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Avaliação e Criopreservação de Sêmen em Garanhão REALIZAÇÃO: Coordenadores: Gilberto Guimarães Lourenço Médico Veterinário-Mestrando em Reprodução Animal-UFV Responsável técnico pelo Haras LaGlória Rafael Guedes Goretti Médico Veterinário-Mestre em Reprodução Animal-UFV Responsável técnico pelo Haras Três Corações e outros Renan Reis de Oliveira Médico Veterinário – Mestrado em Reprodução Animal – UFV Doutorando em Reprodução Animal - UFV Parceiros: VIÇOSA-MG Edição I [Digite texto] Apresentação: A falta de seleção na espécie eqüina para fatores ligados a reprodução, levou a realidade que temos agora, onde os eqüinos, de uma forma geral, são tidos como animais de baixa fertilidade. Conhecimentos sobre as características reprodutivas da espécie e saber avaliar o potencial reprodutivo de garanhões pode maximizar o uso de alguns animais e evitar grandes prejuízos devido a baixa fertilidade do macho durante a estação de monta. O advento de novas técnicas de avaliação do sêmen, somado às antigas, podem propiciam uma resposta cada vez mais precisa sobre o real potencial fértil de determinado indivíduo. O conhecimento destas técnicas é de extrema importância para profissionais envolvidos na reprodução de eqüinos. Com o desenvolvimento da inseminação artificial técnicas como o resfriamento e o congelamento de sêmen passaram a ser desenvolvidas. Hoje, o uso do sêmen resfriado e cada vez mais, do sêmen congelado, faz parte da rotina de profissionais envolvidos com cavalos. Se manter atualizado sobre novidades das técnicas de criopreservação pode ser o diferencial e garantir um mercado ainda novo para profissionais da área. Este curso tem por objetivo transmitir aos alunos importantes conhecimentos básicos e aplicados à reprodução de equinos, manejo reprodutivo e as artimanhas do dia-a-dia do profissional de campo. Ao final do curso, espera-se que o aluno esteja apto a executar os diferentes métodos de resfriamento e congelamento de sêmen, bem como, conhecendo os principais métodos de avaliar o potencial fértil de garanhões. Gilberto Guimarães Lourenço [Digite texto] Rafael Guedes Goretti Renan Reis de Oliveira SUMÁRIO 1 – Introdução.................................................................................................... 1 2- Métodos de Avaliação do Sêmen Equino...................................................... 4 2.1- Avaliação do Sêmen na Rotina de Haras............................................... 4 2.2- Avaliações Realizadas para Animais Problema ou em Pequisas com Sêmen de Garanhões..................................................................................... 9 2.3- Considerações Finais............................................................................ 14 3- Resfriamento de Sêmen Equino................................................................... 15 3.1 –Tipos de Contêiner para Refrigeração e Transporte de Sêmen Equino ...................................................................................................................... 16 3.2- Meios Diluidores.................................................................................... 18 3.3- Concentração Espermática e Volume da Dose Inseminante................ 19 3.4- Efeito do Garanhão no Sucesso do Resfriamento................................ 20 3.5- Etapas na Refrigeração do Sêmen Equino........................................... 22 4- Avaliação do Potencial Reprodutivo de Garanhões..................................... 25 4.1- Etapas do Exame Andrológico.............................................................. 26 4.2- Modelo de Laudo Andrológico............................................................... 36 5- Princípios da Criopreservação e Técnicas de Congelamento do Sêmen de Garanhões........................................................................................................ 37 5.1- Histórico da Técnica.............................................................................. 37 5.2- Princípios da Criopreservação.............................................................. 38 5.3- Meios Diluidores.................................................................................... 41 5.4- Etapas do Congelamento...................................................................... 42 5.5- Outras Aplicações do Congelamento de Sêmen................................... 46 6. Referências Bibliográficas............................................................................ 50 1 1- INTRODUÇÀO: A eqüinocultura apresenta importância crescente no agronegócio brasileiro. Diferentemente da imagem aristocrata e distante da realidade da maior parte da população, a eqüinocultura envolve diferentes classes sociais e beneficia milhares de famílias. Em um recente estudo estimativo sobre a indústria do cavalo no Brasil, demonstrou-se que o rebanho efetivo é de cerca de 8,5 milhões de equinos e 1,2 milhões de muares e jumentos. Esse segmento agropecuário é responsável pela geração de 600 mil empregos diretos e 3,2 milhões de empregos indiretos (CNA, 2006). Para se maximizar a eficiência reprodutiva de um sistema de criação de eqüinos, faz-se necessário a obtenção de um potro por ano de todas as éguas do rebanho bem como a obtenção de um maior número possível de embriões no caso de éguas doadoras. Para isto são realizadas biotecnologias como a inseminação artificial (IA). Apesar de alguns historiadores mostrarem que a inseminação artificial já era utilizada desde 1332 em equinos por árabes, o marco inicial do uso da IA é de 1779, quando um monge italiano inseminou coletou o sêmen de um cachorro e inseminou uma cadela. Na espécie eqüina, a IA vem sendo empregada com sucesso devido a sua facilidade de implantação no plantel, proporcionando bons índices de fertilidade, menor desgaste do garanhão, e melhora do progresso genético. A IA trata-se de uma técnica utilizada para obter produtos de pais com alta qualidade genética, com a vantagem de não necessitar a presença física do garanhão selecionado, reduzindo traumas decorrentes do transporte dos animais ou até mesmo resultantes da monta natural. Além disso, com esta biotecnologia, há redução de transmissão de doenças venéreas e infecciosas como a endometrite, decorrentes do contato direto entre égua e garanhão, aumentando o numero de éguas inseminadas por ejaculado, e da taxa de prenhez proporcionando melhora na viabilidade econômica. Os avanços obtidos em reprodução eqüina proporciona melhora gradual nos processos envolvendo a IA, tais como a ultrassonografia para controle da ovulação e biotécnicas de avaliação, diluição e criopreservação do sêmem, 2 colaboram para a predição da fertilidade dos animais envolvidos no processo e maximiza os resultados. A espécie eqüina possui os índices mais baixos de fertilidade quando comparada com as demais espécies domésticas. Possivelmente o principal fator envolvido é a falta de seleção genética para fertilidade. Outros fatores seriam a falta de acompanhamento profissional e o uso de animais idosos (ciclo produtivo longo da equideocultura). Dentre os fatores que podem alterar os índices reprodutivos, a qualidade seminal assume um efeito considerável. As características do sêmen equino podem variar de acordo com diversos fatores, entre eles: - grau de estimulação sexual - freqüência de ejaculação - idade do garanhão - tamanho testicular- método da coleta do sêmen - estação do ano. A estação do ano influência as características físicas e bioquímicas do sêmen, os níveis de hormônios sanguíneos, o comportamento sexual e a fertilidade do garanhão e da égua. Nos meses de maior luminosidade, a produção de espermatozóides é maior e a libido é máxima. A concentração de testosterona plasmática também varia com estação do ano e pode ser responsável pelas alterações descritas. A fertilidade do garanhão está diretamente relacionada com a qualidade dos espermatozóides produzidos, das secreções que o envolvem e da correta deposição destes no trato genital feminino. Assim observamos que, em geral, a fertilidade depende de uma série de eventos, iniciando com a espermatogênese, seguindo para a espermiogênese e a maturação espermática. Depois, durante a ejaculação, diferentes secreções provenientes das glândulas acessórias promoverão mudanças importantes na composição da membrana espermática e nas proteínas de superfície. Na seqüência, os espermatozóides deverão ser capacitados, durante sua passagem pelo trato genital feminino, e sofrerem a reação do acrossoma até que um deles seja capaz de penetrar a zona pelúcida e finalmente se fundir com o oócito. Cada 3 um destes passos é mediado por um número de proteínas e, conseqüentemente, por genes. 4 2- MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DO SÊMEN EQUINO A qualidade seminal é um importante fator na determinação da fertilidade das mais diversas espécies. Por este motivo, ao longo dos anos, foram sendo desenvolvidos metodologias que buscam predizer o potencial fértil de um animal sem a necessidade de inseminar ou cobrir fêmeas. De forma prática a avaliação seminal pode ser divida em duas partes: uma parte é realizada na rotina de haras e centrais (sêmen fresco, resfriado e congelado) antes da inseminação das éguas e outra parte de testes são aqueles que vêm sendo utilizados para detectar problemas reprodutivos em garanhões ou em pesquisas. 2.1- Avaliação do sêmen de garanhões na rotina de haras Uma rotina de avaliação do sêmen pode evitar que falhas que venham a ocorrer durante a coleta e manipulação seminal venham a trazer prejuízos devido a queda de fertilidade, mesmo nos animais que apresentem uma boa qualidade do sêmen. Os cuidados com o sêmen antes da inseminação são indispensáveis para evitar quedas nas características seminais dos animais em avaliação. O conhecimento sobre os parâmetros de normalidade do sêmen de garanhões (aspecto, volume, concentração, motilidade, vigor, morfologia espermática) são de extrema importância, uma vez que pode haver variação entre animais. Com este conhecimento é possível estabelecer a melhor forma de manipular o sêmen em função dos possíveis problemas de cada animal (taxa de diluição, centrifugação, melhor meio diluidor, etc). Após a coleta podem ser avaliados os seguintes parâmetros seminais: 2.1.1- Aspecto: a avaliação é visual e representa principalmente a cor e a aparência. Depende fundamentalmente da concentração de espermatozóides e eventualmente da presença de sangue, pus, urina, células epiteliais, detritos, etc. A cor geralmente é esbranquiçada, branca, marfim ou amarela. As colorações avermelhadas, marrom e cinza escuro são indicativas de, 5 respectivamente, sangue vivo, sangue hemolisado e sujeira. A aparência poderá ser denominada de cremosa, leitosa, opalescente, serosa ou aquosa, correspondendo, aproximadamente, a uma determinada concentração espermática. A maior parte dos garanhões apresenta aspecto entre opalescente e seroso. Jumentos, de uma forma geral, possuem uma maior concentração espermática, apresentando, geralmente, um aspecto mais para leitoso. Animais pré púberes, em excessivo manejo de coletas/coberturas, ou, com problemas na produção/ejaculação de espermatozóides, geralmente apresentam um aspecto entre seroso e aquoso. 2.1.2- Volume: é expresso em milímetros (mL). O valor pode ser influenciado por diversos fatores, como: método de coleta de sêmen, estação, estímulo do garanhão no momento da coleta, idade, condições patológicas, freqüência de coletas, tamanho testicular, dentre outros. Em média animais púberes produzem de 30-100 mL. Através do volume será possível calcular o número total de espermatozóides no ejaculado, para conhecimento do número de doses inseminantes. Alguns animais produzem certa quantidade de gel que dificulta a manipulação do sêmen. Este gel pode ser retido por filtros ou aspirado por seringas e deve ser descartado no momento do calculo das doses. 2.1.3- Concentração: a concentração é geralmente determinada pelo número de espermatozóides (milhões) por mL. De uma forma geral, os mesmos fatores que influenciam a variação no volume irão influenciar a variação na concentração, que em média vai de 80-350 x 106 espermatozóides por mL em garanhões púberes normais. A determinação do número de espermatozóides por mL pode ser realizada basicamente por dois métodos. 2.1.3.1- Contagem em câmara hematimétrica ou neubauer: Retira-se uma amostra de sêmen do ejaculado e dilui-se em água ou solução de formol salino. Ex: 20 l de sêmen em 1980 L de solução de formol salino (1: 100) 1 gota de sêmen em 19 gotas de água (1:20) 6 Em aumento de 400 x com auxílio de microscópio óptico identificam-se os quadrantes da câmara. A câmara é dividida em 25 quadrados maiores, cada quadrado maior (dividido por linha tripla) tem 16 quadrados pequenos. Devem ser contatadas apenas as cabeças dos espermatozóides. A contagem é feita fixando-se um L nas bordas dos quadrados maiores. Contam-se as cabeças que estiverem em cima da linha do L e as de dentro dos 16 quadrados menores. Devem ser contados ao menos 5 quadrados maiores. Figura 1: Imagens aumentadas da câmara de Neubauer e esquema a ser seguido na contagem das células. Cálculo da concentração: das cabeças contadas nos 5 quadrados x 5 x 10 x diluição 7 EX: (20 + 18 + 28 + 22 + 33) x 5 x 10 x 20 = 121000 = 121 x 103 /mm3 Para transformar a concentração para mL (cm3) x 1000 = 121 x 106 /mL Ou seja, cada mL de sêmen possui 121 x 106 espermatozóides. O método de determinação da concentração por câmara de Neubauer é bastante preciso e vem sendo o mais utilizado na rotina dos haras devido ao seu baixo custo. 2.1.3.2- Contagem eletrônica da concentração: Alguns aparelhos como espectofotômetros e densímetros avaliam a concentração de forma mais rápida e vêm sendo utilizados em centros de pesquisa e alguns haras. Como inconveniente tem-se o custo destes aparelhos. 2.1.4- Motilidade e vigor espermático: dentre os testes, a avaliação da motilidade e do vigor são comumente usados por ser relativamente simples e barato. Embora possua uma correlação de baixa a média intensidade com a fertilidade, pois não avalia todos os atributos que os espermatozóides devem possuir para a fecundação, esta técnica continua sendo indicada para a avaliação da viabilidade espermática em razão da sua queda ser acompanhada pelo decréscimo do número de células com integridade estrutural. Esses dois critérios foram, por muito tempo, os únicos parâmetros empregados na avaliação da integridade dos espermatozóides. Para avaliação da motilidade pode-se dividir em motilidade total (espermatozóides se movimentando) e motilidade progressiva (células se movimentando em linha retaou movimentos ligeiramente circulares). O vigor espermático é um parâmetro avaliado em conjunto com a motilidade e é definido como a qualidade do movimento exibido pelos espermatozóides móveis (intensidade de batimento flagelar). Para tanto, faz-se uso de uma escala compreendida numa faixa de 0 a 5. A avaliação da motilidade e do vigor, são realizados colocando-se uma gota de semen entre lâmina e laminula pré-aquecida e observada em microscópio óptico com aumentos de 20 e 40X, onde são atribuídas notas percentuais subjetivas de 0 8 (zero) a 100% em relação a quantidade de espermatozóides moveis totais e móveis progressivos. O vigor também é observado de forma subjetiva, no entanto, empregando-se escala de 0 a 5. A natureza subjetiva é o grande problema das avaliações de motilidade e vigor por microscopia. A grande variação entre avaliadores ao analisarem uma mesma amostra pode comprometer os resultados na utilização de determinado sêmen. Nos últimos anos tem se buscado desenvolver uma maneira mais precisa para realizar esta avaliação. No entanto, o alto custo limita a utilização destes novos métodos por profissionais a campo. O Colégio Brasileiro de Reprodução Animal indica que o sêmen a fresco deve possuir padrões de motilidade na ordem de 70% e vigor 3 (0-5). 2.1.5- Morfologia espermática: a morfologia dos espermatozóides é geralmente avaliada utilizando um microscópio em aumento de 1000 x sob óleo de imersão. A visualização em preparo de lâmina seca possui a vantagem de ser realizada em microscópico óptico, o sêmen é misturado a um corante (eosina- negrosina) ou é realizado o esfregaço para posterior coloração (Giensa, panótico). A avaliação em preparo úmido é realizada em microscópio de contraste de fase, para tal, amostras do sêmen coletado são armazenadas em recipientes contendo solução tamponada de formol salino para posterior análise. Para a avaliação são contadas 200 células que têm suas alterações quantificadas e classificadas. O Colégio Brasileiro de Reprodução (1998) animal divide tais alterações em dois grandes grupos de acordo com o efeito na fertilidade: - defeitos maiores: patologias de cabeça (subdesenvolvida, isolada patológica, estreita na base, piriforme, pequeno anormal, contorno anormal, “pounch formation”), gota proximal, formas teratológicas, patologias de cauda (fortemente dobrada ou enrolada, dobrada com gota, enrolada na cabeça), formas duplas. - defeitos menores: patologias de cabeça (delgada, gigante, curta, larga, pequena normal, isolada normal), patologias de cauda e implantação (retro, obliquo, dobrada), gota citoplasmática distal. O exame de morfologia espermática não deve nunca ser utilizado isoladamente para dizer se o potencial de fertilidade de um ejaculado é alto, 9 mas é razoável para dizer se o potencial de fertilidade de um cavalo é baixo devido a uma alta proporção de anormalidades espermáticas. 2.2- Avaliações realizadas para animais problema ou em pesquisas com sêmen de garanhões Em situações específicas, as avaliações realizadas na rotina não são suficientes para explicar os baixos resultados de baixa fertilidade. Nestas situações ou e centros de pesquisa tem se buscado desenvolver uma bateria de testes que sejam mais fidedignos em predizer a real causa da menor fertilidade de determinada partida de sêmen. Apesar da maior parte destes testes serem realizados apenas em laboratórios mais estruturados, alguns são de fácil execução e podem ser realizado na rotina do campo sem grande incremento de custos. 2.2.1- Teste de coloração supravital: As colorações supravitais também conhecidas como colorações de vivos e mortos, geralmente consistem da utilização de corantes derivados da fluoresceína em combinação ou não com outros corantes de fundo. A ação destes corantes depende da integridade das membranas, de forma a impedir ou não a penetração dos mesmos no compartimento nuclear do espermatozóide. Esta coloração avalia diretamente a integridade estrutural da membrana plasmática da cabeça do espermatozóide. A coloração supravital, geralmente é realizada com corante eosina- nigrosina, sendo 10 µL de sêmen homogeneizados com 10 µL do corante a 37ºC e depois realizado um esfregaço delgado em lâmina para leitura em microscópio óptico com objetiva de 40x. São consideradas normais as células que não se coram, e as que se coram de róseo após a exposição ao corante são consideradas lesadas. 10 Figura 2: Células coradas membrana lesada, células não coradas membrana íntegra (seta). 2.2.2- Teste hiposmótico: O teste hiposmótico (HOST) é um método utilizado para avaliar a integridade funcional da membrana da célula espermática em várias espécies: humana, caprina, canina, suína e eqüina. Este teste baseia-se na capacidade do espermatozóide em reagir quando exposto a soluções hiposmóticas. Nestas condições ocorre o influxo de água para o interior da célula, para que se estabeleça o equilíbrio osmótico entre os meios extra e intracelular, provocando o aumento de volume na célula e posterior dobramento da cauda. Para o teste uma alíquota de 10 µL sêmen é adicionada a um tubo plástico contendo 1 mL da solução hiposmótica (água destilada, solução de sacarose a 100 mOsmol/L) previamente aquecida a 37ºC. A mistura é incubada em banho-maria a 37ºC por uma hora, e fixada em solução de formol salino, para posterior avaliação entre lâmina e lamínula, por preparo úmido, em microscópio óptico com um aumento 1000x. São considerados estruturalmente normais àqueles espermatozóides que durante a incubação sofreram dobramento da cauda e os que não sofreram dobramento são considerados com membrana afuncional. 11 Para interpretação dos dados é importante realizar avaliação morfológica antes do teste pra subtrair o percentual de caudas dobradas referentes a alterações na morfologia espermática do animal em avaliação. Figura 3: Células reativas ao teste hiposmótico. 2.2.3- Teste de termo resistência (TTR): O teste vem sendo utilizado rotineiramente para avaliar o sêmen bovino congelado. Este teste consiste na incubação de uma amostra de sêmen em banho-maria, em temperatura e tempo pré-determinados, de acordo com a espécie animal. O grande problema deste teste para eqüinos é a falta de padrões definido de tempo e temperatura que os espermatozóides devem resistir para que a partida de sêmen seja considerada satisfatória. Grande parte dos estudos tem utilizado a temperatura de 37ºC por até 240 minutos. A motilidade progressiva e o vigor espermático são as características seminais analisadas em intervalos de 30 minutos até que o sêmen possua motilidade progressiva mínima de 30% e vigor igual a 3. 2.2.4- Teste por meio de sondas fluorescentes: Todos os testes laboratoriais de análise de sêmen buscam a predição da capacidade fertilizante do sêmen. Dentre esses exames, a técnica que utiliza sondas fluorescentes vem ganhando importância por sua característica de marcar estruturas específicas das células e de detectar integridade estrutural ou funcionalidade de forma clara. 12 Várias sondas fluorescentes podem ser utilizadas para a avaliação da integridade da membrana plasmática espermática. O iodeto de propídio (PI) se destaca em pesquisas pela sua facilidade de preparação e aplicação da técnica, estabilidade e eficiência na avaliação da integridade da membrana, seja isoladamente ou associada a outro corante fluorescentepara avaliar a membrana plasmática. Esta sonda possui afinidade ao DNA e cora em vermelho o núcleo de células com membrana plasmática lesada. Já a aglutinina de Pisum sativum (PSA), quando conjugada a isotiocionato de fluoresceína (FITC), marca com sucesso o acrossomo espermático na cor verde amarelado, o que facilita a visualização e a identificação dos acrossomos lesados. Quanto à peça intermediária do espermatozóide, existem sondas fluorescentes próprias para avaliação da funcionalidade mitocondrial, dentre os quais destaca-se a carbocianina catiônica lipofílica, JC-1 (iodeto de 5,5`,6,6`- tetracloro1,1`,3,3`-tetraetilbenzimidazolocarbocianina). Este corante necessita de um potencial de membrana mitocondrial altamente negativo para penetrar na organela e emitir fluorescência nos comprimentos de onda de luz vermelha ou verde, de acordo com sua concentração interna final. Em altas concentrações, o corante apresenta-se na forma de j-agregado e emite coloração vermelha, enquanto que em baixas concentrações encontra-se na forma de monômero e emite coloração verde. Então, em mitocôndrias funcionais, que apresentam potencial de membrana mitocondrial altamente negativo (-180 mV), o JC-1 penetra e acumula-se no interior desta organela e emite coloração vermelha. Embora o uso de sondas fluorescentes por microscopia de epifluorescência seja um método eficaz para a avaliação espermática, o número de espermatozóides avaliados normalmente não excede 200. Desta forma, a citometria de fluxo surge como uma técnica vantajosa em relação às formas clássicas para avaliação da célula espermática, uma vez que este sistema automatizado tem a capacidade de examinar 10.000 espermatozóides em menos de um minuto, permitindo maior exatidão nos resultados. 13 2.2.5- Avaliação computadorizada da motilidade espermática (CASA): Para eliminar o problema da subjetividade da avaliação convencional da motilidade e vigor, e se obter uma técnica que demonstre maior repetibilidade, foi desenvolvido o sistema computadorizado de análise espermática (CASA). Nesta avaliação, a trajetória da cabeça de espermatozóides presentes na amostra é reconstituída. A CASA proporciona a oportunidade de acessar múltiplas características em uma única amostra de espermatozóides. Além da motilidade espermática total (MT) e progressiva (MP) três valores para velocidade são comumente medidos pela CASA e usados para a descrição do movimento espermático: a velocidade curvilínea (VCL), a velocidade em linha reta ou progressiva (VSL) e a velocidade média do trajeto (VAP). Cada uma dessas velocidades descreve um aspecto diferente da trajetória do espermatozóide. O trajeto curvilíneo é uma projeção bidimensional da verdadeira trajetória tridimensional. A VCL é calculada pela somatória das distâncias ao longo da trajetória curvilínea percorrida, corrigindo o tempo gasto. O valor de VSL é determinado encontrando-se a distância em linha reta entre os primeiros e os últimos pontos da trajetória em relação ao tempo. Este valor fornece o espaço ganho dentro de um período. O valor de VAP fornece uma indicação do comprimento da trajetória geral do espermatozóide e é calculado encontrando-se o comprimento do caminho médio em relação ao tempo gasto. A amplitude do deslocamento lateral da cabeça (ALH) é utilizada como uma aproximação da amplitude do batimento flagelar. A freqüência do batimento flagelar (BCF) foi desenvolvida baseada nos fatos de que cada ponto no vértice é resultado da mudança no batimento, e cada momento em que o caminho curvilíneo cruza o caminho médio é o resultado de um novo batimento flagelar. Os valores de retilinearidade (STR), uma comparação da linha reta com a média das trajetórias, fornecem uma indicação da relação entre o espaço ganho e a trajetória geral do espermatozóide, calculados como VSL x VAP-1 x 100. Uma trajetória com pontos espaçados de forma uniforme e com baixa amplitude, teria um valor alto de STR, uma vez que o caminho médio seria próximo do caminho em linha reta. Uma trilha circular teria um baixo STR. A linearidade (LIN), uma comparação da linha reta e as trajetórias curvilíneas, é uma expressão da relação entre a projeção bi-dimensional do caminho tri- dimensional adotado pelo espermatozóide e seu ganho de espaço, calculado 14 como VSL x VCL-1 x 100. Uma trajetória circular teria uma baixa LIN, pois o caminho curvilíneo seria muito maior do que o espaço ganho. Uma alta LIN na trajetória é aquela em que o espermatozóide percorre um caminho curvilíneo com uma amplitude relativamente baixa do ALH e a direção geral do movimento é a mesma do caminho em linha reta. Figura 4: Caminhos utilizados no cálculo da velocidade da cabeça dos espermatozóides. O comprimento de cada caminho em questão é corrigido (distância/tempo) para dar a velocidade. Por exemplo, a distâcia percorrida ao longo do trajeto curvelinear dividido pelo tempo é a velocidade curvelinear (VCL), etc. (MORTIMER, 1997). 2.3- Considerações finais: Os exames de rotina da qualidade seminal, quando realizados de forma correta, oferecem bons indícios sobre o potencial reprodutivo de garanhões. No entanto, em alguns casos testes laboratoriais podem ser utilizados para fornecer uma resposta mais precisa sobre possíveis alterações. Apesar do desenvolvimento de uma série de testes que possibilitam avaliar isoladamente diferentes compartimentos dos espermatozóides, ainda não existe um teste que possa afirmar pontualmente sobre a fertilidade de determinada amostra seminal. Por este motivo, tem-se usado um conjunto de analises para buscar uma resposta mais precisa possível sobre a fertilidade dos animais. 15 3- RESFRIAMENTO DE SÊMEN EQUINO O uso da inseminação artificial possibilitou aumentar de forma satisfatória o número de éguas prenhes ao final da estação de monta por garanhão. No entanto, com o desenvolver da técnica novos problemas foram surgindo, como a necessidade de manter o sêmen viável por um período maior, para realizar inseminações em diferentes propriedades sem a necessidade do transporte de garanhões. Baseado neste problema no começo do século XIX iniciaram-se os estudos sobre resfriamento de sêmen para transporte, o qual hoje, vem sendo utilizado nas mais diversas espécies. O sêmen resfriado tem feito parte da rotina dos profissionais que trabalham com reprodução de eqüinos ao longo das ultimas décadas. Este cenário de ampla utilização do sêmen resfriado é bastante diferente quanto comparado, por exemplo, com a espécie bovina. Tal fato se deve aos resultados obtidos com o sêmen eqüino congelado. A variação de resposta entre garanhões ao congelamento, o baixo rendimento de doses por ejaculado, o intenso manejo das éguas durante as inseminações, além da grande variação nas taxas de prenhez em relação às obtidas por monta natural, uso do sêmen fresco ou resfriado, têm limitado maior difusão do congelamento de sêmen em equinos. Para aumentar a duração da viabilidade dos espermatozóides, o resfriamento visa reduzir a taxa metabólica destas células, com isso, tem-se uma redução no consumo do substrato disponível e uma redução nos produtos do metabolismo espermático, muitas vezes tóxicos para célula. A temperatura corporal o metabolismo espermático é máximo, e continua alto na temperatura ambiente. Porém, com a queda de temperatura há uma redução neste metabolismo, sendo que a cada 10ºC de queda, o metabolismo reduz em cerca de 50%. Quando os espermatozóides são mantidos a 5ºC, apenas 10% de seu metabolismo são necessários para sua sobrevivência quandocomparado à preservação a 38ºC. As principais vantagens da utilização do sêmen resfriado são: redução dos gastos com transporte de garanhões e éguas, prevenção de doenças transmissíveis pelo coito, movimenta o mercado de venda de sêmen, permite direcionar melhor o acasalamento através da utilização de garanhões 16 geneticamente superiores. Como desvantagens têm-se: custos com serviço veterinário (coleta e processamento do sêmen, acompanhamento da fêmea, hormônio para sincronizar ovulações); custos com materiais (meios diluidores, contêineres de resfriamento); variação de resposta ao resfriamento entre garanhões. Diversos fatores irão influenciar o sucesso no resfriamento do sêmen eqüino, dentre eles estão: tipos de contêiner utilizados para refrigeração e transporte, o meio diluidor utilizado no resfriamento, a concentração espermática e o volume da dose inseminante, e o efeito do garanhão. 3.1- Tipos de contêiner para refrigeração e transporte do sêmen eqüino: Sob o aspecto de equipamentos, existem sistemas passivos e ativos de resfriamento de sêmen. Os sistemas passivos possuem a vantagem de serem mais baratos, embora apresentem a desvantagem de proporcionarem taxas de resfriamento dependentes de fatores, como: temperatura ambiente, temperatura inicial da amostra, temperatura do produto refrigerante e massa da amostra, produzindo taxas de resfriamento exponenciais e negativas. Já os sistemas ativos são caros, mas permitem taxas de resfriamento pré- determinadas pelo técnico, possibilitando combinar mais de uma taxa durante o processo. Proporcionam, ainda, taxas de resfriamento lineares. Diante disso, sistemas ativos de resfriamento, apesar de muito eficientes, são de pouca utilidade prática em condições de campo. Ao se resfriar o sêmen de 37°C a 5°C, a taxa de refrigeração deve ser controlada, principalmente entre 19°C e 8°C, intervalo este em que o espermatozóide esta mais susceptível ao choque térmico. Parece haver consenso entre os pesquisadores sobre a necessidade de se utilizarem taxas de refrigeração lentas, não superiores a -0,05°C/min, nesta faixa de temperatura, pois esta é a fase crítica de ocorrência das lesões nas membranas espermáticas. Alguns fatores devem ser levados em conta na escolha do contêiner para transporte de sêmen: capacidade de isolamento térmico do meio exterior, taxa de resfriamento adequada, manutenção da temperatura final pelo maior 17 tempo possível, proteção do sêmen, estrutura forte, serem simples, leves e baratos. Desde a introdução do primeiro contêiner (Equitainer) no mercado, vários outros vêm sendo desenvolvidos. Dentre eles: Max Sêmen Express®, Equitainer I®, Equitainer II®, Clipper®, Botutainer®, Botubox®, etc. Estes contêineres são produzidos visando atender ao máximo as características de resfriamento adequadas para espermatozóides eqüinos. São sistemas passivos de resfriamento com diferentes taxas de refrigeração e temperatura final de armazenamento. Na rotina de campo alguns veterinários têm realizado transporte em sistemas improvisados com caixa de isopor e alguma fonte de gelo. O grande problema com o uso dos containeres improvisados está na grande variação de resultados. Estes containeres não possuírem uma taxa de resfriamento padronizada e a falta controle na temperatura final de armazenamento, além disso, de uma forma geral são mais susceptíveis a variações na temperatura do ambiente externo. Para melhor informar os consumidores é importante que as empresas produtoras dos contêineres disponibilizem especificações técnicas como a taxa de refrigeração, temperatura final e o tempo máximo de estocagem. Através destas informações é possível adequar cada contêiner às diferentes durações de transporte, bem como avaliar o custo benefício de cada fabricante. Figura 1: Equitainer I ® (manutenção da temperatura a 5ºC por 70 horas) e Equitainer II ® (manutenção da temperatura a 5ºC por 48 horas). 18 Figura 2: Max sêmen Express ® , container para manutenção do sêmen a 15ºC. Figura 3: Botubox ® (manutenção do sêmen a 15ºC) e Botutainer ® (manutenção do sêmen a 5ºC) 3.2- Meios diluidores: Os diluidores de sêmen são soluções destinadas a proteger os espermatozóides e prolongar sua sobrevivência durante a refrigeração e o transporte, além de apresentarem a vantagem de aumentar o volume da dose inseminante e auxiliarem na avaliação do sêmen. Em geral, o plasma seminal não é um bom extensor para os espermatozóides, justificando o efeito benéfico dos diluidores inclusive para inseminações com sêmen fresco. A maior parte dos diluidores comerciais disponíveis no Brasil para refrigeração de sêmen eqüino são produzidos a base de leite em pó e podem conter: açúcares (substrato energético), antibióticos (prevenir crescimento 19 microbiana durante armazenamento), eletrólitos e tampões (controle da osmolaridade e pH). Existem uma série de diluidores a base de gema de ovo que vem sendo testados para resfriamento de sêmen equino. No entanto, a variabilidade dos resultados na utilização destes diluidores, associado aos excelentes resultados obtidos com os meios a base de leite em pó disponíveis no Brasil, têm limitado a utilização destes diluidores a base de gema em nosso país. Para melhores resultados na adição do meio diluidor é importante que este esteja a uma temperatura próxima a do sêmen e seja adicionado de forma lenta. Figura 4: Meios diluidores para transporte de sêmen eqüino. 3.3- Concentração espermática e o volume da dose inseminante: Conhecer a concentração do sêmen a ser enviado e calcular o volume correto pode evitar insucessos na inseminação de éguas, devido ao uso de baixas doses, e maximizar o número de éguas inseminadas por evitar o envio de uma dose maior que a necessária. Muito se discute sobre a proporção correta entre diluidor e sêmen que antecede o resfriamento. Para inseminações realizadas com sêmen fresco tem- se trabalhado principalmente com a proporção de 1:1 (sêmen : diluidor). No caso do sêmen resfriado a diluição de 1:2, 1:3 ou superior têm sido mais recomendada. Maior atenção que na proporção sêmen diluidor deve ser dada a 20 concentração espermática do sêmen a ser resfriado. O ideal é que esta concentração esteja entre de 25-30 x 106 espermatozóides por mL, podendo variar de 25 a 100 x 106 sptz./mL. O volume da dose inseminante vai variar de forma a atender uma dose mínima de 500 x 106 espermatozóides viáveis no momento da inseminação. Tem-se recomendado para o sêmen resfriado volumes que variam de 30 a 60 mL. Ao enviar o sêmen é importante levar em consideração a perda de viabilidade que ocorrerá durante o transporte, devendo sempre enviar um número maior de espermatozóides viáveis que o necessário para inseminação. 3.4- Efeito do garanhão no sucesso do resfriamento: Antes do envio de sêmen de garanhões é de extrema importância o conhecimento das características seminais e da resistência aos diferentes sistemas de resfriamento do animal a ser trabalhado. Darenius (1998) sugere que os garanhões a serem utilizados nos programas de IA com sêmen refrigerado devam possuir: órgãos genitais internos e externos sem alterações, produção semanal de espermatozóides em torno de 30-35 x 109, 70% de células morfologicamente normais, motilidade superior a 50% e, após 12 horas de refrigeração, uma redução da motilidade inicial não superior a 30%, considerando como motilidade mínima ao final desse período de 40%. A qualidadee composição do sêmen podem influenciar de forma direta os resultados de fertilidade obtidos. Devido a variação de resposta ao resfriamento existente entre garanhões, recomenda-se a realização de testes com diferentes meios diluidores e containeres de resfriamento. Desta forma é possível definir se determinado animal deve ou não ser utilizado em programas de IA com sêmen resfriado, assim como a forma mais adequada de fazer esta utilização. 21 3.4.1- Ferramentas para melhorar os resultados no resfriamento de sêmen eqüino Coleta de sêmen: atenção à contaminação do sêmen é imprescindível. Higienização do pênis durante a estação e cuidados higiênicos com o material que vai entrar em contato com o sêmen são de extrema importância. Além disso, a coleta pode ser otimizada obtendo ejaculados com menor volume e maior concentração. Para isso, a coleta dever ser realizada com mínimo estímulo sexual possível do garanhão, realizando com apenas uma monta na égua. Diluidor de sêmen: em animais com baixa motilidade espermática podem ser testados diluidores alternativos. No Brasil existem diluidores como Max Sêmen Plus® e Botu-Turbo® que possuem constituintes que visam incrementar a motilidade dos espermatozóides refrigerados a 5ºC. Centrifugação: é uma boa alternativa para alguns animais que não respondem bem ao processo de refrigeração, apesar de não afetar aqueles animais que resfriam bem o sêmen. A centrifugação pode ser realizada a 600 x g por 10 minutos após a diluição de sêmen com diluidor a base de leite na proporção de 1:1 (sêmen : diluidor). Como inconveniente tem-se que cerca de 25% das células são perdidas no sobrenadante. 22 3.5- Etapas na refrigeração e utilização do sêmen eqüino resfriado: Preparo do material para resfriamento (meio diluidor, placa aquecedora, lâminas, lamínulas, verificar fonte de gelo, etc). Coleta de sêmen. Avaliação do sêmen (aspecto, motilidade, vigor, volume, concentração). 23 Cálculo do número de doses. Diluição final (25 x 10 6 stpz/mL). Envase no recipiente. Preparo do container (identificação: garanhão, número de doses, horário da coleta, motilidade e vigor, volume, destinatário, etc). 24 Envio do sêmen. Recebimento, avaliação e inseminação artificial. Apesar dos grandes benefícios do uso do sêmen resfriado, esta técnica apresenta como limitação para preservação de material genético o tempo que o sêmen permanece viável. Grande parte dos garanhões apresentam queda na fertilidade após armazenamento por um período superior a 24 horas, podendo o sêmen de alguns animais não resistir inclusive à um tempo inferior. É importante enfatizar que a motilidade nem sempre é um bom indicador da fertilidade no sêmen refrigerado e que as inseminações devem ser realizadas em um período de tempo máximo de 24 horas antes da ovulação. 25 4- AVALIAÇÃO DO POTÊNCIAL REPRODUTIVO DE GARANHÕES Qual a forma ideal de determinar o potencial reprodutivo de um garanhão? Sem dúvidas, a forma mais confiável é através de sua taxa individual de prenhês em estações de monta utilizando-se éguas férteis e sobre manejo reprodutivo adequado. Nenhum parâmetro seminal individual ou característica física do garanhão é tão altamente correlacionado com seu potencial fértil. No entanto, muitas vezes veterinários são chamados para fornecer avaliações pontuais de animais com histórico de coberturas desconhecidos, ou, com histórico de queda em seus índices reprodutivos. Um ponto importante, no caso dos eqüinos, é a definição da “taxa de fertilidade”, que pode variar, dependendo do projeto de uso do cavalo. Por exemplo, determinado garanhão pode ser fértil o bastante para emprenhar uma ou poucas éguas por ano. No entanto, o mesmo animal pode ser ineficiente quando o número de éguas aumenta para 40 ou 100 éguas por ano. Tal fato diferencia o garanhão das espécies de produção onde animais de baixa fertilidade são descartados. Um garanhão com baixo potencial reprodutivo em muitas situações pode ser utilizado em programas de reprodução em função do interesse do proprietário. Para atender a necessidade de testar a fertilidade de garanhões uma entidade de pesquisa americana (The Society for Theriogenology) desenvolveu e publicou um protocolo a ser seguido. Este protocolo é chamado de Stallion Breeding Soundness Evaluation (BSE). Apesar de alguns testes serem adicionados, o corpo do BSE continua o mesmo, sem alterações oficiais desde sua introdução em 1983. Outra fonte de informação é fornecida pelo Colégio Brasileiro de Reprodução Animal e está contida no Manual para Exame Andrológico e Avaliação de Sêmen Animal. Analisando o panorama atual, o mercado equestre aumentou em muito a cota de éguas para alguns cavalos. Os transportes de sêmen resfriado e congelado tornaram-se comuns. Em parte, devido estas mudanças, novos pensamentos têm emergido de como usar, interpretar e ampliar a rotina de avaliar garanhões. Algumas das situações onde o veterinário pode ser convocado para avaliar o potencial de determinados garanhões são: antes da compra de 26 animais; antes da estação de monta; para estimar o número de coberturas ou inseminações que podem ser realizadas durante a estação; qualquer momento onde haja suspeita de redução na fertilidade; quando proprietários querem aumentar o número de éguas para determinados cavalos na estação de monta; quando comportamentos sexuais anormais são observados; quando se suspeita que determinado garanhão carreie determinado patógeno. Ao contrário de outras espécies domésticas, a reprodução não vem sendo utilizada pra selecionar cavalos; reprodutores são selecionados de acordo com seu pedigree, desempenho atlético, características fenotípicas, etc. Portanto, conhecimentos sobre as individualidades desta espécie e dos critérios utilizados para avaliar seu potencial reprodutivo são de extrema importância para veterinários que se interessam pelo mercado reprodutivo eqüestre. AVALIANDO O POTENCIAL REPRODUTIVO DE GARANHÕES: Para avaliar de forma satisfatória a capacidade reprodutiva de determinado animal é imprescindível atenção não apenas a qualidade seminal, ou, aos órgãos do sistema reprodutivo, mas a condição geral do animal, com possíveis alterações ao longo dos últimos tempos. 4.1- Etapas do exame andrológico: Identificação do animal: Descrições da propriedade, do proprietário e do animal são de fundamental importância para futuras avaliações e comercialização destes animais. Obtenção de um histórico geral e reprodutivo: O histórico dos cavalos é parte indispensável do exame. Esta informação envolve possíveis alterações no ambiente e na rotina do animal, o desempenho reprodutivo em estações anteriores, regime de atividade sexual (monta/ doador de sêmen), resultados de exames de fertilidade realizados, condição de manejo 27 e alimentação, tempo de aparecimento de alterações, tratamentos executados e resposta clínica, data da aquisição, procedência do reprodutor e situação sanitária e reprodutiva do rebanho. Realização de um exame físico: Conhecimentos sobre anatomia e fisiologia do animal são fundamentais para um adequado exame físico e do trato reprodutivo. Primeiro, a condição corpórea geral do animal deve ser avaliada. Caso o animal esteja em condições ruins pode ser indicativode falhas no manejo nutricional, doença debilitante, dentre outros. Nestes casos e em outros (mudanças na rotina nos últimos tempos, tratamento com antiinflamatórios corticóides, etc) onde a qualidade seminal possa ser afetada, caso os parâmetros seminais estejam abaixo de desejado, é necessário corrigir falhas e realizar novos exames com intervalo mínimo de 64-66 dias. Tal intervalo é importante para que esteja disponível um novo ciclo de células do epitélio seminífero no ejaculado, sem a influência das possíveis alterações. A conformação do animal é avaliada e qualquer alteração deve ser anotada. Defeitos genéticos devem ser incluídos como criptoquirdismo, hipoplasia, hérnia umbilical, alterações de aprumo (principalmente nos membros pélvicos), síndrome de Wobbler, dentre outros. Importância fundamental deve ser dada à capacidade e habilidade do cavalo em realizar a monta em éguas. Alterações musculares ou lesões nos membros posteriores (laminite, artrite degenerativa) e na coluna podem ser observadas e devem ser levadas em consideração no momento da realização do laudo. - Genitália externa: o método mais usado para avaliar de perto o pênis é através do estimulo do garanhão com uma égua em cio. Tal procedimento permite também avaliar a libido do animal e a capacidade de ereção. A extração manual do pênis do prepúcio para exame é difícil e geralmente leva a uma resistência do animal. Tranqüilizantes levam ao prolapso peniano, tornando o pênis acessível. O problema da utilização de tranqüilizantes é que estes levam a ataxia, logo, a coleta deve ser realizada antes ou deve-se esperar o fim do efeito do medicamento. 28 O pênis deve ser lavado antes da inspeção, pois debris epiteliais associados a secreções das glândulas prepúciais podem atrapalhar a visualização de lesões durante o exame. O pênis deve ser examinado minuciosamente e toda lesão deve ser registrada. As lesões mais comuns no pênis incluem: lesões traumáticas, vesículas e pústulas do exantema coital eqüino, granulomas de habronema, carcinoma de células escamosas e papilomas. Durante a ereção peniana, o prepúcio também deve ser avaliado. A pele do prepúcio deve estar fina e flexível, sem evidência de processos inflamatórios e lesões proliferativas. Outra região a ser avaliada é o escroto. O escroto do garanhão deve ser fino e elástico, normalmente penduloso (exceto durante o frio, quando ocorre contração da túnica dartos), mas pode retrair durante a avaliação devido à contração do músculo cremáster. Toda lesão (bernes, traumas) deverá ser anotada. Tanto a cabeça quanto a cauda do epidídimo devem ser palpados em suas respectivas posições. Tamanho, consistência, textura e posição dos testículos devem ser avaliados durante o exame. A largura total do escroto (FIGURA 1) de um animal sexualmente maduro, geralmente, varia de 9 – 13 cm, possuindo alta correlação com a produção diária de espermatozóides. O limite inferior para largura do escroto é de 7 cm em animais adultos (CBRA, 1998). FIGURA 1: Mensuração do diâmetro escrotal com paquímetro. Os testículos são gentilmente tracionados para o fundo do escroto; a mensuração deve incluir o maior diâmetro entre os dois testículos. (In BLANCHARD, 2003). 29 Outra ferramenta na avaliação da genitália externa é o exame ultrassonográfico. Este exame permite avaliar possíveis massas testiculares, fluidos acumulados no escroto ou cordão espermático, varicocele, espessamento da túnica vaginal, cistos, vesiculite, tumor testicular e adenoma do epidídimo. - Genitália interna: os órgãos internos podem ser avaliados por palpação pelo reto. Boa contenção é fundamental para segurança do cavalo e do examinador. Em alguns casos o cavalo pode ser sedado. A mão do operador deve ser bem lubrificada. Os dois anéis inguinais podem ser palpados como duas aberturas ventro-laterais a borda da pelve (FIGURA 2). O ducto deferente e o pulso da artéria testicular, geralmente, podem ser sentidos nesta abertura. O diâmetro do anel normalmente varia de 2-3 cm. Uma abertura maior pode predispor o animal à hérnia inguinal e a hidrocele escrotal. Algumas glândulas acessórias (ex.: vesiculares, próstata) podem ser avaliadas apesar de lesões nas glândulas acessórias serem raras em cavalos. FIGURA 2: Palpação do anel inguinal esquerdo pelo reto. O reto foi removido para facilitar a visualização (In BLANCHARD, 2003). Avaliação do comportamento sexual e libido: Excelente qualidade seminal pode não ter grande importância se o cavalo não possuir potencial para depositar o sêmen no trato reprodutivo da égua, ou, em vagina artificial. O comportamento sexual do cavalo pode ser avaliado 30 através do contato do cavalo com uma égua em cio. Geralmente, o garanhão com boa libido demonstra imediatamente interesse pela égua, manifestado por vocalização, farejar, morder, tentar montar, realização do reflexo de Flehmen e a ereção do pênis. O inicio, intensidade e duração desta fase de excitação são afetadas por características genéticas dos animais, experiências anteriores (positivas ou negativas), variação sazonal e por doenças. Causas comuns de redução na libido são: animais jovens, manejo incorreto (utilização do animal acima de seu limite) e punições constantes quando o animal expressa interesse sexual. No caso de jumentos tal comportamento pode ser mais discreto, nestes animais o tempo necessário para realizar ereção pode ultrapassar duas horas, sendo muitas vezes necessária maior paciência na realização do exame. Para avaliar a libido é importante fornecer um ambiente limpo, confortável, sem perturbações e com piso em condições adequadas. A índole é o temperamento do animal na presença de outros animais da mesma espécie e seu relacionamento com o homem. Por ser classificado como linfático, dócil e violento. Coleta de sêmen: Recomenda-se a realização de duas com intervalo de uma hora. No caso dos resultados entre as duas primeiras coletas ser divergente, novas coletas podem ser realizadas. Para uma avaliação acurada da qualidade do sêmen a coleta é uma etapa bastante importante. Cuidados com higiene e preparo adequado do material para avaliação do sêmen são imprescindíveis. Análise do ejaculado: - Aspecto: a avaliação é visual e representa principalmente a cor e a aparência. Depende fundamentalmente da concentração de espermatozóides e eventualmente da presença de sangue, pus, urina, células epiteliais, detritos, etc. A cor geralmente é esbranquiçada, branca, marfim ou amarela. As colorações avermelhadas, marrom e cinza escuro são indicativas de, respectivamente, sangue vivo, sangue hemolisado e sujeira. A aparência 31 poderá ser denominada de cremosa, leitosa, opalescente, serosa ou aquosa (FIGURA 3). FIGURA 3: Aspectos de sêmen, respectivamente: opalescente, amarronzado, leitoso e cremoso. (Imagem cedida por Leonardo Franco Martins). - Volume: o volume total do ejaculado livre do gel deve ser anotado. Tal medida varia enormemente, entre 30 mL a 250 mL, dependendo de alguns fatores como: idade, freqüência de coletas, excitação do animal, da estação do ano, tamanho testicular, dentre outros. Em média, para animais púberes mantidos em ritmo de coleta adequado, este volume varia de 30-100 mL sem a fração gelatinosa, que pode chegar a 40 mL no ejaculado. - Motilidade e vigor espermático: a avaliação, da motilidade espermática é, freqüentemente, realizada por meio visual. Este método permite obter uma estimativa do percentual de espermatozóides commotilidade total e retilínea, e vigor dos movimentos. Na determinação do vigor estima-se a intensidade dos movimentos, ou seja, a velocidade, que varia de 1, sem movimentos, até 5, com movimento muito intenso (Ex. 75/70; 3; motilidade total 75%, motilidade retilínea 70% e vigor 3). As avaliações da motilidade e vigor por meio visual são consideradas subjetivas, mas são válidas quando realizadas por técnicos bem treinados. 32 - Concentração: representa o número de espermatozóides por mL. Determinar a concentração é de extrema importância para avaliar o número total de espermatozóides no ejaculado de um garanhão. Tal avaliação pode ser feita com auxílio da câmara Neubauer e microscópico óptico (diluição do sêmen 1:20) ou por aparelhos mais sofisticados como espectrofotômetros ou densímetros digitais. Assim como o volume, a concentração do sêmen é bastante variável nos cavalos (30-800 milhões de espermatozóides por mL). - pH: a avaliação do pH deve ser realizada preferencialmente até uma hora após a coleta. Mensurações obtidas na fita de pH de papel são menos precisas, mas podem ser utilizadas. O pH normal do sêmen varia de 7,0-7,8. Valores alterados de pH podem ser associados a contaminações do ejaculado por urina\sabão, ou, com um processo inflamatório do trato genital interno. - Morfologia espermática: os limites no parâmetro seminal indicados pelo Colégio Brasileiro de Reprodução Animal (1998) para garanhões são: para monta natural (motilidade progressiva 70%, vigor 3, total de espermatozóides anormais 30%), doadores de sêmen (sêmen congelado: motilidade progressiva 30%, vigor 3, defeitos maiores 20% e totais 40%). Para o sêmen resfriado são exigidos os mesmos parâmetros que para o sêmen congelado, onde o tempo limite de resfriamento é aquele presente no laudo andrológico. No sistema de classificação americano (BSE) para serem considerados satisfatórios em um exame andrológico, os garanhões devem possuir um mínimo de dois bilhões de espermatozóides normais, com motilidade progressiva, não sendo indicados limites de alterações morfológicas. Para tal avaliação do número total de espermatozóides com motilidade progressiva e normais no ejaculado, basta multiplicar: volume x concentração x motilidade progressiva x espermatozóides normais. Coleta de amostras de sangue para teste de Anemia infecciosa eqüina: A AIE é uma doença extremamente importante em todo Brasil devido aos graves prejuízos que gera ao setor eqüestre. Por ser de conhecimento a 33 alta prevalência em diversas regiões do Brasil se mostra extremamente importante o exame de animais para doença. Outro fato importante de ser ressaltado é que dentre as fontes de transmissão está o sêmen do cavalo. Coleta de swabs: São realizadas na base do pênis, prepúcio e fossa uretral. Podem ser realizadas coletas da uretra antes e após a ejaculação. Todas as amostras são então submetidas a testes de cultura bacteriológica para visualizar a presença ou não de microorganismos potencialmente transmissíveis venereamente. O CBRA afirma ser indicado avaliar os seguintes patógenos em casos de problemas de fertilidade: Streptococcus zooepidemicus, Escherichia coli, Pseudomonas sp, Klebsiella sp, Taylorella equigenitalis (metrite contagiosa eqüina). FIGURA 4: coleta de swabs da fossa uretral, base do pênis e da uretra ( LU, 2007). Testes de resfriamento e congelamento do sêmen: Um exame completo e que indica as possíveis formas de comercialização do sêmen de garanhões não pode deixar de analisar a susceptibilidade aos processos de resfriamento e congelamento do sêmen. Para os testes de resfriamento podem ser testados diferentes diluidores e containeres, sendo as avaliações de motilidade e vigor realizadas nos tempos: 12, 24 e 48 horas de armazenamento. O sêmen congelado deve possuir motilidade total mínima de 30% e vigor 3 após o descongelamento para que o sêmen do garanhão seja considerado apto a comercialização. 34 OUTROS EXAMES MAIS ESPECIALIZADOS: Os exames indicados pelo o CBRA e The Society for Theriogenology são bastante acurados para determinar animais de boa fertilidade e de baixa fertilidade. No entanto, em alguns casos estes testes não diagnosticam a real causa de um desempenho reprodutivo diminuído. Nestas ocasiões, caso haja interesse de investimento dos proprietários, existem testes mais especializado. Alguns destes exames são: - análise da susceptibilidade in vitro a desnaturação da cromatina espermática quando exposta a um reagente ácido; - avaliação do teor de atividade da fosfatase alcalina no plasma seminal: normalmente os garanhões possuem um elevado nível de fosfatase alcalina no sêmen. A maior parte desta enzima tem origina do testículo e epidídimo. Este teste é importante para diferenciar uma azospermia primária (origem no testículo) de uma secundária (devido à falhas na ejaculação ou bloqueio dos ductos ejaculatórios); - microscopia eletrônica: visualizar lesões ultra-estruturais na cabeça ou cauda dos espermatozóides; - coloração supravital, hiposmótico, sondas fluorescentes, etc; - testes para avaliar a habilidade do espermatozóide em sofrer a capacitação espermática; - endoscopia uretral; - radiografia contrastada da uretra e ductos deferentes; - analises hormonal; - biópsia testicular. DIAGNÓSTICO E CONCLUSÃO: A fim de finalizar o exame e emitir o laudo andrológico (anexo 1) é necessário que se chegue a uma conclusão e\ou diagnóstico tendo em vista o aproveitamento que se almeja do animal. Basicamente, os reprodutores podem ser classificados como: aptos, questionáveis ou inaptos para a reprodução. É importante lembrar que muitas vezes a classificação de um animal não é permanente. Os reprodutores serão classificados como inaptos se através de 35 um ou mais exames, for caracterizada condições irreversíveis aos mesmos (ex. hipoplasia testicular bilateral, criptorquidismo bilateral, degeneração testicular grave). Os demais casos que não apresentarem condições desejáveis, quer seja do sistema genital, de comportamento sexual, de qualidade seminal e de capacidade de executar a monta, serão incluídos na categoria de questionáveis. Por sua vez, esta condição pode ser temporária ou permanente. A confirmação da condição deve ser feita através de reexames. É importante relembrar que para a espécie eqüina, a duração da espermatogênese e trânsito no epidídimo, é de 64-66 dias. Este é o intervalo recomendado como desejável entre exames andrológicos para emitir resultados conclusivos. Caracterizada a estabilidade do quadro que levou o animal a ser classificado como questionável, os achados poderão ser suficientes para incluí- lo no grupo dos inaptos ou em grupos específicos para reprodução (apto para inseminação artificial, apto para monta natural com número reduzido de éguas). Quanto ao inapto, deverá ser recomendado o afastamento do mesmo como reprodutor. O nível de exigência para cada reprodutor varia de acordo com o número de éguas para o animal na estação, se será utilizado apenas o sêmen fresco, ou, resfriado, ou, congelado, etc. Tais aspectos devem ser considerados no momento da emissão do laudo. 36 4.2- Modelo de laudo andrológico CENTRO DE REPRODUÇÃO EQUINA Endereço, contatos A. IDENTIFICAÇÃO Nome do reprodutor: Registro: Espécie: Raça: Data do Nascimento: Proprietário: Endereço: B. EXAME CLÍNICO E EXAME DO SISTEMAGENITAL 1- Histórico: 2- Geral: 3- Sistema genital: Prepúcio: Pênis: Testísculos Esquerdo Direito Dimensões (comprimento, profundade e largura) Posição Consistência Sensibilidade dolorosa Mobilidade Epidídimo Genitália interna: 4- Comportamento sexual (libido): C. ESPERMOGRAMA 1. COLETA DE SÊMEN Método: Data da Coleta: 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: Volume do ejaculado: mL Motilidade: / % Vigor (O – 5): Concentração: mL (x 10 6 / mm 3 ) Aspecto: Total de espermatozóides (x 10 9 ): 3. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Defeitos maiores Defeitos menores + Patologia de cabeça: + Patologia de cabeça: Subdesenvolvida: Delgada: Isolada patológica: Gigante, curta, larga, peq. normal: Estreita na base: Isolada normal: Piriforme: + Patologia da cauda e implantação: Pequena anormal: Retroaxial, oblíquo: Contorno anormal: Dobrada ou enrolada: “Pounch formation”: + Gota citoplasmática distal: + Acrossômo: Outros elementos + Gota proximal: Medusa: + Formas teratológicas: Células primordiais: + Defeitos da peça intermediária: Células gigantes: + Patologia de cauda: Leucócitos: Fortemente dobrada ou enrolada: Hemácias: Dobrada com gota: Células epiteliais: Enrolada na cabeça: Bactérias: +Formas duplas: Cristais: TOTAL DEFEITOS MAIORES: % TOTAL DEFEITOS MENORES: % Observações: D. Teste de resfriamento: Tempo máximo: Mot: / % Vigor: Diluidor: Container: Tempo máximo: Mot: / % Vigor: Diluidor: Container: E. Testes de congelamento: Mot.: / % Vigor: Diluidor: F. TESTES COMPLEMENTARES: TTR, espermocultura, outros: G. CONCLUSÃO: ___________________, ______de______________de_______ ___________________________________________ Carimbo e Assinatura do Responsável Técnico 37 5- PRINCIPIOS DA CRIOPRESERVAÇÃO E TÉCNICAS DE CONGELAMENTO DO SÊMEN DE GARANHÕES 5.1- Histórico da técnica: A inseminação artificial dos animais domésticos supostamente iniciou-se com os eqüinos, quando em 1322 um chefe árabe roubou sêmen de um valioso garanhão pertencente a tribo rival e inseminou uma égua. Posteriormente em 1776, Spallanzani, passou e estudar o efeito do frio sobre os espermatozóides. A possibilidade de manter o sêmen por longos períodos foi o principal incentivo para o desenvolvimento das técnicas de congelamento de sêmen. Uma vez que o uso do sêmen resfriado limita em média o tempo de armazenamento a 48 horas, novos métodos tiveram de ser desenvolvidos buscando maximizar as vantagens do uso da inseminação artificial. A possibilidade de estocar o sêmen por longos períodos só pode ser conseguida através da paralisação dos processos metabólicos do espermatozóide, fato que pode ser realizado com o congelamento do sêmen. Estudos relevantes para criopreservação do sêmen nas mais diversas espécies foram desenvolvidos em meados do século XX. Naquela época os congelamentos eram realizados em gelo seco (-79ºC) e a taxa de sobrevivência espermática era relativamente baixa. No ano de 1957 foi registrada a primeira prenhez utilizando sêmen congelado de garanhões, sendo este obtido da cauda do epidídimo. Uma de sete éguas inseminadas com sêmen criopreservado em meio contendo leite integral acrescido de 10% de glicerol ficou gestante. Apesar das limitações, após a liberação de diversas associações nas ultimas décadas, o sêmen congelado passou a ser utilizado na rotina de diversas centrais de reprodução e haras, sendo importante o conhecimento da técnica e suas novidades. A criopreservação de sêmen se destaca por suas inúmeras vantagens: diminuição de custos com aquisição de animais geneticamente superiores; armazenamento por tempo indeterminado; utilização do sêmen de animais excepcionais mesmo após a perda da capacidade reprodutiva ou morte; 38 racionalização do uso do reprodutor com aumento da relação macho/fêmea; controle de doenças venéreas e facilidade no transporte a longas distâncias. 5.2- Princípios da criopreservação O processo de criopreservação de sêmen inclui todas as etapas – desde a coleta de sêmen, diluição, centrifugação, resfriamento e congelamento – até a manutenção da capacidade funcional do espermatozóide por determinado período após o descongelamento. O sucesso no resultado final do processo de criopreservação depende de interações entre meios diluidores, crioprotetores, curva de resfriamento e descongelamento. Agindo em conjunto estas etapas são responsáveis por reduzir os danos causados pelo choque térmico, reduzindo a formação de cristais de gelo intercelulares e propiciando uma adequada desidratação celular. Existem pelo menos dois pontos de estresse pelos quais as células espermáticas passam durante o congelamento e descongelamento. O primeiro está relacionado aos efeitos das mudanças na temperatura e o segundo aparece por causa da formação e dissolução do gelo. Um fenômeno lesivo ao espermatozóide ocorre durante o resfriamento. À medida que a temperatura é reduzida abaixo de 0ºC, começa a ocorrer cristalização do gelo no meio extracelular. Se há um congelamento muito lento, as células são expostas por muito tempo aos chamados “efeitos de solução”. Este efeito inclui todas as características de mudanças da solução extracelular como: a cristalização do gelo, a concentração de sal com elevação da osmolaridade, a alteração do pH, as alterações na composição das soluções em conseqüência dos sais atingirem seu ponto de saturação e cristalização, além de todas as implicações celulares desses eventos. Outro fenômeno observado é a formação de cristais de gelo no interior das células espermáticas que ocorre principalmente quando são usadas taxas de resfriamento excessivamente rápidas. Em taxas mais altas que as ideais, não há tempo suficiente para que a água saia das células, levando a um super- resfriamento e a uma crescente probabilidade da nucleação do gelo intracelular, que pode ser letal. 39 A curva de descongelamento ideal depende da curva de congelamento utilizada. Espermatozóides congelados numa curva lenta requerem uma curva lenta de descongelamento, para permitir o descongelamento dos cristais de gelo extracelulares. O descongelamento desses cristais provoca a diluição dos solutos ocorrendo lentamente a rehidratação das células. Caso os espermatozóides sejam descongelados rapidamente, os cristais extracelulares descongelam mais rápidos e a água penetra nas células de forma brusca, causando ingurgitamento e danos à membrana plasmática. As células congeladas numa curva rápida necessitam de uma curva rápida de descongelamento, de modo que o gelo intracelular que se formou durante o congelamento não tenha tempo para se recristalizar. Quando a temperatura do meio atinge entre –5 ºC e –10 ºC, cristais de gelo se formam, a partir da água pura no meio extracelular, porém protegido pela membrana plasmática, o meio intracelular não se congela, (super refrigerado). O ponto de congelamento de uma solução é determinado pela concentração de solutos que dela participam. Em decorrência,a água do interior da célula flui por osmose para o meio externo e também se congela. Os Figura 1: Representação esquemática das mudanças físicas sofridas pelo espermatozóide equino durante o congelamento e descongelamento (AMANN & PICKETT, 1987). 40 outros elementos do meio extracelular (sais, proteínas e gorduras), permanecem na porção não congelada. Com a temperatura diminuindo, mais moléculas de água se cristalizam, resultando em uma concentração maior de solutos na fração não congelada, que formarão os “canais não congelados”. Ao congelar os espermatozóides em nitrogênio líquido (-196ºC), os espermatozóides residem em canais de solução não congelados. Somente as células localizadas neste local sobreviverão ao processo da criopreservação. Após atingir a temperatura de –196 ºC as células cessam suas reações e atividades metabólicas, tornam-se dormentes. Nesta faixa de temperatura a viabilidade não é mais alterada, independente do tempo de armazenamento. Diferentes teorias da crioinjúria divergem em apontar se a injúria ocorre durante o resfriamento ou o aquecimento do espermatozóide. Há alguma evidência para sugerir que células congeladas sejam danificadas pelo reaquecimento, o que tem sido considerado devido ao fenômeno chamado de recristalização de cristais. Este fenômeno consiste na transformação de vários cristais microscópicos de gelo em cristais de gelo maiores, que são reconhecidos como prejudiciais. Lesões de membrana causadas por transições da fase lipídica talvez possam também ser responsáveis por este efeito negativo do aquecimento, uma vez que passar pelo processo de resfriamento e reaquecimento significa atravessar pontos de transição de fase por duas vezes. Figura 2: Canais não congelados (SQUIRES, 1999). 41 5.3- Meios diluidores utilizados para criopreservação de sêmen eqüino: Para que a criopreservação tenha sucesso, é necessário que o espermatozóide seja colocado em um ambiente apropriado (diluidor), que minimize os danos às membranas, e não acione prematuramente os mecanismos de capacitação espermática e reação acrossômica. Com esse intuito têm se produzido meios diluidores adicionados de uma série de crioprotetores. Um bom crioprotetor deve possuir baixo peso molecular, com alta solubilidade em água e baixa toxicidade celular. Observando a literatura é possível encontrar uma divisão básica que agrega os crioprotetores em penetrantes e não penetrantes. Os compostos penetrantes podem ser subdividos: na família dos álcoois (etanol, etilenoglicol, glicerol, metanol, polietilenoglicol, e propilenoglicol), das amidas (acetamida, formamida, lactamida entre outras) e o dimetil sulfóxido (DMSO) com características crioprotetoras. O glicerol é atualmente o principal crioprotetor penetrante utilizado. Apesar de seus efeitos deletérios, como: estresse osmótico, mudanças na organização, fluidez e permeabilidade da membrana, e na sua composição lipídica. Ainda hoje, o mecanismo de ação dos crioprotetores penetrantes não está bem compreendido, sugere-se que estas substâncias atuem por meio de propriedade coligativa com a água reduzindo o ponto de congelação da solução. Estes compostos modificam as características da molécula de água, reduzindo a formação de cristais de gelo, atuando como solvente e diminuindo a concentração de solutos no meio externo. A presença do glicerol em uma solução irá propiciar uma maior quantidade de água não congelada do que outra sem o glicerol, aumentando o volume dos canais de solventes não congelados e reduzindo a concentração de sais das porções não congeladas. Além disto, estas substâncias atuam na membrana celular estabilizando o complexo: água, lipídeo e proteína. Entre os crioproterores não penetrantes estão os açúcares (lactose, frutose, rafinose e threalose), os polímeros sintéticos (metil celulose), a gema de ovo, o leite e alguns aminoácidos (glutamina, treonina, glicina, dentre outros). Esta categoria protege as células basicamente por meio de efeitos 42 osmóticos. As células em suspensão em um meio hipertônico perdem seu conteúdo de água. Desta forma, diminuem a possibilidade de formação de cristais dentro da célula. Estes componentes agem como solutos ou colóides, não servindo como solventes. Figura 1: Meios diluidores para congelamento de sêmen eqüino. Botu-crio ® e FR-5 ® . 5.4- Etapas do congelamento do sêmen eqüino 5.4.1- Coleta de sêmen: A coleta de sêmen para congelamento não se diferencia das coletas realizadas para outros procedimentos, como a IA com sêmen fresco ou resfriamento. Para melhores resultados no congelamento de espermatozóides são indispensáveis os cuidados com a contaminação durante a coleta e todas as etapas de manipulação do sêmen. 5.4.2- Centrifugação: A centrifugação é uma etapa indispensável ao processo de criopreservação espermática. Esta etapa visa concentrar os espermatozóides, eliminando o plasma seminal, para maximizar o armazenamento das doses em palhetas de 0,5 mL ou em macrotubos. Para centrifugação o sêmen deve ser diluído em proporções que variam de 1:1 a 4:1, ou, em concentrações que variam de 50 a 80 x 106 espermatozóides por mL. Os principais diluidores utilizados nesta etapa são 43 aqueles a base de leite em pó, o ringer com lactato de sódio ou outros meios a base de glicose-EDTA. Bastante atenção deve ser dada a força e ao tempo de centrifugação. Este deve ser realizado de forma a maximizar a recuperação celular sem causar danos a estas células. Para maior parte dos animais tem se preconizado a centrifugação a 600 x g por 10 minutos. As perdas têm variado de 10-25% das células espermáticas, valor que deve ser considerado no momento de calcular as doses a ser condicionadas nas palhetas. Após a centrifugação o sobrenadante é eliminado e o pellet de sêmen que é formado no fundo do tubo de centrífuga é ressuspendido com diluidor de congelamento ajustando a concentração desejada. Figura 2: Centrífuga com tubos dispostos de forma equilibrada. 44 Figura 3: Aspecto do sêmen após centrifugação (pellet de espermatozóides nos fundo e sobrenadante sendo aspirado). 5.4.3- Resfriamento O resfriamento do sêmen antes da criopreservação visa recuperar as células espermáticas dos efeitos da centrifugação e diminuir as injúrias que possam vir a ser causadas devido ao choque pelo frio. A velocidade de redução da temperatura durante o congelamento tem sido um dos fatores mais importantes no processo de criopreservação, visto que, o grau de lesões celulares depende da curva de resfriamento. O choque térmico pelo frio, nas membranas espermáticas, é mais pronunciado quando o resfriamento ocorre rapidamente na faixa de temperatura entre 20 e 0oC. A ocorrência do choque pelo frio pode ser evitada ou amenizada refrigerando-se lentamente o sêmen eqüino diluído até 4ºC, a taxas iguais ou inferiores a 0,5ºC/min. O termo choque frio define algumas modificações que ocorrem no espermatozóide quando submetido a uma curva de refrigeração rápida. Esse processo se caracteriza por padrão anormal de movimento espermático, perda rápida de motilidade, danos no acrossoma e membrana plasmática, redução do metabolismo e perda dos componentes intracelulares. 45 Na rotina de congelamento tem-se utilizado geladeiras com temperatura estabilizada a 5ºC para resfriar o sêmen eqüino. Os tempos de resfriamento têm variado de 10 a 60 minutos, em função
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