservation, above 65%. The count of sperm with ability to bind to the egg yolk perivitelline membrane was higher (p<0.05) with 3.0mg of CCC. It is concluded that the addition of CCC to the diluted semen, in the evaluated concentrations, improves the sperm quality after thawing.(AU)