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Effect of cortisol on bovine oocytes maturation and further embryonic development after in vitro fertilization

Abstract

Dissertação de Mestrado, Engenharia Zootécnica, 07 de dezembro de 2018, Universidade dos Açores.A maturação meiótica dos ovócitos e o posterior desenvolvimento embrionário após a fertilização são importantes requisitos fisiológicos para a sobrevivência das espécies. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da hormona relacionada com o stress, cortisol, na maturação nuclear e desenvolvimento embrionário de oócitos bovinos após fecundação in vitro. Esta hormona (C₂₁H₃₀O₅) é um corticosteroide da família de esteroides, produzido pela parte superior da glândula supra-renal libertada quando um organismo está sob stress. Vários estudos demonstraram que o cortisol desempenha um papel vital inibindo as quinases extracelulares reguladas por sinal, necessárias para a progressão da prófase meiótica, essenciais para o início de eventos iniciais de maturação do ovócito de maturação meiótica (retomada da meiose), ovulação e posterior desenvolvimento embrionário. No presente estudo, para avaliar o efeito do cortisol na maturação dos ovócitos bovinos e desenvolvimento embrionário, foram recolhidos um total de 1439 óculos de vacas e novilhas púberes, abatidas em matadouros e maturados in vitro durante 24 horas com diferentes concentrações de cortisol (0 (controlo); 50 μM; 150 μM; 250 μM). Posteriormente, 412 oócitos foram desnudados, corados com aceto-orceína, sendo avaliado o desenvolvimento meiótico. Os outros 1027 foram submetidos à fecundação in vitro (FIV) e cultivados durante 9 dias, sendo avaliados nos dias 2, 6 e 9, para clivagem, mórula e blastocisto, respetivamente. No controlo, 85% dos oócitos atingiram a metáfase II, diminuindo para 49, 32 e 15% para a concentração do cortisol (50, 150 e 250 μM, respetivamente). Para os embriões obtidos a partir dos oócitos submetidos à FIV, no grupo controlo, 28,3 ± 4,8% atingiram o estágio do blastocisto, enquanto que para as concentrações de cortisol esse valor diminuiu para 22,1 ± 5,4%, 15,4 ± 6,0% e 6,5 ± 2,1 % para 50, 150 e 250 μM de cortisol, respetivamente). Os resultados do presente estudo demonstraram claramente que o stress do animal e particularmente altas concentrações de cortisol prejudicam a maturação nuclear bovina, bem como o desenvolvimento embrionário posterior após a FIV.ABSTRACT: Oocyte meiotic maturation and further embryonic development after fertilization is the important physiological requirements for species survival. Herein, the aim of the study was to evaluate the effects of the stressful hormone, cortisol, on the nuclear maturation and embryo development of bovine oocytes after in vitro fertilization (IVF). This hormone (C₂₁H₃₀O₅) is a corticosteroid of the steroid family, produced by the upper part of the adrenal gland released when an organism is stressed. Therefore, several studies demonstrated that cortisol plays a vital role inhibiting the extracellular signal-regulated kinases, necessary for meiotic prophase progression, essential for onset of early events of meiotic maturation oocyte maturation (resumption of meiosis), ovulation and further embryo development. In the present study, to evaluate the effect of cortisol on bovine oocyte maturation and further embryonic development, a total of 1439 immature oocytes were collected from slaughtered cows and matured in vitro for 24 hours with different concentrations of cortisol (0 (control); 50 μM; 150 μM; 250 μM). Afterwards, 412 oocytes were denuded, dyed with aceto-orcein and evaluated for meiotic development. The other 1027 were submitted to IVF and cultured for 9 days, being evaluated on day 2, 6 and 9, for cleavage, morula and blastocyst, respectively. In the control, 85 % of oocytes reached Metaphase II, decreasing to 49, 32 and 15 % for the concentration of the cortisol (50, 150, and 250 μM, respectively). For the embryos, obtained from the oocytes submitted to IVF, in the control group, 28.3 ± 4.8% reached the stage of blastocyst, while for the concentrations of cortisol this value decreased to 22.1 ± 5.4%, 15.4 ± 6.0% and 6.5 ± 2.1% for 50, 150 and 250 μM of cortisol, respectively). Results of the present study clearly demonstrated that animal’s stress and particularly high concentrations of cortisol impair bovine nuclear maturation as well as the further embryonic development after IVF

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Repositório da Universidade dos Açores

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