Este texto é parte da palestra apresentada pelo Dr. Joseph C. Dalton, da Universidade de Idaho no XI Curso de Novos Enfoques na Reprodução e Produção de Bovinos, realizado em Uberlândia em março de 2007.

Introdução

Historicamente, a avaliação da fertilidade masculina tem sido focada na quantidade e qualidade do sêmen depositado na fêmea. Salisbury e VanDemark (1961) foram os primeiros a sugerir a relação entre quantidade e qualidade de espermatozóides quando propuseram que a fertilidade aumenta com o aumento do número de espermatozóides viáveis inseminados até um limite. Após este limite ter sido alcançado, a população de fêmeas torna-se o fator limitante e aumento no número de espermatozóides não resulta em aumento na fertilidade.

Sullivan e Elliot (1968) relataram que o número mínimo de espermatozóides móveis necessários para a fertilidade máxima variava entre os touros, enquanto den Daas et al. (1998) relataram que os touros diferiam em sua taxa máxima de não retorno ao cio (Figura 1). (A taxa de não retorno ao cio é uma medida indireta de fertilidade, definida especificamente por Rycroft em 1992 "como a porcentagem de vacas que não são novamente cobertas em um período de tempo específico após a inseminação, geralmente de 60 a 90 dias").

Com relação à qualidade do sêmen, Pace et al. (1981) relataram que a fertilidade aumenta com aumento no número de espermatozóides estruturalmente intactos e móveis.

Figura 1. Relação entre a taxa de não retorno ao cio e o número de espermatozóides inseminados. O sêmen de touros diferentes varia na taxa de não retorno ao cio e na taxa na qual a fertilidade máxima é atingida com aumento na dose de espermatozóides (Adaptado de den Daas et al, 1998).


Sullivan e Elliot (1968) observaram que, para atingir a fertilidade máxima, os touros de baixa fertilidade necessitam de mais espermatozóides na inseminação do que os touros de alta fertilidade. Sullivan e Elliot (1968) propuseram que eram necessários mais espermatozóides devido à presença de espermatozóides anormais, incapazes de ganhar acesso ao local de fertilização.

Coletivamente, os trabalhos de Salisbury e VanDemark (1961), Sullivan e Elliot (1968) e den Daas et al. (1998) fornecem evidências de que há parâmetros do sêmen que são "compensáveis" e outros que são "não compensáveis", como originalmente descrito por Saacke et al. (1994). Deficiências no sêmen vistas como redutoras de fertilidade quando o número de espermatozóides está abaixo do limiar, o que pode ser compensado ou minimizado aumentando a dose de espermatozóides, seriam consideradas "compensáveis".

Por outro lado, deficiências no sêmen que resultam em supressão da fertilidade, independente da dose de espermatozóides, seriam consideradas "não compensáveis". A independência destas características indica que a eficiência reprodutiva de um macho em particular deve ser explicada pelas características compensáveis ou não compensáveis, ou pela combinação de ambas.

Transporte dos espermatozóides

Em bovinos, VanDemark e Hays (1954) foram os primeiros a relatar o transporte rápido de espermatozóides do local de deposição. Quer a deposição do sêmen tenha ocorrido via monta natural na vagina ou via IA dentro do útero, havia presença de espermatozóides na ampola do oviduto tão rápido quanto 2,5 a 3,3 minutos após a deposição (VanDemark e Hays, 1954). Overstreet e Cooper (1978) relataram que o transporte dos espermatozóides ocorre em duas fases distintas.

A primeira, ou fase de transporte rápido, tem sido apontada como ocorrendo nos primeiros minutos após a inseminação em coelhos (Overstreet e Cooper, 1978) e bovinos (Hawk, 1987). Durante esta fase, contrações musculares do trato reprodutivo da fêmea transferem os espermatozóides do local de deposição para os ovidutos. Em coelhos, muitos destes espermatozóides estão mortos e são subseqüentemente levados para a cavidade peritonial (Overstreet e Cooper, 1978). Assim, não se acredita que os espermatozóides na fase rápida de transporte estejam envolvidos na fertilização.

A segunda fase do transporte dos espermatozóides, ou fase sustentada, leva os espermatozóides capazes de fertilizarem óvulos para o istmo do oviduto, entre 6 e 12 horas após a inseminação (Hunter e Wilmut, 1983; Wilmut e Hunter, 1984; Hawk, 1987). O número de espermatozóides predominantemente viáveis colonizando o istmo aumenta progressivamente entre 8 e 18 horas após a inseminação (Hawk, 1987; Wilmut e Hunter, 1984).

Quantos espermatozóides estão presentes no oviduto próximo do momento da ovulação? Suarez et al. (1990) revisaram o número de espermatozóides no istmo e na ampola (próxima ao local da fertilização) perto do momento da ovulação em camundongos, ratos, hamsters, coelhos, ovinos e bovinos. Apesar do número de espermatozóides inseminados variar de 50 milhões no rato até 3 bilhões na vaca, foram percebidas similaridades distintas entre os animais quanto ao número de espermatozóides no oviduto.

Em ovelhas, havia aproximadamente 4,4 mil espermatozóides presentes no istmo, comparado aos 21,2 mil em vacas perto do momento da ovulação. Na ampola do oviduto havia apenas 2 espermatozóides em hamsters e ratos e 5, 10, 26 e 118 espermatozóides em camundongos, bovinos, ovinos e coelhos, respectivamente, próximo ao momento da ovulação. Acredita-se que o número muito pequeno de espermatozóides passando através da ampola (próximo ao local da fertilização), em qualquer momento considerado, seja uma defesa natural importante contra a polispermia (Hunter, 1988), que reconhecidamente resulta em morte embrionária precoce.

Perda retrógrada de espermatozóides

A literatura mencionada anteriormente traz evidências de que um número relativamente pequeno de espermatozóides, em comparação com o número total inseminado, coloniza o istmo do oviduto. Então, para onde vão os espermatozóides? Após a monta natural, a maioria dos espermatozóides é perdida logo após a deposição. Aqueles espermatozóides que permanecem no trato penetram no útero contra a mucosa uterina, após seguirem caminhos privilegiados entre os sulcos originários no fórnix da vagina (Mullins e Saacke, 1989).

A IA intra-uterina ultrapassa o colo, a maior barreira para o transporte dos espermatozóides, e permite o uso de um número mais baixo de espermatozóides se comparado à monta natural. Apesar disso, aproximadamente 90% dos espermatozóides inseminados artificialmente são perdidos por fluxo retrógrado dentro de 12 horas após a inseminação (Mitchell et al., 1985).

Qualidade do sêmen e barreiras ao transporte de espermatozóide

Nos últimos trinta anos houve aumento nas evidências de que a qualidade dos espermatozóides que chegam ao local de fertilização era diferente dos inseminados (Saacke, 1982; Hawk, 1987). A população de espermatozóides que chegam ao local da fertilização (junção ampola do oviduto -istmo) é rica tanto em viabilidade como em morfologia normal em relação aos que são inseminados (Overstreet et al., 1978). Apesar dos espermatozóides morfologicamente anormais terem sido associados com sub-fertilidade e esterilidade durante muitos anos (Williams e Savage, 1925, 1927; Lagerlof, 1934), não se sabe se espermatozóides com malformação clássica de cabeça não atravessam as barreiras do trato reprodutivo feminino ou se participam da fertilização baseado nos dados sobre os espermatozóides (espermatozóides aderidos à zona pelúcida = EAZP) de óvulos e embriões (Saacke et al., 1998a). Os espermatozóides aderidos à zona pelúcida também são chamados de acessórios.

As barreiras conhecidas para o transporte de espermatozóide em vacas incluem o complexo muco cervical (Mullins e Saacke, 1989) e o útero (Mitchell et al., 1985), enquanto a junção útero-tubárica e o istmo inferior do oviduto (Krzanowska, 1974) são barreiras notáveis em camundongos. A relação entre as barreiras ao transporte de espermatozóides e as anomalias morfológicas específicas foi elucidada por vários pesquisadores.

Na vaca, o complexo muco cervical é uma barreira para caudas e cabeças anormais (Koeford-Johnsen, 1972), enquanto a junção útero-tubárica e o istmo inferior impedem a travessia de espermatozóides com morfologia anormal de cabeça (Krzanowska, 1974; Nestor e Handel, 1984) e caudas com gotas (Nestor e Handel, 1984) no camundongo. No entanto, a zona pelúcida do óvulo pode ser a maior barreira para a participação de espermatozóides morfologicamente anormais e viáveis na fertilização (Howard et al., 1993).

Além disso, há relatos de que os espermatozóides com acrossomos anormais: a) têm sua capacidade de se unir ao óvulo in vitro comprometida, e b) não conseguem penetrar na zona pelúcida (Thundathil et al., 2000). Por último, os espermatozóides aparentemente normais em sêmen de touros, mas com alta porcentagem de acrossomos anormais, também se mostraram deficientes, uma vez que o desenvolvimento embrionário após a fertilização com espermatozóides aparentemente normais também estava comprometido (Thundathil et al., 2000). Setchell et al. (1988) relataram evidências no camundongo de uma relação entre o desenvolvimento embrionário reduzido e os espermatozóides com uma morfologia aparentemente normal em um ejaculado anormal em outros aspectos.

Características seminais compensáveis e não compensáveis

Características compensáveis da qualidade do sêmen estão relacionadas à capacidade dos espermatozóides inseminados não apenas de alcançar o óvulo, mas também de aderir e penetrar na zona pelúcida e iniciar o bloqueio contra a polispermia. Empresas respeitáveis de IA rotineiramente ajustam a dose de sêmen quando deficiências compensáveis são conhecidas.

Características não compensáveis da qualidade do sêmen estão relacionadas com a competência do espermatozóide fertilizante em completar o processo de fertilização e manter o desenvolvimento embrionário inicial. As deficiências seminais que resultam em fertilidade suprimida, independente da dose de espermatozóides, seriam consideradas não compensáveis. Em geral, os touros com sêmen que apresenta níveis inaceitáveis de espermatozóides anormais são a principal fonte de características não compensáveis. Conseqüentemente touros com altos níveis de espermatozóides anormais não deveriam ter seus espermatozóides coletados, conservados e utilizados para IA.

As discussões sobre os fatores da qualidade do sêmen associados com a fertilidade em bovinos, é importante não apenas para entender a base para a quantidade e qualidade dos espermatozóides que alcançam o local de fertilização, mas também para caracterizar ainda melhor os espermatozóides capazes de participar com sucesso na fertilização e embriogênese. Levando em conta as evidências mencionadas anteriormente, de que o desempenho reprodutivo comprometido no caso de espermatozóides aparentemente normais no sêmen de touros com alta porcentagem de acrossomos anormais, as anomalias dos espermatozóides podem ser apenas a parte visível de um iceberg que compromete a reprodução.