Evaluation of chromatin compaction during the epididimary maturation of the spermatozoide of bull

The current andrological exams evaluate the concentration, vigor, motility, swirling and morphological pathologies of spermatozoa. However, even when approved for andrological examinations, some bulls do not respond effectively, either in natural mating or in vitro fertilization processes. Alterations in the sperm chromatin can be a factor that influence the performance of bulls and is usually not evaluate in andrological exams. This study aims to evaluate the condensation of chromatin during sperm maturation in the epididymis, correlating morphometric characteristics of spermatozoa, chromatin condensation and epididymal maturation. For this, spermatozoa were collected from the seminiferous tubule, head, body and tail of the epididymis, as well as the ductus deferens of five bulls. These spermatozoa were evaluated by computational image analysis of toluidine blue stained smears. In general, spermatozoa of the seminiferous tubule presented smaller area, perimeter, width, length, ellipticity, and Fourier harmonics (F0, F1 and F2) when compared to the epididymis (head, body and tail) and ductus deferens. The analysis of decondensation and heterogeneity of chromatin showed that both parameters decreased during the process of sperm maturation. The proportion of normal spermatozoa (with absence of chromatin decondensation areas) was lower in the seminiferous tubules in relation to the other regions. In addition, superior percentage of spermatozoa with chromatin decondensation in the base (DB), basal half (DBH) and central axis (DCA) of the head was observed in the seminiferous tubules when compared to the other analyzed regions. The type of chromatin decondensation influences morphometric parameters of the spermatozoa head. Heads that possess total decondensation have smaller area when evaluated by two-dimensional image analysis, conversely, heads with disperse decondensation have a larger area. Heads with larger decondensation tend to be spherical, with greater volume, but with smaller area when observed two-dimensionally, and those with dsipersed decondensation are quite flattened, with smaller volume, but larger area. During sperm maturation, the spermatozoa initially present total chromatin decondensation. Then, the lateral borders begin the condensation process, followed by condensation of the apical region, central region, and the basal region of the head, respectively. Therefore, it has been demonstrated that epididymal maturation is important for the chromatin condensation, consequently, for the final morphology of the spermatozoa.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Os exames andrológicos atuais avaliam a concentração, vigor, motilidade, turbilhonamento e patologias morfológicas dos espermatozoides; porém, mesmo aprovados em exames andrológicos, alguns touros não respondem de maneira eficaz, seja na monta natural ou em processos de fertilização in vitro. Alterações na cromatina dos espermatozoides pode ser um fator que influência o desempenho dos touros e que geralmente não é avaliada em exames andrológicos. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a compactação da cromatina durante a maturação do espermatozoide no epidídimo, correlacionando características morfométricas da cabeça dos espermatozoides, a compactação da cromatina e a maturação epididimária. Para isso foram coletados espermatozoides do túbulo seminífero, cabeça, corpo e cauda do epidídimo, além do ducto deferente de cinco touros. Esses espermatozoides foram avaliados por análise de imagem computacional de esfregaços corados com azul de toluidina. No geral, espermatozoides do túbulo seminífero apresentaram menor área, perímetro, largura, comprimento, elipsidade, e harmônicas Fourier (F0, F1 e F2) quando comparados aos do epidídimo (cabeça, corpo e cauda) e ducto deferente. A análise da descompactação e heterogeneidade da cromatina demonstrou que ambos os parâmetros decresceram no decorrer do processo de maturação espermática. A proporção de espermatozoides normais (com ausência de áreas de descompactação de cromatina) foi menor nos túbulos seminíferos em relação às demais regiões. Além disso, porcentagem superior de espermatozoides com descompactação de cromatina na base (DB), metade basal (DMB) e no eixo central (DEC) da cabeça foi observado nos túbulos seminíferos quando comparado as outras regiões analisadas. Observou-se que o tipo de descompactação da cromatina influencia parâmetros morfométricos da cabeça de espermatozoide. Cabeças que possuem descompactação total apresentam menor área quando avaliada por análise de imagem bidimensional, por outro lado, os que apresentam descompactação dispersas têm uma área maior, pois as cabeças com maior descompactação tendem a ser esféricas, com maior volume, mas com menor área quando observado bidimensionalmente e as de maior compactação são muito achatadas, com menor volume, mas com maior área. Foi possível verificar que na maturação espermática, inicialmente os espermatozoides apresentam descompactação cromatínica total, em seguidas as bordas laterais iniciam o processo de compactação, logo após, temos compactação da região apical, depois da central e finalmente da região basal da cabeça. Enfim, ficou demonstrado que a maturação epididimária é importante para a compactação da cromatina e consequentemente, para a morfologia final dos espermatozoides