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Efeito da suplementação com astaxantina na qualidade oocitária e desenvolvimento in vitro de embriões de vacas holandesas durante o verão

Lactating cows in Brazil are frequently exposed to high temperatures, especially during the summer. Subjected to the effects of heat stress, they develop reproductive problems like impaired follicular growth, negatively impacting oocyte quality. This is particularly relevant for high-yielding Holste...

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Autor principal:	Costa, Rafael Arcenio da
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Carotenóides Vacas Bezerros Carotenoids Cows Calves CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA::NUTRICAO E ALIMENTACAO ANIMAL Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25420
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id	riut-1-25420
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spelling	riut-1-254202021-06-30T06:04:14Z Efeito da suplementação com astaxantina na qualidade oocitária e desenvolvimento in vitro de embriões de vacas holandesas durante o verão Effect of astaxanthin supplementation on oocyte quality and in vitro embryo development of holstein cows during the summer Costa, Rafael Arcenio da Barros, Flavia Regina Oliveira de https://orcid.org/0000-0003-0011-7631 http://lattes.cnpq.br/5232976682216683 Skonieski, Fernando Reimann https://orcid.org/0000-0002-6493-1141 http://lattes.cnpq.br/7160974082365336 Barros, Flavia Regina Oliveira de https://orcid.org/0000-0003-0011-7631 http://lattes.cnpq.br/5232976682216683 Gimenes, Lindsay Unno https://orcid.org/0000-0002-7644-675X http://lattes.cnpq.br/9472065929531215 Moura, Marcelo Tigre https://orcid.org/0000-0003-3808-6607 http://lattes.cnpq.br/0480082638852833 Carotenóides Vacas Bezerros Carotenoids Cows Calves CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA::NUTRICAO E ALIMENTACAO ANIMAL Engenharia/Tecnologia/Gestão Lactating cows in Brazil are frequently exposed to high temperatures, especially during the summer. Subjected to the effects of heat stress, they develop reproductive problems like impaired follicular growth, negatively impacting oocyte quality. This is particularly relevant for high-yielding Holstein cows. In this manner, this study aimed to examine the effect of daily supplementation of milk cows with astaxanthin on oocyte quality and in vitro embryo developmental potential. Lactating Holstein cows (n = 45; ± 550 kg of body weight) from a Compost Barn in the Southwest region of Paraná - Brazil were treated with astaxanthin (0, 0.25 or 0.50 mg kg-1 day-1 for control, low astaxanthin or high astaxanthin group, respectively) for 75 days. Upon the end of the supplementation period, three OPU with a 15-day interval were conducted for oocyte quality analysis in all females. All oocytes were then subjected to in vitro fertilization to assess their developmental potential. Data were tested for normality of residues (Shapiro-Wilk test) and homogeneity of variances (F max test), and square roottransformed when premises for ANOVA were not met. One-way ANOVA (embryo development data; effect of astaxanthin) or two-way repeated-measures ANOVA (oocyte quality, effect of astaxanthin, time, and interaction) followed by Tukey’s multiple comparisons test were performed using GraphPad Prism vs.7.0 (GraphPad Inc.). Although elevated temperatures were observed during all summer, mainly on afternoons with the maximum temperature of 29 ºC detected in the compost barn, skin and rectal temperatures, heart, and respiratory rates were not significantly affected. Nevertheless, a clear effect of the season was observed on in vitro embryo production when oocytes were aspirated from control females at different times of the year. A lower blastocyst rate was obtained during the summer (p=0.0399). A higher total oocyte recovery rate was obtained when cows supplemented with 0.50 mg kg-1 day-1 astaxanthin (p<0.05) were aspirated compared to control (p=0.0395) and 0.25 mg kg1 day-1 astaxanthin (p=0.0279) groups. However, such effect was only detected on the very first OPU, diminishing with time after astaxanthin supplementation ended. Moreover, a higher dose of astaxanthin allowed the collection of more morphologically viable oocytes when compared to the low astaxanthin group (p=0.0452). Finally, cleavage (D3) and blastocyst (D7) rates were not affected by astaxanthin supplementation. The same was observed for development and hatching rates. In conclusion, although the supplementation of lactating Holstein cows with astaxanthin for 75 days in the summer can improve the total and viable oocyte recovery rates, it could not bring the embryo production rates closer to the higher rates observed in the winter. Therefore, further studies associating animal handling, confinement systems, environment management, and the use of the antioxidant astaxanthin are needed to contribute to the improvement of reproductive success rates in dairy cows in the summer. No Brasil, fêmeas bovinas em lactação são frequentemente expostas à altas temperaturas, principalmente durante o verão, ficando sujeitas aos efeitos do estresse térmico, elas desenvolvem problemas relacionados à reprodução como comprometimento do desenvolvimento folicular que impacta negativamente a qualidade oocitária, observado foi em vacas de alta produção da raça holandesa. Desta forma, objetivo é examinar o efeito da suplementação de vacas leiteiras com o antioxidante astaxantina sobre a qualidade oocitária e desenvolvimento embrionário in vitro. Vacas holandesas em lactação (n = 45; ± 550 kg de peso vivo) de uma fazenda com sistema de confinamento do tipo Compost Barn, localizada na região Sudoeste do Paraná – Brasil, receberam astaxantina (0, 0,25 ou 0,50 mg kg-1 dia-1 para animais dos grupos controle, baixa astaxantina ou alta astaxantina, respectivamente) por 75 dias. Ao final da suplementação, todos os animais foram submetidos a três sessões de OPU realizadas com intervalos de 15 dias. Todos os oócitos recuperados foram avaliados quanto morfologia, classificados e submetidos à fertilização in vitro para avaliação do desenvolvimento embrionário. A distribuição normal dos dados foi verificada (teste Shapiro-Wilk) assim como a homogeneidade das variâncias (teste F max). Quando as premissas para ANOVA não foram atendidas, os dados foram transformados pela função raiz quadrada e ANOVA de uma via (avaliação do desenvolvimento embrionário in vitro; efeito de astaxantina) ou duas vias com mensurações repetidas no tempo (qualidade oocitária; efeito de astaxantina, tempo e interação) seguidas de teste de comparação múltipla de Tukey foram realizadas pelo programa GraphPad Prism vs.7.0 (GraphPad Inc.). Embora tenham sido observadas temperaturas elevadas durante todo o verão, principalmente no período da tarde com temperatura máxima de 29 ºC detectada no ambiente no qual os animais estavam confinados, as temperaturas cutânea e retal, frequência cardíaca e respiratória não foram afetadas. Observou-se um efeito claro da estação na taxa de produção de embriões a partir de oócitos aspirados de vacas do grupo controle em diferentes épocas do ano, sendo uma pior taxa observada no verão (p=0,0399). Vacas suplementadas com a dose de 0,50 mg kg-1 dia-1 de astaxantina ofereceram uma melhor taxa de recuperação de oócitos totais comparado com grupo controle (p=0,0395) e 0,25 mg kg-1 dia-1 de astaxantina (p=0,0279). Contudo tal efeito somente foi observado na primeira OPU após a suplementação, perdendo-se com o tempo. A suplementação com a maior dose de astaxantina permitiu a coleta de maior número de oócitos viáveis comparado com o grupo controle e o que recebeu a menor dose de astaxantina (p=0,0452). Finalmente, as taxas de clivagem (D3) e blastocisto (D7) não foram afetadas pela suplementação com astaxantina, assim como a taxa de desenvolvimento e eclosão. É possível concluir que, a suplementação com astaxantina em vacas holandesas em lactação por 75 dias no verão melhora a taxa de recuperação de oócitos viáveis sem afetar a produção de embriões in vitro. Assim, mais estudos associando manejo, sistema de confinamento e ambiência e suplementação com o antioxidante astaxantina são necessários para contribuir com a melhora do sucesso reprodutivo na bovinocultura leiteira nas estações mais quentes. 2021-06-29T19:33:38Z 2021-06-29T19:33:38Z 2021-03-26 masterThesis COSTA, Rafael Arcenio da. Efeito da suplementação com astaxantina na qualidade oocitária e desenvolvimento in vitro de embriões de vacas holandesas durante o verão. 2021. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25420 por openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.pt_BR application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Dois Vizinhos Brasil Programa de Pós-Graduação em Zootecnia UTFPR
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description	Lactating cows in Brazil are frequently exposed to high temperatures, especially during the summer. Subjected to the effects of heat stress, they develop reproductive problems like impaired follicular growth, negatively impacting oocyte quality. This is particularly relevant for high-yielding Holstein cows. In this manner, this study aimed to examine the effect of daily supplementation of milk cows with astaxanthin on oocyte quality and in vitro embryo developmental potential. Lactating Holstein cows (n = 45; ± 550 kg of body weight) from a Compost Barn in the Southwest region of Paraná - Brazil were treated with astaxanthin (0, 0.25 or 0.50 mg kg-1 day-1 for control, low astaxanthin or high astaxanthin group, respectively) for 75 days. Upon the end of the supplementation period, three OPU with a 15-day interval were conducted for oocyte quality analysis in all females. All oocytes were then subjected to in vitro fertilization to assess their developmental potential. Data were tested for normality of residues (Shapiro-Wilk test) and homogeneity of variances (F max test), and square roottransformed when premises for ANOVA were not met. One-way ANOVA (embryo development data; effect of astaxanthin) or two-way repeated-measures ANOVA (oocyte quality, effect of astaxanthin, time, and interaction) followed by Tukey’s multiple comparisons test were performed using GraphPad Prism vs.7.0 (GraphPad Inc.). Although elevated temperatures were observed during all summer, mainly on afternoons with the maximum temperature of 29 ºC detected in the compost barn, skin and rectal temperatures, heart, and respiratory rates were not significantly affected. Nevertheless, a clear effect of the season was observed on in vitro embryo production when oocytes were aspirated from control females at different times of the year. A lower blastocyst rate was obtained during the summer (p=0.0399). A higher total oocyte recovery rate was obtained when cows supplemented with 0.50 mg kg-1 day-1 astaxanthin (p<0.05) were aspirated compared to control (p=0.0395) and 0.25 mg kg1 day-1 astaxanthin (p=0.0279) groups. However, such effect was only detected on the very first OPU, diminishing with time after astaxanthin supplementation ended. Moreover, a higher dose of astaxanthin allowed the collection of more morphologically viable oocytes when compared to the low astaxanthin group (p=0.0452). Finally, cleavage (D3) and blastocyst (D7) rates were not affected by astaxanthin supplementation. The same was observed for development and hatching rates. In conclusion, although the supplementation of lactating Holstein cows with astaxanthin for 75 days in the summer can improve the total and viable oocyte recovery rates, it could not bring the embryo production rates closer to the higher rates observed in the winter. Therefore, further studies associating animal handling, confinement systems, environment management, and the use of the antioxidant astaxanthin are needed to contribute to the improvement of reproductive success rates in dairy cows in the summer.
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