Testicular degeneration: sperm alterations and their relationship with testicular thermodynamics and hemodynamics

O estresse térmico em touros é um fator muito importante, pois afeta negativamente o comportamento reprodutivo e diminui a eficiência reprodutiva. Uma das causas deste efeito adverso é a ineficiência da termorregulação testicular, que conduz ao aumento do metabolismo celular, causando estresse oxidativo e apoptose das células germinativas, o que caracteriza a degeneração testicular, que pode levar à infertilidade, ou mesmo à esterilidade do animal. A degeneração testicular pode ser diagnosticada pela palpação do órgão, aferição do perímetro escrotal e pelo espermograma. No entanto, outras ferramentas podem ser empregadas para auxiliar no diagnóstico desta alteração, entre elas estão a termografia e a ultrassonografia. Desta forma, neste trabalho avaliou-se a eficiência do termógrafo e do ultrassom como instrumentos auxiliares para o diagnóstico da degeneração testicular em bovinos. Para o presente estudo utilizaram-se 16 touros da raça Nelore separados em dois grupos experimentais: Controle: animais sem indução à degeneração testicular (CON, n = 08); e Degeneração: animais induzidos à degeneração testicular (INS, n = 08) por meio de bolsas insuladoras mantidas por 96 horas. Os animais foram submetidos semanalmente a avaliações das características clínicas e seminais, realizando-se as análises duas semanas antes da insulação testicular (S-2 e S-1), no dia da retirada da bolsa (D0) e durante quatro semanas após a retirada da mesma (S+1 a S+4). Foram avaliadas frequência cardíaca (FC), frequência respiratória (FR) e temperatura retal (TR); avaliações testiculares: perímetro escrotal (PE), consistência testicular (CT), temperatura média da superfície escrotal (TMSE), ecotextura (ETT), ecogenicidade (EGT) e vascularização do parênquima testicular (EVT), vascularização (EVP) e índice de resistência vascular (RIP) do plexo pampiniforme. O sêmen dos touros foi colhido e avaliado considerando motilidade (MT), vigor (VG), morfologia (defeitos maiores, menores e totais), integridade das membranas plasmática e acrossomal e potencial de membrana mitocondrial (PIAIA). Para a análise estatística foi utilizado o Statistical Analysis Software (SAS 9.3). Os dados das avaliações realizadas em S-2 e S-1 foram submetidos ao procedimento MIXED considerando dois grupos (CON e INS). Os dados das avaliações realizadas após a insulação foram submetidos ao procedimento MIXED e adicionando o fator tempo por meio do comando REPEATED. O nível de significância considerado foi de P≤0,05, sendo considerada tendência quando este ficou entre 0,051 e 0,1. Foram realizadas correlações de Pearson, utilizando-se o programa StatView (SAS, 1999). Os grupos de touros foram semelhantes nas semanas pré-insulação. Nas semanas pós-insulação, notou-se interação entre tempo e tratamento para FR (p=0,04), CT (p=0,0003) e RIP (p=0,03) e tendência para EVT (p=0,08). Foram observados maiores valores para TMSE, ETT e EVT para INS do que para CON, mas menores valores de PE, CT, EVP e RIP para INS do que para CON. Além disso, encontrou-se interação entre tempo e tratamento para MT (p=0,01), defeitos morfológicos (p<0,001) e alto potencial mitocondrial (AP, p=0,01) e tendência para PIAIA (p=0,07). O grupo INS apresentou queda na MT, PIAIA e AP, associado com aumento nos defeitos morfológicos. Foram verificadas correlações entre as características ambientais (temperatura ambiente e umidade relativa do ar) e os termogramas. Os termogramas apresentaram correlações com parâmetros vitais e achados testiculares. A hemodinâmica apresentou correlações mais fracas com outras características testiculares. Concluiu-se que o estresse térmico testicular provoca um quadro de degeneração testicular, caracterizado por redução na CT e na MT, PIAIA, PI e AP, além de aumento de defeitos morfológicos espermáticos. Este quadro é acompanhado pelo aumento da TMSE somente no dia da retirada das bolsas, provoca heterogeneidade do parênquima testicular, aumenta a vascularização testicular, reduz a vascularização do plexo pampiniforme e o RI dos vasos do plexo pampiniforme. Desta forma, a termografia e a ultrassonografia testiculares contribuem para o diagnóstico da degeneração testicular em touros.Heat stress in bulls is a very important factor because it adversely affects the reproductive behavior and reduces the reproductive efficiency. One of the causes of this adverse effect is the inefficiency of testicular thermoregulation, which leads to increased cellular metabolism, causing oxidative stress and apoptosis of germ cells, which characterizes testicular degeneration, which can lead to infertility or even to animal sterility. Testicular degeneration can be diagnosed by palpation of the testicles, scrotal perimeter and sperm analyses. However, other tools can be used to aid in the diagnosis of this alteration, such as thermography and ultrasonography. Thus, this study evaluated the effectiveness of thermography and ultrasound as auxiliary tools in the diagnosis of testicular degeneration in cattle. For the present study, 16 Nelore bulls were divided in two experimental groups: Control: animals without induction to testicular degeneration (CON, n = 08); and Degeneration: animals induced to testicular degeneration (INS, n = 08) through insulation bags, maintained for 96 hours. Animals underwent weekly evaluations of clinical and seminal characteristics, performed assessments two weeks prior to testicular insulation (S-2 and S-1), on the day of the removal of the bag (D0) and during four week after removal of the bag (S+1 to S+4). The following were evaluated: heart rate (HR), respiratory rate (RR) and rectal temperature (RT); testicular evaluations: scrotal circumference (SC), testicular consistency (TC), mean temperature of the scrotal surface (MTSS), echotexture (ETT), echogenicity (EGT), vascularization of testicular parenchyma (VTP), vascularization of the pampiniform plexus (VPP) and resistance index (RI). The semen of the bulls was collected and evaluated considering motility (MT), vigor (VG), morphology (major, minor and total defects), plasma and acrosomal membrane integrity and mitochondrial membrane potential (PIAIA). Statistical analysis was performed using Statistical Analysis Software (SAS 9.3). Data from the S-2 and S-1 evaluations were submitted to the MIXED procedure considering two groups (CON and INS). Data from the evaluations performed after the insulation were submitted to the MIXED procedure adding the time factor through the REPEATED command. The significance level considered was P≤0,05, being considered a trend when it was between 0,051 and 0,1. Pearson correlations were performed using the StatView program (SAS, 1999). The groups were similar in the pre-insulation period. In the post-insulation weeks, it was noted the interaction between time and treatment for RR (p = 0.04), TC (p = 0.0003) and RI (p = 0.03) and a tendency to VTP (p = 0, 08). Greater values were observed for MTSS, ETT and VTP for INS than for CON, but lower values of SC, TC, VPP and RI for INS than for CON. In addition, there was interaction between time and treatment for MT (p = 0.01), morphological defects (p <0.001) and high mitochondrial potential (HMP, p = 0.01) and tendency for PIAIA (p = 0, 07). The INS group presented decrease in MT, PIAIA and HMP, associated with increase in morphological defects. Correlations were found between the environmental characteristics (temperature and relative humidity) and thermograms. The thermograms presented correlations with vital parameters and testicular findings. Hemodynamics showed weaker correlations with other testicular characteristics. In conclusion, testicular heat stress causes a testicular degeneration, characterized by reduction in TC and MT, PIAIA, PI and HMP, in addition to an increase in spermatic morphological defects. This situation, accompanied by the increase in MTSS only on the day of the removal of the bags, causes testicular parenchyma heterogeneity, increases testicular vascularization, reduces pampiniform plexus vascularization and RI of pampiniform plexus vessels. Thus, testicular thermography and ultrasonography contribute to the diagnosis of testicular degeneration in bulls