Función reproductiva de sementales ovinos importados de Nueva Zelanda durante su primera época reproductiva en México

Reproductive function in rams imported from New Zealand during their first reproductive season in Mexico

Guadalupe Méndez Villalobos* Gerardo Jaramillo Escutia* Andrés Aragón Martínez* María Elena Ayala Escobar** Ignacio Arturo Domínguez–Vara*

* Departamento de Biología de la Reproducción, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma del Estado de México, 50090, El Cerrillo, Piedras Blancas, Toluca, Estado de México, México.

** Unidad Multidisciplinaria de Investigación, Laboratorio de Pubertad, Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 9–020, CP 15000, México, D. F.

Correspondencia:
Ignacio Arturo Domínguez Vara,
Tel/Fax: (01)722 2965542, (01) 722 2965548.
igy92@hotmail.com

Recibido el 7 de enero de 2008
Aceptado el 20 de noviembre de 2008.

Abstract

Key words: reproductive function, sperm, sexual steroid hormones, progesterone, testosterone, estradiol, Suffolk rams.

Resumen

La importación de sementales de alto valor genético ha sido una estrategia común en México. Sin embargo, debido a que no se le ha dado seguimiento al desempeño reproductivo de tales sementales se llevó a cabo el presente trabajo para realizarlo en sementales Suffolk durante su primera época reproductiva en México (octubre a febrero). El comportamiento de los valores de la circunferencia escrotal, la cuenta y la morfología espermática, así como las concentraciones circulantes de testosterona de los sementales Suffolk durante su primera época reproductiva en México, coinciden con las que se notifican en la literatura para esos animales en otras latitudes, aunque en México son de menor magnitud. Los cambios neuroendocrinos–reproductivos derivados de los estímulos ambientales, como las variaciones en la duración de los ciclos luz–oscuridad, han sido ampliamente documentados y se aceptan como responsables de los cambios estacionales en el comportamiento reproductivo de los carneros. En este trabajo, la mayor concentración de testosterona, así como la mayor producción de espermatozoides se observó en diciembre. Estos resultados indican que los sementales Suffolk importados son capaces de mantener su función testicular cíclica, aunque ésta se manifiesta con menor magnitud que en otras latitudes. Se desconocen las causas de este comportamiento, aunque pueden estar relacionadas con los cambios en la duración de los ciclos luz–oscuridad que ocurren en México.

Palabras clave: función reproductiva, espermatozoides, hormonas esteroides sexuales, progesterona, testosterona, estradiol, semental ovino Suffolk.

Introducción

La función testicular de los machos de cualquier especie puede definirse como la capacidad para producir gametos en cantidad y con la calidad suficientes para llevar a cabo la fertilización, además de producir las hormonas sexuales que llevarán a la maduración sexual del individuo.¹ Con el propósito de mejorar la genética y producción de los ovinos del Estado de México, mediante el Programa Estratégico de Ovinocultura,² se importaron en marzo de 2005, sementales de la raza Suffolk de Nueva Zelanda. Los ovinos importados no fueron sometidos previamente a pruebas de calidad espermática; no obstante, es numerosa la literatura que describe los valores de distintos indicadores de la calidad espermática de los sementales Suffolk.^3–5 Los ovinos son animales de reproducción estacional, y este comportamiento biológico es más acentuado en los ejemplares de latitudes elevadas, donde los cambios en la duración de los ciclos luz–oscuridad son más acentuados.⁶ Tales cambios en los ciclos de luz–oscuridad pueden afectar la función reproductiva de los sementales ovinos por mecanismos neuroendocrinos ya descritos.^7–9 No obstante la información anterior, se desconoce la respuesta testicular de los sementales ovinos, traídos a México desde otras latitudes, a las condiciones ambientales que prevalecen en el país. Por lo tanto, el análisis de la función testicular de los sementales importados, después de su arribo y adaptación a México, permitirá identificar su estado reproductivo. El objetivo de este trabajo fue analizar la función testicular de sementales Suffolk, traídos de Nueva Zelanda a México, durante su primera época reproductiva (octubre de 2005 a febrero de 2006) en el valle de Toluca, Estado de México, México.

Se utilizaron 13 sementales de la raza Suffolk, importados de Nueva Zelanda en 2005 por el Programa de Repoblación y Mejoramiento Ovino de la Secretaría de Desarrollo Agropecuario (Sedagro), del Estado de México. Al momento de llegar a México (marzo), los animales contaban con 22 meses de edad y con 29 meses al inicio del estudio y peso corporal de 105 a 113 kg. Se mantuvieron en tres unidades de producción ubicados en Almoloya de Juárez (n = 7), Ixtlahuaca (n = 3) y Toluca (n = 3), Estado de México. Todos los animales se mantuvieron estabulados y recibieron diariamente un concentrado (2.8 Mcal EM/kgms, 14.5 % PC) a razón de 1% de su peso corporal más ensilado de maíz (planta completa, 2.3 Mcal EM/kgms, 9.2% PC) y agua a libre acceso.

De octubre de 2005 a febrero de 2006 se obtuvo semanalmente una muestra de semen de cada semental. Los eyaculados se obtuvieron con ayuda de una hembra inmovilizada y una vagina artificial, fueron recolectados en tubos estériles de polipropileno graduados,* previamente atemperados a 37°C. Los eyaculados se obtuvieron entre las 09:00 y 10:00 h. Con el propósito de minimizar el estrés de los sementales siempre fueron los mismos técnicos los encargados de la obtención de los eyaculados. Antes de la obtención de cada eyaculado se evaluó el peso corporal de los animales con una balanza electrónica** y la condición corporal se cuantificó de acuerdo con lo descrito por Russell.¹⁰ La circunferencia escrotal se midió con una cinta métrica, ambos testículos fueron empujados hacia el escroto y mantenidos en esa posición durante la medición.

Evaluaciones espermáticas

Al eyaculado contenido en el tubo de recolección se le valoró el volumen y el color.^11,12 La movilidad masal se evaluó en un microscopio de campo claro*** a 100X de acuerdo con lo descrito por otros autores.^11,12 La concentración espermática se cuantificó en una cámara de Neubauer****.f Para evaluar la presencia de anormalidades en la morfología espermática, se prepararon frotis de cada eyaculado, se dejaron secar al aire y se tiñeron con eosinanigrosina. Los frotis se observaron a 400X; se evaluaron 200 células por cada muestra de semen y las anormalidades espermáticas se clasificaron de acuerdo con lo descrito por Barril et al.¹² y Vijil et al ¹³.

Mediciones hormonales

A partir de noviembre, una vez por semana, se obtuvieron muestras sanguíneas de la vena yugular de cada semental, éstas se mantuvieron en hielo aproximadamente dos horas, hasta su traslado al laboratorio para ser procesadas. Las muestras se centrifugaron a 1000 g durante 15 minutos, se obtuvo el suero y se mantuvieron a —20°C hasta su procesamiento.

Las concentraciones de progesterona, testosterona y estradiol en el suero se determinaron mediante radioinmunoanálisis de doble anticuerpo, con un paquete comercial***** y siguiendo las instrucciones del fabricante. Los límites de detección para los ensayos fueron de 0.0013 y 0.0009 ng/mL para la progesterona y la testosterona, respectivamente, y de 0.8205 pg/mL para el estradiol. La variabilidad interensayo para la progesterona, la testosterona y el estradiol fue de 9.8%, 8.7% y 10.8%, respectivamente; la variabilidad intraensayo fue de 5.3%, 5.6% y 6.9%, respectivamente. Todas las muestras se evaluaron el mismo día.

Estadística

Los datos de todas las variables analizadas en el estudio se agruparon por mes de recolección, y se consideró a la unidad de producción como bloque sobre todas las variables de la función reproductiva de los machos Suffolk. La condición corporal, el color del eyaculado y la movilidad masal se analizaron mediante la prueba de Kruskall–Wallis, seguida de comparaciones múltiples de Dunn,¹⁴ para identificar diferencias entre grupos. El peso corporal, la circunferencia escrotal, el volumen, la cuenta espermática y las concentraciones hormonales en el suero se analizaron mediante análisis de varianza (ANDEVA) seguido de la prueba de Tukey.¹⁵ En todos los casos una P < 0.05 se consideró significativa. Los datos en el texto se presentan como la media ± error estándar. Los análisis se realizaron con el paquete R 1.16.******

Resultados

El peso y la condición corporal de los sementales se mantuvieron constantes a lo largo del estudio (Figuras 1A y 1B). Sin embargo, la circunferencia escrotal que no tuvo variación en octubre, noviembre y diciembre (medias de 35.8 ± 0.24, 36.6 ± 0.20 y 35.5 ± 0.22 con intervalos de 32–39, 33–40 y 32–38 cm, respectivamente), disminuyó en forma significativa en enero y febrero con respecto a diciembre (33.1 ± 0.3 y 32.5 ± 0.33 con intervalos de 29–37 y 28–36 cm, respectivamente) (Figura 1C).

Eyaculado y espermatozoides

El volumen eyaculado por los sementales utilizados en este estudio se modificó a lo largo del tiempo. El mayor volumen se obtuvo en diciembre (1.26 ± 0.10 mL), este valor fue significativamente diferente de los obtenidos en octubre, enero y febrero (0.86 ± 0.11, 0.86 ± 0.08 y 0.76 ± 0.06 mL, respectivamente) (Figura 2A). El color del eyaculado y la cuenta espermática mostraron un comportamiento similar a lo largo del estudio; esto es, los valores más altos se presentaron en diciembre y los menores en enero y febrero. Se observó una diferencia significativa en los eyaculados obtenidos en diciembre y febrero en el color del eyaculado (3.88 ± 0.13 vs 3.10 ± 0.16, respectivamente) y en la cuenta espermática (2 930 ± 209 vs 1 951 ± 180 x 10⁶, respectivamente) (Figuras 2B y 2C). La morfología espermática mostró un comportamiento inverso al de la cuenta espermática y al color del eyaculado; esto es, altos porcentajes en octubre, noviembre, enero y febrero con respecto a diciembre. En este caso se presentó una reducción significativa en el porcentaje de anormalidades en diciembre con respecto a octubre, enero y febrero (3.40 ± 3.07, 6.20 ± 4.47, 4.01 ± 2.18 y 4.13 ± 2.56%, respectivamente) (Figura 2D).

Esteroides sexuales

No se obtuvo la autorización de los propietarios de los animales para obtener muestras sanguíneas a partir del mes de octubre de 2005; por ello, las hormonas esteroides progesterona, testosterona y estradiol se cuantificaron sólo de noviembre de 2005 a febrero de 2006. Las concentraciones de progesterona no se modificaron a lo largo del estudio. Sin embargo, se aprecia un incremento no significativo en febrero (Figura 3A). El comportamiento temporal de las concentraciones de las hormonas testosterona y estradiol fue semejante en los meses evaluados en este trabajo, alto en diciembre y bajo en noviembre, enero y febrero. Se observó una reducción significativa en las concentraciones de testosterona en noviembre y enero con respecto a diciembre (2.45 ± 0.78, 3.12 ± 0.95 y 8.60 ± 1.20 ng/mL, respectivamente). Aunque la concentración media de estradiol incrementó aproximadamente tres veces en diciembre con respecto a noviembre, enero y febrero (~15 vs 3 pg/mL) no se presentaron diferencias significativas (Figura 3C).

Discusión

En este estudio se describen los cambios ocurridos en los indicadores de la función reproductiva de sementales ovinos, importados de Nueva Zelanda durante su primera época reproductiva en México. Los animales mantenidos en las diferentes unidades de producción no presentaron alteraciones en la salud a lo largo del estudio; tampoco se modificó su peso ni la condición corporal, por lo que los cambios en los indicadores de la función reproductiva (producción de espermatozoides y de esteroides sexuales) observados en el presente trabajo son atribuibles a cambios biológicos endógenos.

Se infiere que los carneros utilizados en este trabajo se encontraban gonadalmente activos al llegar a México, puesto que al ser embarcados en Nueva Zelanda se encontraban al inicio de la época reproductiva (días cortos). Sin embargo, en México las condiciones de luz–oscuridad se encontraban invertidas con respecto a las de Nueva Zelanda (días largos). Los animales tuvieron un periodo de adaptación al ambiente de siete meses, durante los cuales es incierto si pasaron por una etapa de regresión y otra de reactivación testicular. El fotoperiodo tiene grandes efectos en la neuroendocrinología reguladora de la función reproductiva; aunque las respuestas al fotoperiodo dependen de la duración de éste (ventana crítica de respuesta) y cada especie responde de manera diferencial a los cambios en su duración, como se observó recientemente en las ovejas Soay.⁹

Los testículos son órganos endocrinos fácilmente palpables que reflejan cambios en la estación y en la fisiología reproductiva del carnero;¹⁷ en estos órganos es donde se lleva a cabo la producción de espermatozoides y de hormonas esteroides. Durante octubre y noviembre los animales utilizados en este trabajo presentaron una circunferencia escrotal semejante a lo notificado en otros estudios.^4,5 No obstante, la cuenta espermática de los animales de este trabajo disminuyó con respecto a lo observado por Dufour et al.³ y Sanford et al.¹⁸ en sementales Suffolk. La producción de espermatozoides se encuentra relacionada con el peso del parénquima testicular¹⁹ y se ha observado que un aumento en la circunferencia coincide con un incremento en el número de espermatozoides eyaculados.³ Los túbulos seminíferos constituyen la mayor parte del tejido testicular, por lo que en los animales de reproducción estacional los cambios en el volumen de los túbulos seminíferos se encuentran estrechamente relacionados con los cambios en el tamaño total y con el peso de los testículos.²⁰ Las modificaciones estacionales en el volumen de los túbulos seminíferos es consecuencia de la actividad en los procesos de proliferación y diferenciación de las células germinales; por lo que el análisis de la celularidad en el tejido testicular podría ayudar a explicar la causa de las diferencias en la cuenta espermática.

Se ha notificado un porcentaje de anormalidades espermáticas mayor para los sementales Suffolk hacia el final de la estación reproductiva que los observados en el presente trabajo.^5,21 La presencia de anormalidades en la morfología espermática es una situación común hacia el inicio y el final de la estación reproductiva, esto es, durante la reactivación y la regresión testicular.²⁰ Algunos factores genéticos son de importancia en la morfogénesis de la cabeza del espermatozoide,^22,23 por lo que el bajo número de espermatozoides anormales observado en los animales de este trabajo podría explicarse por la genética de los animales importados.

En las células de Leydig se producen, mediante reacciones enzimáticas secuenciales, las hormonas esteroides progesterona, testosterona y estradiol, mientras que en las células germinales se produce estradiol.^24,25 El tamaño testicular sigue casi el mismo perfil que las secreciones de testosterona y de estradiol.^3,18,20,26 A lo largo de este estudio no se modificaron las concentraciones circulantes de progesterona; aunque las concentraciones de testosterona y de estradiol presentaron un comportamiento semejante, incrementándose en diciembre, lo cual indica que el cambio estacional indujo cambios gonadales que llevaron a una mayor síntesis de testosterona y de estradiol. Es ampliamente reconocida la importancia de la testosterona en la espermatogénesis, no obstante se ha observado que el estradiol es también un factor importante en los eventos de muerte celular por apoptosis y de diferenciación de las células germinales masculinas.²⁷ El aumento brusco de las concentraciones de estradiol observado en diciembre, evidencia la importancia del estradiol en la fisiología reproductiva de los carneros ya que va aparejado con el incremento en la concentración de testosterona y con la producción de espermatozoides. Los cambios en las concentraciones de estradiol durante la época reproductiva en este trabajo son discretos, comparados con los de testosterona, lo cual se ajusta a los resultados de Sanford et al.¹⁸

No se sabe si los valores de la función reproductiva, observados en el presente trabajo, alteren la fertilidad de los animales evaluados, aunque se ha informado que no existe una relación directa de la circunferencia escrotal, la movilidad y la morfología espermática con la fertilidad.⁵ Aunado a lo anterior, los sementales no pasaron por un proceso de evaluación de la función reproductiva en su lugar de origen ni a su llegada a México, por lo que se desconoce la magnitud del cambio, si es que ocurrió, en los valores de las variables de la función reproductiva.

Actualmente existen métodos que permiten evaluar algunos indicadores de la función espermática de manera más específica y que tienen relación con la fertilidad; por ejemplo, la integridad de la membrana citoplasmática, la función mitocondrial, la expresión de marcadores de apoptosis o la sensibilidad de la cromatina espermática a la desnaturalización.^28–31 No se sabe si los valores de uno o más de esos indicadores se encuentran modificados en los sementales utilizados en el presente trabajo. Ello evidencia la necesidad de evaluar la función reproductiva de los sementales utilizados para mejoramiento genético, con marcadores de la función espermática más específicos. Las variables de la función reproductiva de los sementales Suffolk importados de Nueva Zelanda en 2005 por el Programa Estratégico de Ovinocultura del Estado de México, en su primera época reproductiva en México, siguen patrones generales semejantes a lo descrito para esta raza, independientemente de la unidad de producción en que se localizan.

Agradecimientos

Se agradece a la Universidad Autónoma del Estado de México (proyecto 2019/2005U), al Instituto de Investigación y Capacitación Agropecuaria, Acuícola y Forestal del Estado de México (Proyecto 175 ICAMEX) y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) (Programa de Retención de Investigadores), de México, el apoyo para la realización de este trabajo.

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Notas

El trabajo es resultado de la tesis de maestría del primer autor.

* Corning Corp., Midland, MO, Estados Unidos de América.

** EQM–200/400, Torrey, México.

*** Eclipse 90i, Nikon Instruments Co. Melville, Estados Unidos de América.

**** Proper, Lumicyte, Fremont, CA, Estados Unidos de América.

****** R Foundation for Statistical Computing http://www.R–project.org) en una Macbook con MacOS X 10.4.10.