Impacto del tiempo de almacenamiento sobre el metabolismo de espermatozoides bovinos criopreservados

Abstract

Se ha observado que el almacenamiento del semen en condiciones de criopreservación afecta la viabilidad de los espermatozoides. Sin embargo, no está claro como el tiempo de almacenamiento afecta la calidad seminal. Algunas investigaciones han mostrado cambios en la cinética espermática a mayor tiempo de almacenamiento, mientras otros estudios no han mostrado efecto por periodos largos de almacenamiento. Sin embargo, las investigaciones diseñadas para identificar una disminución en el rendimiento del semen crioconservado en función del tiempo de almacenamiento son escasas. Por lo tanto, el objetivo de la investigación fue evaluar aspectos relacionados con el metabolismo y la integridad de espermatozoides bovinos criopreservados con diferentes tiempos de almacenamiento en nitrógeno líquido. Se evaluó la movilidad y cinética espermática con un sistema CASA-IVOS, la funcionalidad de la membrana mediante la prueba Host, la morfología con la tinción con eosina-nigrosina, la estabilidad de membrana con Merocianina 540, la actividad mitocondrial con DiOC6, el contenido de calcio intracelular con el indicador fluorescente Fura-2AM y la producción de especies reactivas de oxígeno (EROs) con DHR123 mediante citometría de flujo (FORTESSA LSR, BD Biosciences, EE. UU.). Para el análisis estadístico los datos se agruparon en tres periodos de almacenamiento (0-10, 11-20 y 21-30 años), se realizó el ajuste de modelos mixtos y se compararon las medias mediante la prueba de Tukey. Mediante un análisis de regresión se determinó la relación entre las variables dependientes y el tiempo de almacenamiento. No se encontraron diferencias en motilidad total y cinética espermática en relación con los grupos por tiempo de almacenamiento (p>0.05), mientras que, la motilidad progresiva fue mayor en el grupo de 11-20 años, en comparación con 0-10 años (p<0.05). Sin embargo, el análisis de regresión mostró la reducción de diferentes parámetros de movilidad y cinética, que fueron altamente dependientes del toro de proveniencia de las muestras seminales (p>0.05). Para HOST se observó que el grupo de 21-30 años tuvo la menor funcionalidad de la membrana (p<0.05). Se observó que la morfología de la cabeza fue diferente entre los grupos de 0-10 y 11-20 años (p<0.05), mientras que se observó mayor proporción de anormalidades totales y de la pieza media para el grupo de 21-30 años (p>0.05). Se encontró mayor proporción de espermatozoides M540-bajo en los grupos de 11-20 y 21-30 años de almacenamiento, siendo este último grupo, el que tuvo mayor proporción de células con alto flujo de calcio (Fura-Alto). La población de células con alto potencial de membrana mitocondrial (DiOC-Alto) fue mayor para el grupo de 11-20 años en relación con el grupo de 0-10 años (p>0.05). En conclusión, largos periodos de almacenamiento del semen bovino criopreservado pueden afectar negativamente la movilidad, cinética, integridad funcional de la membrana y morfología de los espermatozoides, sin embargo, lo anterior está condicionado por el efecto diferencial del individuo (toro). La estabilidad de la membrana plasmática, el flujo de calcio intracelular y la actividad mitocondrial de los espermatozoides sufren modificaciones atribuibles al efecto de largos periodos de almacenamiento en nitrógeno líquido. (Texto tomado de la fuente)

Storage of semen under cryopreservation conditions has been observed to affect sperm viability. However, it is not clear how storage time affects semen quality. Some research has shown changes in sperm kinetics with longer storage times, while other studies have shown no effect for long storage periods; however, research designed to identify a decrease in the performance of cryopreserved semen as a function of storage time are scarce. Therefore, the objective of the research was to evaluate aspects related to the metabolism and integrity of cryopreserved bovine spermatozoa with different storage times in liquid nitrogen. Sperm motility and kinetics were evaluated with a CASA-IVOS system, membrane functionality using the Host test, morphology with eosin-nigrosin staining, membrane stability with Merocyanine 540, content of intracellular calcium with the fluorescent indicator Fura-2AM, mitochondrial activity with DiOC6 and the production of reactive oxygen species (ROS) with DHR123, were assessed by flow cytometry. For the statistical analysis, the data were grouped into three storage periods (0-10, 11-20 and 21- 30 years), the adjustment of mixed models was carried out and the means were compared using the Tukey test. Using a regression analysis, the relationship between the dependent variables and storage time was determined. No differences were found in total motility and sperm kinetics in relation to the groups by storage time (p>0.05), while progressive motility was higher in the group of 11-20 years, compared to 0-10 years (p<0.05). However, the regression analysis showed the reduction of different motility and kinetic parameters, which were highly dependent on the bull from which the semen samples were obtained (p>0.05). For HOST, it was observed that the group of 21-30 years had the lowest membrane functionality (p<0.05). It was observed that head morphology was different between the groups of 0-10 and 11-20 years (p<0.05), and a higher proportion of total and midpiece abnormalities was observed for the 21-30 years group (p>0.05). A higher proportion of M540-low spermatozoa was found in the groups of 11-20 and 21-30 years of storage, being this last group, the one that had the highest proportion of cells with high calcium flow (Fura- High). The population of cells with high mitochondrial membrane potential (DiOC-High) was higher for the group of 11-20 years, compared to the group of 0-10 years (p>0.05). In conclusion, long periods of storage of cryopreserved bovine semen can negatively affect the motility, kinetics, functional integrity of the membrane and morphology of the sperm, however, this is conditioned by the differential effect of the individual (sire). The stability of the plasmatic membrane, the intracellular calcium flux and the mitochondrial activity of the sperm suffer modifications attributable to the effect of long periods of storage in liquid nitrogen.