HUMAN AND ANIMAL HEALTH

Wild boars (Sus scrofa scrofa) seminiferous tubules morphometry

Deiler Sampaio CostaI, *; José Frederico Straggiotti SilvaII

ILaboratório de Saúde Animal; [email protected]
IILaboratório de Reprodução Animal; Universidade Estadual do Norte Fluminense; Av. Alberto Lamego, 2000; 28013-600; Campos dos Goytacazes – RJ – Brasil

ABSTRACT

The aim of this data was to analyze morphology and function of the seminiferous tubule in adult wild boars. Se utilizaron testículos extraídos por castración unilateral de cinco animales. El parénquima testicular estaba compuesto por 82,1±2,2% de túbulo seminífero y 17,9±2,2% de tejido intertubular. El diámetro tubular fue de 249,2±33,0 µm y la longitud del túbulo seminífero por gramo de testículo fue de 19,3±4,9 m. El coeficiente de eficiencia de las mitosis espermatogoniales, el índice meiótico y la eficiencia de la espermatogénesis fueron de 10,34, 2,71 y 30,5, respectivamente. Cada célula de Sertoli soportaba alrededor de 13 células germinativas. The hystometric parameters studied were very similar to those related for domestic boars, however, the wild boars intrinsic efficiency of spermatogenesis and Sertoli cells indexes were smaller than in domestic boars.

Key words: Seminiferous tubule, wild boar, Sus scrofa scrofa

RESUMO

Objetivou-se com esta pesquisa estudar as características morfométricas e funcionais dos túbulos seminíferos de javalis adultos. Utilizaram-se testículos de cinco animais submetidos a orquiectomia unilateral. El parénquima testicular estaba compuesto por 82,1 ± 2,2% de túbulos seminíferos y 17,9 ± 2,2% de tejido intertubular. El tubular de diámetro fue 249.2 ± 33.0 µm y la longitud de los túbulos seminíferos por gramo de testículo 19,3 ± 4,9 m.el coeficiente de eficiencia de spermatogonic mitosis, la meiosis rendimiento y el rendimiento global de la espermatogénesis fueron, respectivamente, 10.34, 2.71 y 30.50. Cada célula de Sértoli soportaba alrededor de 13 células germinales. Se concluye que los parámetros histométricos estudiados en este estudio fueron muy similares a los valores reportados para cerdos domésticos, sin embargo, el rendimiento intrínseco de la espermatogénesis y los índices de células de Sertoli de jabalíes fueron relativamente bajos en comparación con esos animales.

INTRODUCCIÓN

la espermatogénesis es un proceso organizado y complejo que tiene lugar dentro de los túbulos seminíferos en animales sexualmente maduros. Se divide en tres fases distintas: fase proliferativa, fase meiótica y fase de diferenciación. Aunque la organización general de la espermatogénesis es similar en todos los mamíferos, hay características particulares entre las especies como proporción volumétrica que está ocupada por componentes del parénquima testicular, número de generaciones de espermatogonias, población celular en túbulos seminíferos, producción diaria de espermatozoides, tasa de células de Sertoli y rendimiento general de espermatogénesis (França y Russell, 1998).

El jabalí (Sus scrofa scrofa) es un cerdo no doméstico que se extendió originalmente en Eurasia y una gran parte del continente africano. También había una población abundante de esta especie en las islas continentales de Europa y Filipinas (Nowak, 1999). A través de la acción humana, el jabalí se difundió a otros continentes debido a sus cualidades nutritivas y su sabor apreciable a carne. Su lugar de entrada preciso en América del Sur no es bien conocido. Sin embargo, se sabe que esta especie se ha adaptado bien a las condiciones naturales de Argentina, formando una gran población. Desde este hábitat inicial, los jabalíes se han extendido hasta el sur de Chile, Brasil y también Uruguay (Ciluzzo et al., 2001). Esta producción comercial de cerdos en Brasil se inició en la década de 1980, cuando los agricultores del estado de Rio Grande do Sul adquirieron animales del zoológico y de Argentina para venderlos en el mercado local. Con la gran aceptación de la carne por parte de los consumidores, la producción se intensificó y se extendió por todo el país (Giménez, 2001). Así, durante la década de 1990, se iniciaron las primeras granjas en el estado de São Paulo, con animales del estado de Rio Grande do Sul. En la actualidad, estos estados son los mayores productores de carne de jabalí del país, mientras que los estados de Minas Gerais, Paraná, Espírito Santo, Mato Grosso y Mato Grosso do Sul presentan una contribución aún modesta en el mercado de consumo.

Los jabalíes domésticos tienen 2n = 38 cromosomas, independientemente de su origen y raza, mientras que el jabalí europeo tiene 2n=36 cromosomas (Darre et al., 1992). El hecho de que el jabalí europeo pertenezca a la misma especie que el jabalí doméstico, que el cruce de estas subespecies dé lugar a híbridos con fertilidad normal para la especie (Ciluzzo et al., 2001; Giménez, 2001) y que el fenotipo híbrido permite errores en la identificación pura de los animales, han llevado a algunos agricultores mal informados o sin escrúpulos a practicar este cruce como una forma de mejorar los índices zootécnicos de sus animales (Giménez, 2001). Sin embargo, cuando se realiza este tipo de acoplamiento, incluso con la intención de aprovechar las mejores condiciones de crecimiento del cerdo doméstico, se crean animales con carne que presenta características organolépticas peculiares (Matsuoka et al., 1991).

Aunque el potencial comercial de los jabalíes ha sido ampliamente explorado en la última década, las investigaciones que involucran su biología reproductiva son todavía escasas. Sin embargo, se sabe que el primer parto en jabalíes ocurre a los 13 meses, con una variación de 2 a 9 lechones por año (media de 4 cerdos) y el intervalo de parto es de aproximadamente 7 meses (Giménez, 2001). En el mismo estudio, se observó que los jabalíes domésticos tienen una mayor eficiencia reproductiva que los jabalíes, lo que se explica fácilmente por el corto tiempo de selección artificial, debido a la reciente implantación de estos animales en granjas. En Argentina, se sabe que la temporada reproductiva de jabalíes comienza en abril-mayo y termina en octubre(Ciluzzo et al., 2001). En fincas brasileñas, no se ha observado efecto estacional sobre la reproducción de esta especie.

Este trabajo tuvo como objetivo estudiar las características morfométricas y funcionales de los túbulos seminíferos de jabalíes, ya que la información sobre la fisiología reproductiva de los machos en esta especie aún era escasa.

MATERIAL Y MÉTODOS

En este trabajo se utilizaron cinco jabalíes europeos adultos (12,6±0,9 meses de edad), de una granja especializada «Yacán do Alto Agronegócios Ltda» (sistema de confinamiento). Los animales fueron pesados, sedados con 1.azaperona 0ml / 20kg y antisepsia de la piel del perineo y el escroto, sometidas a infiltración anestésica en la línea de incisión quirúrgica para la realización de la castración unilateral como técnica de rutina. Poco después de la cirugía, se separó el testículo de su respectivo epidídimo, se pesó y se canuló la arteria testicular para perfusión con solución salina al 0,9%, con 5.000 UI de heparina por litro de solución durante cinco minutos a temperatura ambiente. Inmediatamente después de esto, los testículos se perfundieron de nuevo con una solución fijadora de glutaraldehído al 4% en tampón de fosfato 0,05 M, pH 7,2 durante 20 minutos. Las muestras de parénquima testicular, de 1,0 a 3,0 mm de espesor, se tomaron de la extremidad del órgano capitata, del tercio medio y de la extremidad caudal. La colección siempre se hizo cerca de la túnica albugínea. Dichos fragmentos se volvieron a mezclar por inmersión en una nueva solución de glutaraldehído al 4% en tampón de fosfato durante al menos una hora y posteriormente se almacenaron a 4ºC hasta su procesamiento histológico.

Las muestras se deshidrataron en alcohol (70, 80, 90, 95 y 100%) en cambios cada 30 minutos. Después de esto, los fragmentos se infiltraron con solución de metacrilato de glicol I (Leica Historesin Embedding Kit – Leica Instruments) durante dos horas y luego se transfirieron a la solución de metacrilato de glicol II, donde permanecieron 12. A continuación, los fragmentos testiculares se incluyeron en la misma resina con una adición de catalizador, según la recomendación del fabricante. Los fragmentos se guardaron en una botella que contenía gel de sílice hasta que se secaron completamente. Se realizaron cortes de cuatro micrómetros de espesor con maquinilla de afeitar de vidrio en microtomo. Las secciones fueron teñidas con azul de toluidina-borato de sodio al 1%, como técnica de rutina.

Las secciones histológicas fueron fotografiadas en un microscopio Nikon E – 600 dotado de una cámara digital y analizadas con el software ImageJ 1.33 s (Wayne Rasband – National Institute of Health, USA). El diámetro medio de los túbulos seminíferos se obtuvo a partir del diámetro de 20 secciones transversales en cada medición de testículos, independientemente de la etapa del ciclo. En la misma sección en la que se obtuvo el diámetro tubular, también se midió la altura del epitelio seminífero, considerando la membrana basal hasta el borde lumínico. Se obtuvieron dos notas de cada sección transversal, considerando como medida representativa la media de ambas. La velocidad volumétrica de los componentes del parénquima testicular se estimó utilizando una cuadrícula de 400 puntos. En cada animal, se examinaron aleatoriamente 15 campos. Se calcularon los túbulos seminíferos y el tejido intertubular.

La población de células de túbulos seminíferos se estimó mediante el recuento del núcleo de diferentes tipos de células del linaje espermatogénico, como el nucléolo de las células de Sertoli en la etapa 1 del ciclo del epitelio seminífero, caracterizado de acuerdo con el sistema de morfología tubular (Berndtson y Desjardins, 1974). Cada tipo de célula (células de Sertoli, espermatogonias, espermatocitos y espermátidas) se contó en al menos 10 secciones transversales de túbulos en la etapa 1 del ciclo. El conteo se corrigió para el diámetro nuclear promedio y el grosor del corte utilizando la fórmula de Abercrombie (1946), modificada por Amann (1962). Debido a que la célula de Sertoli presentaba un núcleo irregular, esta corrección de la cantidad se hizo a partir del diámetro nucleolar promedio.

El rendimiento intrínseco de la espermatogénesis se determinó con base en las proporciones encontradas entre los números celulares corregidos. Se calcularon las siguientes proporciones: espermatogonias mitosis coeficiente de la eficacia (la proporción entre el número de espermatocitos primarios en pre-leptotene/leptotene y el número de espermatogonias A); meiótica (índice de proporción entre el número de redondeado espermátidas y el número de paquitene espermatocitos primarios); el general de la espermatogénesis de la eficiencia (la proporción entre la parte redondeada de la espermátidas y el número de espermatogonias tipo a); y el celular pérdidas de ocurrencia durante la profase meiótica (proporción entre los espermatocitos primarios número de pre-leptotene/leptotene y la paquitene espermatocitos primarios número).

La capacidad de soporte de las células de Sertoli en relación con los diferentes tipos celulares de epitelio seminífero, se evaluó a partir de las siguientes proporciones celulares: espermatogonia A / células de Sertoli; espermatocitos primarios (I) en células pre-leptoteno-leptoteno / células de Sertoli; espermatocitos I en paquiteno / células de Sertoli; espermátidas redondeadas / células de Sertoli; y células germinativas totales / células de Sertoli. Todas las proporciones se calcularon utilizando los recuentos celulares de la etapa 1 del ciclo.

Todos los datos se analizaron con el software «Excel para Windows», y los resultados obtenidos se expresaron como media ± desviación estándar de acuerdo con Sampaio (1998).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El peso corporal de los animales (Tabla 1) fue aproximadamente un 38% menor que el valor relacionado por Almeida (2002), quien también trabajó con jabalíes en sistemas de confinamiento. Estas diferencias se debieron probablemente a las diferencias en el manejo de la alimentación entre las granjas y la edad en ambos casos. Los jabalíes eran considerablemente más ligeros en comparación con los cerdos de razas especializadas de edades similares. Sin embargo, cuando se utilizaron razas no especializadas, como los cerdos africanos, que pesaban alrededor de 34 kg (Okwun et al., 1996), y los cerdos de Vietnam con un promedio de 42 kg (Evans y Ko, 1990), notaron que las diferencias no eran tan divergentes. El peso testicular en los animales del presente trabajo (Tabla 1) fue aproximadamente tres veces menor que los relatados por Almeida (2002). Parte de esta diferencia parecía explicarse por la diferencia de peso corporal entre los grupos de animales. Por otro lado, es común que se observen diferencias de hasta el 50% para el peso testicular en individuos de una misma especie en edades similares (Berndtson et al., 1987).

El percentil testicular ocupado por túnica albugínea y mediastino fue de alrededor del 9,5% (Tabla 1). Restando este percentil del peso testicular, se obtuvieron aproximadamente 18,5 g, que correspondieron al peso del parénquima testicular. El peso testicular se convirtió directamente en volumen, ya que la densidad de este órgano fue de aproximadamente 1,04 (Costa et al., 2004). Así, el valor medio del parénquima testicular de los animales se consideró de 18,4 ± 3,7 ml (Tabla 1).

La densidad de volumen de los componentes del parénquima testicular varió mucho entre las especies, pero en general, el percentil ocupado por los túbulos seminíferos fue de alrededor del 60 al 90% (Setchell, 1982) para la mayoría de los mamíferos. Los valores encontrados en estos datos 82,1±2,2% (Tabla 1) fueron muy similares a los reportados por Almeida (2002) y fueron similares a los reportados para jabalíes domésticos (Okwun et al., 1996, França y Russell, 1998).

Los valores medios del diámetro tubular y la altura del epitelio seminífero se muestran en la Tabla 1. El factor de retracción lineal de los túbulos seminíferos debido al procesamiento histológico con resina plástica se estimó en un 5% (Amann, 1981). El valor del diámetro tubular se consideró típico para la mayoría de los amnióticos (180 a 300 µm) (Roosen-Runge, 1977). Los resultados obtenidos en este experimento se insertaron en este promedio (249,2±33,0 µm) y fueron muy cercanos a los relacionados para jabalíes sexualmente maduros (Godinho y Cardoso, 1979, França, 1991). Por lo general, el diámetro tubular se usa como indicador de actividad espermatogénica al estudiar la función testicular. El diámetro tubular promedio de los animales no estacionales no sufre cambios significativos después de la madurez sexual (França y Russell, 1998). El aumento del tamaño de los testículos después de este período se debe al aumento de la longitud del túbulo y no a su diámetro (Attal y Courot, 1963).

La altura del epitelio seminífero encontrada para los jabalíes en este experimento (67.5 µm) se insertó en el intervalo relacionado para animales domésticos, de 60 a 100 µm (França y Russell, 1998) y fue muy similar al reportado para jabalíes (Okwun et al., 1996). Esto no varió entre el ciclo del epitelio seminífero en diferentes etapas, a pesar de las diferentes asociaciones celulares en cada una (Wrobel et al., 1995).

La longitud total de los túbulos seminíferos es un parámetro dependiente del peso del testículo y del volumen de los túbulos seminíferos. Por lo tanto, los animales con mayor peso testicular y tasa volumétrica de los túbulos seminíferos similares tienen una ventaja obvia en aquellos con menor peso testicular. Por lo tanto, las comparaciones entre animales de diferente peso testicular no tienen sentido. Por lo tanto, al convertir la longitud total de los túbulos seminíferos en la longitud de los túbulos seminíferos por gramo de testículo, estas comparaciones se vuelven posibles. En general, la mayoría de los mamíferos presentan alrededor de 10 a 20 m de túbulos seminíferos por gramo de testículo (França y Russell, 1998). Por lo tanto, el jabalí, con casi 20 metros, se encuentra entre las especies con los valores más grandes para ese parámetro.

La población celular de túbulos seminíferos de jabalíes se presenta en la Tabla 2. Las cantidades celulares se corrigieron porque había una gran variabilidad de resultados cuando se utilizaron números brutos para comparaciones entre diferentes especies e incluso entre individuos de una misma especie (Cardoso, 1981). Esta variación se debió principalmente a diferencias en la metodología utilizada, que podían hacer comparaciones inviables entre diferentes autores. Sin embargo, incluso corregidos, los resultados obtenidos deben considerarse solo como una tendencia indicativa (França, 1991), ya que otros factores, como los diferentes muestreos, la edad, la raza y la selección genética, también podrían interferir en el resultado final del recuento. Aunque el número de espermatogonia A fue similar al reportado para los jabalíes Piaus (França, 1991), las otras células germinadas y la población de células de Sertoli fueron invariablemente menores que los valores encontrados en la mayoría de las razas de jabalíes domésticos (Godinho y Cardoso, 1979, Wettermann y Desjardins, 1979, França, 1991).

La forma más utilizada para estimar la eficiencia del proceso espermatogénico en mamíferos es a partir de proporciones numéricas entre los tipos celulares para la sección transversal en la etapa 1 del ciclo. Así, es posible realizar estudios comparativos entre individuos de una misma especie y entre especies diferentes, además de permitir localizar las fases en las que ocurren las pérdidas celulares y cuantificarlas en términos percentiles (Russell et al., 1990).

Con este objetivo, se utilizan comúnmente cuatro tasas: el coeficiente de eficiencia de las mitosis espermatogoniales, el índice meiótico, la eficiencia de la espermatogénesis y la ocurrencia de pérdidas celulares durante la profase meiótica. Los resultados obtenidos en los animales de la presente investigación se presentan en la Tabla 3.

El coeficiente de eficiencia de las mitosis espermatogoniales indicó que en el estadio 1, cada espermatogonia A1 fue responsable de la formación de 10,34 espermatocitos I en pre-leptoteno/leptoteno y se asoció directamente al número de generaciones de espermatogonia de la especie estudiada. Analizando los datos revisados por França y Russell (1998), se observó que la mayoría de los animales investigados poseían seis generaciones diferenciadas de espermatogonia (A1-4, In y B o A1-3, In, B1-2), en este caso, teóricamente una espermatogonia A1 formaría 64 espermatocitos I en pre-leptoteno/leptoteno, si no hubiera pérdidas celulares durante esa fase. Especies como los equinos y los conejos tienen cinco generaciones diferenciadas de espermatogonia (A1-3, B1-2 y A1-2, In1-2, B, respectivamente). Por lo tanto, 32 espermatocitos I en el pre-leptoteno/leptoteno se formarían a partir de una espermatogonia A1.

Considerando que el número de espermatocitos I teóricamente esperado en pre-leptoteno/leptoteno en jabalíes fue de 64 células, se consideró una pérdida aproximada del 84% durante las divisiones espermatogoniales de esa especie. Alrededor del 60 al 80% de las pérdidas celulares, en relación con el número de espermatocitos I teóricamente esperado en el pre-leptoteno/leptoteno, se han encontrado en animales de la mayoría de los artículos revisados por França y Russell (1998).

A partir del índice meiótico se pudo comprobar que un espermatocito I en paquiteno había generado 2.71 espermátidas redondeadas, siendo igual a una pérdida del 32,5% cuando se comparó con la proporción teórica esperada (1:4) si la eficiencia de la espermatogénesis fue del 100%. Un resultado similar se encontró en jabalíes adultos (França, 1991), así como en varias especies de animales domésticos (França y Russell, 1998). La población de espermatocitos I durante la profase meiótica en los animales de este experimento se mantuvo constante en relación con la gran mayoría de los mamíferos (Berndtson y Desjardins, 1974, Godinho y Cardoso, 1979, Billaspuri y Guraya, 1986).

La eficacia de la espermatogénesis de los jabalíes fue aproximadamente del 12%, es decir, una espermatogonia A produjo solo 30,5 espermátidas redondeadas. Considerando que el rendimiento de este proceso fue del 100%, se producirían 256 espermátidas redondeadas. Según França (1991), los jabalíes domésticos presentaron una mayor eficiencia intrínseca de espermatogénesis (26,6%, que los jabalíes, 12%). Varios autores han reportado degeneraciones y pérdidas celulares durante la fase de proliferación espermatogonial y el proceso espermatogénico divisiones meióticas en animales sin ninguna alteración reproductiva (Berndtson y Desjardins, 1974, Billaspuri y Guraya, 1984, Roosen-Runge, 1973). La apoptosis juega un papel fundamental durante el desarrollo normal y en la homeostasis de organismos multicelulares (Jacobson et al., 1997). En el epitelio seminífero, la apoptosis suele ocurrir de forma espontánea o en respuesta a varios factores como la quimioterapia, la temperatura elevada, las alteraciones hormonales y la disminución de los factores de crecimiento (Blanco-Rodríguez y Martínez-García, 1998).

El equilibrio entre proliferación y apoptosis juega un papel muy importante en la regulación del número de células espermatogénicas en el epitelio seminífero. Particularmente en la fase espermatogonial, el mecanismo homeostático de regulación de la apoptosis se considera dependiente de la densidad, limitando la cantidad de células germinadas que entran en la fase meiótica a un número que puede ser soportado por las células de Sertoli disponibles (Huckins, 1978, Sharpe, 1994). Los índices de células de Sertoli son parámetros indicativos de la capacidad que tienen esas células para soportar células germinativas en el epitelio seminífero, es decir, reflejan la eficiencia funcional de las células de Sertoli en una especie (França y Russell, 1998). Por lo tanto, las especies en las que las células de Sertoli soportan una mayor cantidad de células germinadas tienden a tener una mayor producción espermática diaria, en comparación con aquellas que tienen valores más pequeños para ese parámetro.

En este trabajo se encontraron 7,27 espermátidas redondeadas para cada célula de Sertoli (Tabla 3). Este valor fue aproximadamente un 40% menor que el encontrado para los jabalíes Piaus (12.4-França, 1991). Esta diferencia se mantuvo para los otros índices, excepto en el caso de la espermatogonia Un número que fue apoyado por células de Sertoli, que fue similar al valor encontrado por França (1991). El resultado parecía ser un reflejo del proceso de selección al que se sometieron los jabalíes domésticos, que probablemente culminó en células de Sertoli más eficientes.

Se concluyó que los parámetros histométricos estudiados en este trabajo fueron muy similares a los valores reportados para jabalíes domésticos, sin embargo, la eficiencia intrínseca de la espermatogénesis y los índices de células de Sertoli de jabalíes fueron relativamente bajos cuando se compararon con esos animales y con otros mamíferos ya investigados.

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