Nome do Projeto
Modulação da cinética espermática pelo desafio térmico in vivo e reflexo nas taxas de prenhez
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
31/07/2023 - 31/07/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
A inseminação artificial (IA) é a biotecnologia da reprodução mais utilizada em rebanhos bovinos. Apesar de estar tecnicamente bem estabelecida, há inúmeros fatores que sabidamente influenciam o desempenho da IA, como por exemplo os fatores climáticos. O desafio térmico representado pelas temperaturas elevadas em combinação com a umidade relativa do ar, por exemplo, impacta negativamente diversos processos fisiológicos, o bem-estar, a saúde animal, e visando a utilização de sêmen criopreservado na IA, as células espermáticas sofrem influência das variações ambientais sobre sua congelabilidade, e consequente qualidade e fertilidade. O índice de temperatura e umidade (THI do inglês temperature-humidity index) é uma variável desenvolvida para estimar numericamente o desafio térmico resultante da combinação de valores de temperatura e umidade relativa. O objetivo deste estudo é determinar a relação entre o THI e a qualidade do sêmen bovino pós-descongelamento, com base na avaliação da cinética espermática por meio do sistema computadorizado de análise de sêmen (CASA), e posteriormente, correlacionar com a taxa de prenhez. Além de verificar a relação do estresse térmico com a composição lipídica e geração de espécies reativas de oxigênio. Sendo assim, foi realizada uma análise retrospectiva de 4.713 partidas de sêmen de 65 touros de uma mesma central de processamento de sêmen bovino. Todos os animais foram mantidos sob as mesmas condições de ambiente e manejo, e as amostras de sêmen foram coletadas por vagina artificial entre julho de 2017 e julho de 2021. Os dados de temperatura e umidade foram obtidos de uma estação meteorológica e transformados em THI, pela fórmula: (Temperatura do bulbo + 0.36 × Temperatura do ponto de orvalho + 41.2). Foi calculado o THI por hora nos 60 dias que antecederam a coleta de sêmen, o que corresponde o período estimado de espermatogênese. Considerou-se estresse térmico quando o THI máximo foi igual ou superior a 74 (THI ≥ 74). O efeito do número de horas com THI ≥ 74 e touro, como variável categórica, nas variáveis dependentes também foi avaliado utilizando um modelo de covariância. Posteriormente, foi correlacionada a cinética espermática e as análises bioquímicas. Sendo assim, esperamos identificar valores de referência que permitam classificar reprodutores de maior ou menor potencial de fertilidade a partir das variáveis estudadas, correlacionando-as com a fertilidade dos touros, baseados nos diagnósticos de prenhez de aproximadamente 56 mil inseminações artificiais.

Objetivo Geral

Verificar a correlação do tempo e momento de exposição do reprodutor ao THI elevado com a cinética espermática pós-descongelamento, atividade oxidante e antioxidante, composição lipídica de espermatozoides em touros e potencial efeito em taxas de prenhez.

Justificativa

Com a crescente utilização da inseminação artificial a demanda por sêmen criopreservado vem aumentando nos últimos anos. Diferentes fatores interferem na qualidade espermática após o descongelamento, dentre eles destacamos o estresse térmico, que prejudica a termorregulação, e consequentemente a espermatogênese, ocasionando alteração das características espermáticas e logo a queda na fertilidade. Neste contexto, a demanda comercial por sêmen criopreservado reforça a busca por alternativas que incrementem a produção e qualidade espermática, e neste ponto, compreender os processos fisiológicos e adequar o manejo dos reprodutores, é fator fundamental no sucesso da produção.
O nosso estudo visa correlacionar o desafio térmico, pela exposição a um THI elevado durante a espermatogênese, com a cinética espermática e taxa de prenhez, bem como as alterações na composição lipídica e consequente produção de espécies reativas ao oxigênio, buscando compreender um possível mecanismo que leve a mudanças na criotolerância após estresse térmico, e então propor alternativas futuras que minimizem os danos.

Metodologia

A presente proposta é composta de uma abordagem retrospectiva, caracterizada pela utilização de partidas de sêmen produzidas pela empresa Renascer Biotecnologia desde 2017, bem como pela utilização de dados meteorológicos obtidos por uma estação meteorológica do INMET ao longo do mesmo período, e dados de prenhez das respectivas partidas de sêmen.
Os reprodutores bovinos foram coletados utilizando vagina artificial, em um sistema de duas coletas por semana. Imediatamente após a coleta, os ejaculados foram avaliados para motilidade total, vigor e morfologia espermática. Ejaculados com desempenho pré-congelamento acima dos padrões utilizados na empresa (> 70% morfologia total, 3 de vigor e < 20% de espermatozoides anormais), eram diluídos para obter a concentração de 20 x 106 espermatozoides/dose, utilizando o diluente comercial OptixCell (IMV® Technologies). Após a diluição, o sêmen é mantido em balcão refrigerado por 4 horas, para posterior envase em palhetas de 0,25 ml, previamente identificadas e então criopreservadas em congelador Digitcool (IMV® Technologies). Após o congelamento, as palhetas foram submersas e armazenadas em nitrogênio líquido (N2).
• A avaliação da cinética espermática foi realizada imediatamente após o descongelamento (20 segundos à 36°C), sendo realizada de maneira objetiva pelo sistema de análise de sêmen computadorizado (CASA; Hamilton Thorne Research Ivos II, Beverly, USA), onde foram obtidos os valores de Motilidade Total (MT, %), Motilidade Progressiva (MP, %), Células Rápidas (Rap, %) Velocidade curvilínea (VCL- μm/s), velocidade linear progressiva (VSL- μm/s), velocidade média da trajetória (VAP- μm/s), amplitude de deslocamento lateral da cabeça (ALH - μm), frequência de batimento flagelar cruzado (BCF- Hz), Retilinearidade (STR - %) e linearidade (LIN - %).
• Para avaliar os efeitos do desafio térmico sobre a cinética espermática foram calculados os valores do THI por hora durante os 60 dias prévios a coleta de cada partida; foi utilizado o valor do THI por hora.
● Os dados de temperatura e umidade foram obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), órgão do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA), a estação meteorológica está localizada próxima a empresa (latitude: -29,83987, longitude: -57,08189), possivelmente refletindo com maior precisão as condições as quais os touros estiveram expostos. Os valores obtidos foram transformados em THI, pela fórmula descrita anteriormente por Yousef et al (1985): THI= (Tdb + 0.36 × Tdp + 41.2), sendo considerado estresse térmico, quando o THI se apresentou superior ou igual a 74. As partidas foram divididas por quartis em relação ao número de dias em que o THI foi superior a 74 (THI ≥ 74), nos 60 dias anteriores à coleta de sêmen, representando assim o período de espermatogênese. Quartis 1, 2, 3 e 4 representam de 0 a 11, 12 a 22, 23 a 42 e mais de 42 dias de exposição ao THI ≥ 74, respectivamente.
● Para verificar a ação do desafio térmico sobre a produção de espécies reativas de oxigênio, serão realizadas as seguintes avaliações no sêmen criopreservado: produção de EROS, onde os níveis de espécies reativas serão determinados por um método espectrofluorimétrico, usando 2’, 7’-diclorofluoresceína diacetato (DCF-D; LOETCHUTINAT, 2005); peroxidação lipídica, pela formação de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) como descrito por Ohkawa, Ohishi e Yagi (1979); e a capacidade antioxidante total, técnica realizada através do potencial antioxidante redutor férrico (FRAP; BENZIE; STRAIN, 1966).
● Com o intuito de avaliar a qualidade e fertilidade do sêmen e correlacionar com a exposição a diferentes períodos de estresse térmico, serão avaliadas as taxas de prenhez. Para tal finalidade, serão utilizadas fêmeas de propriedades parceiras, onde as mesmas serão submetidas ao mesmo protocolo de IATF, e posteriormente será realizado o diagnóstico de gestação 30 dias (DG30) após a inseminação. Serão consideradas as partidas que tiverem mais de 50 dados de IA.

Indicadores, Metas e Resultados

Espera-se que quanto maior a exposição dos touros a um THI associado à uma condição de desafio térmico (≥ 74), maior será o impacto negativo nas variáveis de cinética espermática, formação de estresse oxidativo e alterações de membrana. Possibilitando correlacionar tais variáveis a qualidade do sêmen criopreservado. Adicionalmente, espera-se que a variabilidade das variáveis de cinética espermática, expliquem, ao menos parcialmente, as taxas de prenhez resultantes das inseminações com as partidas analisadas.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
BERNARDO GARZIERA GASPERIN3
Cecilia Urquiza Machado Pavin
Daniele Missio
Fernando Silveira Mesquita
JÉSSICA LAZZARI
MONIQUE TOMAZELE ROVANI
Paulo Bayard Dias Gonçalves
RAFAEL GIANELLA MONDADORI3
Rogério Ferreira

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
FAPERGS / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado Rio Grande do SulR$ 10.000,00Coordenador
CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 4.800,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 8.800,00
339020 - Auxílio Financeiro a PesquisadorR$ 5.000,00
339018 - Auxílio Financeiro a EstudantesR$ 1.000,00

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