Uma das razões da menor fertilidade dos touros europeus criados em regiões tropicais em relação a touros Bos indicus 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 susceptível ao estresse oxidativo devido à alta quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) em sua membrana plasmática, o que, no entanto, é muito importante para que o espermatozoide seja fértil e resistente ao choque frio. Sendo assim, tratamentos que interfiram no processo oxidativo, podem ser importantes para aumentar a produtividade destes animais, tanto à campo como em centrais de inseminação artificial. O presente experimento objetivou avaliar qual ROS seria a mais lesiva para touros europeus submetidos ao estresse térmico visando determinar um possível tratamento antioxidante direcionado para estes animais. Em um segundo momento visou então verificar a eficiência da interação entre uma dieta rica em PUFAs e o tratamento antioxidante sistêmico direcionado na qualidade espermática do sêmen ejaculado e epididimário (fresco e criopreservado) de touros europeus submetidos ao estresse térmico. Para isso, quatro touros Bos taurus adultos foram submetidos a insulação testicular (bolsa escrotal por 5 dias). Sessenta dias após a insulação o sêmen foi coletado por eletroejaculação. O sêmen de cada animal foi dividido em 4 alíquotas s submetidas à indução com quatro sistemas geradores de ROS: Ânion Superóxido (xantina/xantina oxidase), peróxido de hidrogênio, radical hidroxila (Ascorbato + Sulfato de Ferro) e malondialdeído (MDA; produto da peroxidação lipídica). As amostras foram incubadas por 1 hora e avaliadas através da análise espermática computadorizada (CASA), eoxina/nigrosina (integridade da membrana plasmática), fast-green/rosa bengala (integridade de acrossomo), 3, 3´ diaminobenzidina (atividade mitocondrial), ensaio da cromatina espermática (fragmentação de DNA) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS; peroxidação lipídica). Os resultados indicaram ser o MDA, a substância mais deletéria aos animais Bos taurus submetidos ao estresse térmico aguda. Desta forma, 16 touros foram então submetidos á insulação testicular e divididos em 4 grupos: Controle (n=4; aplicação de óleo mineral; placebo); Grupo Vitamina E: (n=4; 5 ml de Monovin® E a cada 13 dias); Grupo PUFA: (n=4; 4 kg/dia Megalac® E1), Grupo PUFA+Vitamina E: (n=4; combinação entre os tratamentos dos grupos PUFA e Vitamina E). O sêmen destes animais foi coletado no dia da inserção da bolsa escrotal, no dia da retirada, 30 e 60 dias após. Os resultados indicaram que a vitamina E foi eficiente para a melhora nos danos causados pelo estresse térmico no DNA espermático e na mitocôndria, mas apenas nas amostras coletadas do epidídidmo. Da mesma forma, foi possível observar que a combinação entre a Vitamina E e a suplementação com PUFA foi eficiente na melhora dos padrões de motilidade espermática. Os resultados do presente estudo indicam que a combinação entre um tratamento antioxidante com Vitamina E e a suplementação com PUFA pode ser uma alternativa interessante para evitar os danos causados pelo estresse térmico agudo em touros europeus. No entanto, possivelmente este tratamento poderia ser ainda mais eficiente caso seja administrado de forma preventiva. / One reason for the lower fertility of European bulls bred in tropical regions is a higher rate of oxidative stress caused by increased production of reactive oxygen species (ROS) not compensated by antioxidant protection . On the other hand , it is known that the sperm cell is extremely susceptible to oxidative stress due to the high amount of polyunsaturated ( PUFA) on their plasma membrane. However the presence of these PUFAs is fundamental for the sperm to be fertile and resistant to cold shock. Thus, treatments that interfere with the oxidation process may be important to increase the productivity of these animals. This study aimed to evaluate which would be the most damaging ROS for European bulls subjected to heat stress to determine a possible antioxidant targeted treatment for these animals. In a second step we sought to verify the efficiency of the interaction between a diet rich in PUFAs and targeted-antioxidant treatment on sperm quality of ejaculated and epididymal sperm quality in European bulls subjected to heat stress. Four Bos Taurus bulls were submitted to testicular insulation (5 days). Sixty days after insulation semen was collected by electroejaculation. Semen from each animal was divided into 4 aliquots and submitted to the induction with four ROS generating systems: superoxide anion (xanthine / xanthine oxidase), hydrogen peroxide, hydroxyl radical (ascorbate + Ferrous Sulfate) and malondialdehyde (MDA; lipid peroxidation product). The samples were incubated for 1 h and assessed by computerized sperm analysis (CASA), eoxina / nigrosin (membrane integrity), fast-green/Bengal rose (acrosome integrity) , 3 , 3 \' diaminobenzidine (mitochondrial activity), sperm chromatin structure assay (DNA fragmentation) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS, lipid peroxidation). The results indicated that the MDA was the most deleterious substance to Bos Taurus semen subjected to an acute heat stress. Thus, 16 bulls were then subjected to testicular insulation and divided into 4 groups: control (n= 4; application of mineral oil; placebo); Group Vitamin E: (n= 4, 5 ml of Monovin ® E every 13 days); PUFA group: (n= 4; 4 kg/day Megalac ® E1 ); Group PUFA+Vitamin E (n=4; combination of groups PUFA and Vitamin E treatments). Semen was collected from these animals on the day of insertion of the thermal bag, on the day of withdrawal, 30 and 60 days after. The results indicated that vitamin E was effective for the improvement in damages caused by heat stress in sperm DNA and mitochondria, but only in samples collected from epididymis. Similarly, the combination of vitamin E and PUFA supplementation was effective in improving sperm motility patterns . The results of this study indicate that the combination of an antioxidant treatment with vitamin E and PUFA supplementation may be an interesting alternative to avoid the damage caused by acute heat stress in European bulls. However, possibly, this treatment would be more effective if performed preventively.

Diversos estudos indicam que touros europeus (Bos taurus) apresentam uma maior susceptibilidade ao estresse térmico com um consequentemente aumento do estresse oxidativo. Este, por sua vez, leva a uma diminuição na qualidade espermática. O espermatozoide possui, fisiologicamente, uma grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) em sua membrana. As ligações duplas entre carbonos desses PUFAs confere a membrana plasmática uma maior fluidez, necessária aos processos fisiológicos do espermatozoide como motilidade e fertilização. No entanto essas ligações são mais facilmente oxidadas e, portanto, mais susceptíveis a peroxidação lipídica. Sendo assim, a suplementação com PUFAs promoveria uma melhoria na qualidade espermática, porém, tornaria o espermatozoide ainda mais susceptível à peroxidação lipídica. A vitamina E é um antioxidante chave na prevenção do estresse oxidativo através da interceptação do radical hidroxila, protegendo os PUFAs da membrana espermática contra a peroxidação lipídica. Portanto, uma alternativa para melhorar a qualidade espermática de touros europeus submetidos ao estresse térmico, seria a suplementação com PUFAs associada a um tratamento com vitamina E para prevenir um possível efeito deletério oxidativo desses ácidos graxos. Estudos sugerem uma importante relação entre os testes convencionais de avaliação de sêmen e fertilidade. No entanto, a limitação destes testes também tem sido reconhecida, principalmente em casos de infertilidade idiopática. Estudos demonstram que os testes funcionais de avaliação do sêmen, podem ser uma alternativa importante para a avaliação da capacidade fecundante de uma determinada amostra seminal. A interação entre espermatozóide e zona pelúcida ocorre através da ligação de receptores acrossomais às proteínas ZP3 e ZP2 do oócito. A membrana perivitelínica de ovos de galinha possui uma homologia com essas proteínas, permitindo sua ligação com espermatozóides de diversas espécies. Sendo assim, o teste de ligação espermática a essa membrana parece ser bastante eficiente para avaliar a capacidade fecundante do sêmen. No presente estudo, 16 touros Bos taurus foram submetidos à insulação testicular durante 4 dias e submetidos a um arranjo fatorial 2x2, sendo os fatores: dieta rica em PUFAs (Megalac®, 4 Kg ao dia) e tratamento com Vitamina E (Monovin E®, 3000 UI a cada 13 dias) durante 60 dias. As amostras seminais criopreservadas/descongeladas foram submetidas à avaliação da análise computadorizada da motilidade (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), integridade de membrana (Eosina Nigrosina), integridade acrossomal (Fast Green Rosa Bengala), atividade mitocondrial (33 diaminobenzidina), susceptibilidade ao estresse oxidativo (Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico - TBARS), integridade de DNA (SCSA) e o teste de ligação de espermatozóides à membrana vitelínica de ovos de galinha, que foi previamente padronizado. O tratamento com vitamina E apresentou efeitos benéficos para algumas características espermáticas, sendo o contrário observado pelo tratamento com PUFAS, quando ambos foram analisados isoladamente. No entanto, a associação entre estes tratamentos não foi eficiente para melhorar a qualidade espermática assim como a capacidade fecundante avaliada através do teste de ligação espermática em membrana perivitelínica de ovos de galinha. / Several studies suggest a high susceptibility of European bulls (Bos taurus) to the heat stress, which will lead to an increase on oxidative stress and consequent impairment on sperm viability. Sperm membranes are rich in poly-unsaturated fatty acids (PUFAs). The carbon-carbon double bounds (insaturations) that characterize these PUFAs confer the necessary fluidity to the sperm membrane, essential to motility and fecundation capacity. However, these insaturations are more unstable and, therefore, more susceptible to the lipid peroxidation (i.e., attack of reactive oxygen species to the lipids). Hence, PUFA supplementation would improve certain sperm characteristics but increase the already high susceptibility to the oxidative stress. Vitamin E is a key antioxidante on oxidative stress prevention by intercepting hydroxyl radical and protecting sperm membrane PUFAS against lipid peroxidation. Therefore, an alternative to improve sperm quality in heat stressed european bulls would be a PUFA supplementation associated to a Vitamin E therapy in order to avoid a possible deleterious oxidative effects of these fatty acids. Estudies suggest an important relationship between conventional tests for sperm evaluation and fertility. However, limitations have been also verified, especially in cases of idiopathic infertility. Thus, tests to evaluate sperm functionality may be an interesting alternative to assess fecundation capacity of semen samples. The binding of sperm to the zona pellucida occurs initially by the interaction between acrosomal receptors and oocyte proteins ZP3 and ZP2. The perivitelline membrane of chicken eggs present homologies to zona pellucida proteins, which allows sperm from several species to bind to this membrane. Thus, the sperm binding test to the perivitelline membrane may be an efficient method to asses the fecundation capacity in semen of bulls. In the present study, 16 Bos taurus bulls were submitted to testicular insulation for 4 day. Animals were then submitted to a 2x2 factorial design, with the factor represented by a PUFA oral supplementation (Megalac®, 4 Kg for day) and the treatment with Vitamin E (Monovin E®, 3000 UI, each 13 days) for 60 days. Samples were cryopreserved/thawed and analyzed for motility variables by the computer assisted sperm analysis (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), membrane integrity (Eosin / Nigrosin), acrosome integrity (Fast Green / Bengal Rose), mitochondrial activity (33 diaminobenzidine), susceptibility to the oxidative stress (tiobarbituric acid reactive substances - TBARS), DNA integrity (SCSA) and the sperm binding test to the chicken egg perivitelline membrane, which was previously validated. Results demonstrated a beneficial effect of Vitamin E on some sperm characteristics, with the inverse effect observed for PUFA when both treatments were considered individually. However, the association between both treatments were not efficient to improve sperm quality as well as the fecundation capacity as evaluated by the sperm binding test to the chicken perivitelline membrane.

Uma das razões da menor fertilidade dos touros europeus criados em regiões tropicais em relação a touros Bos indicus 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 susceptível ao estresse oxidativo devido à alta quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) em sua membrana plasmática, o que, no entanto, é muito importante para que o espermatozoide seja fértil e resistente ao choque frio. Sendo assim, tratamentos que interfiram no processo oxidativo, podem ser importantes para aumentar a produtividade destes animais, tanto à campo como em centrais de inseminação artificial. O presente experimento objetivou avaliar qual ROS seria a mais lesiva para touros europeus submetidos ao estresse térmico visando determinar um possível tratamento antioxidante direcionado para estes animais. Em um segundo momento visou então verificar a eficiência da interação entre uma dieta rica em PUFAs e o tratamento antioxidante sistêmico direcionado na qualidade espermática do sêmen ejaculado e epididimário (fresco e criopreservado) de touros europeus submetidos ao estresse térmico. Para isso, quatro touros Bos taurus adultos foram submetidos a insulação testicular (bolsa escrotal por 5 dias). Sessenta dias após a insulação o sêmen foi coletado por eletroejaculação. O sêmen de cada animal foi dividido em 4 alíquotas s submetidas à indução com quatro sistemas geradores de ROS: Ânion Superóxido (xantina/xantina oxidase), peróxido de hidrogênio, radical hidroxila (Ascorbato + Sulfato de Ferro) e malondialdeído (MDA; produto da peroxidação lipídica). As amostras foram incubadas por 1 hora e avaliadas através da análise espermática computadorizada (CASA), eoxina/nigrosina (integridade da membrana plasmática), fast-green/rosa bengala (integridade de acrossomo), 3, 3´ diaminobenzidina (atividade mitocondrial), ensaio da cromatina espermática (fragmentação de DNA) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS; peroxidação lipídica). Os resultados indicaram ser o MDA, a substância mais deletéria aos animais Bos taurus submetidos ao estresse térmico aguda. Desta forma, 16 touros foram então submetidos á insulação testicular e divididos em 4 grupos: Controle (n=4; aplicação de óleo mineral; placebo); Grupo Vitamina E: (n=4; 5 ml de Monovin® E a cada 13 dias); Grupo PUFA: (n=4; 4 kg/dia Megalac® E1), Grupo PUFA+Vitamina E: (n=4; combinação entre os tratamentos dos grupos PUFA e Vitamina E). O sêmen destes animais foi coletado no dia da inserção da bolsa escrotal, no dia da retirada, 30 e 60 dias após. Os resultados indicaram que a vitamina E foi eficiente para a melhora nos danos causados pelo estresse térmico no DNA espermático e na mitocôndria, mas apenas nas amostras coletadas do epidídidmo. Da mesma forma, foi possível observar que a combinação entre a Vitamina E e a suplementação com PUFA foi eficiente na melhora dos padrões de motilidade espermática. Os resultados do presente estudo indicam que a combinação entre um tratamento antioxidante com Vitamina E e a suplementação com PUFA pode ser uma alternativa interessante para evitar os danos causados pelo estresse térmico agudo em touros europeus. No entanto, possivelmente este tratamento poderia ser ainda mais eficiente caso seja administrado de forma preventiva. / One reason for the lower fertility of European bulls bred in tropical regions is a higher rate of oxidative stress caused by increased production of reactive oxygen species (ROS) not compensated by antioxidant protection . On the other hand , it is known that the sperm cell is extremely susceptible to oxidative stress due to the high amount of polyunsaturated ( PUFA) on their plasma membrane. However the presence of these PUFAs is fundamental for the sperm to be fertile and resistant to cold shock. Thus, treatments that interfere with the oxidation process may be important to increase the productivity of these animals. This study aimed to evaluate which would be the most damaging ROS for European bulls subjected to heat stress to determine a possible antioxidant targeted treatment for these animals. In a second step we sought to verify the efficiency of the interaction between a diet rich in PUFAs and targeted-antioxidant treatment on sperm quality of ejaculated and epididymal sperm quality in European bulls subjected to heat stress. Four Bos Taurus bulls were submitted to testicular insulation (5 days). Sixty days after insulation semen was collected by electroejaculation. Semen from each animal was divided into 4 aliquots and submitted to the induction with four ROS generating systems: superoxide anion (xanthine / xanthine oxidase), hydrogen peroxide, hydroxyl radical (ascorbate + Ferrous Sulfate) and malondialdehyde (MDA; lipid peroxidation product). The samples were incubated for 1 h and assessed by computerized sperm analysis (CASA), eoxina / nigrosin (membrane integrity), fast-green/Bengal rose (acrosome integrity) , 3 , 3 \' diaminobenzidine (mitochondrial activity), sperm chromatin structure assay (DNA fragmentation) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS, lipid peroxidation). The results indicated that the MDA was the most deleterious substance to Bos Taurus semen subjected to an acute heat stress. Thus, 16 bulls were then subjected to testicular insulation and divided into 4 groups: control (n= 4; application of mineral oil; placebo); Group Vitamin E: (n= 4, 5 ml of Monovin ® E every 13 days); PUFA group: (n= 4; 4 kg/day Megalac ® E1 ); Group PUFA+Vitamin E (n=4; combination of groups PUFA and Vitamin E treatments). Semen was collected from these animals on the day of insertion of the thermal bag, on the day of withdrawal, 30 and 60 days after. The results indicated that vitamin E was effective for the improvement in damages caused by heat stress in sperm DNA and mitochondria, but only in samples collected from epididymis. Similarly, the combination of vitamin E and PUFA supplementation was effective in improving sperm motility patterns . The results of this study indicate that the combination of an antioxidant treatment with vitamin E and PUFA supplementation may be an interesting alternative to avoid the damage caused by acute heat stress in European bulls. However, possibly, this treatment would be more effective if performed preventively.

Diversos estudos indicam que touros europeus (Bos taurus) apresentam uma maior susceptibilidade ao estresse térmico com um consequentemente aumento do estresse oxidativo. Este, por sua vez, leva a uma diminuição na qualidade espermática. O espermatozoide possui, fisiologicamente, uma grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) em sua membrana. As ligações duplas entre carbonos desses PUFAs confere a membrana plasmática uma maior fluidez, necessária aos processos fisiológicos do espermatozoide como motilidade e fertilização. No entanto essas ligações são mais facilmente oxidadas e, portanto, mais susceptíveis a peroxidação lipídica. Sendo assim, a suplementação com PUFAs promoveria uma melhoria na qualidade espermática, porém, tornaria o espermatozoide ainda mais susceptível à peroxidação lipídica. A vitamina E é um antioxidante chave na prevenção do estresse oxidativo através da interceptação do radical hidroxila, protegendo os PUFAs da membrana espermática contra a peroxidação lipídica. Portanto, uma alternativa para melhorar a qualidade espermática de touros europeus submetidos ao estresse térmico, seria a suplementação com PUFAs associada a um tratamento com vitamina E para prevenir um possível efeito deletério oxidativo desses ácidos graxos. Estudos sugerem uma importante relação entre os testes convencionais de avaliação de sêmen e fertilidade. No entanto, a limitação destes testes também tem sido reconhecida, principalmente em casos de infertilidade idiopática. Estudos demonstram que os testes funcionais de avaliação do sêmen, podem ser uma alternativa importante para a avaliação da capacidade fecundante de uma determinada amostra seminal. A interação entre espermatozóide e zona pelúcida ocorre através da ligação de receptores acrossomais às proteínas ZP3 e ZP2 do oócito. A membrana perivitelínica de ovos de galinha possui uma homologia com essas proteínas, permitindo sua ligação com espermatozóides de diversas espécies. Sendo assim, o teste de ligação espermática a essa membrana parece ser bastante eficiente para avaliar a capacidade fecundante do sêmen. No presente estudo, 16 touros Bos taurus foram submetidos à insulação testicular durante 4 dias e submetidos a um arranjo fatorial 2x2, sendo os fatores: dieta rica em PUFAs (Megalac®, 4 Kg ao dia) e tratamento com Vitamina E (Monovin E®, 3000 UI a cada 13 dias) durante 60 dias. As amostras seminais criopreservadas/descongeladas foram submetidas à avaliação da análise computadorizada da motilidade (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), integridade de membrana (Eosina Nigrosina), integridade acrossomal (Fast Green Rosa Bengala), atividade mitocondrial (33 diaminobenzidina), susceptibilidade ao estresse oxidativo (Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico - TBARS), integridade de DNA (SCSA) e o teste de ligação de espermatozóides à membrana vitelínica de ovos de galinha, que foi previamente padronizado. O tratamento com vitamina E apresentou efeitos benéficos para algumas características espermáticas, sendo o contrário observado pelo tratamento com PUFAS, quando ambos foram analisados isoladamente. No entanto, a associação entre estes tratamentos não foi eficiente para melhorar a qualidade espermática assim como a capacidade fecundante avaliada através do teste de ligação espermática em membrana perivitelínica de ovos de galinha. / Several studies suggest a high susceptibility of European bulls (Bos taurus) to the heat stress, which will lead to an increase on oxidative stress and consequent impairment on sperm viability. Sperm membranes are rich in poly-unsaturated fatty acids (PUFAs). The carbon-carbon double bounds (insaturations) that characterize these PUFAs confer the necessary fluidity to the sperm membrane, essential to motility and fecundation capacity. However, these insaturations are more unstable and, therefore, more susceptible to the lipid peroxidation (i.e., attack of reactive oxygen species to the lipids). Hence, PUFA supplementation would improve certain sperm characteristics but increase the already high susceptibility to the oxidative stress. Vitamin E is a key antioxidante on oxidative stress prevention by intercepting hydroxyl radical and protecting sperm membrane PUFAS against lipid peroxidation. Therefore, an alternative to improve sperm quality in heat stressed european bulls would be a PUFA supplementation associated to a Vitamin E therapy in order to avoid a possible deleterious oxidative effects of these fatty acids. Estudies suggest an important relationship between conventional tests for sperm evaluation and fertility. However, limitations have been also verified, especially in cases of idiopathic infertility. Thus, tests to evaluate sperm functionality may be an interesting alternative to assess fecundation capacity of semen samples. The binding of sperm to the zona pellucida occurs initially by the interaction between acrosomal receptors and oocyte proteins ZP3 and ZP2. The perivitelline membrane of chicken eggs present homologies to zona pellucida proteins, which allows sperm from several species to bind to this membrane. Thus, the sperm binding test to the perivitelline membrane may be an efficient method to asses the fecundation capacity in semen of bulls. In the present study, 16 Bos taurus bulls were submitted to testicular insulation for 4 day. Animals were then submitted to a 2x2 factorial design, with the factor represented by a PUFA oral supplementation (Megalac®, 4 Kg for day) and the treatment with Vitamin E (Monovin E®, 3000 UI, each 13 days) for 60 days. Samples were cryopreserved/thawed and analyzed for motility variables by the computer assisted sperm analysis (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), membrane integrity (Eosin / Nigrosin), acrosome integrity (Fast Green / Bengal Rose), mitochondrial activity (33 diaminobenzidine), susceptibility to the oxidative stress (tiobarbituric acid reactive substances - TBARS), DNA integrity (SCSA) and the sperm binding test to the chicken egg perivitelline membrane, which was previously validated. Results demonstrated a beneficial effect of Vitamin E on some sperm characteristics, with the inverse effect observed for PUFA when both treatments were considered individually. However, the association between both treatments were not efficient to improve sperm quality as well as the fecundation capacity as evaluated by the sperm binding test to the chicken perivitelline membrane.