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Métodos não tradicionais para estimar e entender a fertilidade de touros - Parte 1

POR JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

E RICARDA MARIA DOS SANTOS

JOSÉ LUIZ M.VASCONCELOS E RICARDA MARIA DOS SANTOS

EM 19/02/2019

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Este texto é a parte da palestra apresentada pelo Dr. Ky G. Pohler, da Texas A&M University, no XXII Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 22 e 23 de março de 2018.

A avaliação da fertilidade potencial de uma amostra de sêmen é essencial para bons resultados reprodutivos. Com a crescente adoção de inseminação artificial e criopreservação de sêmen, também aumentou o desejo de desenvolver métodos para prever com precisão a fertilidade do touro. Entre os touros que apresentam resultados satisfatórios nos testes atuais de fertilidade, a variância da taxa de prenhez a campo ainda existe e as causas permanecem desconhecidas.

Por mais de um século, os cientistas tentaram desenvolver técnicas para prever com precisão o potencial de fertilidade da amostra de sêmen de um macho. Na maioria das espécies de interesse zootécnico, o pai é responsável por múltiplas gestações por ano e até centenas de milhares de gestações, se usado para inseminação artificial (IA). O uso de touros subférteis ou inférteis pode ter impactos devastadores em relação à eficiência reprodutiva do rebanho. Embora os estudos de fertilidade estejam se expandindo rapidamente à medida que as técnicas moleculares, genômicas e computacionais evoluem, a compreensão da fertilidade do macho ainda está longe de ser completa.

Um teste ideal da fertilidade do macho deve ser economicamente prático, fornecer resultados consistentes e ter a capacidade de medir múltiplas variáveis, pois os espermatozóides devem atender a muitos requisitos para a fertilização bem sucedida. Um teste perfeito deve ser capaz de avaliar não só a capacidade dos espermatozóides para atingir o local de fertilização, mas também a capacidade de fertilizar o oócito, estabelecer e manter uma gestação bem sucedida (Braundmeier e Miller, 2001).

Por muito tempo, as anormalidades espermáticas foram associadas à infertilidade masculina e à esterilidade nas espécies estudadas (Chenoweth, 2005). As anormalidades associadas aos espermatozoides têm um impacto econômico significativo na produção de bezerros. Duas categorias de anormalidades espermáticas são prevalentes, defeitos maiores e menores. Anormalidades que estão dentro de proporções substanciais, consistentes na ocorrência, associadas à infertilidade masculina e que podem ser hereditárias são classificadas como defeitos maiores (Chenoweth, 2005). Esses defeitos são categorizados como de acrossoma, da cabeça do espermatozoide, da parte média do espermatozoide e defeitos na cauda do espermatozoide (Chenoweth, 2005). Anormalidades no sêmen podem ser causadas de várias maneiras diferentes.

Como medir fertilidade?

Fertilidade é amplamente definida como a capacidade de produzir uma descendência viável. Entre o acasalamento e o nascimento, há vários momentos usados para avaliar o sucesso da fertilidade, incluindo taxa de fertilização, taxa de não retorno ao estro, taxa de concepção, taxa de prenhez e taxa de parição correlacionados com diferentes aspectos do ciclo reprodutivo. Mesmo que cada medição forneça informações úteis, a ênfase de um sistema de produção animal deve ser colocada no produto final, representado pela taxa de parição.

A taxa de fertilização pode ser avaliada in vitro pela presença da primeira divisão celular após 48 horas da inseminação ou in vivo por lavagem do útero 7 dias após a inseminação para recuperar embriões ou oócitos não fertilizados (Sreenan e Diskin, 1986). No entanto, a técnica de lavagem não garante que todos os embriões serão recuperados, limitando o uso deste índice como uma estimativa real da fertilização. Esta medida superestima a taxa de concepção em cerca de 10-15%, principalmente devido a animais em anestro, perda precoce de gestação ou falha em detectar o estro (Hafez e Hafez, 2013).

A taxa de concepção representa a porcentagem de animais gestantes sobre o número de animais inseminados após a detecção do estro, semelhante à taxa de fertilização. No entanto, devido às limitações do diagnóstico precoce da gestação, a taxa de concepção é geralmente relatada como animais gestantes em algum momento após a inseminação (por exemplo, 30 a 45 dias) e, portanto, representa não apenas a taxa de fertilização, mas também a perda precoce de gestação.

A taxa de prenhez é relatada como a medida mais comum da fertilidade de rebanho. É responsável pelo número de animais que conceberam num período de tempo definido em relação ao número de animais elegíveis para reprodução durante o período de tempo definido. Este período de tempo pode ser o intervalo de estro de 21 dias, um único dia de IA em tempo fixo ou intervalo da estação de monta (por exemplo, 90 dias, 120 dias) (DeJarnette e Amann, 2010). A identificação de animais gestantes é freqüentemente obtida por meio de palpação retal, ultrassonografia ou testes de gestação pela análise do sangue.

Do ponto de vista produtivo e econômico, a medida mais apropriada de fertilidade é a taxa de parição. Definida como a quantidade de bezerros nascidos do número total de vacas inseminadas ou expostas a um touro, esse índice representa a taxa de fertilização e todas as perdas subsequentes durante a gestação. Esta medida, no entanto, oferece pouca vantagem ao produtor porque só pode ser obtida 9 meses após a inseminação.

Nos bovinos, a maioria dos traços de fertilidade masculina foi estudada apenas em relação à fertilização e desenvolvimento embrionário inicial, representado pela concepção ou taxa de prenhez. Historicamente, a perda da gestação após esse período geralmente está associada apenas à infertilidade feminina. No entanto, estudos recentes mostraram que a genética paterna fornece uma contribuição significativa para a mortalidade embrionária/fetal em bovinos (López-Gatius et al., 2002; Starbuck et al., 2004; Franco et al., No prelo) que podem afetar drasticamente a taxa de parição e deve ser contabilizado ao medir o efeito masculino na fertilidade do rebanho.

Como predizer a fertilidade do touro?

A relação entre qualidade de sêmen in vitro e fertilidade a campo tem sido objeto de estudo (Amann e Hammerstedt, 1993; Farrell et al., 1998; Zhang et al., 1999; Larsson e Rodríguez-Martínez, 2000; Rodríguez Martínez, 2003). Infelizmente, a maioria dos métodos atuais não pode descrever com precisão a fertilidade que o sêmen analisado alcançará in vivo. Em vez disso, essas estimativas só são estabelecidas com testes de fertilidade a campo após várias centenas ou milhares de fêmeas terem sido inseminadas. Isso pode custar dinheiro e tempo para as empresas e produtores de sêmen.

Por este motivo, as análises de sêmen fresco e processado tem se tornado mais detalhadas, passando da simples avaliação de características espermáticas (por exemplo, motilidade, morfologia, integridade estrutural) para determinar o potencial fertilizante da amostra através de marcadores genéticos e moleculares e com o objetivo de predição de valores prognósticos (Rodríguez-Martínez, 2003). Existem vários fatores que afetam a qualidade do sêmen e aumentam a dificuldade de estimar a fertilidade; incluindo variabilidade entre ejaculados, lotes de processamento, fatores ambientais e manuseio de sêmen após a coleta. A saúde, condição reprodutiva e as práticas de manejo dos touros e dos rebanhos de vacas durante a estação reprodutiva também contribuem significativamente para a variabilidade na fertilidade (Figura 1).

Figura 1. Fatores que influenciam a predição da fertilidade de touros.

Variáveis que podem afetar a previsão da fertilidade de touros incluem variabilidade relacionada ao próprio sêmen, incluindo inerentemente a variabilidade da medida (características do sêmen), palheta a palheta, lotes de processamento e o manuseio do sêmen após coleta, bem como a variância relacionada a gestão e componentes femininos. Adaptado de Utt (2016).

Como melhorar a fertilidade do touro?

A variação na taxa de prenhes na IATF causada pela fertilidade do touro é substancial. Entender os fatores que afetam o estabelecimento e a manutenção da gestação é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo para aumentar a fertilidade. O desempenho reprodutivo melhora gradualmente à medida que aumenta o número de espermatozoides por ejaculação, até que um patamar seja atingido acima do qual o aumento adicional no número ou na qualidade dos espermatozoides não melhora a fertilidade (DeJarnette e Amann, 2010).

A base fisiológica para esta resposta é baseada no conceito de que um número limite de espermatozoides competentes precisa ser transportado para o oviduto para fertilizar com sucesso os oócitos. Assim, melhorias na fertilidade ocorrerão com espermatozoides adicionais até que essa concentração limite seja atingida. No entanto, uma maior dose inseminante além deste ponto não aumenta a fertilidade porque a população ideal necessária para a fertilização bem sucedida já está presente no oviduto (Salisbury e Vandemark, 1961).

Este conceito é baseado na presença de características compensáveis ou não-compensáveis no esperma. Características compensáveis são aquelas que não afetam a fertilidade, se um grande número de espermatozoides for usado durante a inseminação e incluem motilidade, morfologia, habilidade de iniciar a capacitação e a reação acrossômica. Em contraste, características não compensáveis são aquelas que não podem ser superadas pelo aumento do número de espermatozoides na dose inseminante (Saacke et al., 2000; Braundmeier e Miller, 2001). Esses defeitos afetam a função dos espermatozoides durante os estágios posteriores da fertilização e do desenvolvimento embrionário, como vacúolos nucleares (Saacke et al., 1988), deficiências morfológicas que não suprimem o movimento (DeJarnette et al., 1992) e defeitos estruturais da cromatina (Ballachey et al., 1988). Compreender a forma e a função dos espermatozoides e as consequências de defeitos específicos é imperativo para o desenvolvimento de métodos para identificar touros de alta fertilidade e melhorar a eficiência reprodutiva.

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JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

Médico Veterinário e professor da FMVZ/UNESP, campus de Botucatu

RICARDA MARIA DOS SANTOS

Professora da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Federal de Uberlândia.
Médica veterinária formada pela FMVZ-UNESP de Botucatu em 1995, com doutorado em Medicina Veterinária pela FCAV-UNESP de Jaboticabal em 2005.

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LUIS EINAR SUÑE DA SILVA

GOIÂNIA - GOIÁS - CONSULTORIA/EXTENSÃO RURAL

EM 19/02/2019

Parabéns pelo excelente texto.
SIDNEY LACERDA MARCELINO DO CARMO

BELO HORIZONTE - MINAS GERAIS - INSTITUIÇÕES GOVERNAMENTAIS

EM 19/02/2019

Hoje por meio dos marcadores moleculares consegue-se ver os genes deletérios que o touro pode passar e causar alguma anomalia no feto. Desse modo o organismo da vaca auto seleciona abortando-o. Sendo assim se o touro apresenta os genes recessivos (marcadores moleculares) para as possíveis anomalias já é um bom fator da predisposição a fertilidade do touro.