En el presente trabajo investigamos las variaciones a lo largo del ciclo estral de la actividad enzimática de 7 exoglicosidasas (alfa-L-fucosidasa, beta-N-acetil-glucosaminidasa, beta-D-galactosidasa, alfa-D-galactosidasa, alfa-D-manosidasa, beta-N-acetil-galactosaminidasa y N-acetil-neuraminidasa), de la cantidad de proteínas y del volumen de fluido oviductal bovino y porcino. El fluido oviductal se obtuvo de hembras prepúbres y adultas sacrificadas en matadero y se clasificó de acuerdo a la morfología ovárica en fluido oviductal en fase folicular (temprana y tardía) y fase luteal (temprana y tardía). Se observaron diferencias significativas a lo largo del ciclo estral en la actividad enzimática de algunas glicosidasas, la cantidad de proteínas y el volumen de fluido obtenido. / In the present work we studied the variations along the estral cycle of 7 different glycosidases (alfa-L-fucosidase, beta-N-acetil-glucosaminidase, beta-D-galactosidase, alfa-D-galactosidase, alfa-D-manosidase, beta-N-acetyl-galactosaminidase and N-acetyl-neuraminidase), of total amount of proteins and volume of bovine and porcine oviductal fluid. Oviductal fluid was obtained from females slaughtered at the abattoir and fluid classified according the ovary morphology into follicular phase (early and late) and luteal phase (early and late). Differences among enzymatic activity, total amount of proteins and volume of oviductal fluid were observed in both species along the estral cycle.

Este trabajo se ha centrado en el estudio de diferentes factores que afectan a la capacidad fecundante del semen congelado, como la velocidad de descongelación y el sistema antioxidante del semen porcino. También se ha estudiado la capacidad predictiva de la fertilidad in vivo que tienen las diferentes técnicas de análisis seminal tanto para el semen congelado como en condiciones de campo para el semen refrigerado. Se pudo determinar que la velocidad de descongelación más rápida tiene un efecto positivo sobre la funcionalidad espermática de las muestras evaluada mediante un sistema de FIV. Igualmente se concluyó también que el sistema de FIV parece ser la mejor herramienta disponible para evaluar la calidad del semen congelado-descongelado. Se evidenció que el proceso de crioconservación del semen supuso una pérdida siginificativa en el contenido de GSH intracelular. Finalmente, se demostró que el análisis seminal sólo puede identificar eyaculados con bajo potencial fértil. / Boar frozen-thawed semen is still a valuable tool as a complement to artificial insemination with fresh semen in some conditions. The objectives were firstly, the design of better freezing methods in order to obtain acceptable semen quality (freezing-thawing procedures) and secondly, to address the question of whether differences in farrowing rate and litter size after the use of different ejaculates could be predicted using the standard semen parameters under commercial conditions.We can determine that the IVF fertilization system seems to be a good tool to evaluate the quality of frozen-thawed boar semen previous to its commercial way. In other way, we found that there was a loss in GSH content after cryopreservation of boar semen and the addition of GSH to the thawing extender resulted in a significant increase in sperm fertilizing ability. Finally, semen analysis, under commercial conditions, allows to identify ejaculates with very low fertility potential. Therefore, it is unlikely to detect fertility differences associated with seminal parameters.

En las especies bovina y porcina se ha comunicado la presencia de glicosidasas ligadas a los espermatozoides (Hayashi et al., 2004). Otros autores han propuesto diferentes glicosidasas espermáticas que interactúan con carbohidratos específicos en la ZP en otras especies animales incluyendo al hombre (Tulsiani et al., 1989, 1990; Avilés et al., 1996; Song et al., 2000; Venditti et al., 2007, 2010).En el presente trabajo se llevó a cabo un estudio de las principales glicosidasas espermáticas para establecer su ubicación en el espermatozoide, el origen de su síntesis, la expresión génica y mediante FIV porcina valorar el papel de aquellas glicosidasas con mayor actividad enzimática (AE) en el reconocimiento de gametos, fecundación y desarrollo embrionario temprano. / In bovine and porcine species, the presence of sperm bound glycosidases has been reported (Hayashi et al., 2004). Others studies have proposed different sperm glycosidases that interact with specific ZP carbohydrates in other species, including men (Tulsiani et al., 1989, 1990; Avilés et al., 1996; Song et al., 2000; Venditti et al., 2007, 2010). In the present work, the major sperm glycosidases were studied to establish their localization in the spermatozoon, the origin of their synthesis, their gene expression and through porcine IVF; we sought to define the role of the glycosidases with greater activity during gamete interaction, fertilization and early embryo development.

La transferencia nuclear de células somáticas (SCNT) en la especie porcina se ha convertido en una herramienta muy útil para para la elaboración de modelos genéticos de enfermedades humanas y para el uso en xenotransplantes. Aunque el número de cerdos clonados aumenta cada año, la eficiencia total de esta tecnología es todavía muy baja. Uno de los pasos más difíciles de la SCNT en porcino es la enucleación del ovocito, principalmente debido a que su citoplasma contiene numerosas gotas lipídicas. El principal objetivo de la tesis fue evaluar el efecto de diversas técnicas para visualizar la placa metafásica y el corpúsculo polar sobre la capacidad de desarrollo de ovocitos porcinos madurados in vitro. / Somatic cell nuclear transfer (SCNT) technology in porcine has become a very useful tool for the elaboration of genetic models for human diseases and the use in xenotransplantation. The efficiency of SCNT is still very low, although the number of cloned pigs increases each year. One of the hardest steps of porcine SCNT is the enucleation of the oocyte because its cytoplasm contains many lipid droplets. The main objective of this thesis was to assess the effect of several approaches to visualize the metaphase II plate and the first polar body on the developmental ability of in vitro mature porcine oocytes.

Swine barn air is a heterogeneous mixture of dust, bacteria and irritant chemicals including ammonia and hydrogen sulphide. Gram-negative bacteria are commonly found in swine barn air and significantly contribute to pulmonary disease in unprotected swine barn workers, through the endotoxin moiety, lipopolysaccharide (LPS). Toll-like Receptor-4 is the ligand for LPS. It is found on many cell types including monocytes, macrophages, neutrophils, endothelial cells, and to a lesser extent, epithelial cells. The severity and outcome of acute lung injury following barn air exposures depends upon the balance between epithelial and vascular endothelial repair mechanisms, including angiogenesis. Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) is an endothelial mitogen produced by mesenchymal and alveolar Type II epithelial cells and by activated bronchial airway epithelial cells. Research investigating the role of cytokines in angiogenesis has shown that close proximity of immune cells and endothelial cells modulates the production of various compounds that regulate vascular function. Given that LPS is the ligand for TLR4 there appeared to be a role for TLR4 in angiogenesis, particularly following endotoxin exposure. To determine whether this was occurring, we examined whether exposure to swine barn air alters vascular density in the lungs and the role of TLR4 using a murine model. Toll-like Receptor-4 wild-type (C3HeB/FeJ) and TLR4 mutant (C3H/HeJ) mice were obtained and exposed to swine barn air for 1-, 5-, or 20-days for 8 hours/day. Wild-type animals showed a 127% increase in vascular density after 20-days barn air exposure. Vascular Endothelial Growth Factor-A protein levels were decreased by 0.62-fold after one-day swine barn air exposure in wild-type animals, indicating that VEGF-A is being used as a pro-angiogenic mitogen. Transcription of VEGF-A mRNA was increased in wild-type animals after all swine barn air exposure periods. The receptor VEGFR-1 showed increased mRNA transcription over all time points. These effects were only observed in TLR4 wild-type animals, indicating that these effects are mediated by TLR4. Further, VEGF-A and VEGFR-1 appear to be involved in the manifestation of TLR4-induced angiogenesis in the lung.

Angeborene oder erworbene Knochendefekte können infolge ihrer Häufigkeit, ihrer oft mangelhaften spontanen Regenerationsfähigkeit sowie ihrer in der Regel langen Heilungsdauer ein erhebliches medizinisches, soziales und ökonomisches Problem darstellen. Zur Lösung dieses Problems stehen standardisierte und seit langen praktizierte Möglichkeiten wie die Osteosynthese oder die Defektauffüllung mit biologischen Knochenersatzmaterialien zur Verfügung. Auch synthetische Knochenersatzmaterialien, zum Teil in Kombinationen mit regenerativmedizinischen Prinzipien, kommen immer häufiger zum Einsatz wenn aufgrund eines großen Substanzverlustes des Knochens Defekte aufgefüllt werden müssen. Ziel dieser Studie am Tiermodell Schwein war es, die Knochenheilung calvärer Knochendefekte kritischer Größe unter Einsatz zweier verschiedener synthetischer Knochenersatzmaterialien, auf ß-Tricalciumphosphat- (β-TCP; Syntricer®, MedArtis Medizinprodukte und Forschung AG, München, Deutschland) bzw. Hydroxyapatit- Basis (HA; Ostim®, Heraeus-Kulzer, Hanau, Deutschland), angewandt sowohl in reiner Form als auch in Kombination mit autologen Stammzellen bzw. autologem Knochenmark, zu optimieren. Zur Untersuchung standen 16 klinisch gesunde weibliche Schweine der Deutschen Landrasse zur Verfügung. Alle Tiere waren zu Versuchsbeginn etwa 6 Monate alt und das durchschnittliche Lebendgewicht betrug zwischen 50 und 60 kg. Sowohl die β-TCP- als auch die HA-Gruppe umfasste 8 Schweine. Diese wurden wiederum in eine Kurz- und eine Langzeitgruppe zu je 4 Schweinen unterteilt, deren Beobachtungszeitraum 6 bzw. 16 Wochen betrug. Je Schwein wurden vier standardisierte Bohrlochdefekte kritischer Größe am Os frontale gesetzt. Ein Defekt wurde leer gelassen und diente als Kontrolldefekt für die physiologische Knochenheilung. Die drei anderen Defekte wurden einmal mit reinem und die anderen beiden mit biotechnologisch modifiziertem Knochenersatzmaterial aufgefüllt. Die biotechnologische Modifikation der Basissubstanzen erfolgte für einen Defekt durch die Anreicherung mit aus dem Knochenmark entnommenen und kultivierten autologen Stammzellen und für den vierten Defekt mit intraoperativ frisch punktiertem autologem Knochenmark. Die Ergebnisse der Knochenheilung wurden mit Hilfe einer computertomographischen Verlaufskontrolle intra vitam, sowie durch eine mikrotomographische und histologische Untersuchung nach der Euthanasie, untersucht. Sowohl Tier- als auch Versuchsmodell erwiesen sich als geeignet zur Untersuchung der Knochenregeneration mit Knochenersatzmaterialien. Die Knochenregeneration mit Ersatzmaterial führte in beiden Gruppen nach 6 Wochen im Vergleich mit der physiologischen Heilung zu besseren Ergebnissen, wobei sich das HA, wenn auch nicht signifikant, dem β-TCP überlegen zeigte. Die mikrotomographische Untersuchung zeigte aufgrund der höheren Detailerkennbarkeit im Vergleich zum CT einen größeren Unterschied zwischen den beiden Gruppen. So liegen die Mittelwerte im CT für die mit HA und mit dessen biotechnologischen Modifikationen gefüllten Defekte im Durchschnitt bei 11,2 ( ) und in der β-TCP-Gruppe bei 10,3 ( ) während sie für die mikrotomographische Untersuchung im Durchschnitt mit 9,4 ( ) für die mit HA und 5,7 ( ) für die mit β-TCP gefüllten Defekte bewertet wurden. Die histologische Bewertung zeigt den Unterschied zwischen beiden Gruppen bezüglich der Knochenregeneration am deutlichsten. So zeigte sich in der β-TCP-Gruppe ein sehr variabler Anteil an neugebildetem Knochengewebe, während in der HA-Gruppe immer mindestens 75% neugebildetes Knochengewebe nachgewiesen werden konnte. Der Zusatz von frischem Knochenmarkpunktat oder Stammzellen zu den Knochenersatzmaterialien hatte keinen erkennbaren Einfluss auf die Regeneration des Knochens. Synthetische resorbierbare Knochenersatzmaterialien, sowohl auf β-TCP- als auch auf HA-Basis, können die Knochenheilung positiv beeinflussen, und führen damit zu einer schnelleren Knochenregeneration als bei der physiologischen Knochenheilung. Im vorliegenden Modell führt die Kombination mit biotechnologischen Modifikationen wie autologen Stammzellen oder frisch punktiertem Knochenmark nicht zu einer zusätzlichen signifikanten Verbesserung der Knochenregeneration. Das pastöse nanopartikuläre Hydroxyapatit erscheint aufgrund besserer Handhabung, schnellerer Resorption sowie besserer Knochenheilung als das überlegene Material. / Inherited or acquired bone defects can, due to their frequency, their low spontaneous regenerative potential, and their generally long healing trajectories, present a significant medical, social and economical problem. Currently available solutions include standardized and well-established methods such as osteosynthesis or bone grafting using biological bone substitutes. In addition, synthetic bone substitutes, sometimes in combination with regenerative medicine, are increasingly used in cases when large bone defects require significant tissue replacement. The goal of this study was to optimize the healing of calvarial bone defects in pigs through the use of two distinct synthetic bone substitutes, -Tricalciumphosphate (β-TCP; Syntricer®, MedArtis Medizinprodukte und Forschung AG, Munich, Germany) and Hydroxyapatite (HA; Ostim®, Heraeus-Kulzer, Hanau, Germany), applied either in their pure form or in combination with either autologous stem cells or autologous bone marrow. Subjects for this study were 16 clinically healthy female domestic pigs (Deutsche Landrasse). All animals were approximately 6 months of age at the beginning of the study, with live weights between 50 and 60 kg. The animals were split into two groups of 8 for the separate study of HA and β-TCP. Each of these groups was further divided into two groups of 4 pigs, for studies of short and long duration (6 and 16 weeks, respectively). Four standardized drill holes of critical size were made in the Os frontale of each pig. One hole was left untreated as a control of physiological bone healing. Among the remaining three holes, one was filled with pure bone substitute (HA or β-TCP), and the other two were filled with biotechnologically modified bone substitute. This modification of the pure substances consisted for one drill hole of enrichment with autologous stem cells, cultured from bone marrow and, for the final hole, with intraoperative freshly extracted bone marrow. The bone healing results were measured intra vitam by computed tomography (CT), and after euthanasia by microtomography and histology. Both the model animal and experimental design proved useful for this study of bone healing using bone substitutes. Bone regeneration with bone substitutes in both experimental groups was enhanced after 6 weeks when compared with the untreated physiologically healed defects, where HA was superior to β-TCP (though not significantly). Owing to a higher resolution, microtomographic analysis revealed a greater difference between the two study groups than did CT. Thus, the mean values as measured by CT for defects filled with HA and biotechnologically modified HA are 11.2, and for 10.3 for the β-TCP group, while they are 9.4 and 5.7, respectively, as measured by microtomography. The histological assessment revealed the greatest difference in bone healing between the two experimental groups. Here, the β-TCP group displayed highly variable amounts of newly formed bone tissue, whereas each subject in the HA group displayed a minimum of 75% newly formed bone tissue. The addition of freshly extracted bone marrow or stem cells to the bone substitutes had no detectable effect on bone regeneration. Synthetic resorptable bone substitutes, on a basis of both β-TCP and HA, can positively influence bone healing, and thereby lead to a faster regeneration of bone tissue than the physiological process. In the present study, biotechnological modification of bone substitutes with autologous stem cells or bone marrow did not further enhance bone regeneration. Given its easy handling, faster resorption, and better bone healing, the nanoparticulate Hydroxyapatite paste appears to be the superior material.

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