DOI: 10.1590/1089-6891v17i123651
PRODUÇÃO ANIMAL
SEASONAL INFLUENCE ON SEMINAL PATTERN AND FREEZABILITY OF PANTANEIRO BULL SEMEN
Nathalia Hack Moreira1
Eleonora Araújo Barbosa1
Normandes Vieira Nascimento2
Raquel Soares Juliano3
Urbano Gomes Pinto de Abreu3
Alexandre Floriani Ramos2*
1Universidade de Brasília, Programa de Pós-graduação em Ciências Animais, Brasília, DF, Brasil
2Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Centro nacional de pesquisa de recursos genéticos e biotecnologia, Brasília, DF, Brasil
3Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Centro de Pesquisa Agropecuária do Pantanal, Corumbá, MS, Brasil
*Autor para correspondência – alexandre.floriani@embrapa.br
O objetivo deste experimento foi avaliar o efeito da época do ano sobre a biometria testicular e qualidade do sêmen fresco e congelado de touros Pantaneiros. Seis touros foram submetidos, mensalmente, durante um ano, à mensuração testicular e à coleta e congelamento do sêmen, utilizando-se meio à base de tris-gema-glicerol. O comprimento e o volume testiculares foram maiores (P < 0,05) nos meses de junho (11,1±0,8 cm; 652,7±138,0 cm3), julho (11,0±0,9 cm; 616,4±156,2 cm3) e setembro (11,8±0,8 cm; 692,4±141,3 cm3) que em outubro (9,4±1,2 cm; 498,5±154,3 cm3) e novembro (10,3±1,1cm; 560,0±111,8 cm3). A concentração espermática foi maior (P < 0,05) no mês de agosto (1265,0±436,8 x106sptz/mL) que nos meses de outubro, dezembro e janeiro (591,6±192,0; 627,5±314,4; 502,5±172,9 x106 sptz/mL, respectivamente). Não houve efeito da época do ano sobre a qualidade do sêmen fresco e congelado (motilidade, vigor, defeitos totais e integridade acrossomal) (P > 0,05). Conclui-se que touros Pantaneiros, na região do Distrito Federal, podem ser utilizados em programas de acasalamento natural em todas as épocas do ano. Visando ao enriquecimento do Banco Brasileiro de Germoplasma Animal com maior número de doses, sugere-se o congelamento do sêmen entre os meses de junho e agosto, embora este não apresente perda de qualidade nas diferentes épocas do ano.
The purpose of this paper was to investigate the effect o f t he s eason o f t he y ear o n testicular morphology, fresh and frozen/thawed semen quality from Pantaneiro bulls bred in Brasilia, DF. Six bulls were submitted, once a month for one year, to evaluation of testicular measurements, semen collection using an artificial v agina a nd c ryopreserved w ith m edium c ontaining Tris-based, egg yolk and glycerol. The testicular length and volume were greater (P < 0.05) in June (11.1±0.8 cm; 652.7±138.0 cm3), July (11.0±0.9 cm; 616.4±156.2 cm3), and September (11.8±0.8 cm; 692.4±141.3 cm3) than October (9.4±1.2 cm; 498.5±154.3 cm3) and November (10.3±1.1 cm; 560.0±111.8 cm3). The sperm concentration was greater (P<0.05) in August (1265.0±436.8 x106sperm/mL) than October, December and January (591.6±192.0, 627.5±314.4; 502.5±172.9 x106/mL). There was no effect of season on the quality of fresh and frozen semen (motility, vigor, total defects and acrosome integrity) (P > 0.05). In conclusion, Pantaneiro bulls, bred in the Midwest region of Brazil, can be used in natural mating programs in all seasons. Aiming to improve the Brazilian Animal Germplasm Bank with a higher number of samples collected, we suggest that the freezing of the semen is done between June and August, although there will be no losses of semen quality at any time.
Enviado em: 11 abril 2013
Aceito em: 23 outubro 2015
O bovino Pantaneiro também denominado “Tucura” ou “Cuiabano”, descendente de animais ibéricos(1,2), desempenhou até o início do século XX, um papel preponderante na economia das regiões inundadas do Pantanal. Esses animais apresentam características únicas por pastarem debaixo da água e aproveitarem todos os recursos vegetais disponíveis na região. De acordo com Mazza et al.(2), ao longo do processo de seleção natural, o bovino Pantaneiro, adquiriu características adaptativas de grande rusticidade que lhe permitiram a sobrevivência em condições adversas. A partir do século XX estes animais foram sendo cruzados de forma absorvente com raças zebuínas, causando uma diminuição progressiva do seu rebanho sem nenhum plano sistemático de melhoramento, levando-os ao risco de extinção(3).
A diversidade genética é fundamental para o melhoramento genético sustentável, facilitando, assim, a rápida adaptação às mudanças necessárias e imprevistas para o desenvolvimento dos sistemas de produção, uma vez que não é possível predizer com objetividade quais características poderão ser necessárias no futuro. O estudo aprofundado destas populações e/ou raças poderá auxiliar no desenvolvimento e acompanhamento racional de futuros programas de melhoramento animal, selecionando características peculiares a regiões de adaptação dos animais, bem como na preservação e conservação de germoplasma(4).
Para a conservação ex situ de germoplasma, o macho necessita de boas interações com o ambiente para que o processo da espermatogênese ocorra dentro da normalidade e, assim, possa ter seu germoplasma congelado e estocado com boa qualidade, uma vez que, durante o resfriamento e o ciclo congelamento/ descongelamento do sêmen, o espermatozoide está sujeito a estresses químicos, osmóticos, térmicos e mecânicos, fazendo com que haja uma redução na viabilidade espermática, estimada em 50%(5). Diversos fatores afetam a reprodução animal, dentre eles: a temperatura, a umidade, a nutrição, a sanidade e as variações ambientais referentes às diferentes estações do ano (6-8).
Pouco se sabe a respeito do comportamento reprodutivo e dos padrões andrológicos dos touros Pantaneiros. O risco de extinção do bovino Pantaneiro ressalta a grande necessidade de armazenamento de seu material genético em bancos de germoplasma e, para isso, tornam-se necessários mais estudos que caracterizem sua produção de gametas e auxiliem na definição de estratégias de conservação ex situ.
Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da época do ano sobre a qualidade do sêmen fresco e congelado/descongelado de touros do grupamento genético Pantaneiro, visando definir a melhor época para a execução de trabalhos de enriquecimento do Banco Brasileiro de Germoplasma Animal.
Este experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso Animal (CEUA) do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade de Brasília, sob protocolo UnBDOC nº. 36520/2013. O estudo foi conduzido no Setor de Campo Experimental Fazenda Sucupira da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília-DF. O clima da região é caracterizado por verão chuvoso e inverno seco, tipo AW pela classificação de Köppen, com a média mensal referente à umidade relativa, precipitação e temperaturas média, máxima e mínima(9) representada na Figura 1.
Seis reprodutores do grupamento genético Pantaneiro, avaliados e considerados clinicamente saudáveis e sexualmente maduros, com idade entre três e quatro anos, foram submetidos a exame andrológico e pesados na primeira semana de cada mês, durante o período de um ano, iniciando em setembro e finalizando em agosto. Os animais permaneceram em pastagem de Brachiaria decumbens com sal mineral e água à vontade. Durante este período os reprodutores não foram utilizados para acasalamento natural.
As variáveis analisadas relacionadas à biometria testicular foram a circunferência escrotal (CE), mensurada com fita métrica milimetrada na região mediana dos testículos, comprimento (CT) e largura (LT), utilizando-se um paquímetro, e o volume testicular (VT) que foi calculado pela fórmula do cilindro (VT = 2 [(LT/2)² x π x CT])(10).
Os touros foram submetidos à coleta de sêmen uma única vez, a partir da monta em fêmea não estrogenizada, usada como manequim, pelo método da vagina artificial, com temperatura entre 40° a 42 °C, sendo imediatamente avaliado quanto ao volume, cor e aspecto do ejaculado. O sêmen foi mantido em banho maria a 37 ºC e foi avaliado com o auxílio de um microscópio ótico (Olympus DX50, Olympus Corporation, Japão) quanto a motilidade espermática (0-100%), vigor espermático (1-5), concentração (x106/mL, em câmara de Neubauer) e morfologia (microscopia de contraste de fase). A motilidade e o vigor espermáticos foram avaliados em preparação úmida, a partir de uma gota de sêmen depositada entre lâmina e lamínula, sendo o vigor classificado pela intensidade de movimento da cauda do espermatozoide. Para a estimativa da concentração de espermatozoides, 20
µL de sêmen foram diluídos em 4 mL de solução de formol salina (1:200). À avaliação morfológica do ejaculado, 60 µL do sêmen foram depositados em 1 mL de formol salina, sendo contadas 200 células, classificadas como normais, com defeitos maiores, que podem comprometer a fecundação, e com defeitos menores, que podem causar prejuízo menor à capacidade fecundante(11).
Para o congelamento do sêmen, o ejaculado foi diluído em meio à base de gema de ovo contendo ainda TRIS, frutose, lactose, ácido cítrico, estreptomicina, penicilina e glicerol. O sêmen foi envasado em palhetas de 0,5 mL a uma concentração de 40 x 106 espermatozoides/dose. O período de estabilização do sêmen diluído foi realizado por 5 horas, utilizando-se geladeira a 5 ºC para o resfriamento. As palhetas foram expostas ao vapor de nitrogênio durante 20 minutos e, logo após, foram mergulhadas
em nitrogênio líquido, armazenadas nas racks e estocadas em botijão criogênico de nitrogênio líquido. Três doses de sêmen de cada touro foram descongeladas a 37 ºC por 30 segundos, para avaliação da qualidade seminal, sendo estas avaliadas individualmente de acordo com os critérios utilizados para o sêmen fresco. A viabilidade espermática e integridade do acrossoma foram analisados de acordo com Way et al.(12), por meio da incubação em banho-maria a 37 ºC por 12 minutos, de 20 µL de sêmen em 20 µL de trypan blue, sendo em seguida feito o esfregaço em lâmina histológica, fixado em metanol durante 5 minutos e submerso em corante Giemsa durante 18 horas. Em seguida, 200 células foram contadas com auxílio de microscópio ótico.
Os
resultados foram analisados, utilizando-se o programa estatístico SAEG,
quanto à normalidade, sendo a interação entre mês e tipo de sêmen (fresco
ou congelado) testada através da análise de variância (ANOVA), e as médias
comparadas pelo teste de Tukey. Para o estudo da associação entre as
variáveis, foi usado o teste de correlação de Pearson. O modelo utilizado
na análise dos dados considerou a data de coleta como fator fixo e o
animal como fator aleatório. O modelo de medidas repetidas usado foi Yijk
- Di + Tj + Pesoij + eijk, em que, Yijk = característica analisada; Di =
efeito fixo relativo a data da coleta de sêmen; Tj = efeito aleatório do
touro; Pesoij = covariável do peso do animal à coleta de sêmen; eijk =
erro aleatório. Os resultados estão apresentados como Média ±
Desvio-Padrão ou porcentagem, sendo as diferenças consideradas como
significativas quando P < 0,05.
Os touros tiveram um aumento progressivo do peso ao longo do Experimento, porém, sem diferença estatística entre os meses, desde o início do experimento em setembro até o final no mês de agosto. Em relação à biometria testicular, ocorreram variações no comprimento e volume testiculares, sendo o menor valor para o comprimento obtido no início do período das águas (outubro) e menor volume testicular nos meses de outubro, novembro e janeiro (águas) em relação aos meses de junho, julho e setembro (seca) (P < 0,05), enquanto a largura e a circunferência escrotal não apresentaram variações no decorrer do ano (P > 0,05; Tabela 1).
O menor comprimento testicular no mês de outubro pode estar relacionado a este período representar o final da seca e início das águas, em que ainda é observada uma menor disponibilidade e qualidade de pastagem, principalmente devido a esses animais terem passado pelo período da seca sem nenhum tipo de suplementação. Teixeira et al.(13) também relataram que a menor qualidade da pastagem e a não suplementação alterou o comprimento testicular em touros Curraleiros; entretanto, esta modificação ocorreu no mês de abril, caracterizado pelo final das águas e início da seca, diferindo dos touros Pantaneiros na mesma região. Apesar da raça Curraleira Pé-Duro e o grupamento genético Pantaneiro possuírem características adaptativas e de rusticidade, essa diferença pode ter ocorrido porque o bovino Pantaneiro sofreu seleção natural na região do Pantanal Matogrossense, não conferindo uma total adaptação ao Planalto Central, diferente do que ocorre com o bovino Curraleiro Pé-Duro, adaptado às condições do Cerrado.
A concentração espermática foi maior (P < 0,05) no mês de agosto (seca) que nos meses de outubro, dezembro, janeiro e março (águas) (Tabela 2). A concentração espermática está intimamente ligada à funcionalidade das células de Sertoli durante todo o ciclo espermático. A espermatogênese em bovinos dura em média 60,8 dias. Assim, a resposta a todas as condições que afetem a funcionalidade ou a atividade proliferativa das células de Sertoli, influenciando o número de espermatozoides produzidos por testículo, somente poderá ser observada ao final de um ciclo espermatogênico(14).
Diante disto, as alterações na concentração espermática, especificamente, nos meses de agosto (seca) em relação aos meses de dezembro e janeiro (chuva), podem ter ocorrido pela influência das alterações no comprimento e volume testicular em alguns meses do período seco (junho e julho) em relação ao observado no período chuvoso (outubro e novembro). Essas modificações na biometria testicular também podem ter, possivelmente, alterado o padrão de funcionalidade das células de Sertoli de forma mais marcante durante esses períodos.
Sabe-se que a maior disponibilidade de alimentos auxilia no aumento do peso corporal e nos valores de biometria testicular, de forma que estes tendem a apresentar aumento na produção espermática e uma melhor qualidade seminal pelo aumento da funcionalidade dos túbulos seminíferos(15-17).
Diferentemente do esperado, os touros Pantaneiros apresentaram uma melhora em alguns meses do período seco em relação ao período das águas, ou seja, durante o período com menor disponibilidade de alimentos. Esses dados reforçam que a capacidade de adaptação desse grupamento genético às condições climáticas adversas parece ser superior à de outras raças(2,3). O mesmo é observado em touros Curraleiros, adaptados às condições de baixa disponibilidade de alimentos, os quais apresentaram maior concentração espermática no mês de agosto do que nos meses de abril e maio(13).
Além disso, também já foi observado que flutuações anuais na temperatura e umidade(6,18) ocasionam mudanças fisiológicas na biometria testicular e, consequentemente, na concentração espermática(19,20). Desta forma, alguns autores observaram em raças zebuínas, efeitos negativos da estação chuvosa sobre a concentração espermática, ocorrendo o contrário durante o período seco(8,21).
Não houve efeito da época do ano (P > 0,05) sobre a motilidade progressiva, o vigor e a proporção de defeitos totais e maiores do ejaculado. Houve uma redução na proporção de defeitos menores nos meses de junho, julho e setembro, mas não no mês de janeiro (P < 0,05) (Tabela 2). A proporção de defeitos menores foi inferior aos 10% considerados aceitáveis. A qualidade do sêmen fresco foi pouco afetada pela época do ano e foi considerado dentro dos padrões recomendados pelo Colégio Brasileiro de Reprodução Animal(11). De acordo com Koivisto et al.(22), as anormalidades espermáticas nos touros zebuínos tendem a aumentar em períodos de altas temperatura e umidade relativa do ar. No presente estudo, embora a proporção de defeitos menores tenha aumentado no período chuvoso, acredita-se que as mudanças ambientais deste período não foram suficientes para modificar o padrão seminal dos touros Pantaneiros, ocasionando redução da qualidade, uma vez que esses animais são adaptados à região do Pantanal, em que se têm temperaturas superiores àquelas encontradas no presente experimento.
Não houve efeito da época do ano (P > 0,05) sobre a motilidade progressiva, o vigor, a proporção de defeitos totais e de defeitos maiores do sêmen de reprodutores Pantaneiros após o congelamento; entretanto, ocorreu um aumento (P < 0,05) da proporção de defeitos menores durante os meses de maio, junho, agosto e novembro (Tabela 3).
Embora tenha ocorrido uma oscilação na proporção de defeitos menores do sêmen congelado, durante todas as épocas do ano, a proporção de patologias espermáticas manteve-se abaixo do limite sugerido pelo CBRA(11). Nenhuma partida de sêmen congelado foi descartada ao longo do ano por não atender ao limite mínimo sugerido pelo CBRA(11), ao contrário do ocorrido com touros Bos taurus e Bos indicus, que tiveram doses de sêmen descartadas durante os meses mais quentes do ano.(8) Isso sugere uma boa adaptação dos reprodutores Pantaneiros às condições do Brasil Central.
Não houve diferença (P > 0,05) quanto à integridade de acrossoma dos espermatozoides após o congelamento, sugerindo que touros Pantaneiros possuem uma boa resistência ao processo de congelamento de sêmen, provavelmente mantendo uma boa capacidade fecundante, uma vez que a integridade de acrossoma é um fator crucial para que os espermatozoides sejam capazes de promover a fecundação do oócito(23).
A biometria testicular apresentou correlações (Tabela 4) de média intensidade com o peso corporal (PC) (CT = 0,46; LT = 0,40; CE = 0,55; VT = 0,44) e com a concentração espermática (CT = 0,33; LT = 0,40; CE = 0,46; VT = 0,41) e correlações negativas de baixa intensidade com as patologias espermáticas (DMaF x CT = -0,08; LT = -0,08; CE = -0,02; VT = -0,09; DMeF x CT = -0,06; LT = -0,15; CE = -0,01;
VT = -0,012), sugerindo que touros do grupamento genético Pantaneiro mais pesados e que possuem testículos maiores tendem a ter melhor qualidade de sêmen.
Valentim et al.(24), estudando touros jovens de diferentes cruzamentos de raças com o Nelore, encontraram correlações semelhantes (≈ 0,50; P < 0,01) às do presente estudo, entre PC e CE (0,55; P < 0,001). Viu et al.(25) obtiveram correlação de menor intensidade (P < 0,01) entre PC e CE (0,41) para a raça Nelore que as observadas no presente estudo. Entretanto, Teixeira et al.(13), estudando touros Curraleiros adaptados à região Centro-Oeste do Brasil, observaram uma correlação de baixa intensidade e sem significância (0,21) entre o PC e a CE. Esses últimos autores também observaram correlações de baixa intensidade entre a biometria testicular e os defeitos espermáticos, chamando a atenção para a correlação entre o VT e a proporção de defeitos menores, que, diferentemente do presente estudo, apresentou um valor de 0,29 (P > 0,05). Essas modificações observadas entre os autores decorrem de fatores que podem modificar a CE e, consequentemente, a qualidade seminal, como a raça ou grupamento genético, linhagem, idade, peso, ano e época do ano(19,26-28).
A CE é uma característica que pode ser utilizada como referência para selecionar reprodutores com maior potencial de produção espermática e melhor qualidade seminal(26,29,30). Essa característica poderia
ser utilizada em touros Pantaneiros como critério de seleção; no entanto, devido às correlações para tal ser de média a baixa intensidade, a CE não deve ser a única característica considerada na avaliação final do poder fecundante do sêmen desse grupamento genético.
Os resultados do presente estudo mostram um pequeno impacto da época do ano sobre a concentração espermática e a morfologia (defeitos menores). Embora a motilidade e o vigor espermáticos, após o descongelamento do sêmen, tenham sido semelhantes nas diferentes épocas do ano e a diferença na proporção de defeitos tenha sido mantida dentro dos padrões estabelecidos para o sêmen congelado, sugere-se que, devido a uma maior concentração de espermatozoides nos meses de junho a agosto, esta época seria desejável para o congelamento, uma vez que geraria um maior número de doses de sêmen para armazenamento no Banco Brasileiro de Germoplasma Animal.
A época do ano exerceu pouco efeito sobre a biometria testicular e qualidade do sêmen fresco de touros Pantaneiros, o que mostra a adaptação deste grupo genético às condições ambientais do Centro- Oeste do Brasil. Reprodutores deste grupo genético podem ser utilizados em qualquer época do ano em programas de monta natural.
Para a conservação ex situ de recursos genéticos, os touros mostraram-se capazes de produzir uma maior concentração espermática no período seco, sem modificações negativas sobre o padrão seminal. Com isso, os esforços para o enriquecimento do Banco Brasileiro de Germoplasma Animal para este grupamento genético poderão ser concentrados durante esse período, com o objetivo de conservar, em longo prazo, uma maior quantidade de sêmen de boa qualidade.
A capacidade do bovino Pantaneiro em se adaptar ao ambiente de forma que a época do ano cause baixa influência na qualidade seminal mostra que, em um contexto de mudanças climáticas, as raças bovinas localmente adaptadas podem ser uma alternativa promissora.
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