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Tecnologia do sémen Por: Professora Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Características do sémen Touro Carneiro Varrasco Cavalo Coelho Volume do ejaculado (ml) 5-8 0,8-1,2 150-200 60-100 0,4-0,6 C. espermática (milhões/ml) 800-2000 2000-3000 200-300 150-300 50-350 Esperma/ejaculado (biliões) 5-15 1,6-3,6 30-60 5-15 0,03 Motilidade espermática (%) 40-75 60-80 50-80 40-75 80 Formas normais (%) 65-95 80-95 70-90 60-90 80 pH 6,4-7,8 5,9-7,3 7,3-7,8 7,2-7,8 6,6-7,5 Ejaculações/semana 4 20 3 3 6 Padrões de classificação mínimos da “possível fertilidade” dos touros, carneiros, porcos, cavalos e coelhos são os seguintes Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Esquema representativo do processo de Espermatogénese. Adaptado de http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/nucleo15.php. Recolha de Sémen • Vagina artificial • Método de eleição. • Necessário treino- 6-10meses (ovinos). • Adaptação ao meio • Adaptação ao operador • Fémea dócil- ou tratada com estrogénios • Tronco de contensão Teresa Montenegro Correia Preparação da vagina artificial • Encher a camisa externa com água de forma a obter 45º. • Introduzir ar na válvula para incrementar a pressão do ar. • Lubrificar com gel não espermicida. • Usar uma vagina para cada macho. Teresa Montenegro Correia Recolha de sémen Tronco de contensão da fêmea para recolha de sémen. Recolha de sémen em vagina artificial. Teresa Montenegro Correia Recolha de sémen com electro ejaculador • Deveremos usar quando: • Os animais não são dóceis. • Pouca líbido • Animais com alguns problemas • físicos. • Animais não treinados. Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Parâmetros Garanhão Touro Carneiro Varrasco Idade 2 anos 1 ano 9 meses 1 ano Utilização inicial Cobrições semanais 1 1-2 ocasional 3 Nº de fêmeas por época 15-20 5-10 Idade 3 anos 1 ano Adolescentes Cobrições semanais 2 Nº de fêmeas por época 40-50 até 15 25-30 Adultos Cobrições 5-6 semanais 3-4 semanais 3 diárias 1 diária Nº de fêmeas por época 80 25-40 100/2-3 machos Possível esquema de utilização dos machos como reprodutores Teresa Montenegro Correia Electro ejaculação • A electro ejaculação está baseada na aplicação rítmica de um estímulo elétrico por via transretal estimulando o sistema nervoso autónomo e somático, que conduz á obtenção de secreções das glândulas acessórias e finalmente á ejaculação. Teresa Montenegro Correia Avaliação do sémen Volume concentração Mobilidade Viabilidade Funcionalidade espermática Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Cuidados com o material utilizado • Todo o material usado e meios de diluição devem estar a 37º para evitar a morte dos espermatozoides por choque térmico. Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Análise de rotina • Volume e aspeto - O volume pode variar entre (0,8- 1,5)ml. - Branco leitoso - Tonalidade avermelhada indica contaminação. - Odor - Viscosidade - pH Teresa Montenegro Correia Concentração • Câmaras de contagem • Para fazer a contagem dos espermatozoides, diluímos o sémen cerca de 2000 vezes. • Se usarmos água matamos os espermatozoides, o que nos dá jeito para os contar. • Normalmente os ejaculados têm cerca de 2 000 a 7000 milhões por ml. Teresa Montenegro Correia Avaliação da mobilidade • Devemos diluir 100 vezes, o sémen para avaliar a mobilidade de (0- 100%). Lâminas aquecidas e porta- objetos aquecidos. • Como varia muito de operador para operador, hoje em dia usam-se os sistemas computorizados para fazer essa avaliação. “Sistema Casa”. Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Viabilidade • Para avaliar a viabilidade de uma forma rigorosa teríamos que usar técnicas como a fecundação in vitro (FIV), para estimar o nº de espermatozoides que se uniriam ao oócito . Nas análises de rotina apenas se utiliza a integridade da membrana e do acrossoma. Usam-se corantes não fluorescentes e fluorescentes. Teresa Montenegro Correia Corantes mais usados • Não fluorescentes • Azul “Tripán” e eosina. São corantes que não podem penetrar no interior da célula se a membrana está intacta, por isso só ficam coloridos os espermatozoides com membrana danificada. No caso da eosina pode-se combinar com a nigrosina, que só serve para dar contraste, já que o funda da preparação fica preto e permite visualizar também os que não foram tingidos (deveremos fazer um diluição de 1/100 Se virmos com objetiva de emersão 100X podemos observar o acrossoma. Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Corantes Fluorescentes • Microscópio de fluorescências com filtros específicos, adaptados aos comprimentos de onda de excitação e emissão de cada corante. • O mais usado é o iodeto de propídio. Entra em membranas danificadas e tem afinidade pelo DNA. Teresa Montenegro Correia Técnicas não baseadas em corantes • Outra forma de avaliar a integridade da membrana plasmática, neste caso só aplicado a espermatozoides chamado HOS (hipoosmotic swelilng, test). Consiste em pôr em contacto com as células um meio hiposmótico (citrato de sódio 25mM e frutose a 75mM; mOsm/l), de modo que as tenham a sua membrana intacta responderão captando água, e por isso incham, levando a uma torção do flagelo. As que têm a membrana danificada não respondem. Teresa Montenegro Correia Análise da capacitação • . Durante a capacitação e a reacção acrossómica, produz-se uma série de alterações no espermatozóide, as quais podem ser avaliadas mediante diversas técnicas laboratoriais . Esta avaliação é muito importante, especialmente quando se pretende aplicar técnicas de fecundação in vitro (FIV). Estes métodos laboratoriais podem ser classificados em técnicas morfológicas (vesiculação, pode usar-se microscopia electrónca), de marcadores de membrana (Lecitinas, neoglucoconjugados e anticorpos), provas funcionais e outras (Vásquez, 1991). Teresa Montenegro Correia Determinação das alterações resultantes da capacitação e da reação do acrossómica Tem sido utilizada com frequência a observação de uma alteração fisiológica, facilmente encontrada e que está associada ao desenvolvimento da capacidade fertilizadora do SPZ, como é o caso da aparição da motilidade hiperativa, momentos após o SPZ ter sofrido a capacitação. Contudo, existem outros métodos, como sejam as técnicas de coloração e posterior observação dos espermatozoides num microscópio ótico ou eletrónico e as provas de fecundação in vitro (10). Teresa Montenegro Correia Provas de Funcionalidade FIV heteróloga Yanagimachi et al. , (1976 ) informaram que os oócitos nus (sem o cumulus oophorus e sem a membrana pelúcida) de hamster dourado podem ser penetrados pelos espermatozoides humanos capacitados, esta prova tem sido adaptada a outras espécies. Teresa Montenegro Correia Test do Hamster • O Test do Hamster realiza-se segundo a metodologia descrita por Yanagimachi et al. (1976). Após a obtenção dos oócitos, estes são tratados com hialuronidase e tripsina (a fim de se eliminar, respetivamente, o cumulus oophorus e a zona pelúcida). Posteriormente, os oócitos morfologicamente idóneos são submetidos a um co-cultivo junto com a amostra espermática, durante um período de 3 a 5 horas). Teresa Montenegro Correia Continuação • Transcorrido este período de tempo, os oócitos são examinados sob um microscópio de contraste de fases. A presença de um só pronúcleo não é aceite como sinal de uma adequada penetração, dado que os oócitos de hamster podem ativar-se partenogeneticamente. • A visualização de cabeças descondensadas ou de pronúcleos masculinos, acompanhados da presença de flagelos no citoplasma, constituem sinaisde uma adequada penetração . Teresa Montenegro Correia Refrigeração e conservação do sémen • Quando se iniciou a IA, esta tinha de ser realizada pouco tempo após a colheita do sémen, uma vez que a sobrevivência dos SPZ fora do aparelho genital masculino se limitava a um curto período de tempo . Desta forma, a aplicação em grande escala da IA implicou o desenvolvimento de condições técnicas que permitissem preservar os SPZ por largos períodos de tempo. http://file.ranchodasamericas.com.br/Editor /embriao_editada.jpg Teresa Montenegro Correia Refrigeração e conservação do sémen • Em nenhuma espécie, a motilidade espermática pós-congelação é superior a 50% (as lesões acrossómicas são muito frequentes). Logicamente, a sobrevivência destes SPZ, no aparelho genital feminino, reduz-se significativamente. Contudo, nos bovinos, a inseminação com 20 milhões de SPZ que foram congelados resulta numa taxa de fertilidade semelhante à que se obtém com a monta natural ou com a inseminação de sémen fresco não diluído (taxas de não retorno, aos 60 dias, próximas dos 80% e taxas de fertilidade aparente de 55-60%) Teresa Montenegro Correia Congelamento de sémen http://www.minitube.de/var/StorageMi nitube/Produktbilder/13440- 0000_minitubes.jpg http://4.bp.blogspot.com/- sDudFXqezcQ/UVrhYHf6xvI/AAAAAAAAAlw/- 3RaVHQKixI/s1600/img_1359-2.jpg Azoto líquido ou gelo seco Teresa Montenegro Correia Metodologia do congelamento do sémen • O plasma seminal, per se, confere uma proteção limitada aos SPZ face às variações de temperatura . Para ser armazenado a baixas temperaturas, é necessário misturar o sémen com diluidores especiais. • Os diluidores deverão reduzir a concentração de células espermáticas, fornecer um suplemento energético, estabilizar o pH, conferir um ambiente osmoticamente controlado e proteger os SPZ dos choques térmicos. Teresa Montenegro Correia O que devem conter os diluidores? • Sais • Substância tampão • Elementos nutritivos • Agentes bacterianos • Crioprotetor • Nota: O diluidor deverá ser preparado pouco tempo antes da colheita do sémen e deverá ser conservado no frigorífico, à temperatura de 4°C, até à altura da sua utilização Teresa Montenegro Correia Agentes salinos • A força iónica parece não ser um elemento crucial, uma vez que a fertilidade se mantém constante dentro de uma ampla margem de forças iónicas . A osmolaridade é importante, sendo a maioria dos diluidores hiperosmóticos (350-400 mOsmols/kg, antes da adição do crioprotetor) . • Esta hiperosmolaridade leva a uma desidratação das células espermáticas, antes de se dar início ao processo de congelação, o que constitui um fenómeno muito útil . Teresa Montenegro Correia Substância tampão • A substância tampão tem por função neutralizar as substâncias residuais, resultantes do metabolismo espermático. Em particular, deverá neutralizar o ácido láctico (7). • O citrato de sódio, diluído a 2,9%, é a substância com capacidade tamponizante mais utilizada. Também poderá ser utilizado o fosfato de sódio. Teresa Montenegro Correia Porção nutritiva • Gema de ovo de galinha (proteção das membranas) • O leite, outra possível fonte de nutrientes para os SPZ; tem de ser fervido, durante 10 minutos, à temperatura de 92-95°C, para que se dê a destruição das enzimas capazes de diminuir a sobrevivência dos SPZ. • Outras possíveis fontes de nutrientes são o leite de coco e a gema de ovo da pata. Teresa Montenegro Correia Bactericidas e outros aditivos • A utilização destes agentes, na constituição dos diluidores do sémen, tem a dupla função de destruir os microrganismos patogénicos (e de reduzir o metabolismo espermático . • Os agentes antibacterianos mais comuns são a penicilina e a estreptomicina (normalmente, são até utilizados em conjunto). Teresa Montenegro Correia Crioprotetor • Para além dos crioprotetores já mencionados o glicerol é o mais usado em ovinos. Tem a vantagem de manter a água em dissolução e reduzir a sua temperatura de congelação, contrariando o stress osmótico. A concentração utilizada varia geralmente entre os 6 e os 8%, podendo reduzir-se se se aumentar à gema de ovo. • Recomenda-se não adicionar maiores concentrações de glicerol, pois é tóxico, nem o devemos adicionar muito tempo antes de congelar o sémen. Teresa Montenegro Correia Outros aditivos • Alguns estimulantes metabólicos, como é o caso da cafeína, parecem elevar a motilidade espermática, embora não afetem de modo significativo a fertilidade . • Enquanto que alguns trabalhos demonstram que a adição de prostaglandinas eleva a fertilidade do sémen de carneiro, outros trabalhos demonstram precisamente o contrário . Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Processo de Congelação • O processo de congelação realiza-se em duas etapas, refrigeração e a congelação propriamente dita. • Depois da termos diluído, parcialmente o sémen. • Refrigera-se até 5 ºC a uma velocidade de - 0,2 a -0,4ºC/minuto. Uma refrigeração a uma velocidade mais rápida diminui a mobilidade pós-descongelação dos espermatozoides. Adiciona-se a segunda fração do diluidor com o glicerol. Deveremos manter a esta temperatura 1-2 horas . Palhetas utilizadas no congelamento do sémen. Teresa Montenegro Correia Preparação de sémen congelado • De forma manual- vapores de azoto • De forma automatizada-biocongelador programável • Pastilhas- gelo seco (-80 e -95ºC) • Vantagens de congelação do sémen • Descongelar a 37ºC- 30segundos • a 50ºC-9 segundos • Após a descongelação, vamos ter que avaliar o lote (uma amostra por lote). Teresa Montenegro Correia Lote para inseminação Teresa Montenegro Correia Inseminação exo-vaginal Teresa Montenegro Correia Teresa Montenegro Correia Inseminação intra-uterina Teresa Montenegro Correia Observação da sincronização Teresa Montenegro Correia Inseminação intrauterina e exo- vaginal Teresa Montenegro Correia