ADRIANA TRINDADE SOARES

AVALIAÇÃO IN VITRO DE ESPERMATOZOIDES CAPRINOS CRIOPRESERVADOS EM DILUENTE À BASE DE LEITE DESNATADO ACRESCIDO DE GLUTATIONA REDUZIDA E TROLOX EM DIFERENTES CONCENTRAÇÕES

RECIFE 2010

2 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA VETERINÁRIA

AVALIAÇÃO IN VITRO DE ESPERMATOZOIDES CAPRINOS CRIOPRESERVADOS EM DILUENTE À BASE DE LEITE DESNATADO ACRESCIDO DE E GLUTATIONA REDUZIDA E TROLOX EM DIFERENTES CONCENTRAÇÕES

Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência Veterinária da Universidade Federal Rural de Pernambuco, para obtenção do grau de Doutor em Ciência Veterinária.

Orientadora: Profa. Dra. Maria Madalena Pessoa Guerra

RECIFE - PE 2010

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Ficha catalográfica S676a

Soares, Adriana Trindade Avaliação in vitro de espermatozóides caprinos criopreservados em diluente à base de leite desnatado acrescido de glutationa reduzida e trolox em diferentes concentrações / Adriana Trindade Soares. -- 2010. 89 f.: il. Orientadora: Maria Madalena Pessoa Guerra Tese (Doutorado em Ciência Veterinária) – Universidade Federal Rural de Pernambuco, Departamento de Medicina Veterinária, Recife, 2010. Referências 1. Avaliação 2. Espermatozóides 3. Congelação 4. Antioxidantes I. Guerra, Maria Madalena Pessoa, orientadora II. Título CDD 636.39089

4 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA VETERINÁRIA

AVALIAÇÃO IN VITRO DE ESPERMATOZOIDES CAPRINOS CRIOPRESERVADOS EM DILUENTE À BASE DE LEITE DESNATADO ACRESCIDO DE GLUTATIONA REDUZIDA E TROLOX EM DIFERENTES CONCENTRAÇÕES

Tese de Doutorado elaborada e defendida por

ADRIANA TRINDADE SOARES Aprovada em 23 de Fevereiro de 2010

BANCA EXAMINADORA

Prof.ª Dr.ª Maria Madalena Pessoa Guerra/UFRPE Orientadora Dr.a Marciane da Silva Maia/ EMBRAPA/EMPARN

Prof. Dr Jose Ferreira Nunes/UECE

Dra Christina Alves Peixoto/Fiocruz-PE

Prof. Dr. Gustavo Férrer Carneiro/UFRPE

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Aos meus pais, Espedito Alves Soares e Maria Auxiliadora Trindade Soares, exemplos de amor, dedicação e perseverança.

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O AMOR ANTIGO O amor antigo vive de si mesmo, não de cultivo alheio ou de presença. Nada exige nem pede. Nada espera, mas do destino vão nega a sentença. O amor antigo tem raízes fundas, feitas de sofrimento e de beleza. Por aquelas mergulha no infinito, e por estas suplanta a natureza. Se em toda parte o tempo desmorona aquilo que foi grande e deslumbrante, o antigo amor, porém, nunca fenece e a cada dia surge mais amante. Mais ardente, mais pobre de esperança. Mais triste? Não. Ele venceu a dor, e resplandece no seu canto obscuro, tanto mais velho quanto mais amor.

(Carlos Drummond de Andrade)

7 AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar, a DEUS, pelo infinito e incondicional amor; A meus irmãos Pedro Jorge, Alana, Luciana, George, Jetro e Zé Neto, por facilitar minha interação com o doutorado, trabalho e família, e entender que, naqueles momentos, a prioridade seguia esta ordem; Aos meus sobrinhos Rafael, Daiane e Davi, pela doçura de suas existências; À Dra. Maria Madalena Pessoa Guerra, por sua sabedoria, serenidade e discernimento. Dons que tão bem se afinaram com sua responsabilidade profissional e tornaram gratificante tê-la como ORIENTADORA; À minha amiga Paula Fernanda Barbosa de Araújo Lemos, pessoa em quem me espelhava quando o desânimo batia, pois, serenamente e com sabedoria desempenhava perfeitamente o papel de Mãe, Esposa, Amiga e Profissional. Obrigada por sua amizade; À minha amiga Sildivane Valcácia Silva, indiscutivelmente a pessoa que mais contribuiu na realização prática deste trabalho. Exemplo de amizade, desprendimento e amor ao próximo. Nesta vida Amiga, em outras, Irmã; No início do curso, Colegas, hoje, com certeza, amigos: André Mariano Batista, Felipe Costa Almeida, Pedro Leopoldo Jerônimo Monteiro Júnior e Diogo Ribeiro Câmara, Anne Kaline Andrade; Ao amigo Felipe Queiroga Cartaxo, pela disponibilidade em analisar estatisticamente os dados deste trabalho; Ao professor Dr. José Ferreira Nunes, por disponibilizar o Laboratório de Tecnologia do Sêmen da Universidade Estadual do Ceará (UECE) para a realização de uma das etapas deste trabalho;

8 À Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), Departamento de Medicina Veterinária, pela oportunidade de ingressar no Curso de Doutorado da Instituição; À Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba (EMEPA-PB), pela disponibilidade dos animais e laboratório indispensáveis neste trabalho; Ao chefe da Estação Experimental Benjamim Maranhão/EMEPA-PB: Manoel Soares de Oliveira Filho, e ao pessoal de apoio: Antônio Jordão, Antônio Macedo, Francisco Antônio, Givaldo Sabino, João Manoel, José Ailton, José Gilvan, José Roque, José Soares, José Valter, Lenilton de Sousa, Marcelo Santos, Maria José, Robson José. Meu muito obrigada ao amigo Jefferson Viana, as amigas Semírames Nascimento e Fabiana Freitas, sempre disponíveis ao apoio logístico quando mais precisava, e como precisava...; Às Dras. Janaina Viana de Melo e Karina Lidianne Alcântara Saraiva, pesquisadoras do Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste (CETENE-PE), pelo valioso préstimo na realização das análises ultraestruturais dos espermatozoides; À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão de bolsa durante a realização do Doutorado, e à Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco (FACEPE), pelo apoio financeiro.

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LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

ALH = Amplitude de deslocamento lateral da cabeça cAMP = AMPcíclico BCF = Frequência do Batimento de Flagelo CASA = Sistema computadorizado de avaliação da motilidade espermática CAT = Catalase DCF = Diacetato de carboxifluoresceina DMSO = Dimetilsulfóxido FITC-PNA = Fluoresceína conjugado a Peanut aglutinin GSH-Px = Glutationa peroxidase GSH = Glutationa Reduzida iAC = Integridade de acrossoma iMP = Integridade de Membrana Plasmática IP = Iodeto de Propídio JC-1 = Iodeto de 5,5’,6,6’ tetracloro-1,1,3,3’- tetraetilbenzimidazolil LIN = Linearidade MET = Microscopia Eletrônica de Transmissão MP = Motilidade Progressiva MT = Motilidade Total PBS = Tampão fosfato PMM = Potencial da membrana mitocondrial ROS = Espécies reativas ao oxigênio SOD = Superóxido dismutase STR = Retilinearidade VAP = Velocidade de Trajeto VCL = Velocidade Curvilínea VSL = Velocidade Progressiva WOB = Oscilação

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LISTA DE TABELAS Página Experimento 1 Tabela 1- Porcentuais (média ± desvio padrão) de espermatozoides com membranas plasmática (iMP) e acrossomal (iAc) íntegros, e com alto potencial da membrana mitocondrial (aPMM) obtidos de reprodutores caprinos da raça Boer e criopreservados em diluente à base de leite desnatado e 7% de glicerol acrescido de Trolox...............

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Tabela 2 - Parâmetros (média ± desvio padrão) da cinética das células espermáticas de reprodutores caprinos da raça Boer, criopreservadas em diluente à base de leite desnatado e 7% de glicerol acrescido de Trolox.....................................................................................................

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Tabela 3 – Porcentual (média ± desvio padrão) de estruturas íntegras de espermatozoides caprinos, obtidos de amostras de sêmen in natura e criopreservadas em leite desnatado e glicerol 7%, suplementado com Trolox, avaliadas por microscopia eletrônica de transmissão............................................................................................

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Experimento 2 Tabela 1- Porcentuais (média ± desvio padrão) de espermatozoides com membranas plasmática (iMP) e acrossoma (iAc) íntegros, e com alto potencial da membrana mitocondrial (aPMM) obtidos de reprodutores caprinos da raça Boer e criopreservados em diluente à base de leite desnatado e 7% de glicerol acrescido de Glutationa reduzida (GSH).....................................................................................

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Tabela 2 - Parâmetros (média ± desvio padrão) da cinética das células espermáticas de reprodutores caprinos da raça Boer, criopreservadas em diluente a base de leite desnatado e glicerol acrescido de Glutationa reduzida (GSH)................................................ Tabela 3 – Porcentual (média ± desvio padrão) de estruturas íntegras de espermatozoides caprinos, obtidos de amostras de sêmen in natura e criopreservadas em leite desnatado e glicerol, suplementado com Glutationa reduzida (GSH), avaliadas por microscopia

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11 eletrônica de transmissão.......................................................................

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LISTA DE FIGURAS Página Experimento 1 Figura 1 - Ultraestrutura de espermatozoides de reprodutores caprinos obtidos de sêmen in natura (A e B) e criopreservado (C, D, E e F) em diluente à base de leite desnatado e glicerol 7%. A: corte longitudinal da cabeça de espermatozoide apresentando membrana plasmática rompida (setas menores) e perda de material do acrossoma (seta maior); B: corte longitudinal da cauda de espermatozoide apresentando preservação do axonema (*) e mitocôndrias (setas); C: corte longitudinal da cabeça de espermatozoide criopreservado sem adição de antioxidantes (Controle) apresentando edema de membrana plasmática (setas); D: corte transversal da cauda de espermatozoide criopreservado com Trolox 30 µM/mL apresentando desorganização das mitocondrias (seta); E: corte longitudinal da cabeça de espermatozoide criopreservado com Trolox 60 µM/mL apresentando integridade das membranas plasmática e acrossomal (seta); F: corte longitudinal da cabeça de espermatozoide criopreservado com Trolox 120 µM/mL apresentando edema de membrana plasmática (*)........................................................................................ Experimento 2 Figura 2 - Ultraestrutura de espermatozoides de reprodutores caprinos obtidos de sêmen in natura (A e B) e criopreservado (C, D, E e F) em diluente à base de leite desnatado e 7% de glicerol. A: corte longitudinal da cabeça de espermatozoide apresentando membranas plasmática e acrossomal íntegras (seta); B: corte longitudinal da cabeça de

espermatozoide apresentando

membrana plasmática rompida (seta); C: corte longitudinal da cabeça de espermatozoides criopreservado sem adição de antioxidantes (controle) apresentando rompimento (seta) e edema (*) da membrana plasmática; D: corte longitudinal da cabeça de espermatozóide criopreservado com diluente acrescido de GSH 2mM/mL apresentando ondulação da membrana plasmática (*); E: corte longitudinal da peça intermediária de espermatozoide criopreservado com diluente acrescido de GSH 5mM/mL apresentando rompimento da membrana plasmática (seta); F: corte transversal da peça intermediária de espermatozóide criopreservado com diluente acrescido de GSH

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12 7mM/mL apresentando destruição das mitocondrias (seta)...................................

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RESUMO Objetivando-se avaliar in vitro o efeito da congelação de espermatozoides caprinos em diluente à base de leite desnatado acrescido de Trolox e Glutationa reduzida (GSH) em diferentes concentrações, utilizou-se sêmen de cinco reprodutores, colhido com vagina artificial, em seis repetições. Após avaliação subjetiva (turbilhonamento, motilidade, vigor e concentração espermática) de cada ejaculado, procedeu-se à formação do pool e diluição (240x106 espermatozoides/mL) com leite desnatado e glicerol 7%, acrescido de antioxidantes, de acordo com o experimento: Exp. 1) G1= Controle, G2= Trolox 30µM, G3= Trolox 60µM e G4= Trolox 120µM; Exp. 2) G1= Controle, G2= GSH 2mM, G3= GSH 5mM e G4= GSH 7mM. Em seguida, as amostras foram acondicionadas em palhetas (0,25mL), congeladas e armazenadas em botijão criobiológico (-196 oC). Após descongelação (37oC/30 segundos), alíquotas de sêmen de cada grupo foram avaliadas quanto a integridade de membrana plasmática (iMP) e acrossoma (iAc), potencial de membrana mitocondrial (PMM), cinética espermática e ultraestrutura. As análises de iMP, iAc, PMM e cinética dos espermatozoides caprinos criopreservados em meio adicionado de diferentes concentrações de Trolox e GSH, não evidenciaram diferença significativa (P>0,05) entre os grupos. A ultraestrutura foi avaliada em amostras de sêmen in natura e pós-descongelação. Nos Exps. 1 e 2, as análises de iMP, iAc, PMM e cinética espermática dos espermatozoides caprinos criopreservados não evidenciaram diferença significativa (P>0,05) entre os grupos Controle e Trolox (30, 60 e 120 μM/mL). No Exp. 1, a análise ultraestrutural evidenciou que os porcentuais de acrossoma, membrana plasmática da região da cauda e axonema íntegros não diferiram (P>0,05) entre grupos (Controle e Trolox 30, 60 e 120 μM/mL), mas foram inferiores (P