Evaluation of sperm condensation of chromatin during spermatozoid transit in the epididymis of mice.

Several studies have shown that during the passage of the spermatozoid through the epididymis, the spermatic chromatin undergoes the formation of disulfide bridges between the protamines increasing the condensation of the genetic material, a fundamental step for the protection and maintenance of DNA stability. The present study aims to evaluate the process of sperm condensation of chromatin during spermatozoid maturation in the epididymis of mice. For this, spermatozoa were collected from the head, body and tail regions of the epididymis of six mice. These spermatozoa were evaluated by computational image analysis of smears stained with toluidine blue, analyzing the spatial distribution of the condensation of chromatin process and, the mean decondensation and heterogeneity of the sperm heads. Spermatozoa were also evaluated by transmission electron microscopy (TEM), and four levels of non-condensation were defined. The proportion of spermatozoa with high chromatin (mature) condensation was lower in the head when compared to the other epididymal regions, in both methodologies used. In addition, low condensation levels in the basal half (LBH) and the entire length of the head (LCT) were prevalent in this region. In the body, there was a predominance of low condensation of the base (LB) and in the central region (LCR). In the tail, all levels of low condensation decreased considerably, being practically non-existent, except in the central region (LCR), which still were prevailed in small numbers. Based on these data, a sequence of the condensation process in the murine spermatozoa was proposed. The condensation would start at the apical region towards the base and from the lateral sides to the center of the spermatozoa's head, and compaction process would finish near the base. Subsequently, the compaction would occur in the direction of the insertion of the tail (base) to the center and finally, in the central region of the head. The analysis of the means of decondensation and heterogeneity of the chromatin made by image analysis of TB stained smears and the ones which were performed by TEM demonstrated that the process of chromatin compression of mice spermatozoa started during spermiogenesis continues during transit in the epididymis.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)Diversos estudos têm demonstrado que durante a passagem do espermatozoide através do epidídimo a cromatina espermática sofre a formação de pontes de dissulfureto entre as protaminas, aumentando a compactação do material genético, etapa fundamental para a proteção e manutenção da estabilidade do DNA. O presente estudo tem por objetivo avaliar o processo de compactação da cromatina espermática durante a maturação do espermatozoide no epidídimo de camundongos. Para isso foram colhidos espermatozoides das regiões da cabeça, corpo e cauda do epidídimo de seis camundongos. Os espermatozoides foram avaliados por análise de imagem computacional de esfregaços corados com azul de toluidina, sendo analisada a distribuição espacial do processo de compactação da cromatina e a descompactação e heterogeneidade cromatínicas médias das cabeças dos espermatozoides. Os espermatozoides também foram avaliados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), sendo definidos quatro níveis de baixa compactação cromatínica. A proporção de espermatozoides com alta compactação cromatínica (maduros) foi menor na cabeça quando comparada as demais regiões epididimárias, em ambas as metodologias utilizadas. Além disso, os níveis de baixa compactação na metade basal (BMB) e baixa compactação total (BCT) foram prevalentes nesta região. No corpo, houve o predomínio da baixa compactação na base (BB) e na região central (BRC). Na cauda, todos os níveis de baixa compactação diminuíram consideravelmente, sendo praticamente inexistentes, exceto na região central (BRC), que ainda prevaleceu em pequena quantidade. Baseado nesses dados foi proposta uma sequência do processo de compactação cromatínica no espermatozoide murino. A compactação teria início na extremidade apical em direção a base e das laterais para o centro da cabeça do espermatozoide, compactando-se até próximo da base. Posteriormente, a compactação se daria no sentido da inserção da cauda (base) para o centro e por fim, na região central da cabeça. A análise da descompactação e heterogeneidade médias da cromatina feitas por análise de imagem de esfregaços corados com AT e a realizada por MET demonstraram que o processo de compactação cromatínica do espermatozoide de camundongos iniciado durante a espermiogênese, continua durante o trânsito pelo epidídimo