Variaciones_en_el_movimiento_de_los_espermatozoide

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Variaciones en el movimiento de los espermatozoides de verraco
durante la administración de acetato de ciproterona (ACP)
L. Fraser 1, J. Strzezek 1, F. Saiz Cidoncha 2 *
1 Dpto. de Bioquímica Animal. Facultad de Bioingeniería. Universidad de Warmia y Masuria en
Olsztyn. 10-718 Olsztyn-Kortowo. Polonia
2 Área de Reproducción Animal. Laboratorio de Bioquímica Seminal. INIA.
Carretera de La Coruña, km 5,900. 28040 Madrid. España
cidoncha@inia.es
RESUMEN
Se utilizó el sistema CASA (Análisis seminal asistido por computadora; Computer-Assisted Semen Analy-
sis), para evaluar los cambios en las características del movimiento de los espermatozoides de verraco durante la
administración de un antiandrógeno: Acetato de ciproterona (ACP).
Los espermatozoides recogidos de verracos tratados con ACP mostraban, en comparación con los contro-
les, unos valores más bajos en la velocidad rectilínea (VSL), velocidad lineal (VAP), linearidad (LIN), índice de
rectitud (STR) y frecuencia de batido (BCF), especialmente durante los primeros 20-60 días tras el inicio de la
administración del antiandrógeno. La velocidad curvilínea (VCL) era máxima durante los primeros veinte días
de tratamiento con ACP. Los parámetros de velocidad regresaron a sus valores iniciales tras la administración de
ACP.
La administración de acetato de ciproterona hacía disminuir la libido del animal, inhibía la motilidad esper-
mática y modificaba las características del movimiento de los espermatozoides de verraco.
La observación del movimiento de estos espermatozoides, realizado por el sistema CASA, facilita el análi-
sis rápido de los distintos parámetros de movimiento que, normalmente, es muy difícil de conseguir.
PALABRAS CLAVE: Verraco
Espermatozoide
Movimiento
ACP
Ciproterona
Andrógeno
CASA
Invest. Agr.: Prod. Sanid. Anim. Vol. 16 (1), 2001
* Autor para correspondencia
Recibido: 9-5-00
Aceptado para su publicación: 16-1-01
INTRODUCCIÓN
Los espermatozoides sufren importantes modificaciones bioquímicas y morfológicas
durante su tránsito a través del conducto epididimal. Una de estas modificaciones es la va-
riación de los parámetros de movimiento, lo cual tiene mucha importancia en lo referente
a la maduración espermática, y depende de un aporte constante de andrógenos (Brooks,
1983).
Desde hace algunos años, el sistema CASA de análisis seminal, se ha venido utilizan-
do para la evaluación de las características del movimiento de los espermatozoides de ma-
mífero. Este sistema ha proporcionado datos sobre la relación entre el movimiento esper-
mático y la fertilidad potencial en la especie humana (Hinney et al., 1993; Krause, 1995).
Este sistema ha demostrado ser muy útil en el diagnostico de la infertilidad, propor-
cionando un análisis objetivo de la motilidad de los espermatozoides, que ha dado lugar al
establecimiento de unos controles standard en los análisis de semen (Krause, 1993).
El acetato de ciproterona (ACP) es una antiandrógeno sintético que interacciona con
los receptores de andrógenos, inhibiendo su acción en el órgano correspondiente (Neu-
mann, 1994).
En estudios previos llevados a cabo en nuestros laboratorios, hemos observado que el
ACP da lugar a una reducción de los niveles de las hormonas testiculares, lo que lleva a
una disfunción epididimal que se manifiesta por trastornos en los procesos de maduración
espermática y en la actividad secretora de las glándulas sexuales accesorias del verraco
(Strzezek, et al., 1996 ; Fraser et al., 1997; Fraser and Strzezek, 1998).
En el estudio presente, hemos usado el método CASA para analizar los cambios en
las características del movimiento de los espermatozoides debidos a variaciones de la ac-
tividad funcional del tracto reproductivo del verraco provocadas mediante la administra-
ción de un antiandrógeno (Acetato de Ciproterona).
MATERIAL Y MÉTODOS
En la experiencia se han utilizado cuatro verracos: dos de la raza Polish Landrace y
dos Large White Polish de 2-3 años de edad, ubicados en la Estación Experimental de
Olsztyn (Polonia), con un peso corporal de 200-240 kg. La experiencia se inició a prime-
ros de septiembre de 1995 y finalizó a mediados de abril de 1966. Las inyecciones de Ci-
proterona se efectuaron en invierno, entre noviembre de 1995 y enero de 1996.
Los eyaculados se recogieron por el sistema de la mano enguantada. Después de la
recogida del semen, se eliminó el gel del eyaculado filtrándolo a través de un filtro doble.
La fracción fluida se diluyó hasta una concentración de 50 � 106 spz/ml con plasma semi-
nal del mismo verraco.
Se recogió semen a los animales una vez por semana, durante diez semanas, antes de
la administración del antiandrógeno. Los 40 eyaculados resultantes constituyeron los con-
troles.
Posteriormente, se administró a los cuatro verracos, durante sesenta días, una inyec-
ción diaria (siempre por la mañana) de acetato de ciproterona (Schering AG, Berlín, Ale-
mania), disuelto en una mezcla de benzoato de bencilo: aceite de castor (1:5), en una do-
136 L. FRASER et al.
sis diaria de 1 mg/kg de peso corporal, mediante inyección intramuscular profunda en la
región dorsal. Durante la administración del antiandrógeno, la recogida de semen se llevó
a cabo con un ritmo de una/dos recogidas semanales, dependiendo de la libido observada
en cada animal.
Transcurridos dichos sesenta días, cesó la administración de ACP y se continuó la re-
cogida de semen durante tres meses con el fin de evaluar la tendencia del movimiento es-
permático, después de terminar el tratamiento antiandrogénico. En este caso, la recogida
se efectuó también con un ritmo de una/dos recogidas semanales, dependiendo de la libi-
do de cada animal.
Para el estudio del movimiento de los espermatozoides se ha utilizado un equipo
CASA (SM-CMA Strömberg-Mika Medical Equipment, Alemania). Debemos tener en
cuenta que los resultados de los análisis del movimiento en cada muestra dependen de los
parámetros fijados en el equipo, las características del mismo y de la concentración de los
espermatozoides en dicha nuestra (Knuth et al., 1987).
Para el análisis de los eyaculados se colocó una muestra alícuota de 5 � l del semen en
una cámara de contaje Makler de 10 � m de profundidad (Sefi-Medical Instruments. Haifa,
Israel), precalentada a 37 � C, la cual fue introducida en el equipo de análisis de movimiento
seleccionándose, manualmente, siete parámetros de movimiento para cada muestra.
La Tabla 1 presenta los parámetros fijados en el equipo CASA, en nuestra experien-
cia, para el análisis del semen.
Se analizaron, en cada muestra, los siguientes parámetros:
Velocidad rectilínea (VSL). Es la distancia recorrida por el espermatozoide entre
el primer punto y el último de su trayectoria.
Velocidad lineal (VAP). Es la distancia recorrida por el espermatozoide a lo largo
de la trayectoria media.
Velocidad curvilínea (VCL). Es la distancia recorrida por el espermatozoide a lo
largo de su trayectoria real en función del tiempo.
Linearidad (LIN). Es la relación percentual entre la velocidad rectilínea VSL y la
velocidad curvilínea VCL (LIN = VSL/VCL � 100).
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EFECTO DE UN ANTIANDRÓGENO EN EL MOVIMIENTO ESPERMÁTICO DEL VERRACO 137
Tabla 1
Condiciones y parámetros fijados en el sistema CASA en el análisis de los
espermatozoides de verraco
Condiciones y parámetros fijados
Temperatura (�C) 37
Selección de campo Sí
Cálculo de ALH Sí
Cálculo de frecuencia de choques (BCF) Sí
Velocidad de observación 32 cuadros/sg
Área observable del objeto (pix) 20-300
Visualización del objeto Brillo
Límite de velocidad para objetos inmóviles (� m/sg) 10
Límite dé velocidad para objetos móviles (� m/sg) 20
Índice de rectitud (STR). Es la relación percentual entre la velocidad rectilínea
VSL y la velocidad lineal VAP (STR= VSL/VAP � 100).
Amplitud del desplazamiento lateral (ALH). Es el desplazamiento que efectúan
las cabezas en su trayectoria curvilínea de un lado a otro de su trayectoria media lineal
Frecuencia de batido (BCF).Es la frecuencia con que la trayectoria curvilínea
atraviesa la trayectoria lineal media en función del tiempo.
En publicaciones anteriores (Owen and Katz, 1993; Fraser et al. 1999), se muestra
más información sobre estos parámetros cinéticos.
Análisis estadístico
Las diferencias entre medias se compararon utilizado el sistema ANOVA (Dunnet’s
Multiple Comparison Test). Se ha elegido un valor de P � 0,05 como límite de la signifi-
cación estadística
RESULTADOS
Se ha observado una progresiva disminución de la libido de los animales a medida
que progresa la administración del antiandrógeno, lo que da lugar a un menor número de
eyaculados viables en cada uno de los períodos de administración del ACP.
La Tabla 2 presenta los cambios en los parámetros de velocidad (VSL,VAP y VCL)
en los espermatozoides de verraco tras la administración de ACP, en comparación con los
controles.
138 L. FRASER et al.
Tabla 2
Efecto del acetato de ciproterona (ACP) sobre los parámetros de velocidad en los
espermatozoides de verraco
Tratamiento N.º de eyaculados
Parámetros de velocidad (�m/sg)
VSI VAP VCL
Ninguno (control) 40 53,3 � 8,7 58,5 � 8,7 80,8 � 11,3
ACP 20 días 20 45,2 � 11,9 ** 53,5 � 12,2 90,5 � 20,4 **
ACP 40 días 14 29,7 � 3,8 ** 39,8 � 4,7 ** 86,4 � 15,7
ACP 60 días 11 29,0 � 3,3 ** 37,4 � 2,5 ** 77,0 � 7,0
ACP total 45 36,4 � 11,4 ** 45,3 � 11,3 ** 86,6 � 16,8
Post-ACP 48 49,6 � 10,5 55,5 � 10,7 84,0 � 11,3
Media � Desviación Standard **: P � 0,01 respecto al control.
Los espermatozoides, tras la administración de ACP, se muestran extraordinariamen-
te lentos y progresan con gran dificultad. La velocidad rectilínea (VSL), va descendiendo
gradualmente (P � 0,01), a medida que se prolonga el tratamiento con ACP, observándose
unos mínimos durante los 40 y 60 días después del inicio de dicho tratamiento. No se ob-
servan, sin embargo, cambios significativos (P � 0,05) en la velocidad lineal (VAP) du-
rante los primeros veinte días de tratamiento aunque a los sesenta días se observa un drás-
tico descenso de dicha velocidad (P � 0,01). Por el contrario, la velocidad curvilínea
(VCL) era mayor (P � 0,01) durante los primeros veinte días de tratamiento con ACP, en
comparación con los controles.
Estos parámetros de velocidad regresaron a los valores normales (controles), después
de finalizar el tratamiento con el antiandrógeno.
La Tabla 3 muestra que un tratamiento diario con ACP da lugar a una reducción gra-
dual (P � 0,01) en la linearidad (LIN) y en el índice de rectitud del camino de las células
espermáticas (STR). Se observa una reducción más acusada (P � 0,01) en ambos valores
el día 40 del tratamiento con ACP. Después de finalizar la administración del antiandró-
geno, los valores de LIN y STR no volvieron al rango de los controles.
Se observa, durante el tratamiento con ACP (Tabla 3), una importante amplitud del
desplazamiento lateral (P � 0,01) de las cabezas espermáticas (ALH), respecto a su reco-
rrido y una menor (P � 0, 01) frecuencia de batido de los flagelos (BCF). Sin embargo,
los valores de ALH son mayores (P � 0,01) y los de BCF inferiores (P � 0,01) durante el
período de cuarenta días de tratamiento, en comparación con el grupo control. Los valores
de ALH postratamiento, no volvieron al rango de los controles.
Invest. Agr.: Prod. Sanid. Anim. Vol. 16 (1), 2001
EFECTO DE UN ANTIANDRÓGENO EN EL MOVIMIENTO ESPERMÁTICO DEL VERRACO 139
Tabla 3
Efecto del acetato de ciproterona. (ACP) sobre la linearidad, índice de rectitud,
amplitud del desplazamiento lateral y frecuencia de batido en el movimiento del
espermatozoide de verraco
Tratamiento N.º de eya-culados
Cocientes de velocidad %
ALH (�m) BCF (�m)
LIN STR
Ninguno (control) 40 66,3 � 8,6 91,0 � 3,6 2,3 � 0,8 11,0 � 3,1
ACP 20 días 20 51,5 � 13,6 ** 83,6 � 6,1 ** 3,6 � 1,9 ** 8,2 � 4,5 **
ACP 40 días 14 34,9 � 4,3 ** 75,3 � 3,2 ** 5,3 � 1,3 ** 3,8 � 1,8 **
ACP 60 días 11 38,0 � 5,3 ** 76,8 � 6,5 ** 4,4 � 1,2 ** 5,6 � 2,1 **
Total 45 42,8 � 12,3 ** 79,4 � 6,7 ** 4,3 � 1,7 ** 6,1 � 3,9 **
Post-ACP 48 59,1 � 12,5 ** 88,7 � 4,6 * 2,9 � 0,9 ** 10,2 � 5,8
Media � Desviación Standard.
* P � 0,05; ** P � 0,01 respecto al control.
DISCUSIÓN
Los parámetros de movimiento observados durante el tratamiento con ACP son simi-
lares a los mostrados por los espermatozoides situados en la cabeza del epidídimo en dis-
tintas especies. En el hámster, los espermatozoides inmaduros de la cabeza del epidídimo
muestran unos menores VAP, STR y LIN y un VSL mucho menor en sus movimientos
(Devi y Shivaji, 1994). Estos autores observaron que los espermatozoides adquieren las
características de células maduras cuando aumentan el VAP y el VSL debido a una drásti-
ca mejora del STR durante su tránsito a través del epidídimo. Esto, probablemente, es el
resultado de la flexibilizaci6n de su región media y el movimiento simétrico de la cola,
acompañado por una rotación regular. Unas características similares en el movimiento de
los espermatozoides de bovino y de ratón en la cabeza del epidídimo, han sido observadas
por Ascott et al. (1983) y por Yeung et al. (1992).
La administración diaria de ACP da lugar a una drástica reducción en los niveles de
andrógenos, que modifica de una forma muy importante el entorno epididimal, que se
convierte en hostil para la supervivencia de los espermatozoides (Strzezek et al., 1998).
Así, las variaciones en los movimientos espermáticos están relacionadas con las diferen-
cias en la composición física y química del nuevo microentorno, en el que se encuentran
ahora los espermatozoides durante su proceso de maduración.
Las velocidades del movimiento de estas células (VSL, VAP y VCL) son parámetros
de motilidad que nos sirven como indicativos de la fertilidad del macho; los espermato-
zoides con una elevada VSL tienen más posibilidades de contactar con el ovocito, mien-
tras que los que presentan más VCL que VSL se asocian con unos bajos niveles de fertili-
zación (Liu et al., 1991; Vázquez et al., 1999).
Las evaluaciones del BCF y ALH son también indicativas de la existencia de trastornos
en los parámetros de movimiento de los espermatozoides. De hecho, una baja BCF indica la
naturaleza «perezosa» de la célula espermática y reafirma su incapacidad de sobrevivir du-
rante un largo período de tiempo. Estos espermatozoides presentan un movimiento muy es-
table, con muy pocas variaciones, debido a trastornos intracelulares en los procesos internos
de producción y transducción de energía. La disponibilidad de fuentes de energía o de otros
metabolitos como la adenosin-monofosfato cíclica (cAMP), puede determinar los paráme-
tros de motilidad de estos espermatozoides (Mohri, 1993; Kordan y Strzezek, 1997).
Shanis et al. (1989) sugieren que tanto el BCF como el ALH tienen una gran impor-
tancia en la penetración en el ovocito. Estos autores observan que en el moco cervical, el
ALH disminuye mientras que el BCF aumenta para ayudar a la penetración de la célula
espermática en dicho moco.
CONCLUSIONES
La eliminación de andrógenos, debida a la acción antiandrogénica del ACP, impide la
consecución de una motilidad suficiente para la maduración, lo que se manifiesta por el
deterioro de los parámetros de movimiento en los espermatozoides de verraco.
Las medidas llevadas a cabo en un equipo de análisis de movimiento CASA propor-
cionan una apropiada información sobre las variaciones en las características del movi-
140 L. FRASER et al.
miento de las células espermáticas que son indicativas de la capacidad fertilizante del es-
perma.
SUMMARY
Variation in boar spermatozoa movement during ciproterone acetate (CPA)
administration
A computerized system (CASA: Computer-Assisted Semen Analysis) was used to evaluate changes in the
movement characteristics of boar spermatozoa during and following the administration of an antiandrogen:
Ciproterone acetate (CPA).
When compared to controls, spermatozoa collected from boars treated with CPA exhibited lower values in
straight-line velocity (VSL), average-path velocity (VAP), linearity(LIN), straightness index (STR) and beat
cross frequency (BCF). These differences were most pronounced among samples collected 20-60 days into
treatment with CPA. Curvilinear velocity (VCL) of spermatozoa was highest in samples collected during the
first 20 days of CA treatment. The three velocity parameters (VSL, VAP and VCL) returned to pretreatment
values thereafter. Following CPA treatment, velocity parameters of spermatozoa did not differ from controls.
Ciproterone acetate treatments decreased boar libido, inhibited sperm motility and modified the movement
characteristics of the spermatozoa.
The measurements of spermatozoa movement with a CASA system facilitated the analysis of the spermato-
zoa movement parameters which, normally, is very difficult to assess.
KEY WORDS: Boar
Spermatozoa
Ciproterone acetate
Antiandrogen
Movement
CASA
CPA
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