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.
Espermatozóide acessório, status de fertilização e qualidade embrionária
A quantificação de espermatozóides acessórios tem sido utilizada na identificação de fatores importantes para aumentar a eficiência reprodutiva de bovinos. Neste procedimento, embriões (óvulos) são recuperados por lavado uterino 6 dias após a IA. A taxa de fertilização é calculada, o grau da qualidade embrionária é avaliado (Lindner e Wright, 1983) nos embriões em estágio de mórula, e o número de espermatozóides aderidos à zona pelúcida (EAZP) de cada embrião ou ovulo é quantificado seguindo o procedimento de DeJarnette et al. (1992).
O número de espermatozóides aderidos à zona pelúcida tem sido positivamente associado com a fertilidade em bovinos (Hunter e Wilmut, 1984; Hawk e Tanabe, 1986; DeJarnette et al., 1992; Nadir et al., 1993). Apesar destes espermatozóides não estarem diretamente envolvidos na fertilização, representam os espermatozóides capazes de atingir o oviduto, passaram pela capacitação, reconhecimento, ligação e a reação acrossômica verdadeira, e penetram parcialmente na zona pelúcida.
Os espermatozóides estão aderidos à zona pelúcida pela "reação de zona", um bloqueio funcional para a polispermia que ocorre imediatamente após a fertilização pelo espermatozóide fertilizante. Portanto, acredita-se que os espermatozóides aderidos à zona pelúcida sejam um meio indireto para medir o transporte dos espermatozóides e uma medida quantitativa de espermatozóides disponíveis e competindo pela fertilização (DeJarnette et al., 1992).
Ao longo de muitos anos de estudos (utilizando o sêmen de quase 30 touros e 927 embriões (óvulos) recuperados 6 dias após a AI), ficou clara a relação entre a mediana do número de EAZP, status de fertilização e qualidade embrionária (Saacke et al., 1998b; Tabela 2). Embriões de qualidade excelente e ótima têm mais EAZPs se comparados aos de qualidade regular e pobre, os degenerados e óvulos não fertilizados.
Tabela 1. Relação entre espermatozóide acessório por embrião ou óvulo e
status de fertilização e qualidade embrionária.1
1Adaptado de Saacke et al. (1998b).
2Qualidade embrionária baseada em Linder e Wright (1983) como modificado para embriões degenerados por DeJarnette et al. (1992).
A associação entre o aumento na qualidade embrionária e o aumento do número dos espermatozóides acessórios é provavelmente devida à maior competição entre espermatozóides potencialmente fertilizantes no momento da fertilização. Howard et al. (1993) descreveram a seleção de espermatozóides pela zona pelúcida, trazendo evidências de que a competição favorece um espermatozóide mais competente. A Tabela 2 deveria deixar claro que há uma grande variação no número de espermatozóides acessórios em relação aos diversos status de fertilização e categorias de qualidade embrionária. Assim sendo, esta variação impede o uso do número de espermatozóides acessórios como preditor da fertilidade de touros.
Numerosos estudos buscando aumentar o número de espermatozóides acessórios têm sido conduzidos (ver Saacke et al., 2000, para revisão). Com relação à discussão neste artigo, o número de espermatozóides aderidos à zona pelúcida e/ou qualidade embrionária melhoraram: a) com o aumento da dose de espermatozóides no sêmen (Nadir et al., 1993), e b) pelo uso de sêmen com qualidade na "média" vs "abaixo da média" (DeJarnette et al. 1992).
O efeito dos valores de dose dos espermatozóides é apresentado na Tabela 3. No Experimento 1, os valores medianos de espermatozóides acessórios não foram diferentes entre os tratamentos (20 x 106 x 40 x 106; DeJarnette et al., 1992). No entanto, aumentar a dose de espermatozóides para 100 x 106 resultou em aumento no número mediano de espermatozóides acessórios no Experimento 2 (Nadir et al. 1993). Além disso, a inseminação com alta dose melhorou a porcentagem de embriões com espermatozóides acessórios, a taxa de fertilização e a qualidade embrionária (Nadir et al., 1993; Figura 3).
DeJarnette et al. (1992) estudaram o efeito da qualidade do sêmen sobre o número de espermatozóides acessórios, status de fertilização e qualidade embrionária em um estudo utilizando o sêmen de quatro touros caracterizados como "médios" ou "abaixo da média" (conforme avaliados pela central de IA; Tabela 4). Conforme mostrado na Figura 4, sêmen de qualidade abaixo da média produziu menos embriões excelentes e bons e um número maior de embriões degenerados e óvulos não fertilizados quando comparados com sêmen de qualidade média.
Atualmente, o melhor marcador para deficiências seminais não compensáveis é a ocorrência de espermatozóides anormais no sêmen. Conforme mencionado anteriormente, os produtores podem minimizar o risco associado a deficiências seminais não compensáveis: a) utilizando sêmen de centrais de IA onde a morfologia dos espermatozóides faz parte do processo de avaliação de rotina, e b) fazendo a triagem de todos os touros usados em monta natural com uma avaliação completa da saúde reprodutiva, incluindo a morfologia dos espermatozóides (Hopkins e Spitzer, 1997).
Tabela 2. Efeito da dose de espermatozóide sobre os valores de espermatozóide acessórios (EAZP) e taxa de fertilização em bovinos Bos taurus com ovulação única
aExperimento 1: DeJarnette et al. (1992); bExperimento 2: Nadir et al. (1993)
**(P<0,05)
Figura 1. Efeito da IA com 100 x 106 espermatozóides (alta dose) ou 20 x 106 espermatozóides (baixa dose) sobre o status de fertilização e a qualidade embrionária de bovinos Bos taurus com ovulação única.
A mudança em embriões viáveis classificados como ótimos a bons (Ex-Go) e regulares a pobres (Fr-Pr) a degenerados (Deg) e não fertilizados (UFO) devido a uma dose mais baixa foi significativa (P<0,05; Nadir et al., 1993).
Tabela 3. Porcentagem de motilidade pós-descongelamento, integridade acrossômica e morfologia de sêmen de qualidade média e abaixo da média utilizado por DeJarnette et al. (1992).
aAvaliação imediatamente após o descongelamento.
bAvaliação após 3 hora de incubação a 37ºC após o descongelamento.
cMotilidade progressiva estimada, arredondando para os 10% mais próximos depois de observar dois esfregaços.
dMédias de duas contagens diretas de 100 células cada.
eMédias de três contagens diferenciais de 100 células cada.
Figura 2. Efeito do sêmen de qualidade média e abaixo da média sobre o status de fertilização e qualidade embrionária em bovinos Bos taurus com ovulação única. A mudança nos embriões viáveis classificados como excelentes a bons (Ex-Gd) e regulares a pobres (Fr-Pr) a degenerados (Deg) e não fertilizados (UFO) como resultado do uso de sêmen de qualidade abaixo da média foi significativa. (P<0,06; DeJarnette et al., 1992).
Conclusões
Os fatores de qualidade do sêmen associados com a fertilidade em bovinos podem ser divididos em duas categorias: características seminais compensáveis e não compensáveis.
Características compensáveis da qualidade do sêmen relacionam-se à capacidade dos espermatozóides inseminados não apenas de atingir o óvulo, mas também de aderirem e penetrarem a zona pelúcida, iniciando o bloqueio contra polispermia.
- Vistas como redutoras da fertilidade quando o número de espermatozóides está abaixo do limiar, as deficiências seminais que podem ser superadas ou minimizadas com o aumento da dose de espermatozóides seriam consideradas compensáveis.
- Infelizmente, características seminais compensáveis não podem ser totalmente explicadas pela morfologia e atuais medições de viabilidade in vitro.
- Características não compensáveis da qualidade do sêmen relacionam-se à competência dos espermatozóides em completar o processo de fertilização e manter o desenvolvimento embrionário inicial.
- Deficiências seminais que resultam em fertilidade suprimida independente da dose de espermatozóides devem ser consideradas não compensáveis.
- Touros com sêmen exibindo níveis inaceitáveis de espermatozóides anormais são geralmente a fonte principal de características não compensáveis.
- Há evidências de que danos à estabilidade da cromatina se estende além dos espermatozóides morfologicamente anormais para os espermatozóides que aparentemente têm morfologia normal. A alteração da estabilidade da cromatina é considerada uma característica seminal não compensável.
- Produtores de bovinos podem minimizar os riscos associados às características seminais não compensáveis:
- Utilizando sêmen de centrais de IA onde a morfologia dos espermatozóides faz parte do processo de avaliação de rotina.
- Fazendo a triagem de todos os touros usados em monta natural, com uma avaliação completa da saúde reprodutiva, incluindo a morfologia dos espermatozóides.
- Apesar do reconhecimento de características seminais compensáveis e não compensáveis ser igualmente importante, o foco das pesquisas futuras deve concentrar-se nas características não compensáveis, uma vez que estas resultam em diminuição da fertilidade, independente do número de espermatozóides no sêmen. Finalmente, apesar de continuar havendo progresso, atualmente não há como determinar com exatidão a dose mínima de espermatozóides que proporcione a fertilidade máxima para um determinado macho ou identificar todos os machos sub-férteis.