Marcilio Nichi.

Vários estudos têm demonstrado a importância da mitocôndria para a funcionalidade do espermatozoide, referindo-a como a principal fonte de energia para a motilidade e a homeostase celular. No entanto, para algumas espécies animais, estudos recentes indicam que a glicólise parece ser o principal mecanismo de produção de ATP para a motilidade espermática, superior à fosforilação oxidativa mitocondrial. Em ovinos estudos envolvendo o metabolismo energético do espermatozoide são necessários não apenas pelo seu interesse zootécnico, mas também como modelo experimental para bovino, espécie na qual este mecanismo é também pouco conhecido. Apesar da importância da mitocôndria para o metabolismo celular durante a fosforilação oxidativa, são produzidos metabólitos denominados Espécies Reativas de Oxigênio, as quais possuem um papel fundamental em diversos processos fisiológicos, tais como a hiperativação espermática, capacitação, reação acrossomal, e interação entre o espermatozoide e a zona pelúcida, atuando geralmente como gatilhos. No entanto, um eventual desequilíbrio entre a produção de EROs e os mecanismos antioxidantes caracteriza o estresse oxidativo, que pode ser letal para as células espermáticas. Ademais, estudos anteriores relacionam as disfunções mitocondriais causadas pela criopreservação espermática ao estresse oxidativo e a diminuição da atividade mitocondrial. Desta forma, acreditamos que a lesão mitocondrial durante a criopreservação é a origem da produção excessiva de fatores pró-oxidativos e, em última análise, causadores dos danos espermáticos pós-descongelação e diminuição da motilidade. Sendo assim, a inibição mitocondrial, combinada à estimulação da glicólise durante a criopreservação do espermatozoide, poderia evitar os danos espermáticos oxidativos causados pelas disfunções mitocondriais, melhorando a viabilidade da célula espermática e as taxas de fecundação pós-descongelação. Em face do exposto, a hipótese central do presente experimento é que o espermatozoide ovino, após inibição mitocondrial por desacoplamento da fosforilazação oxidativa e suplementação para a glicólise, é capaz de manter a produção de ATP e, consequentemente, a motilidade espermática. Ainda, a inibição parcial da atividade mitocondrial é benéfica para os espermatozoides durante a criopreservação por diminuir as crioinjúrias mediadas pela disrupção da mitocôndria. Portanto, o presente estudo será dividido em três experimentos. No experimento 1, serão padronizados (tempo de incubação e concentrações) os tratamentos inibitórios e estimulantes da fosforilação oxidativa (cianeto de carbonila de meta-clorofenil hidrazona - CCCP e piruvato respectivamente) e da glicólise (2-Deoxi-D-glicose - DOG e glicose respectivamente) para o sêmen fresco. Nesta etapa serão definidas as doses máxima (inibição total da motilidade e atividade mitocondrial), intermediária (inibição parcial da motilidade e atividade mitocondrial) e mínima (inibição não significativa da motilidade e atividade mitocondrial) dos diferentes tratamentos inibitórios. No experimento 2, as doses e tempos de incubação determinados no experimento 1 serão utilizados em diferentes combinações em um fatorial 3X3, sendo realizada, então, a criopreservação das amostras espermáticas, visando avaliar o status oxidativo, a integridade das estruturas espermáticas e a motilidade. No experimento 3, o tratamento de maior inibição da atividade mitocondrial, sem afetar negativamente à motilidade espermática, será utilizado para a fecundação in vitro.

Apesar de diversos estudos comprovando a menor fertilidade de touros europeus (Bos tauru taurus) quando criados em regiões tropicais em comparação aos adaptados zebuínos (Bos taurus indicus), os mecanismos biológicos que levam a este efeito deletério do calor ainda não estão completamente elucidados. Trabalhos anteriores indicam que há uma diferença em relação à susceptibilidade ao estresse oxidativo, provavelmente devido a diferenças no perfil protéico e/ou lipídico. Com o desenvolvimento de tecnologias analíticas mais sensíveis e seletivas, como a espectrometria de massas ou de infravermelho, é possível a identificação e quantificação uma grande quantidade de proteínas e lipídeos assim como outras substâncias capazes de lançar luz, não só à fisiopatologia do estresse oxidativo, como de diversos mecanismos relacionados à fisiologia espermática ainda não conhecidos. Assim, o presente estudo tem como objetivos: (i) o estudo do mecanismo molecular que governa os processos celulares durante a maturação espermática e touros de origem Bos taurus taurus e Bos taurus indicus; (ii) a caracterização das interações entre proteínas espermáticas e suas diferenças entre touros de origem Bos taurus taurus e Bos taurus indicus; (iii) a caracterização do perfil lipídico espermático e suas diferenças entre touros de origem Bos taurus taurus e Bos taurus indicus; (iv) a identificação de possíveis proteínas e ácidos graxos que determinem uma melhor qualidade espermática para o desenvolvimento de possíveis tratamentos para a melhora da qualidade espermática dos touros não adaptados. Para isso, será coletado sêmen proveniente de diferentes regiões do epidídimo (i.e., cabeça, corpo e cauda) de testículos de touros Bos taurus taurus e Bos taurus indicus provenientes de abatedouros. O sêmen coletado será avaliado quando ao perfil proteômico e lipídico, assim como testes para avaliação da função espermática e status oxidativo.

Uma das razões da menor fertilidade dos touros europeus criados em regiões tropicais em relação a touros adptados é uma maior índice de estresse oxidativo provocado por uma maior produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), não compensada pela proteção antioxidante. Por outro lado, sabe-se que a célula espermática é extremamente susceptivel ao estresse oxidativo devido à alta quantidade de acidos graxos poli-insaturados (PUFAs) em sua membrana plasmática, o que, no entanto, é extremamente importante para que o espermatozóide seja fértil e resitente ao choque frio. Sendo assim, tratamentos que interfiram no processo oxidativo, podem ser extremamente importante para aumentar a produtividade destes animais, tanto à campo como em centrais de inseminação artificial. O presente experimento visa estudar a interação entre uma dieta rica em PUFAs e o tratamento antioxidante sistêmico com a vitamina E na qualidade espermática de touros europeus submetidos a estresse térmico testicular. Outro objetivo do presente experimento é verificar se as amostras ejaculadas deste animais, assim como amostras epididimárias dos mesmos, podem ser protegidas in vitro através da adição de antioxidantes enzimáticos.