Addition of synthetic amino acids in sheep semen improves its quality after cryopreservation

Souza, Wildelfrancys Lima; Moraes, Elenice Andrade; Matos, Jair Correia; Ferreira, Jarmerson de Carvalho; Sousa, Pedro Humberto Félix de; Luna, Fabrina de Sousa; Toniolli, Ricardo

Some amino acids can protect mammalian sperm cells against oxidation during thermal stress caused by freezing/thawing. Thus, the objective was to evaluate the protective action of the association of the amino acids L-proline (Pro) and L-glutamine (Glu) against the cryoinjury caused to sheep sperm after cryopreservation. Eight ejaculates were collected from four sheep (n=32) and diluted in Tris-Egg Yolk-Glycerol until the final concentration of 200 x106 sptz/mL and kept in a water bath at 32 °C.

The amino acids were added as follows:

control (without adding amino acids), Pro+Glu 1 (100 μM Pro + 500 μM Glu), Pro+Glu 2 (300 μMPro + 1000 μM Glu), Pro+Glu 3 (500 μM Pro + 1500 μM Glu) and Pro+Glu 4 (700 μM Pro + 2000 μM Glu). Afterwards, the semen was cooled to 5 °C for 2 h, after that period, filled in 0.5 mL straws and then placed under liquid nitrogen vapor (N2L), 8 cm from the liquid sheet for 15min, and then immersed on the N2L. The samples were analyzed for sperm motility, plasma membrane and acrosomal membrane integrity, mitochondrial activity and binding test. The variables were subjected to the normality tests (Lilliefors test) and homoscedasticity tests (Cochran and Bartlett test), afterwards the variables of normal distribution were subjected to analysis of variance and the means compared by the Tukey test with a significance level of 5%. The Pro+Glu 3 group exhibited sperm with a greater (P<0.05) motility after thawing. In addition, the highest percentage of plasma and acrosomal membrane integrity were obtained using Pro+Glu 1, Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3; and Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3, respectively. Amino acids also kept mitochondrial activity high compared to the control, with Pro+Glu 3 resulting in greater activity (P<0.05). Sperm viability was higher (P<0.05) with the use of Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3 than in the control. The number of sperm that showed the ability to bind to the egg yolk perivitelline membrane was higher (P<0.05) in semen treated with amino acids. It is concluded that the addition of synthetic amino acids in the semen of sheep before cryopreservation improves sperm quality and fertilization potential and can thus be added in cryopreservation protocols.

Alguns aminoácidos podem proteger as células espermáticas de mamíferos contra a oxidação durante o estresse térmico causado na congelação/descongelação. Dessa forma, objetivou-se avaliar a ação protetora da associação dos aminoácidos L-prolina (Pro) e L-glutamina (Glu) contra as crioinjúrias causadas aos espermatozoides de ovino após a criopreservação. Foram coletados oito ejaculados de quatro carneiros (n=32) e diluídos em Tris-Gema de ovo-Glicerol até a concentração final de 200 x106 sptz/mL e, mantidos em banho maria a 32 °C.

Os aminoácidos foram adicionados da seguinte forma:

controle (sem adição de aminoácidos), Pro+Glu 1 (100 μM Pro + 500 μM Glu), Pro+Glu 2 (300 μM Pro + 1000 μM Glu), Pro+Glu 3 (500 μM Pro + 1500 μM Glu) e Pro+Glu 4 (700 μM Pro + 2000 μM Glu). Depois, o sêmen foi resfriado a 5 °C por 2 h, após esse período, envasado em palhetas de 0,5 mL e então acondicionado sob vapor de nitrogênio líquido (N2L), a 8 cm da lâmina líquida por 15 min, e depois imersos no N2L. As amostras foram analisadas quanto à motilidade espermática, integridade da membrana plasmática e da membrana acrossomal, atividade mitocondrial e teste de ligação. As variáveis foram submetidas aos testes de normalidade (Teste de Lilliefors) e homocedacidade (Teste de Cochran e Bartlett), posteriormente as variáveis de distribuição normal foram submetidas à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey com nível de significância de 5%. O grupo Pro+Glu 3 exibiu espermatozoides com uma maior (P<0,05) motilidade após o descongelamento. Além disso o maior percentual de integridade da membrana plasmatica e acrossomal foram obtidos utilizando Pro+Glu 1, Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3; e Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3, respectivamente. Os aminoácidos também mantiveram alta a atividade mitocondrial em comparação com o controle, com Pro+Glu 3 resultando numa maior atividade (P<0,05). A viabilidade dos espermatozoides foi maior (P<0,05) com o uso de Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3 do que no controle. O número de espermatozoides que apresentaram à capacidade de ligação a membrana perivitelina da gema de ovo foi maior (P<0,05) no sêmen tratado com aminoácidos. Conclui-se que, a adição dos aminoácidos sintéticos no sêmen de ovinos antes da criopreservação melhora a qualidade espermática e o potencial fecundante, podendo assim serem adicionados em protocolos de criopreservação.