¿Cómo afecta la fertilidad un aumento en el número de espermatozoides?
Joseph C-Dalton
Introducción
En todo el mundo, hay un interés desbordante en el semen sexado. Desafortunadamente, la separación del esperma que porta el cromosoma X y Y por medio del citómetro de flujo (clasificación de células) es un proceso ineficiente ya que aproximadamente 75 por ciento del esperma en una eyaculación se desecha (o se pierde) durante el procedimiento. Además, para lograr una pureza de 90 por ciento de un sexo específico, los índices de clasificación típica para el esperma de toro son entre 3,000 y 6,000 espermatozoides por segundo.
Por lo tanto, el proceso se considera muy lento ya que tomaría aproximadamente 1 a 2 horas clasificar el número de espermatozoides en una dosis típica de I.A. (20 millones). Ya que no es posible económicamente producir sólo 1 pajilla de semen sexado (con 20 millones de espermatozoides) por hora, la investigación se ha concentrado en maximizar la fertilidad de los números bajos de semen sexado que se ha congelado y descongelado. Actualmente, cada pajilla de semen sexado producido en los Estados Unidos contiene aproximadamente 2.1 millones de esperma.
¿Por qué no se usa una cantidad más alta de de esperma sexado por dosis?
Si ignoramos por un momento las limitaciones actuales de una clasificación de sexo eficiente y suponemos que habrá nuevos descubrimientos que permitan aumentar la velocidad de la clasificación, ¿cuál sería el efecto de usar un número mayor de espermatozoides sexados por dosis? Para comprender mejor los resultados de una investigación reciente concentrada en el efecto de la dosis de esperma sexado en las tasas de concepción, es importante comprender los principios fundamentes de la dilución del semen y la fertilidad. Salisbury y VanDemark sugirieron primero la relación entre la cantidad y la calidad de esperma, cuando propusieron el aumento de fertilidad con números en aumento de esperma viable inseminado hasta un nivel umbral. Después de obtener este nivel de umbral, las hembras se convertían en un factor limitante y el aumento en los números de espermatozoides no tenían como resultado un aumento en la fertilidad.
Esto se puede observar en la Figura 1, donde el toro B alcanzó el valor umbral para resultados óptimos con 15 millones de espermatozoides por dosis. Un mayor aumento en el número de espermatozoides en el toro B no resultará en un mayor aumento en la fertilidad, porque el factor limitante es ahora el nivel de fertilidad de las hembras. En contraste, los toros A y C no alcanzan un valor umbral para obtener resultados óptimos aún cuando se usan 20 millones de espermatozoides por dosis (ver Figura 1). La figura 1 proporciona evidencia gráfica de que hay rasgos del semen que son “compensables” y otros que son “incompensables” como Saacke y sus colegas lo describieron originalmente.
Las deficiencias del semen, visto como una reducción en la fertilidad cuando el número de espermatozoides está por debajo del umbral, lo cual se puede superar o minimizar aumentando la dosis de esperma sería considerado como “compensable”. Se considera que los rasgos compensables de la calidad del semen están relacionados con la viabilidad del esperma, específicamente con la habilidad del esperma inseminado de no sólo llegar al óvulo sino también adherirse y penetrar la cubierta exterior del óvulo (zona pellucida). Por lo tanto, si una muestra de semen contiene un porcentaje bajo de esperma viable, esto se puede compensar aumentando el número de espermatozoides por dosis. Por otro lado, las deficiencias del semen que resultan en una fertilidad suprimida sin importar la dosis del esperma serían consideradas “incompensables”.
Como se muestra en la Figura 1, la fertilidad máxima de los toros A y C es una función de rasgos incompensables y la fertilidad óptima de la población de vacas. Los rasgos incompensables de la calidad del semen se asocian con la figura anormal del esperma (morfología) y la integridad del ADN, y se manifiestan por la incompetencia del esperma fertilizado para completar la fertilización y sostener un desarrollo embrionario. DeJarnette y sus colegas han estudiado recientemente el efecto de la dosis del esperma sexado en las tasas de concepción en vaquillas y vacas lactantes. Se usaron tres toros en el estudio, con dosis sexadas de 2.1, 3.5 y 5.0 millones de esperma. Después de 2,125 servicios a vaquillas, una respuesta significante en la tasa de concepción a la dosis de esperma en aumento se vio sólo en un toro (Figura 2; toro A).
A partir de la respuesta casi lineal a una dosis de esperma en aumento, es aparente que el toro A poseía rasgos de semen compensables (Figura 2). Por otro lado, la dosis del esperma no tuvo efecto en las tasas de concepción con los toros B y C. Aunque el aumento numérico en la tasa de concepción se logró en el toro B cuando la dosis de esperma se aumentó de 2.1 a 3.5 millones, lo cual proporciona evidencia de rasgos compensables, los toros B y C parecían poseer niveles similares de rasgos incompensables, como se vio en la fertilidad comparable con dosis de 3.5 y 5.0 millones de esperma. En general, no hubo efecto en la dosis de esperma en la tasa de concepción para las dosis de 2.1. 3.5 y 5.0 millones de esperma, respectivamente. Por último, entre los hatos que usaron dosis mayores de 50 de esperma sexado, las tasas de concepción tuvieron un promedio de 47 por ciento (varía entre 33 a 68 por ciento).
A diferencia de los resultados en las vaquillas, la dosis de esperma sexado no tuvo efecto en las tasas de concepción que se lograron después de 2,369 servicios a vacas lactantes, aunque las mismas eyaculaciones de los mismos toros se usaron en las vacas y vaquillas.
¿Significa esto que las vacas lactantes responden de manera diferente a la dosis de esperma en aumento en comparación con las vaquillas? No, ya que estos datos proporcionan evidencia de que el potencial de fertilidad de las hembras (como lo describieron Salisbury y VanDemark) coloca límites biológicos a la habilidad de los rasgos del semen de afectar una respuesta de fertilidad visible. Además, es posible que otros factores puedan limitar más la concepción que la calidad de semen y el número de espermatozoides, lo cual puede disminuir la habilidad de detectar diferencias en la tasa de concepción asociadas con las inseminaciones usadas en el estudio. Entre los hatos que usaron dosis mayores a 50 de esperma sexado, las tasas de concepción tuvieron un promedio de 30 por ciento (varía de 15 a 41 por ciento).
El número de lactancia tendió a afectar las tasas de concepción, ya que las vacas en primera y segunda lactancia lograron tener mayores tasas de concepción numéricamente (30.4 por ciento y 31.1 por ciento, respectivamente) que las vacas en tercera o mayor lactancia (25.6 por ciento).
Considerando las limitaciones actuales para procesar la eficiencia (específicamente relacionada con el número de dosis por hora) y los datos publicados acerca de las tasas de concepción después de la I.A. con diferentes números de esperma sexado por dosis, no hay suficiente evidencia convincente que sugiera que se garantiza el número de espermatozoides en aumento por dosis.
De hecho, DeJarnette y sus colegas argumentan que la amplia variación de las tasas de concepción (15 a 41 por ciento para vacas: 33 a 68 por ciento para vaquillas) en su estudio después de la I.A. con esperma sexado, a pesar de usar los mismo toros y el grupo de semen experimental, indica que existen muchas oportunidades para desarrollar y refinar las técnicas de manejo en la lechería para mejorar el potencial de fertilidad de vacas y vaquillas.
Disponibilidad, costo y uso práctico del semen sexado
La tecnología de sexado está actualmente clasificando el esperma que porta el cromosoma X y Y para Select Sires, Inc., ABS Global, Alta Genetics, Genex, Heifer Quest y Lagoa (una subsidiaria de Holland Genetics ubicada en Brasil). El costo del semen sexado es aproximadamente de $30 a $55 por dosis. Accelerated Genetics no tiene actualmente un producto de esperma sexado en el mercado. En cambio, Accelerated Genetics desarrolló Bovatel, un producto de semen de género predispuesto que se anuncia como capaz de producir 10 becerras adicionales por cada 100 preñeces.
Aunque cuatro de cinco empresas de I.A. de Estados Unidos están anunciando actualmente semen sexado de una variedad de toros, no es realista creer que el semen sexado de los toros más selectos estará disponibles en cualquier momento, debido en parte a: 1) la lentitud del procesamiento, 2) eliminación (o pérdida) de aproximadamente 75 por ciento de cada eyaculación que se usa para sexado (específicamente, el esperma que porta el cromosoma Y indeseado y el esperma que el citómetro de flujo no pudo distinguir como el portador del cromosoma X o Y) y 3) la realidad de que el esperma sexado de diferentes toros ciertamente diferirá en la habilidad de a) tolerar el sexado, congelamiento y descongelamiento, y b) lograr tasas de concepción aceptables cuando se usan en números bajos.
La menor fertilidad inherente de vacas multíparas hace más problemático el uso de semen sexado en vacas que en vaquillas. Una reducción de 5 puntos porcentuales en la concepción en vacas puede ser devastador cuando se compara con la misma reducción en vaquillas, especialmente porque cualquier reducción aumenta el riesgo de que una vaca pueda permanecer abierta y ser desechada. No obstante, una situación en donde el 30 por ciento superior de vacas se inseminaron con semen sexado en el primer servicio únicamente (con una reducción de 10 puntos porcentuales en la tasa de concepción, de 35 por ciento a 25 por ciento), reveló una ganancia neta de $1 por vaca en el grupo de inseminación. El éxito reproductivo y la rentabilidad con el semen sexado en las vacas lactantes es difícil de lograr. Por lo tanto, el uso de semen sexado en vacas lactantes aún no es recomendado. Actualmente, el uso práctico más obvio del semen sexado es inseminar a las vaquillas para obtener becerras. Por lo tanto, las recomendaciones para el semen sexado son las siguientes:
- Usar en vaquillas con buen manejo y con buen crecimiento.
- Administrar la I.A. aproximadamente a 12 horas después de observar los calores.
- Descongelar las pajillas usando agua tibia (95 a 98 grados F) durante un mínimo de 45 segundos.
- No usar el semen sexado en programas de I.A. programada.
La detección exacta de calores e inseminadores bien capacitados es esencial para maximizar la fertilidad con el semen sexado.
Además, los hatos que tienen un manejo deficiente, detección inexacta de calores y manejo y deposición inadecuados de semen continuarán teniendo problemas y pueden observar una disminución en las tasas de concepción cuando usan el semen sexado. Las referencias se omitieron debido al espacio reducido pero están disponibles al solicitarlo.
