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Métodos não tradicionais para estimar e entender a fertilidade de touros - Parte 2

POR RICARDA MARIA DOS SANTOS

E JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

JOSÉ LUIZ M.VASCONCELOS E RICARDA MARIA DOS SANTOS

EM 08/03/2019

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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.

Características mensuráveis para o sucesso do touro

Descobertas recentes podem ser métodos úteis para avaliar a fertilidade de bovinos de corte. Gotas proximais em touros foram avaliadas durante um estudo de 4 anos com 755 touros (Schrick et al., não publicado). Os touros entre os 12 e os 16 meses de idade eram elegíveis para o estudo, juntamente com outras especificações estabelecidas pelas estações de teste. O efeito do aumento da circunferência escrotal foi analisado para a falha morfológica e para presença da gota proximal, indicando que os touros com aumento rápido tiveram uma maior chance de serem reprovados em um exame de fertilidade (Schrick et al., não publicado).

Pratt et al. (1991) também reportou que o aumento rápido da circunferência escrotal para touros com circunferências escrotais menores reduz a fertilidade. Acredita-se que touros com circunferências escrotais menores não podem manter as demandas fisiológicas para produção de espermatozoides enquanto continuam amadurecendo. A ênfase da seleção em touros com circunferências escrotais maiores continua a ser a mesma de 27 anos atrás (Pratt et al., 1991).

Contribuição do touro para a fertilização

Para a fertilização, os espermatozoides têm que nadar do local de deposição para a ampola do oviduto, durante este processo passam por capacitação para poder se ligar à zona pelúcida e fertilizar com sucesso o oócito. O trato reprodutivo feminino é a primeira barreira física ao transporte de espermatozoides, e a boa concentração e motilidade dos espermatozoides são cruciais para o transporte eficiente dos espermatozoides. Na monta natural, o número de espermatozoides depositados no trato feminino é geralmente muito acima do necessário, portanto, a concentração não é um problema. No caso do sêmen congelado, as centrais de inseminação vendem palhetas que contêm um número de espermatozoides previsto para fornecer uma ótima probabilidade de fertilização, com base em dados históricos para touros em geral, e dados específicos de qualidade de sêmen e fertilidade para touros individuais (DeJarnette e Amann, 2010). Assim, o número insuficiente de espermatozoides que atinge o oócito não é uma das principais causas de falha reprodutiva.

O trato reprodutivo feminino interage com os espermatozoides, a fim de facilitar o transporte para o local de fertilização, ao mesmo tempo em que seleciona o melhor espermatozoide para fertilização e impede a entrada de patógenos no trato. Pesquisas recentes foram feitas para entender a comunicação entre o esperma e o epitélio e o efeito disso na competência e no sucesso da fertilização (Suarez, 2016). Estudos em camundongos mostraram que a motilidade sozinha não permite que o espermatozoide passe através da junção uterotubarica, e a presença de certas proteínas na membrana plasmática do espermatozoide de alguma forma interage com o epitélio de revestimento da junção uterotubarica e pode ser necessária para a interação espermatozoide com o oócito (Okabe, 2015).

Quando o espermatozoide atinge o oviduto, liga-se ao epitélio, formando um reservatório de armazenamento até a ovulação. Este processo parece manter a viabilidade espermática, bem como prevenir a polispermia, permitindo que apenas alguns espermatozoides de cada vez cheguem até os oócitos (Pollard et al., 1991; Chian e Sirard, 1995). Em bovinos, a proteína ligadora do espermatozoide-1 (BSP-1) é a proteína mais abundante no plasma seminal bovino, e tem demonstrado prolongar a viabilidade espermática ao agir para estabilizar a membrana plasmática durante esse período de armazenamento (Greube et al., 2001).

Durante o processo de capacitação espermática, mudanças específicas precisam acontecer para promover o descolamento do espermatozoide do epitélio do oviduto para se encontrar e se ligar ao oócito. Essas modificações não estão bem estabelecidas, mas podem estar relacionadas com a modificação de proteínas da superfície espermática que poderiam reduzir a afinidade de ligação com receptores do oviduto ou com a hiperativação de espermatozoides, que poderia fornecer a força necessária para o espermatozoide se afastar do epitélio do oviduto (Suarez, 2016).

O espermatozoide de touro capacitado mostrou reduzida afinidade de ligação com epitélio do oviduto (Lefebvre e Suarez 1996), o que pode ser atribuído à perda ou modificação das proteínas BSP na superfície do espermatozoide. Em resumo, nenhum fator isolado, derivado do sexo masculino ou feminino, provavelmente determina o sucesso ou o fracasso final dos espermatozoides para alcançar a fertilização, mas, na verdade, é óbvio que vários fatores têm um papel nesse processo.

Contribuição do touro na fase inicial da gestação

Está bem estabelecido que tanto o oócito quanto o espermatozoide contribuem para o genoma embrionário. Vários estudos mostraram que os defeitos do DNA paterno impactam negativamente a qualidade do embrião (Virro et al., 2004; Benchaib et al., 2007; Simon e Lewis, 2011). A má qualidade espermática pode atrasar a formação do pro-núcleo masculino e, portanto, o desenvolvimento embrionário, devido à redução da integridade do DNA. No entanto, há muito debate na literatura sobre a extensão dos controles materno e paterno dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário. Em humanos, foi demonstrado que a cromatina danificada dos espermatozoides influencia todos os estágios de desenvolvimento embrionário, no entanto, o efeito é mais proeminente após a ativação do genoma embrionário (Simon e Lewis, 2011).

Outros estudos demonstram que anormalidades irreparáveis no genoma paterno afetam o desenvolvimento do blastocisto, mesmo quando a injeção intracitoplasmática de espermatozoides é usada para fertilizar oócitos (Jones et al., 1998). Portanto, avaliar a integridade da cromatina e do DNA, juntamente com outros testes de qualidade do sêmen, pode ser uma abordagem válida para identificar e diagnosticar a fertilidade masculina normal. A avaliação da estrutura da cromatina espermática (SCSA) é uma técnica para medir a porcentagem de espermatozoides com alta suscetibilidade a desnaturação de DNA induzida por baixo pH e é expressa como o índice de fragmentação de DNA (Virro et al., 2004). Em bovinos, os dados de SCSA foram significativamente correlacionados com os dados de fertilidade de touros a campo (Ballachey et al., 1987) e a fertilidade de touros medida por desempenho heterospérmico (Ballachey et al., 1988).

A criopreservação e a inseminação artificial têm sido um grande avanço na pecuária, entretanto, o processo de resfriamento, congelamento e descongelamento pode danificar as estruturas da membrana espermática e, consequentemente, reduzir a qualidade do sêmen quando comparado ao sêmen fresco. A composição do diluente usada durante o processo de preservação do sêmen também pode alterar a qualidade da cromatina do espermatozoide (Karabinus et al., 1991). O efeito do dano do DNA do espermatozoide na reprodução bovina não foi bem documentado como nas tecnologias de reprodução humana assistida, mas espera-se que seja similar. A integridade do DNA do espermatozoide é uma característica não compensável, ou seja, não pode ser compensada pelo aumento da concentração da dose inseminante. Portanto, pesquisas adicionais para desenvolver métodos para reduzir o risco de danos no DNA durante a preservação do sêmen, bem como identificar touros com alta incidência de doenças genéticas, podem ajudar a melhorar a fertilidade do macho.

Contribuição do touro na fase final da gestação

Achava-se que o impacto de espermatozoides de baixa qualidade restringia-se à perda precoce da gestação e a maior parte da falha reprodutiva subsequente era atribuída a um defeito feminino, fatores ambientais ou defeitos letais do próprio embrião. No entanto, muitos estudos de fertilidade de campo mostraram diferenças entre a capacidade dos touros de gerar gestações bem-sucedidas que chegam a termo e produzem a uma prole viva (Markusfeld-Nir, 1997; López-Gatius et al., 2002; Pegorer et al., 2007; Franco et al., No prelo).

Com base na influência significativa que o macho desempenha no desenvolvimento placentário, avaliar as relações entre o pai e a perda de gestação pode fornecer informações valiosas sobre a fertilidade masculina. Em embriões derivados apenas da genética materna, o embrião propriamente dito (ou seja, corpo, órgãos, etc.) se desenvolve, mas o desenvolvimento placentário é dramaticamente limitado, resultando na morte do embrião. Alternativamente, os embriões derivados apenas da genética paterna ou masculina resultam em ausência de desenvolvimento de tecido embrionário, mas em uma placenta robusta (Surani et al., 1987b, a).

Conclusão

A previsão da fertilidade masculina é um esforço constante na indústria de carne e leite em todo o mundo. O desenvolvimento de técnicas in vitro para prever com precisão a fertilidade a campo teria um grande impacto no aumento da eficiência reprodutiva geral. Nesta revisão, foi apontado aspectos importantes a serem considerados na avaliação do efeito do pai no estabelecimento e manutenção da gestação.

É importante perceber que, mesmo quando os espermatozoides parecem possuir todas as características necessárias para uma fertilização bem-sucedida, a diferença relativa ainda existe, enfatizando a necessidade de um melhor entendimento das características moleculares e genéticas dos espermatozoides, bem como a forma como os espermatozoides interagem com o trato reprodutivo feminino após a inseminação. Outro ponto chave é que os touros têm uma contribuição significativa para a perda de gestação, que não deve ser ignorada quando se mede a fertilidade. Explorar essa relação pode ajudar a entender as causas da perda de gestação, bem como desenvolver ferramentas para identificar e selecionar touros de maior fertilidade.

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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.

JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

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

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HERBERT SIQUEIRA DA SILVA

RESENDE - RIO DE JANEIRO - PRODUÇÃO DE LEITE

EM 12/03/2019

Ótimo texto. Uma revisão muito bem feita da complexa interação que existe entre espermatozóide e oócito, e suas consequências na fertilidade.