Características bioquímicas del plasma seminal intrauterino poscoital en llamas (Lama glama L.)
Biochemical characteristics of postcoital intrauterine seminal plasma in llamas (Lama glama L.)
Marino-Poma Magdalena1*, Loza-Murguia Manuel Gregorio1,2,3, Paxipati-Parra Rolando Cesar1
1Universidad Católica Boliviana San Pablo -UCBSP. Unidad Académica Campesina Tiahuanacu. UAC-T. Ingeniería Zootécnica. Km 74. Carretera Internacional La Paz-Desaguadero. Tel +591 -2-2895100. La Paz, Estado Plurinacional de Bolivia.
2Universidad Católica Boliviana San Pablo-UCBSP. Unidad Académica Campesina Carmen Pampa-UAC-CP, Ingeniería Agronómica. Coroico-Nor Yungas-La Paz, Bolivia.+591(2)8781991.
]]> 3Departamento de Enseñanza e Investigación en Bioquimica & Microbiología- DEI&BM. Unidad Académica Campesina Carmen Pampa-UAC-CP-UCBSP. boliviamanloza@yahoo.com*Dirección de contacto: Universidad Católica Boliviana San Pablo-UCBSP. Unidad Académica Campesina Tiahuanacu UAC-T. Ingeniería Zootécnica. Km 74. Carretera Internacional La Paz-Desaguadero. Tel: +591-73091175 - 2895100.
Magdalena Marino Poma
E-mail address: marinomagdalenaucb@gmail.com
Historial del artículo.
Recibido junio, 2018.
Devuelto septiembre 2018
Aceptado diciembre, 2018.
Disponible en línea, abril, 2019.
]]>
Resumen
Los intentos de criopreservar semen en camélidos sudamericanos, han sido hasta la fecha insatisfactorios. Falta información acerca de los componentes bioquímicas del semen eyaculado y su alta viscosidad que impide el aprovechamiento de material genético. El objetivo de esta investigación se centró en analizar la composición del plasma seminal intrauterino y por aspiración poscoital en llamas. Se seleccionaron 6 llamas machos de 3 y 4 años de edad, la colección de semen fue realizada por aspiración poscoital con el proctoscopio de uso humano, depositado en un tubo falcón de 14 mL después de la cópula. El semen se centrifugo a 2800 rpm/15 min, para posterior análisis en laboratorio se utilizaron kits comerciales (Beckman Coulter y Medicon), y dos analizadores automáticos (Beckman Sxjnchron Cx7 Deltay Pictus 500 Diatron). Para el análisis de los datos se realizó mediante la prueba de t-Student. No hubo diferencia estadística para las concentraciones de albúmina, glucosa, triglicéridos, proteína total, micro proteína, colesterol, fosfatasa alcalina, sodio, calcio y magnesio entre edades (p≥0.05), la concentración de potasio reporto los valores de 10.8±0.56 y 9.76±0.64 mEq/L, siendo estadísticamente diferentes entre edades (p≤0.05). Los resultados de la investigación permiten trabajar con llamas de 3 y 4 años de edad para donadores de semen en programas de inseminación artificial con semen fresco.
Palabras clave: Plasma seminal, llamas, componentes bioquímicos.
Abstract
Attempts to cryopreserve semen in southamerican camelids have so far been unsatisfactory. There is a lack of information about the biochemical components of ejaculated semen and its high viscosity that prevents the use of genetic material. The objective of this research was to analyze the composition of the intrauterine seminal plasma and by postcoital aspiration in flames. Six male 3 and 4 year oíd llamas were selected, the collection of semen was made by postcoital aspiration with the proctoscope of human use, deposited in a falcon tube of 14 mL after copulation. The semen was centrifuged at 2800 rpm/15 min, for later analysis in the laboratory, commercial kits (Beckman Coulter and Medicon), and two automatic analyzers (Beckman Sxjnchron Cx7 Deltay Pictus 500 Diatron) were used. For the analysis of the data, it was carried out using the t-Student test. There was no statistical difference for the concentrations of albumin, glucose, triglycerides, total protein, micro protein, cholesterol, alkaline phosphatase, sodium, calcium and magnesium between ages (p≥0.05), the potassium concentration reported valúes of 10.8 ± 0.56 and 9.76 ± 0.64 mEq / L, being statistically different between ages (p≤0.05). The results of the research allow us to work with 3- and 4-year-old llamas for semen donors in artificial insemination programs with fresh semen.
Key words: Seminal plasma, llamas, biochemical components..
Introducción
El semen representa aproximadamente 5% de espermatozoides y 95% de plasma seminal (PS), que se atribuye a la secreción de las gandulas sexuales accesorias (GSA), cuya utilidad radica en las tecnologías de reproducción asistida (TRA).1
]]> El PS, una compleja fracción del semen, en la que se suspenden los espermatozoides en el momento de la eyaculación, constituyendo el volumen mayor del semen2 sus componentes bioquímicos que secretan las GSA del tracto reproductivo masculino3 pH que varía según la especie, en toros y carnero ligeramente ácido y camélido ligeramente alcalino.Los espermatozoides suspendidos en PS, un fluido de composición compleja, difiere por la presencia de proteínas, iones, aminoácidos, hidratos de carbono, lipidos, poliaminas, prostaglandinas, y hormonas esteroides, siendo su función principal, vehículo que irriga la uretra y al mismo tiempo impulsa los espermatozoides a través del tracto genital durante la eyaculación, otras funciones atribuibles, son el transporte, protección y nutrición de los espermatozoides en aparato reproductor femenino, regulando a su vez la capacitación, reacción del acrosóma y la interacción entre gametos.3,4
Las GSA como vesícula seminal, próstata y vesículas bulbouretrales, aportan la mayor parte del volumen eyaculado y secreción de la vesícula seminal, constituye la mayor parte del PS.5 En un principio, se creía que estas GSA, podrían ser anatómica y funcionalmente similares en rumiantes y camélidos, sin embargo con el descubrimiento e identificación de varias sustancias en la secreción, tales como el ácido cítrico, fosfatasa prostática, fructuosa y fosforilcolina6, dio lugar al estudio de las diferentes actividades químicas secretoras, y su rol posible para los espermatozoides.
Como consecuencia, la función del PS, en la regulación de los procesos reproductivos, que garanticen el éxito en la fecundación ha sido descuidado en gran medida, aunque los componentes del PS tienen gran valor diagnóstico, como la medición de los niveles de fructuosa para anomalías en las vesículas seminales1, la medición de la fosfatasa acida prostática, por la presencia de secreciones7, su compleja composición proteómica, factores de crecimiento, transcripción, nutre y protegen a los espermatozoides mientras viajan desde el macho al tracto reproductivo de la hembra, lo que garantiza la interacción con el ovocito, dando lugar a la fertilización.8 Más aun, la presencia de proteínas específicas de tejido en PS, útiles como biomarcadores potenciales para la evaluación de la fertilidad masculina.9
Las diferencias en los componentes del PS, pueden deberse a variaciones de la alimentación, exposición al medio ambiente, manejo y métodos de identificación, además de los cambios provocados por acción enzimática posteriores a la eyaculación y actividad metabólica de los espermatozoides suspendidos.
Por lo anterior esta investigación se centra en analizar la composición del plasma seminal intrauterino y por aspiración poscoital en llamas como apoyo en programas de mejoramiento genético.
Materiales y métodos
Localización del trabajo de campo. Se realizó en predios del Laboratorio de Biotecnología Reproductiva de la Unidad Académica Campesina de Tiahuanacu. Universidad Católica Boliviana San Pablo, ubicada en el municipio de Tiahuanacu, Provincia Ingavi del departamento de La Paz, a 72 km de la ciudad de La Paz sobre la carretera Internacional La Paz-Desaguadero, entre las coordenadas 17° 35' a 18° 17' de Latitud Sur y 68° 20' a 69° 08' de Longitud Oeste y a una altitud de 3854 msnm.10
Se utilizaron 18 llamas de la raza Q'ara, 6 machos de 3 a 4 años de edad (donadores de semen) y 12 llamas hembras de 4 a 5 años de edad (receptivas), los machos se adquirió del Municipio Santiago de Machaca de provincia José Manuel Pando, se seleccionaron bajo los siguientes criterios: características fenotípicas como (talla tamaño testicular y liberación completa del pene), las hembras fueron adquiridas del municipio de San Adres de Machaca provincia Ingavi, los criterios fueron: hembras vacías, condición corporal de grado 3 (ideal), posteriormente fueron trasportadas a la Unidad Académica Campesina Tiahuanacu.
]]> Se puso en cuarentena a todos los animales durante 15 días, para evitar algún tipo de contagio de enfermedades, la primera semana, se desparasito con PARAMEC 20 LA con una dosis de 1 mL/50 kg de PV por vía sub cutánea.La etapa de acostumbíamiento. Durante dos semanas los animales se adaptaron al tipo de alimentación y manejo. Las hembras fueron nuevamente seleccionadas por el método de receptibilidad, o de aceptación al macho, sujetadas en posición de cubito ventral con una soga, posteriormente se sujetó la cola en el lado izquierdo de la caja pélvica para facilitar la copula, previa limpieza de la región de la vulva con papel toalla, para la colección de semen poscoital.
La colección de semen se realizó por la técnica de aspiración poscoital, que consiste en aspirar parte del semen que el macho eyaculado en la cavidad cervical y uterina de la hembra.11
Las muestras de semen fresco fueron pesadas en una balanza, para una cantidad equilibrada luego fueron centrifugadas a 2800 rpm/15 min, en una centrifugadora automática (DYNAC II y BLANK STRIP) para la separación del PS. El sobrenadante obtenido fue evaluado para determinar la ausencia de espermatozoides. Se obtuvo un aproximado de entre 1 a 2 mL de PS para su análisis.
Análisis de los parámetros bioquímicos, niveles de albúmina, glucosa, proteína total y micro proteína, ácidos grasos, colesterol, triglicéridos, fosfatasa alcalina, se utilizaron kits comerciales para cada determinación (Beckman Coulter Life Science) en un analizador automático (Beckman Synchron CX 7A).
Para los iones orgánicos (potasio, sodio, calcio y magnesio) se utilizaron kits comerciales MEDICON, para su determinación y de un analizador automático (Pictus 500 Diatron).
Los resultados se expresan como medias y desviaciones estándares. Las diferencias estadísticas entre sus valores fueron determinadas con la prueba de t-Student a un nivel de significancia de (p ≤ 0.05).12
Resultados
]]> Discusión
El amplio rango de componentes presentes en el PS, en llamas de 3 y 4 años de edad, resulta compleja su evaluación, al ser influido por factores como la dieta, manejo, grado de fecundidad. El rendimiento reproductivo de los camélidos sudamericanos (CSA), es un proceso que resulta en la culminación de procesos anatómicos, fisiológicos, y otros que a la larga repercuten en la calidad del semen y por ende del plasma seminal.13 La disponibilidad de semen de calidad resulta de una acción coordinada, espermatogénesis, maduración, transito epididimal, y composición del PS.14
El contenido proteico del PS, es variado y muchas de estas son producto de la secreción epididimal y vesículas seminales15 una intensa investigación sobre las proteínas contenidas en PS ha sido motivo de discusión, señalando que estas tiene la capacidad de protección, en particular las de bajo peso molecular contra el choque frió y actividad antioxidante de los espermatozoides.16
La adición o eliminación de una variedad de proteínas durante la maduración y la eyaculación, juegan un rol importante en la maduración y mantenimiento de la membrana plasmática del espermatozoide17 motilidad18,19 Capacitación20 interacción espermatozoide y fertilización.21
Si bien nuestros datos no revelan que proteínas han sido cuantificadas en el PS, podemos apreciar que la presencia de albúminas, micro proteína y proteínas totales, con valores medios comprendidos con los autores de referencia, corroboraría las funciones mencionadas que a la larga inciden en estos procesos.
La glucosa como principal azúcar en PS, se convierte en fructosa a través de sorbitol deshidrogenasa y aldolasa reductasa22 su concentración se ha utilizado a menudo como indicador del estado androgénico del animal, ya que su secreción está estrictamente relacionada con el nivel de andrógenos en sangre.23
]]> Los componentes en el PS, en especial Ca, Na, colesterol, triglicéridos no hubo diferencias significativas en las dos edades estudiadas tabla 1 y 2, estudios realizados, si bien no hubo diferencias significativas entre los componentes analizados, el Mg, Ca, Na, K y PT, estos ejercen un equilibrio osmótico, además de ser componentes de muchas enzimas24 también se ha observado una correlación negativa entre la motilidad espermática y la concentración de Na y K.25,26 Estudios en espermatozoides humanos han señalado que un alta concentración de sodio y/o potasio en PS, pueden inducir la peroxidación de los lipidos de membrana del esperma27 un inhibidor metabólico natural y una concentración mayor de K, disminuye el metabolismo y motilidad del esperma28 varios estudios reportaron una relación de la PT en el semen fresco con su calidad.29,30Nuestros datos en cuanto al Na/K con relación a los autores señalados distan en valores referidos, pero no podemos dejar de lado que argumentos de esta naturaleza inciden al final de los procesos de la calidad del semen y por ende del PS.
Finalmente, los valores de los componentes estudiados en el PS, son una orientación de lo que está sucediendo en estos camélidos sin descartar la posibilidad de que las muestras tuvieron procesos de evaluación y muestreo diferentes a trabajo similares, y que si bien este es el inicio en estas actividades debemos unificar metodologías de muestreo en el área rural del altiplano boliviano con el fin de garantizar la calidad del semen fresco y la importancia que este tiene en los procesos reproductivos.
Conflictos de intereses
La presente investigación ha cumplido normas éticas en el manejo de los animales, declaramos que no existen conflictos de interés.
Agradecimientos
Nuestro reconocimiento profundo a los responsables del Laboratorio de Biotecnología reproductiva de la Unidad Académica Campesina Tiahuanacu. A los Comunarios de las comunidades del Municipio Santiago de Machaca de provincia José Manuel Pando, San Adres de Machaca provincia Ingavi por proporcionarnos los animales para el presente trabajo de investigación.
]]> Aspectos Éticos
La investigación ha sido aprobada por el Comité de Ética e Investigación de la Unidad Académica Campesina Tiahuanacu y siguió las pautas establecidas para este comité.
Literatura citada
1. Gonzales GF, Villena A. True corrected seminal fructose level: a better marker of the function of seminal vesicles in infertile men. Int J Androl. 2001;24(5):255-60. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1046/j.1365-2605.2001.00306.x [ Links ]
2. Moura AA, Chapman DA, Koc H, Killian GJ. A comprehensive proteomic analysis of the accessory sex gland fluid from mature Holstein bulls. Anim Reprod Sci 2007; 98(3-4): 169-88. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1016/j.anireprosci.2006.03.012 [ Links ]
3. Mann T, Lutwak Mann C. Male reproductive function and semen. Andrologia 1982; 14(1):76-6. DOI: https://dx.doi.org/10.1111/j.1439-0272.1982.tb03098.x [ Links ]
4. Töpfer Petersen E, Waberski D, Hess O, Bellair S, Schambony A, Ekhlasi-Hundrieser M, et al. The role of seminal plasma in fertilization. Tierarztliche Umschau 1998; 53 447-54. [ Links ]
5. Metafora S, Peluso G, Persico P, Ravagnan G, Esposito C, Porta R. Immunosuppressive and anti-inflammatory properties of a major protein secreted from the epithelium of the rat seminal vesicles. Biochem Pharmacol 1989;38(1):121-31. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/0006-2952(89)90158-5 [ Links ]
6. Mann T. The biochemistry of semen and of the male reproductive tract. 2nd ed. London, United Kingdom: Methuen; 1964. [ Links ]
7. Drake RR, White KY, Fuller TW, Igwe E, Clements MA, Nyalwidhe JO, et al. Clinical collection and protein properties of expressed prostatic secretions as a source for biomarkers of prostatic disease. J Proteomics 2009;72(6):907-17. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1016/j.jprot.2009.01.007 [ Links ]
8. Robertson SA. Seminal plasma and male factor signalling in the female reproductive tract. Cell Tissue Res 2005;322(1):43-52. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1007/s00441-005-1127-3 [ Links ]
9. Drabovich AP, Saraon P, Jarvi K, Diamandis EP. Seminal plasma as a diagnostic fluid for male reproductive system disorders. Nat Rev Urol 2014;11(5):278-88. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1038/nrurol.2014.74 [ Links ]
10. Plan de Desarrollo Municipal Tiahuanacu. Gobierno Autónomo Municipal de Tiahuanacu; 2011.p.155. [ Links ]
11. Bravo PW, Flores U, Garnica J, Ordoñez C. Collection of semen and artificial insemination of alpacas. Therionology 1997;47(3): 619-26. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/S0093-691X(97)00020-4 [ Links ]
12. Pearson ES. Student' as statistician. Biometrika 1939;30(3-4): 210-50. DOI: https://dx.doi.org/10.1093/biomet/30.3-4.210 [ Links ]
13. Van Saun RJ. Effect of nutrition on reproduction in llamas and alpacas. Theriogenology 2008;70(3):508-14. DOI: http://www.dx.doi.org.10.1016/j.theriogenology.2008.04.025 [ Links ]
14. Goeritz F, Quest M, Wagener AW, Fassbender MF, Broich A, Hildebrandt TB, et al. Seasonal timing of sperm production in roe deer: interrelationship among changes in ejaculate parameters, morphology and function of testis and accessory glands. Theriogenology 2003;59(7):1487-502. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/S0093-691X(02)01201-3 [ Links ]
15. Chandonnet L, Roberts KD, Chapdelaine A, Manjunath P. Identification of heparin-binding proteins in bovine seminal plasma. Mol Reprod Dev 1990;26(4):313-8. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1002/mrd.1080260404 [ Links ]
16. Muiño Blanco T, Pérez Pé R, Cebrián Pérez JA. Seminal plasma proteins and sperm resistance to stress. Reprod Domest Anim 2008; 43(Suppl 4): S18-31. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1111/j.1439-0531.2008.01228.x [ Links ]
17. Desnoyers L, Manjunath P. Major proteins of bovine seminal fluid bind to insulin-like growth factor-II J Biol Chem 1994; 269(8): 5776-80. [ Links ]
18. Henricks DM, Kouba AJ, Lackey BR, Boone WR, Gray SL. Identification of insulin-like growth factor I in bovine seminal plasma and its receptor on spermatozoa: influence on sperm motility. Biol Reprod 1998;59(2):330-7. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1095/biolreprod59.2.330 [ Links ]
19. Sánchez Luengo S, Aumüller G, Albrecht M, Sen PC, Rohm K, Wilhelm B. Interaction of PDC-109, the major secretory protein from bull seminal vesicles, with bovine sperm membrane Ca2+-ATPase. J Androl 2004; 25(2): 234-44. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1002/j.1939-4640.2004.tb02783.x [ Links ]
20. Thérien I, Moreau R, Manjunath P. Major proteins of bovine seminal plasma and high-density lipoprotein induce cholesterol efflux from epididymal sperm. Biol Reprod 1998; 59(4): 768-76. DOI: https://dx.doi.org/10.1095/biolreprod59.4.768 [ Links ]
21. Yanagimachi R. Fertility of mammalian spermatozoa: its development and relativity. Zygote 1994;2(4):371-2. DOI: https://dx.doi.org/10.1017/S0967199400002240 [ Links ]
22. Agarwal VK, Ram L, Rai AK, Khanna ND, Agarwal SP. Physical and biochemical attributes of camel semen. J Camel Sci. 2004; 1: 25-30. [ Links ]
23. Mann T, Lutwak Mann C. Male reproductive function and semen: themes and trends in physiology, biochemistry and investigative andrology. Berlín: Springer-Verlag; 1981. p. 495. [ Links ]
24. Cevik M, Tuncer PB, Taşdemer U, Özgürtas T. Comparison of spermatological characteristics and biochemical seminal plasma parameters of normozoospermic and oligoasthenozoospermic bulls of two breeds. Turk J Vet Anim Sci 2007; 31(6): 381-7. [ Links ]
25. Mosaferi S, Niasari Naslaji A, Abarghani A, Gharahdaghi AA, Gerami A. Biophysical and biochemical characteristics of bactrian camel semen collected by artificial vagina. Theriogenology 2005;63(1):92-101. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1016/j.theriogenology.2004.03.021 [ Links ]
26. Kaya A, Aksoy M, Tekeli T. Influence of ejaculation frequency on sperm characteristics, ionic composition and enzymatic activity of seminal plasma in rams. Small Rum Res 2002;44(2): 153-8. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/S0921-4488(02)00051-2 [ Links ]
27. Love CC, Kenney RM. The relationship of increased susceptibility of sperm DNA to denaturation and fertility in the stallion. Theriogenology 1998;50(6):955-72. DOI: http://www.dx.doi.org/10.1016/S0093-691X(98)00199-X [ Links ]
28. Massányi P, Trandzik J, Nad P, Toman R, Skalická M, Koréneková B. Seminal concentrations of trace elements in various animals and their correlations. Asian J Androl 2003;5(2):101-4. DOI: https://dx.doi.org/10.1081/ESE-200056166 [ Links ]
29. Ashworth PJ, Harrison RA, Miller NG, Plummer JM, Watson PF. Survival of ram spermatozoa at high dilution: protective effect of simple constituents of culture media as compared with seminal plasma. Reprod Fértil Dev 1994;6(2): 173-80. DOI: https://dx.doi.org/10.1071/RD9940173 [ Links ]
30. Barrios B, Pérez Pe R, Gallego M, Tato A, Osada J, Muino Blanco T, et al. Seminal plasma proteins revert the cold-shock damage on ram sperm membrane. Biol Reprod 2000;63(5): 1531-7. DOI: https://dx.doi.org/10.1095/biolreprod63.5.1531 [ Links ]
]]>
