Impaired protamination and sperm DNA damage in a Nellore bull with high percentages of morphological sperm defects in comparison to normospermic bulls / Deficiências de protaminação e danos de DNA no sêmen de um touro Nelore com elevada porcentagem de patologias espermáticas em comparação a touros normospérmicos

The routine semen evaluation assessing sperm concentration, motility and morphology, does not identify subtle defects in sperm chromatin architecture. Bulls appear to have stable chromatin, with low levels of DNA fragmentation. However, the nature of fragmentation and its impact on fertility remain unclear and there are no detailed reports characterizing the DNA organization and damage in this species. The intensive genetic selection, the use of artificial insemination and in vitro embryo production associated to the cryopreservation process can contribute to the chromatin damage and highlights the importance of sperm DNA integrity for the success of these technologies. Frozen-thawed semen samples from three ejaculates from a Nellore bull showed high levels of morphological sperm abnormalities (55.8±5.1%), and were selected for complementary tests. Damage of acrosomal (76.9±8.9%) and plasma membranes (75.7±9.3%) as well as sperm DNA strand breaks (13.8±9.5%) and protamination deficiency (3.7±0.6%) were significantly higher compared to the values measured in the semen of five Nellore bulls with normospermia (24.3±3.3%; 24.5±6.1%; 0.6±0.5%; 0.4±0.6% for acrosome, plasma membrane, DNA breaks and protamine deficiency, respectively) (P<0.05). Motility and percentage of spermatozoa with low mitochondrial potential showed no differences between groups. This study shows how routine semen analyses (in this case morphology) may point to the length and complexity of sperm cell damage emphasizing the importance of sperm function testing.(AU)

O exame de rotina de sêmen, o qual avalia a concentração de espermatozoides, a motilidade e a morfologia, pode não identificar defeitos sutis na arquitetura da cromatina de espermatozoides. Os touros parecem ter cromatina estável com baixos níveis de fragmentação do DNA. No entanto, a natureza da fragmentação e o seu impacto sobre a fertilidade ainda não estão claros e não há relatos que caracterizam a organização do DNA e os danos nessa espécie com mais detalhes. A seleção genética intensiva e o uso da inseminação artificial e da produção in vitro de embriões, além do processo de criopreservação, podem contribuir para o dano da cromatina, e sabe-se a importância da integridade do DNA espermático para o sucesso dessas tecnologias. Amostras de sêmen de três ejaculados de um touro Nelore com altos níveis de alterações morfológicas (55,8±5,1%) foram selecionadas para realização de exames complementares. Os danos de acrossoma (76,9±8,9%) e das membranas plasmáticas (75,7±9,3%), bem como quebras de fita de DNA de espermatozoides (13,8±9,5) e deficiência de protamina (3,7±0,6) foram significativamente maiores em comparação aos valores avaliados no sêmen de cinco touros Nelore com normospermia (24,3±3,3%; 24,5±6,1%; 0,6±0,5%; 0,4±0,6% para acrossoma, membrana plasmática, quebras de DNA e deficiência de protamina, respectivamente) (p<0,05). Motilidade e porcentagem de espermatozoides com baixo potencial mitocondrial não diferiram estatisticamente. Essas avaliações mostram que análises de sêmen de rotina (neste caso, morfologia) podem apontar para a extensão e a complexidade dos danos na célula espermática, o que indica que a deficiência de protamina e os danos no DNA podem ocorrer simultaneamente a defeitos morfológicos. Tal ocorrência enfatiza a importância das análises de sêmen clássicas e dos testes complementares.(AU)

Impaired protamination and sperm DNA damage in a Nellore bull with high percentages of morphological sperm defects in comparison to normospermic bulls / Deficiências de protaminação e danos de DNA no sêmen de um touro Nelore com elevada porcentagem de patologias espermáticas em comparação a touros normospérmicos

The routine semen evaluation assessing sperm concentration, motility and morphology, does not identify subtle defects in sperm chromatin architecture. Bulls appear to have stable chromatin, with low levels of DNA fragmentation. However, the nature of fragmentation and its impact on fertility remain unclear and there are no detailed reports characterizing the DNA organization and damage in this species. The intensive genetic selection, the use of artificial insemination and in vitro embryo production associated to the cryopreservation process can contribute to the chromatin damage and highlights the importance of sperm DNA integrity for the success of these technologies. Frozen-thawed semen samples from three ejaculates from a Nellore bull showed high levels of morphological sperm abnormalities (55.8±5.1%), and were selected for complementary tests. Damage of acrosomal (76.9±8.9%) and plasma membranes (75.7±9.3%) as well as sperm DNA strand breaks (13.8±9.5%) and protamination deficiency (3.7±0.6%) were significantly higher compared to the values measured in the semen of five Nellore bulls with normospermia (24.3±3.3%; 24.5±6.1%; 0.6±0.5%; 0.4±0.6% for acrosome, plasma membrane, DNA breaks and protamine deficiency, respectively) (P<0.05). Motility and percentage of spermatozoa with low mitochondrial potential showed no differences between groups. This study shows how routine semen analyses (in this case morphology) may point to the length and complexity of sperm cell damage emphasizing the importance of sperm function testing.(AU)

O exame de rotina de sêmen, o qual avalia a concentração de espermatozoides, a motilidade e a morfologia, pode não identificar defeitos sutis na arquitetura da cromatina de espermatozoides. Os touros parecem ter cromatina estável com baixos níveis de fragmentação do DNA. No entanto, a natureza da fragmentação e o seu impacto sobre a fertilidade ainda não estão claros e não há relatos que caracterizam a organização do DNA e os danos nessa espécie com mais detalhes. A seleção genética intensiva e o uso da inseminação artificial e da produção in vitro de embriões, além do processo de criopreservação, podem contribuir para o dano da cromatina, e sabe-se a importância da integridade do DNA espermático para o sucesso dessas tecnologias. Amostras de sêmen de três ejaculados de um touro Nelore com altos níveis de alterações morfológicas (55,8±5,1%) foram selecionadas para realização de exames complementares. Os danos de acrossoma (76,9±8,9%) e das membranas plasmáticas (75,7±9,3%), bem como quebras de fita de DNA de espermatozoides (13,8±9,5) e deficiência de protamina (3,7±0,6) foram significativamente maiores em comparação aos valores avaliados no sêmen de cinco touros Nelore com normospermia (24,3±3,3%; 24,5±6,1%; 0,6±0,5%; 0,4±0,6% para acrossoma, membrana plasmática, quebras de DNA e deficiência de protamina, respectivamente) (p<0,05). Motilidade e porcentagem de espermatozoides com baixo potencial mitocondrial não diferiram estatisticamente. Essas avaliações mostram que análises de sêmen de rotina (neste caso, morfologia) podem apontar para a extensão e a complexidade dos danos na célula espermática, o que indica que a deficiência de protamina e os danos no DNA podem ocorrer simultaneamente a defeitos morfológicos. Tal ocorrência enfatiza a importância das análises de sêmen clássicas e dos testes complementares.(AU)

Identificação de proteínas do plasma seminal de touros da raça Gir / Identification of seminal plasma proteins in Gir bulls

Estudou-se o perfil de proteínas totais (PLB) e proteínas ligadoras de heparina (PLH) do plasma seminal de touros da raça Gir e suas associações com parâmetros andrológicos e fertilidade in vitro. A concentração da PLB variou de 4,1 a 167,9 mg/mL e da PLH entre 0,02096 e 0,19025 (%). O perfil cromatográfico apresentou nove picos de afinidade para PLB e cinco picos para PLH. As associações significativas foram: PLB x taxa de blastocistos, PLH do pico 1 x taxa de blastocistos, PLH do pico 5 x taxa de clivagem e blastocistos. Nenhuma proteína estudada apresentou associação com parâmetros andrológicos. (AU)

It was studied the seminal plasma total protein (TP) and heparin binding protein (PLH) profiles of Gyr bulls and their associations with andrological parameters and in vitro fertility. Total protein concentration varied between 4,1 a 167,9 mg/ml and heparin binding protein 0,02096 to 0,19025 (%). Chromatographic profile of TP presented nine peaks. PLH presented five affinity peaks. Associations were for: total proteins x blastocysts rate, peak 1 heparin binding proteins x blastocysts rate, peak 5 heparin binding protein x cleavage rate and blastocysts rate. However no protein showed association with andrological parameters. (AU)

Identificação de proteínas do plasma seminal de touros da raça Gir / Identification of seminal plasma proteins in Gir bulls

Estudou-se o perfil de proteínas totais (PLB) e proteínas ligadoras de heparina (PLH) do plasma seminal de touros da raça Gir e suas associações com parâmetros andrológicos e fertilidade in vitro. A concentração da PLB variou de 4,1 a 167,9 mg/mL e da PLH entre 0,02096 e 0,19025 (%). O perfil cromatográfico apresentou nove picos de afinidade para PLB e cinco picos para PLH. As associações significativas foram: PLB x taxa de blastocistos, PLH do pico 1 x taxa de blastocistos, PLH do pico 5 x taxa de clivagem e blastocistos. Nenhuma proteína estudada apresentou associação com parâmetros andrológicos.

It was studied the seminal plasma total protein (TP) and heparin binding protein (PLH) profiles of Gyr bulls and their associations with andrological parameters and in vitro fertility. Total protein concentration varied between 4,1 a 167,9 mg/ml and heparin binding protein 0,02096 to 0,19025 (%). Chromatographic profile of TP presented nine peaks. PLH presented five affinity peaks. Associations were for: total proteins x blastocysts rate, peak 1 heparin binding proteins x blastocysts rate, peak 5 heparin binding protein x cleavage rate and blastocysts rate. However no protein showed association with andrological parameters.

Efeito da utilização de diferentes diluidores para a produção in vitro de embriões bovinos / Effect of different bovine semen extenders on in vitro development of bovine embryos

Objetivou-se avaliar as características morfológica e funcional do sêmen bovino congelado comparando-se a eficácia de dois diferentes diluidores. O ejaculado de quatro touros foi dividido em duas partes iguais, uma submetida ao diluidor Tris e gema de ovo (A) e outra ao diluidor à base de lecitina de soja (Andromed®) (B). No experimento I, cinco palhetas dos diluidores A e B de cada touro foram descongeladas e avaliadas quanto à motilidade, vigor, concentração, morfologia espermática e teste de termor-resistência lento. Foram feitas, ainda, avaliação da integridade de membranas, por meio da associação das sondas iodeto de propídio, isotiocionato de fluoresceína - Pisum sativum e carbocianina catiônica lipofílica, e avaliação funcional da membrana plasmática com teste hiposmótico. A avaliação da integridade da cromatina foi realizada pelo método de coloração com laranja de acridina. No experimento II, o sêmen com os diferentes diluidores foi utilizado na fecundação in vitro, sendo observadas taxas de clivagem e desenvolvimento embrionário in vitro. Em relação aos resultados obtidos, apenas a porcentagem de espermatozoides no sêmen congelado foi discretamente maior com o diluidor A, concluindo-se que o diluidor composto por lecitina de soja pode substituir o composto por Tris e gema de ovo, respeitando-se as variações individuais de cada touro utilizado no presente experimento.(AU)

The goal of this study was to evaluate the protective effect of egg yolk compared with a soybean lecithin-based extender on morphologic and functional characteristics of frozen bovine semen. The ejaculate of four bulls was divided into two equal parts, one diluted with egg-yolk-Tris extender (A) and the other with a soy-lecithin based extender (Andromed®) (B). In experiment I, five straws of extender A and B from each bull were thawed and assessed regarding motility (subjective and computerized analysis), vigor, concentration, sperm morphology and slow thermoresistance (STR), evaluation of membrane integrity through association of propidium iodite probes (PI), fluorescein isotiocianate - Pisum sativum (FITC-PSA) and lipophilic cationic carbocyanine (JC-1) and functional evaluation of the plasmatic membrane through Hyposmotic Swelling Test (HOST). An evaluation of chromatin integrity was performed with the acridine orange staining procedure. In experiment II, the frozen semen with different extenders was used for in vitro fertilization (IVF), analyzing cleavage rates and in vitro embryo development. No statistical difference between extenders was identified, suggesting that the soy lecithin extender may substitute egg-yolk-Tris extender, considering the individual variations of each bull used in this experiment.(AU)

Uso de estreptomicina na eliminação da leptospirúria em touros (bos taurus indicus) naturalmente infectados pelo sorovar hardjo / Use of streptomycin in the end of leptospiruria in serologically reactive bulls (bos taurus indicus)

RESUMO O objetivo desse trabalho foi verificar a ação de marcas diferentes de estreptomicinas polivalentes para o tratamento da leptospirose bovina em dose única (25 mg de estreptomicina por kg de peso corpóreo). O trabalho foi realizado com 14 touros adultos sorologicamente reagentes para Leptospira interrogans sorovar Hardjo, com título mínimo de 800 e com cultivo positivo. Os animais foram separados em 2 grupos de acordo com a marca da estreptomicina utilizada no tratamento, grupo 1: estreptomicina A e grupo 2: estreptomicina B. Os bovinos controles não receberam nenhum tratamento. Foram obtidas amostras de sangue e urina dos animais tratados e controles nos dias -1, 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15 e 25; considerando-se o dia do tratamento como dia 0. Na urina dos bovinos tratados e controle foi realizada a reação em cadeia da polimerase (PCR) e isolamento com inoculação em hamsters. Observou-se que a estreptomicina da marca A, em dose única de 25 mg/kg de peso corpóreo, conseguiu eliminar a leptospirúria no grupo de touros após 24h do tratamento. Já no grupo de touros tratados com a estreptomicina da marca B, foi constatado a leptospirúria entre 48h e 72h, após o tratamento. Em ambos os grupos tratados, a resposta sorológica apresentou uma variação da queda dos níveis dos títulos de anticorpos aglutinantes, sendo que embora a estreptomicina A tenha aparentemente apresentado um melhor desempenho quando comparada com as médias geométricas dos títulos do grupo tratado com a estreptomicina B as médias não diferiram entre si pelo Teste de Tukey (P > 0,05). Nos bovinos tratados a leptospirúria foi intermitente e a média geométrica dos títulos foi menor que a média geométrica dos títulos dos bovinos controles. A diferença do efeito da ação das diferentes marcas de estreptomicina está possivelmente na qualidade da matéria prima produzida pelos laboratórios.

ABSTRACT The objective of this work was evaluated different marks of streptomycin for the treatment of bovine leptospirosis, in an only one dose of 25 mg for kg of corporeal weight. Thirty serologically reactive bulls for Leptospira interrogans serovar Hardjo were utilized. The bulls had a minimum antibody titer of 800 and were positive in the isolation from urine samples. The animals had been separated in 2 groups according with the streptomycin mark used in the treatment, group 1: streptomycin A and group 2: streptomycin B. The bovine controls had received any application from streptomycin. Samples of blood and urine of treated and controls bulls were collected in days -1, 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15 and 25; considering the day of the treatment as day 0. A research for the detection of leptospira genetic material was realized in the urine of all bulls by PCR. It was observed that the streptomycin A ended leptospiruria in 24h after of the treatment. In the group of bulls treated with the streptomycin B, the end of leptospiruria was evidenced in 48h and 72h, after the treatment. In both treated groups, the serological reply presented a variation in the fall of antibodies titers, and streptomycin A was better in comparative performance with geométric means of the antibodies titers of the group that received streptomycin B, although by the Tukey Test the difference was no significant (P > 0.05). In the bovine controls the leptospiruria was intermittent and the average of the antibody titers of the treated bovines was lower than the average of the bovine controls, during all the experiments. The difference in the effect of different brands of streptomycin is possibly due to the quality of the substances produced in the laboratories.

Perfil em SDS-PAGE das proteínas do plasma seminal e sua relação com a congelabilidade do sêmen de touros doadores da raça gir / SDS-PAGE seminal plasma proteins pattern and its correlation with gir breed semen freezability

Foram utilizados dez animais doadores de sêmen em nível de Central de Inseminação Artificial, da raça Gir, divididos em dois grupos, de acordo com o grau de congelabilidade do sêmen de cada animal. Os animais com sêmen de alta congelabilidade foram aqueles cuja porcentagem de ejaculados viáveis pós-descongelação foi superior a 80 por cento. O grupo de baixa congelabilidade tinha animais com porcentagem menor que 50 por cento de ejaculados viáveis pós-descongelação. Os critérios de avaliação da viabilidade do sêmen e seleção dos animais foram definidos pelo controle de qualidade do Departamento de Produção da Central de Inseminação Artificial. Foram feitas quatro coletas semanais consecutivas, sendo que obtiveram-se as amostras de plasma seminal por centrifugação a 1.500 g por 15 a 20 minutos a 4ºC, momentos após a coleta do sêmen em vagina artificial. O plasma seminal foi dialisado em membrana de celulose, em tampão Tris-Glicina pH-7,4 por 24 horas a 4ºC, em agitação lenta e constante. As amostras foram padronizadas em 1,0 mg/ml de proteína total, por diluição em tampão Tris-HCl 62mM pH-6,2 mais 20 por cento de glicerol e 4 por cento de SDS. Através de eletroforese do tipo SDS-PAGE, foram feitas as corridas em gel a 13 por cento. A corrida foi feita com a constante de 25 mA, por um período de 5 horas. A coloração do gel foi feita por Coomassie Brilliant Blue. Pelos resultados obtidos, verificou-se que existe uma banda no grupo de alta congelabilidade, cujo fragmento polipeptídico desta proteína tem Mr (mobilidade relativa) 20,3 e PM (peso molecular) aproximado de 61.800 Da. Esta banda nao foi detectada nas amostras do grupo de baixa congelabilidade, o que sugere ser um possível marcador bioquímico quanto ao potencial de criopreservação do sêmen de bovinos.(AU)