Eficiência de três diluidores inespecíficos na refrigeração do sêmen de coelho (Oryctolagus cuniculus f. domesticus) / Efficiency of three unspecific diluents in refrigeration of rabbit (Oryctolagus cuniculus f. domesticus) semen / Eficiencia de tres diluyentes inespecíficos en la refrigeración de semen de conejo (Oryctolagus cuniculus f. domesticus)

Objetivou-se com este trabalho avaliar a viabilidade seminal de coelhos após refrigeração a 5°C utilizando três diluentes comerciais, indicados para refrigeração de sêmen de outras espécies monogástricas. Foram realizadas dez colheitas de sêmen de cada reprodutor. Os ejaculados de cada coelho eram misturados, obtendo-se um pool de sêmen. Em seguida, o pool heterospérmico foi dividido em três tratamentos, de acordo com o diluente utilizado: BotuDogⓇ (cães); BotuSemen® (equinos); e Beltsville Thawing Solution - BTS (suínos). As amostras foram avaliadas quanto aos parâmetros macroscópicos, microscópicos e funcionais em quatro momentos: sêmen fresco (0 h) e refrigerado (16, 24 e 48 h). Os valores médios de motilidade, vigor e defeitos totais do sêmen fresco foram de 86,0%, 3,05 e 11,5%, respectivamente. Após o início do resfriamento, observou-se comportamento linear decrescente para a motilidade e vigor espermático do sêmen em função do tempo, diferindo (P < 0,05) entre os tratamentos. Destaca-se que o tratamento diluído em BTS apresentou redução na manutenção dos parâmetros avaliados de forma mais pronunciada (P < 0.05) ao longo do tempo, apresentando os menores valores para motilidade e vigor espermático dentro de cada tempo avaliado: 16h [20,6 ± 7,28 e 0,75 (0,375 1,5)], 24h [12,0 ± 6,80 e 0 (0 - 1,0)] e 48h [3,0 ± 2,13 e 0 (0 - 0,125)]. Após 48 h de resfriamento, o BotuDogⓇ foi o que apresentou maior valor para motilidade espermática (71,0 ± 2,08) e, juntamente, com o BotuSemenⓇ apresentaram maior valor para vigor espermático (2,5). De acordo com os dados obtidos os diluentes BotuDogⓇ e BotuSemenⓇ mostraram-se eficientes em manter parâmetros espermáticos adequados, apresentando boa viabilidade espermática em até 48h pós refrigeração a 5°C. Foram obtidos, resultados inéditos quanto a parâmetros espermáticos do sêmen de coelho refrigerado que podem ser utilizados como valores de referência para o manejo reprodutivo e processamento do semen desses animais, visto a inexistênca dessas recomendações técnicas.

The objective of this work was to evaluate the seminal viability of rabbits after refrigeration at 5°C using three commercial diluents, indicated for refrigeration of semen from other monogastric species. Ten semen collections were performed from each breeder. The ejaculates of each rabbit were mixed, obtaining a pool of semen. Then, the heterospermic pool was divided into three treatments, according to the diluent used: BotuDog (dogs); BotuSemenⓇ (horses); and Beltsville Thawing Solution - BTS (pigs). The samples were evaluated for macroscopic, microscopic, and functional parameters in four moments: fresh (0 h) and refrigerated (16, 24, and 48 h) semen. The average values of motility, vigor, and total defects of fresh semen were 86.0%, 3.05 and 11.5%, respectively. After the beginning of cooling, a decreasing linear behavior was observed for motility and sperm vigor of semen as a function of time, differing (P < 0.05) between treatments. It is noteworthy that the treatment diluted in BTS® showed a more pronounced reduction in the maintenance of the evaluated parameters (P < 0.05) over time, with the lowest values for sperm motility and vigor within each evaluated time: 16h [20.6 +7.28 and 0.75 (0.375 - 1.5)], 24h [12.0± 6.80 and 0 (0 - 1.0)] and 48h [3.0±2.13 and 0 (0 - 0.125)]. After 48 h of cooling, BotuDog presented the highest value for sperm motility (71.0 ± 2.08) and, together with BotuSemenⓇ, presented the highest value for sperm vigor (2.5). According to the data obtained, BotuDog and BotuSemenⓇ diluents were efficient in maintaining adequate sperm parameters, showing good sperm viability in up to 48 hours after refrigeration at 5°C. Through this work, unpublished results were obtained regarding spermatic parameters of refrigerated rabbit semen that can be used as reference values for reproductive management and semen processing of these animals, given the lack of these technical recommendations.

El objetivo de este trabajo fue evaluar la viabilidad seminal de conejos después de refrigeración a 5°C utilizando tres diluyentes comerciales, indicados para la refrigeración de semen de otras especies monogástricas. Se realizaron diez colectas de semen de cada reproductora. Se mezclaron los eyaculados de cada conejo, obteniendo un pool de semen. Luego, el pool heterospérmico se dividió en tres tratamientos, según el diluyente utilizado: BotuDogⓇ (perros); BotuSemenⓇ (caballos); y Beltsville Thawing Solution - BTS® (cerdos). Las muestras fueron evaluadas para parámetros macroscópicos, microscópicos y funcionales en cuatro momentos: semen fresco (0 h) y refrigerado (16, 24 y 48 h). Los valores promedio de motilidad, vigor y defectos totales del semen fresco fueron 86,0%, 3,05 y 11,5%, respectivamente. Después del inicio del enfriamiento, se observó un comportamiento lineal decreciente para la motilidad y el vigor espermático del semen en función del tiempo, difiriendo (P < 0.05) entre tratamientos. Cabe destacar que el tratamiento diluido en BTS® mostró una reducción más pronunciada en el mantenimiento de los parámetros evaluados (P<0,05) a lo largo del tiempo, con los valores más bajos de motilidad espermática y vigor dentro de cada tiempo evaluado: 16h [20,6 ± 7,28 y 0,75 (0,375 -1.5)], 24h [12,0 ± 6,80 y 0 (0 - 1,0)] y 48h [3,0±2,13 y 0 (0 - 0,125)]. Después de 48 h de enfriamiento, BotuDogⓇ presentó el valor más alto de motilidad espermática (71,0 +2,08) y, junto con BotuSemenⓇ, presentó el valor más alto de vigor espermático (2,5). De acuerdo con los datos obtenidos, los diluyentes BotuDogⓇ y BotuSemenⓇ fueron eficientes en mantener parámetros espermáticos adecuados, mostrando buena viabilidad espermática hasta 48 horas después de la refrigeración a 5°C. A través de este trabajo se obtuvieron resultados inéditos respecto a parámetros espermáticos de semen de conejo refrigerado que pueden ser utilizados como valores de referencia para el manejo reproductivo y procesamiento de semen de estos animales, dada la falta de estas recomendaciones técnicas.

Fertilidade e suscetibilidade à criopreservação espermática: avanços e desafios / Fertility and susceptibility to sperm cryopreservation: advances and challenges

Estudos sobre a fisiologia espermática demonstram que padrões de fertilidade e funcionalidade espermática pós-criopreservação possuem relação importante com a eficiência do metabolismo energético destas células, bem como com a sua capacidade de manter a homeostase oxidativa. Os conhecimentos sobre a relação entre perfil fisiológico de espermatozoides e fertilidade foram e, ainda estão sendo, aprimorados, com o uso de análises de perfis moleculares, com destaque para a metabolômica. As análises moleculares permitiram a identificação de classes de metabólitos importantes na fisiologia espermática, bem como de potenciais biomarcadores de fertilidade, inclusive em bovinos. No entanto, ainda não há disponível uma avaliação isolada capaz de estimar o padrão de fertilidade de amostras seminais. Há vários desafios a serem superados para a validação de biomarcadores de fertilidade, principalmente considerando-se as diferenças entre perfis metabólicos de raças distintas de touros e a heterogeneidade dos ejaculados. A superação destes desafios pode ser iniciada com um maior aproveitamento dos resultados já obtidos e futuros, com a aplicação de análises mais avançadas e com eficácia em elevado número de dados. Para tal, podem ser utilizados modelos estatísticos de inteligência artificial, cuja aplicação pode aumentar a acurácia das observações obtidas, bem como aproximá-las da aplicação pelo setor de produção animal.(AU)

Studies on sperm physiology demonstrate that fertility outcomes and sperm post-cryopreservation have an important relation with sperm energy metabolism efficiency and ability to maintain oxidative homeostasis. Knowledge on sperm physiology has been enhanced, continually, with the application of molecular profiling analysis, focusing on metabolomics. Molecular analysis allowed the identification of important classes of metabolites in sperm physiology, as well as potential fertility biomarkers, including in bovine. Despite all developments, there is still no isolated assessment available capable of estimating fertility on sperm samples. There are several challenges to be overcome for the validation of fertility biomarkers, especially considering the metabolic profiles differences between bull breeds and the ejaculate heterogeneity. Overcoming these challenges could start with the application of more advanced and effective data analysis from research database already obtained, as well as future ones. To this end, statistical models of artificial intelligence can be used, whose application can increase the accuracy of the observations obtained, as well as bringing them closer to the application by the animal production sector.(AU)

Particularidades da reprodução de aves silvestres / Particularities of wild birds reproduction

O conhecimento sobre a reprodução de aves silvestres está em constante evolução com o avanço de novas pesquisas. O número gigantesco de espécies de aves e a dificuldade de acesso aos seus gametas são aspectos complicadores para o estabelecimento de técnicas de reprodução assistida. Aspectos muitos básicos como métodos de coleta de sêmen e as características seminais da grande maioria das aves silvestres são desconhecidos. Essas informações são fundamentais para entender a biologia reprodutiva e planejar programas de multiplicação com o uso de inseminação artificial. Por isso o levantamento das principais particularidades da reprodução de aves silvestres norteará ações para o aprofundamento de pesquisas já realizadas e estímulo ao desenvolvimento de novas metodologias de coleta de sêmen e avaliação seminal em aves silvestres até o momento não estudadas.(AU)

The knowledge about the reproduction of wild birds is constantly evolving with the advancement of new research. The large number of bird species and the difficult access to their gametes are complicating aspects for the establishment of assisted reproduction techniques. Very basic aspects such as semen collection methods and the seminal characteristics of the vast majority of wild birds are unknown. This information is fundamental for understanding reproductive biology and planning multiplication programs using artificial insemination. Therefore, the survey of the main particularities of the reproduction of wild birds will guide actions for the deepening of research already carried out and encourage the development of new methodologies for semen collection and seminal evaluation in wild birds that have not been studied so far.(AU)

Impacto da qualidade seminal e dos fatores relativos ao macho na produção in vitro de embriões bovinos / Impact of semen quality and other male-related factors on in vitro embryo production in cattle

A importância da qualidade do sêmen no processo comercial de produção in vitro de embriões (PIVE) é bem conhecida, ainda que não devidamente relatada na literatura. Existe não apenas uma significativa diferença entre touros nas taxas de clivagem e de blastocistos, mas também nas taxas de prenhezes subsequentes. Adicionalmente, há evidências de interação entre touro e tecnologia de processamento do sêmen (particularmente na separação de espermatozoides por sexo), entre touro e protocolo de preparação do sêmen para fertilização in vitro, e ainda entre touro e doadora. Controlar estes efeitos em uma rotina comercial tem sido um desafio crescente para os laboratórios, particularmente com a alta oferta de novos touros decorrente da recente adoção da seleção genômica. O presente trabalho aborda algumas destas questões, com base na experiência da Bio Biotecnologia da Reprodução Animal nesta área.(AU)

The importance of semen quality in a commercial in vitro embryo production (IVEP) routine is well-known, although underreported in the literature. There is not only a significant difference among sires on cleavage and blastocyst rates, but also on subsequent pregnancy rates. Moreover, there are evidences of interaction between sire and sperm processing technology (particularly in the case of sex-sorted semen), between sire and the protocol for sperm preparation for in vitro fertilization, and between sire and donor. Controlling such effects in a commercial routine has been a growing challenge for the laboratories, especially due to the high turnover of sires caused by the recent adoption of genomic selection in most breeds. The current study discusses some of these aspects, from the perspective of the experience of Bio Biotecnologia da Reprodução Animal in this field.(AU)

Nutracêuticos no desempenho reprodutivo de garanhões / Nutraceuticals on the stallion breeding performance

O termo nutracêutico vem se tornando comum na reprodução animal e descreve produtos derivados dos alimentos, que podem fornecer benefícios adicionais a saúde, além dos valores básicos encontrados na dieta. Entre os vários nutracêuticos utilizados na reprodução, temos o ômega-3, ômega-6, vitaminas do complexo B, L-carnitina, ß-caroteno e antioxidantes. Portanto, objetivou-se apresentar as principais substâncias utilizadas como nutracêuticos e antioxidantes, seja utilizado de forma oral ou incorporado a diluentes de sêmen, com a finalidade de melhorar a qualidade seminal de garanhões, e consequentemente incrementar taxas de prenhez.(AU)

Nutraceuticals have become remarkably popular in animal reproduction and describe products derived from foods, which may provide additional health benefits, beyond the basic value found in diets. Among the main nutraceuticals used in male reproduction, there are omega-3 and 6, B-complex vitamins, L-carnitine, ß-carotene, and antioxidants. The aim of this review is to present the main substances used as nutraceuticals and antioxidants, either used orally or in combination with semen extenders, focusing on the improvement of seminal quality, and pregnancy rates.(AU)

Supplementation of two sources of selenium at different levels in diet of boars and this effect on the seminal quality / Suplementação de duas fontes de selênio em diferentes níveis na dieta de cachaços e seu efeito sobre a qualidade seminal

The spermatic membrane is rich in polyunsaturated fatty acids, which makes it sensitive to the action of reative species of oxygen, which can damage the seminal quality of the scraps. The purpose of this study was to evaluate the effect of the supplementation of two selenium sources at different doses. Third five scraps were allocated in four groups: (INOR30) 0.30 ppm sodium selenite; (COMP30) 0.30 ppm selenium metal-amino acid; (MIXED15+15) 0.15 ppm sodium selenite + 0.15 ppm selenium metal-amino acid and (COMP15) 0.15 ppm selenium metal-amino acid. The ejaculates of the scraps were evaluated over 22 weeks, resulting in 210 samples evaluated for volume, motility, pH, presence of agglutination and morphological changes, and 140 samples for spermatic concentration. The data was analyzed with repeated measures in time in a mixed model with type of selenium supplementation, periods of evaluation (one period of two weeks + five periods of four weeks) and their interactions as fixed effects, and animal and the worker that collected the ejaculates as random effects. Results showed no difference in selenium supplementation with the sources and doses used. In this way, it was possible to verify that the metal amino acid of selenium at the dose of 0.15 ppm promotes the same effect as the diets formulated with 0.30 ppm of sodium selenite.(AU)

A membrana espermática é rica em ácidos graxos poliinsaturados, o que a torna sensível à ação de espécies reativas de oxigênio, que podem prejudicar a qualidade seminal dos cachaços. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da suplementação de duas fontes de selênio em diferentes doses. Trinta e cinco cachaços foram distribuídos em quatro grupos: (INOR30) 0,30 ppm de selenito de sódio; (COMP30) 0,30 ppm de metal-aminoácido de selênio; (MISTO15+15) 0,15 ppm de selenito de sódio + 0,15 ppm de metal-aminoácido de selênio e (COMP15) 0,15 ppm de metal-aminoácido de selênio. Os ejaculados dos cachaços foram avaliados durante 22 semanas, resultando em 210 amostras avaliadas para volume, motilidade, pH, presença de aglutinação e alterações morfológicas, e 140 amostras para concentração espermática. Os dados foram analisados com medidas repetidas no tempo em modelo misto, em que o tipo de suplementação de selênio, os períodos de avaliação (um período de duas semanas + cinco períodos de quatro semanas) e suas interações foram os efeitos fixos, e o animal e o funcionário que coletou os ejaculados foram os efeitos aleatórios. Os resultados obtidos demonstraram não haver diferença na suplementação de selênio com as fontes e doses utilizadas. Com isso, foi possível verificar que o metal-aminoácido de selênio na dose de 0,15 ppm promove o mesmo efeito das dietas formuladas com 0,30 ppm de selenito de sódio.(AU)

Incubação e conservação: efeito sobre a motilidade espermática do sêmen suíno / Incubation and conservation: effect on sperm motility of swine semen

Visando aumentar a resistência espermática ao abaixamento de temperatura, foram utilizados ejaculados de três reprodutores coletados pela técnica da mão enluvada. Após a coleta, uma alíquota de sêmen foi diluída em BTS e distribuída, em partes iguais, em cinco tratamentos que diferiam entre si quanto às temperaturas (37 e 25 °C) e aos tempos de equilíbrio (6 e 24 horas) antes da conservação a 17 °C por sete dias. Os tratamentos foram: T1: sêmen sem nenhum tempo ou temperatura de equilíbrio; T2 e T3: sêmen incubado a 37 °C por 6 e 24 horas., respectivamente; T4 e T5: sêmen incubado a 25 °C por 6 e 24 horas., respectivamente. O sêmen foi avaliado nos dias D1 a D4 e no D7 quanto ao vigor e motilidade espermática aos cinco minutos, e duas horas após reaquecimento a 37 °C. O sêmen incubado a 37 °C/24 horas apresentou valores de vigor e motilidade muito inferiores aos dos demais tratamentos (p<0,05), enquanto o sêmen submetido à temperatura de equilíbrio de 25 °C por 6 horas anteriores à diluição destacou-se ao conservar a motilidade espermática após duas horas de incubação a 37 °C (p<0,05). Concluiu-se que as diferentes temperaturas e tempos de equilíbrio utilizadas, influenciaram na conservação do sêmen. A temperatura de incubação mais elevada (37 °C) na pré-diluição, por período prolongado (24 horas), reduziu a resistência espermática ao abaixamento da temperatura. Já, a combinação temperatura/tempo de 25 °C/6 horas, favoreceu a manutenção da motilidade espermática em teste de termorresistência.

Aiming to increase the spermatic resistance to lowering of temperature, ejaculates from three boars collected through the technique of the glove hand were used. After collection, an aliquot of semen was diluted in the BTS and distributed, in equal parts, in 5 treatments that differed in terms of temperatures (37 and 25 °C) and balance period (6 and 24 hours) before conservation at 17 °C for 7 days. The treatments were: T1: semen not subjected to any time or equilibrium temperature; T2 and T3: semen incubated at 37 °C for 6 and 24 hours, respectively; T4 and T5: to semen incubated at 25 °C for 6 and 24 hours, respectively. The semen was evaluated on days D1 to D4 and on D7 for vigor and sperm motility at five minutes, and two hours after rewarming at 37 °C. The semen incubated at 37 °C/24 hours presented values of vigor and motility much lower than those of the other treatments (p<0.05, while the semen submitted to the equilibrium temperature of 25 °C for 6 hours prior to dilution stood out by conserving sperm motility after 2 hours of incubation at 37 °C (p<0.05). In conclusion, the different temperatures and times of equilibrium used influenced the semen conservation, in which a higher pre-dilution incubation temperature (37 °C) for a prolonged period (24 hours) reduced the sperm resistance to a lowering of temperature, while the combination 25 °C/6 hours favored the maintenance of sperm motility in a thermoresistance test.

Parâmetros espermáticos do sêmen suíno conservado a 10 e 17o C, em diluentes comerciais e alternativos / Spermatic parameters of swine semen conserved at 10 and 17o C, in commercial and alternative extenders

O uso de diluentes adequados é importante para o sucesso da inseminação artificial. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de diluentes em diferentes temperaturas. Foram utilizados os seguintes diluentes: Beltsville Thwaing Solution (BTS); TRIS (Tris-hidroximetil-aminometano - H2NC(CH2OH)3); TRIS + gema de ovo (TGO) e Leite em pó desnatado (LPD). Cinquenta ejaculados foram analisados quanto ao vigor, à motilidade, à funcionalidade de membrana e à atividade mitocondrial. Os diluentes TGO e LPD mantiveram os maiores valores para vigor e motilidade a 10 °C, em comparação aos demais tratamentos (p<0,05). A 17 °C, esses diluentes apresentaram resultados melhores de vigor e motilidade em relação aos demais, somente até D1 (p<0,05). A partir de D2, o BTS mostrou-se como o melhor diluente para a preservação dessas características. Maior percentual de espermatozoides com membrana funcional foi observado no TGO a 10 °C, seguido do LPD, BTS e TRIS (p<0,05). A 17 °C, o BTS manteve essa característica, exceto em D0, em que o TGO e o LPD apresentaram melhores resultados. Quanto a atividade mitocondrial, maiores valores foram observados a 10 °C no TGO em todos os dias de análise e em D0 à temperatura de 17 °C. O diluente TRIS + gema de ovo mostrou-se como uma alternativa para conservação do sêmen suíno a 10 °C, assim como o LPD. Além disso, esses mesmos diluentes constituem alternativas para conservação a curto prazo a 17 °C.

The use of suitable extenders is important to artificial insemination success. Therefore, the objective of this study was to evaluate the efficiency of extenders at different temperatures. The following extenders were used: Beltsville Thawing Solution (BTS); TRIS (Tris-hidroximetil-aminometano - H2NC(CH2OH)3); TRIS + egg yolk (TGO), and skim powdered milk (SPM). Fifty ejaculates were analyzed regarding sperm vigor, motility, membrane functionality, and mitochondrial activity. The TGO and SPM extenders maintained the highest values for vigor and motility at 10 °C, in comparison to the other treatments (p<0.05). At 17 °C, these extenders showed better results of vigor and motility compared to the others, only until D1 (p<0.05). From D2, BTS proved to be the best extender to preserve these characteristics. A higher percentage of sperm with a functional membrane was observed for TGO at 10 °C, followed by SPM, BTS, and TRIS (p<0.05). At 17 °C, BTS maintained this characteristic, except for DO, which showed better results for TGO and SPM. Regarding the mitochondrial activity, higher values were observed at 10 °C for TGO on all days of analysis and D0 at a temperature of 17 °C. The extender TRIS + egg yolk was shown as an alternative for the conservation of swine semen at 10 °C, as well as the SPM. In addition, these same extenders are alternatives for short-term conservation at 17 °C.

Sperm energy metabolism

The development of techniques to increase sperm longevity demands knowledge about cell metabolism. Sperm requires a constant supply of energy to maintain its cell functions. Approximately 500 metabolic reactions take place in somatic cells, and several of them require energy. Most of the produced energy goes for sperm motility, which is an ATP-dependent specialized process. Spermatozoa possess the required mechanisms to produce energy through glycolysis, citric acid cycle (Krebs cycle) and oxidative phosphorylation. Understanding these pathways provides knowledge on the interactions between the semen extender substrates and sperm cells. The aim of this review is to approach the major energy producing pathways of the sperm, as well as the substrates available for this metabolism.

Para o desenvolvimento de técnicas que visam o aumento da longevidade espermática, é necessário o entendimento metabólico desta célula. O espermatozoide exige um fornecimento constante de energia para a manutenção das funções celulares. Aproximadamente 500 reações metabólicas são conhecidas por ocorrer nas células somáticas, sendo que grande parte delas requer energia. Para atingir seu objetivo, grande parte da produção energética do espermatozoide é destinada à motilidade, o qual é um processo especializado e dependente de ATP. O espermatozoide possui os mecanismos necessários para produzir energia através da glicólise, Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs) e Fosforilação Oxidativa. O entendimento destas vias torna-se indispensável para a compreensão das interações entre os substratos do meio diluente e o espermatozoide. O objetivo desta revisão é abordar as principais vias de produção energética do espermatozoide, assim como os substratos disponíveis para metabolização.

Sperm energy metabolism

The development of techniques to increase sperm longevity demands knowledge about cell metabolism. Sperm requires a constant supply of energy to maintain its cell functions. Approximately 500 metabolic reactions take place in somatic cells, and several of them require energy. Most of the produced energy goes for sperm motility, which is an ATP-dependent specialized process. Spermatozoa possess the required mechanisms to produce energy through glycolysis, citric acid cycle (Krebs cycle) and oxidative phosphorylation. Understanding these pathways provides knowledge on the interactions between the semen extender substrates and sperm cells. The aim of this review is to approach the major energy producing pathways of the sperm, as well as the substrates available for this metabolism.(AU)

Para o desenvolvimento de técnicas que visam o aumento da longevidade espermática, é necessário o entendimento metabólico desta célula. O espermatozoide exige um fornecimento constante de energia para a manutenção das funções celulares. Aproximadamente 500 reações metabólicas são conhecidas por ocorrer nas células somáticas, sendo que grande parte delas requer energia. Para atingir seu objetivo, grande parte da produção energética do espermatozoide é destinada à motilidade, o qual é um processo especializado e dependente de ATP. O espermatozoide possui os mecanismos necessários para produzir energia através da glicólise, Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs) e Fosforilação Oxidativa. O entendimento destas vias torna-se indispensável para a compreensão das interações entre os substratos do meio diluente e o espermatozoide. O objetivo desta revisão é abordar as principais vias de produção energética do espermatozoide, assim como os substratos disponíveis para metabolização.(AU)

Possibilidades do uso do RNA espermático como ferramenta na suinocultura / Possibilities of using sperm's RNA as a tool in pig farming

A seleção de macho mais férteis é essencial para a suinocultura moderna, a análise do transcriptoma espermático tem se mostrado como uma ferramenta interessante para podermos escolher animais com maior potencial de fertilidade ou congelabilidade de sêmen. O objetivo da presente revisão foi caracterizar os RNA encontrados em espermatozoides suínos e apresentar possíveis finalidades de seu uso na suinocultura. Por sofrer mudanças estruturais significativas, como meiose, compactação do DNA e perda de parte do citoplasma, as linhagens celulares que dão origem aos espermatozoides também apresentam uma população singular na população RNA. Os espermatozoides carregam um transcriptoma heterogêneo, com mRNA e muitos pequenos RNA truncados e de difícil avaliação. Eventos como congelamento, capacitação e estresse térmico causam alteração nos perfis de RNA espermático. Existem RNA que podemos relacionar como marcadores moleculares para diversas funções, além disso, há muitas evidências de que o RNA espermático contribua na modulação gênica durante a fertilização e desenvolvimento embrionário inicial, tornando estes em um importante alvo para estudos futuros.

The selection of fertile males is essential for modern pig farming, the sperm transcriptome analysis has been shown to be an interesting tool to be able to choose animals with greater fertility potential or semen freezeability. The aim of this review was to characterize the RNA found in boar spermatozoa and to present possible purposes for its use in pig farming. By undergoing significant structural changes, such as meiosis, DNA compaction and loss of part of the cytoplasm, spermatic cells also have a unique population in the RNA population. Sperm carry a heterogeneous transcriptome, with mRNA and many small and truncated RNAs. Events such as freezing, capacitation and heat stress cause changes in sperm RNA profiles. There are RNAs that we can relate as molecular markers for several functions, in addition, there is evidence that sperm RNA contributes to gene modulation during fertilization and early embryonic development, making these an important target for future studies.

Componentes moleculares envolvidos na criopreservação do sêmen suíno / Molecular components involved in cryopreservation of swine semen

A criopreservação induz mudanças estruturais e funcionais nos espermatozoides, que podem variar entre animais da mesma espécie, mesmo quando o sêmen deles é submetido ao mesmo protocolo de criopreservação. Essa característica leva alguns estudos a questionarem quanto à composição protéica do sêmen e sua influência na proteção espermática, em relação ao choque térmico. O plasma seminal de suínos apresenta predominância de espermadesinas, que são proteínas de baixo peso molecular e apresentam função de proteção da membrana plasmática. A criopreservação é o método mais eficiente para a conservação de espermatozoides a longo prazo. No entanto, o uso do sêmen congelado na espécie suína ainda está associado a baixos índices produtivos, pois o processo de criopreservação ocasiona diversos danos ao espermatozoide. Estudos têm sido realizados com a finalidade de identificar as causas específicas desses danos, a fim de promover uma melhor proteção ao espermatozoide criopreservado. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo abordar os principais componentes moleculares do sêmen, que estão envolvidos no processo de criopreservação.

Cryopreservation induces structural and functional changes in the spermatozoa, which may vary between animals of the same species, even when their semen is subjected to the same cryopreservation protocol. This feature leads some studies to question the semen protein composition and its influence on sperm protection in relation to the thermal shock. S wine seminal plasma presents predominance of spermadesins, which are low molecular weight proteins and present a protective function of the plasmatic membrane. Cryopreservation is the most efficient method for long-term sperm conservation. However, the use of frozen semen in swine species is still associated with low productive indexes because the cryopreservation process causes several damages to the spermatozoid. Studies have been carried out with the purpose of identifying specific causes of this damage in order to promote a better protection of the cryopreserved spermatozoa. In this way, the present work aimed to address the main molecular components of semen that are involved in the cryopreservation process.

Componentes moleculares envolvidos na criopreservação do sêmen suíno / Molecular components involved in cryopreservation of swine semen

A criopreservação induz mudanças estruturais e funcionais nos espermatozoides, que podem variar entre animais da mesma espécie, mesmo quando o sêmen deles é submetido ao mesmo protocolo de criopreservação. Essa característica leva alguns estudos a questionarem quanto à composição protéica do sêmen e sua influência na proteção espermática, em relação ao choque térmico. O plasma seminal de suínos apresenta predominância de espermadesinas, que são proteínas de baixo peso molecular e apresentam função de proteção da membrana plasmática. A criopreservação é o método mais eficiente para a conservação de espermatozoides a longo prazo. No entanto, o uso do sêmen congelado na espécie suína ainda está associado a baixos índices produtivos, pois o processo de criopreservação ocasiona diversos danos ao espermatozoide. Estudos têm sido realizados com a finalidade de identificar as causas específicas desses danos, a fim de promover uma melhor proteção ao espermatozoide criopreservado. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo abordar os principais componentes moleculares do sêmen, que estão envolvidos no processo de criopreservação.(AU)

Cryopreservation induces structural and functional changes in the spermatozoa, which may vary between animals of the same species, even when their semen is subjected to the same cryopreservation protocol. This feature leads some studies to question the semen protein composition and its influence on sperm protection in relation to the thermal shock. S wine seminal plasma presents predominance of spermadesins, which are low molecular weight proteins and present a protective function of the plasmatic membrane. Cryopreservation is the most efficient method for long-term sperm conservation. However, the use of frozen semen in swine species is still associated with low productive indexes because the cryopreservation process causes several damages to the spermatozoid. Studies have been carried out with the purpose of identifying specific causes of this damage in order to promote a better protection of the cryopreserved spermatozoa. In this way, the present work aimed to address the main molecular components of semen that are involved in the cryopreservation process.(AU)

Estresse oxidativo na preservação do sêmen suíno: como lidar com ele? / Oxidative stress in pig semen preservation: How to deal with it?

O estresse oxidativo é caracterizado pelo desequilíbrio entre a produção de espécies reativas de oxigênio e a atuação de sistemas antioxidantes da própria célula e tecido. O espermatozoide de mamíferos apresenta metabolismo oxidativo e por isso é um potencial produtor destas espécies reativas que podem causar danos a estrutura lipídicas, proteínas e mesmo ao DNA espermático. Na espécie suína, o plasma seminal confere importante proteção antioxidante ao espermatozoide ejaculado no útero da fêmea, onde os desafios à sua sobrevivência são inúmeros. Contudo, esta defesa natural do plasma seminal não é suficiente para garantir o máximo de resultado de fertilidade com o sêmen submetido a processos de refrigeração ou congelação e utilizado na inseminação artificial. Na presente revisão, serão abordados os temas estresse oxidativo e metabolismo espermático, bem como apresentados alguns dados sobre a aplicação de antioxidantes na andrologia suína.

Oxidative stress is characterized by an imbalance between the production of reactive oxygen species and the action of antioxidant systems present in the cell and tissue. Mammalian sperm have oxidative metabolism and are therefore a potential producers of these reactive species which can lead to damage to lipids, proteins and even sperm DNA. In the swine species, seminal plasma provides an important antioxidant protection to spermatozoa that are ejaculated and deposited in the uterus, where the challenges to their survival are numerous. However, this natural seminal plasma defense is not sufficient to guarantee maximum fertility when semen is processed for artificial insemination, and later used after preservation by refrigeration or freezing. In this review, the topics related to oxidative stress and sperm metabolism will be addressed, and results about the application of antioxidants in swine andrology will be presented as well as.

Nutracêuticos e antioxidantes na qualidade seminal de garanhões – resultados obtidos na última década / Nutraceuticals and antioxidants on the stallion semen quality – results obtained over the last decade

Alguns anos se passaram desde o nascimento do primeiro potro com sêmen congelado. Entretanto, sabe-se que a refrigeração e a criopreservação dos espermatozoides podem induzir danos celulares, que estão associados ao rompimento de membranas lipídicas, resultando em danos às mitocôndrias e perda da integridade de membrana plasmática e acrossomal. Devido a isso, novos diluentes, protocolos de refrigeração e criopreservação de sêmen e vários suplementos nutricionais têm sido utilizados nos últimos anos com o objetivo de melhorar a fertilidade de garanhões. O termo nutracêutico vem se tornando comum na reprodução animal e descreve produtos derivados dos alimentos, que podem fornecer benefícios adicionais a saúde, além dos valores básicos encontrados na dieta. Entre os vários nutracêuticos utilizados na reprodução, temos o ômega-3, ômega-6, vitaminas do complexo B, L-carnitina, β-caroteno e antioxidantes. Portanto, objetivou-se apresentar as principais substâncias utilizadas como nutracêuticos e antioxidantes, seja utilizado de forma oral ou incorporado a diluentes de sêmen, com a finalidade de melhorar a qualidade seminal de garanhões, e consequentemente incrementar taxas de prenhez.

It has been many years since the foaling of the first foal with frozen semen. However, it is known that cooling and freezing semen can induce damage to the cells, which are associated to injuries to spermatic membranes. For this reason, new extenders, cooling and frozen semen protocols and several nutritional supplements have been used in recent years with the aim of improving the stallions' fertility. Nutraceuticals have become remarkably popular in animal reproduction and describe products derived from foods, which may provide additional health benefits, beyond the basic value found in diets. Among the main nutraceuticals used in male reproduction, there are omega-3 and 6, B-complex vitamins, Lcarnitine, β-carotene, and antioxidants. The aim of this review is to present the main substances used as nutraceuticals and antioxidants, either used orally or in combination with semen extenders, focusing on the improvement of seminal quality, and pregnancy rates.

Citometria de Fluxo em andrologia: da pesquisa básica para a rotina clínica / Flow citometry in andrology: from basic research to clinical routine

Os primeiros estudos de espermatozoides com citometria de fluxo com espermatozoides iniciaram no final da década de 1970. Com os avanços tecnológicos, hoje contamos com equipamentos com alta sensibilidade e eficiência que, em conjunto com amplo catálogo de sondas fluorescentes, podemos mensurar com alta precisão características celulares. Como exemplo, destacam-se dano em membrana plasmática, atividade mitocondrial, produção de espécies reativas de oxigênio, dano ao DNA espermático e muito mais. Na presente revisão, as potencialidades e limitação para a implementação da citometria de fluxo na análise seminal de espécies domésticas são exploradas e comentadas.

The first flow cytometry studies with spermatozoa were published in the late 1970s. With the technological advances in the following years, today we have equipments with high sensitivity and efficiency that, together with a large number of commercially available fluorescent probes, allow us to measure different cell characteristics with high accuracy. Some of the most evaluated characteristics are plasma membrane damage, mitochondrial activity, production of reactive oxygen species, sperm DNA damage, and much more. In this review, the potentials and limitations for the implementation of flow cytometry in the seminal analysis of domestic species are explored and commented.

Congelação de espermatozoides recuperados do epidídimo de cão (Canis familiares) / Spermatozoa freezing recovered from dog epididymis (Canis familiares)

O presente estudo tem como objetivo avaliar o espermatozoide recuperado do epidídimo congelado/descongelado em diferentes diluidores. O experimento foi realizado no Laboratório de Reprodução Animal do Setor Palotina no período de julho de 2017 a julho de 2019. Um mínimo de 40 CTE (complexo testículo epidídimo) de cães foi obtido de animais orquiectomizados. A recuperação dos espermatozoides da cauda do epidídimo foi realizada pela técnica de flutuação e submetida ao teste de swin-up para remoção dos resíduos celulares e espermatozoides inviáveis. Após a avaliação da concentração e motilidade, os espermatozoides foram diluidos pelo método “One Step” em Tris gema e/ou citrato gema e logo envazados em palhetas de 0,25mL numa concentração de 25 x 106 de espermatozoides viáveis. Logo as mesmas permaneceram em estabilização por 2 horas a temperatura de 5°C. Após foram colocadas em vapor de nitrogênio por 15 minutos, e por fim, mergulhadas no nitrogênio líquido e armazenadas em botijão criobiológico. A descongelação foi realizada em banho maria a 37°C por um minuto, e após avaliou-se a motilidade e vigor em microscopia de Contraste de Fase 100x. Para avaliação da viabilidade espermática, foi utilizada a coloração vital Azul de Tripan/Giemsa. Na análise do sêmen descongelado, o diluente Tris-gema foi estatisticamente superior ao Citratogema nas variáveis motilidade, vigor e morfologia de espermatozoides epididimarios de cão. O presente estudo, mostra que é possível recuperar e preservar espermatozoides provenientes do epidídimo de canídeos utilizando meio crioprotetor a base de tris-gema.(AU)

The present study aims to evaluate sperm recovered from frozen / thawed epididymis in different extenders. The experiment was carried out in Animal Reproduction Laboratory at the Veterinary Hospital at the Palotina Sector from July 2017 to July 2019. A minimum of 40 ETC (epididymis testis complex) from dogs was obtained from orchiectomized animals. Epididymis tail sperm retrieval was performed by flotation technique and then submitted to the swin-up test to remove the unfeasible sperm and cellular waste. After evaluation of concentration and motility, the sperm were diluted by the “One Step” method in Tris yolk and / or citrate yolk and then packed in previously identified 0.25mL straws at a concentration of 25 x 106 viable sperm. Soon they remained in stabilization for 2 hours at 5 ° C. After that they were placed in nitrogen vapor for 15 minutes, and finally, dipped in liquid nitrogen and stored in cryogenic cylinder. The thawing was performed in a 37 ° C water bath for one minute, and then motility and vigor were evaluated by x100 magnification Phase Contrast microscopy. For sperm viability evaluation, the Tripan Blue/Giemsa vital stain was used. In the analysis of thawed semen, Tris-yolk extender was statistically superior to Yolk Citrate in the motility, vigor and morphology of dog epididymis sperm variables. The present study shows that it is possible to recovery and preserve sperm from the canid epididymis using tris-yolk cryoprotectant extender.(AU)

Congelação de espermatozoides recuperados do epidídimo de cão (Canis familiares) / Spermatozoa freezing recovered from dog epididymis (Canis familiares)

O presente estudo tem como objetivo avaliar o espermatozoide recuperado do epidídimo congelado/descongelado em diferentes diluidores. O experimento foi realizado no Laboratório de Reprodução Animal do Setor Palotina no período de julho de 2017 a julho de 2019. Um mínimo de 40 CTE (complexo testículo epidídimo) de cães foi obtido de animais orquiectomizados. A recuperação dos espermatozoides da cauda do epidídimo foi realizada pela técnica de flutuação e submetida ao teste de swin-up para remoção dos resíduos celulares e espermatozoides inviáveis. Após a avaliação da concentração e motilidade, os espermatozoides foram diluidos pelo método “One Step” em Tris gema e/ou citrato gema e logo envazados em palhetas de 0,25mL numa concentração de 25 x 106 de espermatozoides viáveis. Logo as mesmas permaneceram em estabilização por 2 horas a temperatura de 5°C. Após foram colocadas em vapor de nitrogênio por 15 minutos, e por fim, mergulhadas no nitrogênio líquido e armazenadas em botijão criobiológico. A descongelação foi realizada em banho maria a 37°C por um minuto, e após avaliou-se a motilidade e vigor em microscopia de Contraste de Fase 100x. Para avaliação da viabilidade espermática, foi utilizada a coloração vital Azul de Tripan/Giemsa. Na análise do sêmen descongelado, o diluente Tris-gema foi estatisticamente superior ao Citratogema nas variáveis motilidade, vigor e morfologia de espermatozoides epididimarios de cão. O presente estudo, mostra que é possível recuperar e preservar espermatozoides provenientes do epidídimo de canídeos utilizando meio crioprotetor a base de tris-gema.

The present study aims to evaluate sperm recovered from frozen / thawed epididymis in different extenders. The experiment was carried out in Animal Reproduction Laboratory at the Veterinary Hospital at the Palotina Sector from July 2017 to July 2019. A minimum of 40 ETC (epididymis testis complex) from dogs was obtained from orchiectomized animals. Epididymis tail sperm retrieval was performed by flotation technique and then submitted to the swin-up test to remove the unfeasible sperm and cellular waste. After evaluation of concentration and motility, the sperm were diluted by the “One Step” method in Tris yolk and / or citrate yolk and then packed in previously identified 0.25mL straws at a concentration of 25 x 106 viable sperm. Soon they remained in stabilization for 2 hours at 5 ° C. After that they were placed in nitrogen vapor for 15 minutes, and finally, dipped in liquid nitrogen and stored in cryogenic cylinder. The thawing was performed in a 37 ° C water bath for one minute, and then motility and vigor were evaluated by x100 magnification Phase Contrast microscopy. For sperm viability evaluation, the Tripan Blue/Giemsa vital stain was used. In the analysis of thawed semen, Tris-yolk extender was statistically superior to Yolk Citrate in the motility, vigor and morphology of dog epididymis sperm variables. The present study shows that it is possible to recovery and preserve sperm from the canid epididymis using tris-yolk cryoprotectant extender.

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

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

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

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

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

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