Краткий обзор современных добавок к разбавителям спермы, применяемых для повышения устойчивости семени баранов к замораживанию
Автор: Озтерклер йИ., Ари У.Ц.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Фундаментальные и практические аспекты: мини-обзоры
Статья в выпуске: 2 т.52, 2017 года.
Бесплатный доступ
К числу наиболее важных причин, по которым искусственное осеменение в овцеводстве распространено не столь широко, как при разведении крупного рогатого скота, относится то, что сперма барана очень чувствительна к повреждениям при замораживании, вследствие чего при цервикальном осеменении в сравнении с лапароскопическим не может быть достигнута оптимальная оплодотворяемость. В течение последних 60 лет проводились многочисленные исследования по поиску идеальной модели для замораживания спермы баранов, тестировались различные методы, прилагались большие усилия. Одно из направлений, которое в последние годы развивается особенно интенсивно, - поиск добавок к разбавителям спермы, используемым при ее криоконсервации, которые способны повысить устойчивость сперматозоидов барана к окислительному стрессу, сопровождающему замораживание и оттаивание. Мы обобщили сведения по этой проблеме, полученные в исследованиях последних 16 лет (2000-2016 годы), рассмотрев прежде всего те добавки, которые демонстрируют лучшие показатели по сравнению с остальными при криоконсервации спермы барана. В качестве потенциальных криопротекторов изучены в основном следующие секретируемые продукты и вещества, а также их синтезируемые аналоги: семенная жидкость и содержащиеся в ней протеины, тиоловые соединения, ферменты антиоксидантной системы, сахара, жирные кислоты и витамины. Однако краткий анализ этих исследований и полученных данных показывает, что необходимо продолжить разработку инновационных технологий, базирующихся на применении новых криозащитных компонентов и их комбинаций в разных дозах, чтобы установить идеальный стандартный протокол для процедуры криоконсервации семени баранов. Далее в производственных испытаниях потребуется подтвердить практическую применимость этих добавок, так как следует убедиться, что результаты научных опытов по введению в среду-разбавитель различных веществ, повышающих устойчивость сперматозоидов барана к образованию кристаллов льда при замораживании, могут быть масштабированы в пределах отрасли. Для этого нужно сравнить количество активных сперматозоидов в спермодозе при применении таких добавок, прогнозируемое на основании лабораторных тестов, с данными по частоте зачатий и ягнениям при искусственном осеменении такой спермой.
Сперма барана, добавки, устойчивость к замораживанию, разбавители
Короткий адрес: https://sciup.org/142214021
IDR: 142214021 | DOI: 10.15389/agrobiology.2017.2.242rus
Список литературы Краткий обзор современных добавок к разбавителям спермы, применяемых для повышения устойчивости семени баранов к замораживанию
- Quinn P.J., White I.G., Cleland K.W. Chemical and ultrastructural changes in ram spermatozoa after washing, cold shock and freezing. J. Reprod. Fertil., 1969, 18: 209-220.
- King M.E., McKelvey W.A.C., Dingwall W.S., Matthews K.P., Gebbie F.E., Mylne M.J.A., StewartRobinson J.J. Lambing rates and litter sizes following intrauterine or cervical insemination of frozen-thawed semen with or without oxytocin administration. Theriogenology, 2004, 62: 1236-1244 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2004.01.009
- Woelders H., Hiemstra S.J. The potential of cryopreservation and reproductive technologies for animal genetic resources conservation strategies. Cryobiology, 2011, 63(3): 316-317 ( ) DOI: 10.1016/j.cryobiol.2011.09.042
- Rodríguez-Martínez H. Sperm biotechnologies in domestic species: state of the art. Anim. Reprod., 2013, 10(3): 268-276.
- Baran A., Ak K., Ileri I.K., Soylu M.K. Effects of adding bull seminal plasma to ram semen extenders on post-thaw spermatozoa motility and morphology. Indian Vet. J., 2004, 81(7): 780-783.
- Marti E., Marti J.I., Muino-Blanco T., Cebrian-Perez J.A. Effect of the cryopreservation process on the activity and immunolocalization of antioxidant enzymes in ram spermatozoa. J. Androl., 2008, 29: 4 ( ) DOI: 10.2164/jandrol.107.003459
- Leahy T., de Graaf S.P. Seminal plasma and its effect on ruminant spermatozoa during processing. Reprod. Domest. Anim., 2012, 47(4): 207-213 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0531.2012.02077.x
- de Graaf S.P., Leahy T., Marti J., Evans G., Maxwell W.M.C. Application of seminal plasma in sex-sorting and sperm cryopreservation. Theriogenology, 2008, 70(8): 1360-1363 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2008.07.012
- Alvarez J.G., Storey B.T. Differential incorporation of fatty acids into and peroxidative loss of fatty acids from phospholipids of human spermatozoa. Mol. Reprod. Dev., 1995, 42(3): 334-346 ( ) DOI: 10.1002/mrd.1080420311
- Arı U.Ç., Öztürkler Y. Oxidative stress during long and short term storage of sperm and usage of antioxidant. Turkiye Klinikleri J. Reprod. Artif. Insemin.-Special Topics, 2015, 1(3): 16-21.
- Öztürkler Y., Yıldız S., Güngör Ö., Pancarcı ŞM., Kaçar C., Arı U.Ç. The effects of L-ergothioneine and L-ascorbic acid on in vitro maturation and embryonic development in sheep oocytes. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2010, 16: 757-763.
- Bansal A.K., Bilaspuri G.S. Impacts of oxidative stress and antioxidants on semen functions. Veterinary Medicine International, 2011, 2011: Article ID 686137 ( ) DOI: 10.4061/2011/686137
- Uysal O., Bucak M.N. Effects of oxidized glutathione, bovine serum albumin, cysteine and lycopene on the quality of frozen-thawed ram semen. Acta Vet. Brno, 2007, 76(3): 383-390 ( ) DOI: 10.2754/avb200776030383
- Bucak M.N., Ateşşahin A., Yüce A. Effect of anti-oxidants and oxidative stress parameters on ram semen after the freeze-thawing process. Small Ruminant Res., 2008, 75: 128-134 ( ) DOI: 10.1016/j.smallrumres.2007.09.002
- Anghel A., Zamfirescu S., Coprean D., Sogorescu E. The effects of cysteine, bovine serum albumin and vitamin E on the qualitative parameters of frozen-thawed ram semen. Annals of the Romanian Society for Cell Biology, 2009, 14(2): 97-103.
- Ari U.Ç., Kulaksiz R., Öztürkler Y. Freezability of Tushin ram semen extended with goat or cow milk based extenders. Reprod. Domest. Anim., 2011, 46(6): 975-979 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0531.2011.01769.x
- Ari U.Ç., Kulaksiz R., Öztürkler Y., Lehimcioğlu N.C., Yıldız S. Effect of N-acetylcysteine (NAC) on post-thaw semen quality of Tushin rams. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2016., 22(6): 883-887.
- Yıldız S., Öztürkler Y., Ari U.Ç., Lehimcioğlu N.C., Atakişi E., Kulaksiz R. The effects of L-ergothioneine, N-acetylcystein and cystein on freezing of ram semen. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2015, 21(1): 81-86.
- Agarwal A., Gupta S., Sharma R.K. Role of oxidative stress in female reproduction. Reprod. Biol. Endocrinol., 2005, 3: 28 ( ) DOI: 10.1186/1477-7827-3-28
- Maia Mda S., Bicudo S.D., Sicherle C.C., Rodello L., Gallego I.C. Lipid peroxidation and generation of hydrogen peroxide infrozen-thawed ram semen cryopreserved in extenders with antioxidants. Anim. Reprod. Sci., 2010, 122(1-2): 118-123 ( ) DOI: 10.1016/j.anireprosci.2010.08.004
- Silva S.V., Soares A.T., Batista A.M., Almeida F.C., Nunes J.F., Peixoto C.A., Guerra M.M. In vitro and in vivo evaluation of ram sperm frozen in tris egg-yolk and supplemented with superoxide dismutase and reduced glutathione. Reprod. Domest. Anim., 2011, 46(5): 874-881 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0531.2011.01758.x
- Ari U.Ç., Kulaksiz R., Yıldız S., Lehimcioğlu N.C., Öztürkler Y. Effects of antioxidants in glutathione redox cycle on freezability of ram semen (Proc. 18th Annual Conference of the ESDAR, Helsinki, Finland, 2014). Abstracts. Reprod. Domest. Anim., 2014, 49(suppl. 3): 54 ( ). Режим доступа: https://www.researchgate.net/publicаtion/278870707_Effect_of_antioxidants_in_glutathione_redox_cycle_on_freezability_of_ram_semen. Дата обращения: 31.03.2017 DOI: 10.1111/rda.12391
- Santiani A., Evangelista S., Sepúlveda N., Risopatrón J., Villegas J., Sánchez R. Addition of superoxide dismutase mimics during cooling process prevents oxidative stress and improves semen quality parameters in frozen/thawed ram spermatozoa. Theriogenology, 2014, 82(6): 884-889 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2014.07.002
- Bucak M.N., Ateşşahin A., Varışlı Ö., Yücel A., Tekin N., Akçay A. The influence of trehalose, taurine, cysteamine and hyaluronan on ram semen Microscopic and oxidative stress parameters after freeze-thawing process. Theriogenology, 2007, 67(5): 1060-1067 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2006.12.004
- Panyaboriban S., Suwimonteerabutr J., Phutikanit N., Swangchan-Uthai T., Tharasanit T., Techakumphu M. Effect of various combinations of sugar supplementation in the extender on frozen-thawed ram semen quality and fertility. Thai. J. Vet. Med., 2015, 45(2): 229-237.
- Najafi A., Najafi M.H., Zanganeh Z., Sharafi M., Martinez-Pastor F., Adeldust H. Cryopreservation of ram semen in extenders containing soybean lecithin as cryoprotectant and hyaluronic acid as antioxidant. Reprod. Domest. Anim., 2014, 49(6): 934-940 ( ) DOI: 10.1111/rda.12405
- Emamverdi M., Zhandi M., Shahneh A.Z., Sharafi M., Akhlaghi A., Motlagh K.M., Dadkhah F., Davachi N.D. Flow cytometric and microscopic evaluation of post-thawed ram semen cryopreserved in chemically defined home-made or commercial extenders. Animal Production Science, 2015, 55(4): 551-558 ( ) DOI: 10.1071/AN13215
- Mata-Campuzano M., Álvarez-Rodríguez M., Álvarez M., Tamayo-Canul J., Anel L., de Paz P., Martínez-Pastor F. Post-thawing quality and incubation resilience of cryopreserved ram spermatozoa are affected by antioxidant supplementation and choice of extender. Theriogenology, 2015, 83(4): 520-528 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2014.10.018
- Üstüner B., Alçay S., Nur Z., Sağirkaya H., Soylu M.K. Effect of egg yolk and soybean lecithin on tris-based extender in post-thaw ram semen quality and in vitro fertility. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2014, 20(3): 393-398 ( ) DOI: 10.9775/kvfd.2013.10248
- Forouzanfar M., Sharafi M., Hosseini S.M., Ostadhosseini S., Hajian M., Hosseini L., Abedi P., Nili N., Rahmani H.R., Nasr-Esfahani M.H. In vitro comparison of egg yolk-based and soybean lecithin-based extenders for cryopreservation of ram semen. Theriogenology, 2010, 73(4): 480-487 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2009.10.005
- Towhidi A., Zeinoaldini S., Ardebili R., Davachi N.D., Nasiri A.H. Combined w-3 fatty acids and a-tocopherol supplementation improved the ovine sperm cryosurvival. Iranian Journal of Biotechnology, 2013, 11(4): 238-243 ( ) DOI: 10.5812/ijb.14469
- Talebiyan R., Amidi F., Samini M., Mirshokraei P., Dehkordi S.H. Effect of met-anandamide on prevention of hyperactivation, cryo-capacitation and acrosome reaction in ram semen cryopreservation. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2015, 21(4): 545-551 ( ) DOI: 10.9775/kvfd.2014.12897
- da Silva E.C.B., Cajueiro J.F. de P., Silva S.V., Guerra M.M.P. Ethylene glycol and acetamide cryoprotectants on in vitro viability of thawed ram spermatozoa. Ciência Rural, 2012, 42(6): 1083-1088 ( ) DOI: 10.1590/S0103-84782012005000027
- Chinoy N.J. Ascorbic acid levels in mammalian tissues and its metabolic significance. Comp. Biochem. Physiol. A. Comp. Physiol., 1972; 42(4): 945-952 ( ) DOI: 10.1016/0300-9629(72)90400-8
- Buettner G.R. The pecking order of free radicals and antioxidants: lipid peroxidation, a-tocopherol, and ascorbate. Arch. Biochem. Biophys., 1993, 300(2): 535-543 ( ) DOI: 10.1006/abbi.1993.1074
- Fraga C.D., Motchnik P.A., Shinegana M.K., Helbock H.J., Jacob R.A., Ames B.N. Ascorbic acid protects against oxidative DNA damage in human sperm. PNAS USA, 1991, 88(24): 11003-11006 ( ) DOI: 10.1073/pnas.88.24.11003
- Yıldız S., Daşkın A. Koç spermasının farklı antioksidan içeren sulandırıcılarla kısa süreli saklanması. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 2004, 10(2): 155-159.
- Hamedani M.A., Tahmasbi A., Naserian A., Ahangari Y.J. Influence of added vitamin С on chilled and frozen-thawed ram sperm cryopreserved in tris extender. International Journal of Biology, Pharmacy and Allied Sciences, 2015, 4(9): 5848-5859
- Hamedani M.A., Tahmasbi A.M., Ahangari Y.J. Effects of vitamin supplementation on the quality of Ovine spermatozoa. Open Veterinary Journal, 2013, 3(2): 140-144.
- Cai J.G., Sun S.Q., Wang L.G., Gu H.J. The effect of adding vitamin B12 in sperm diluter on quality of bull’s straw frozen sperm. J. Liaoning Agricult. Coll., 2004, 6: 10-11.
- Appasamy M., Muttukrishna S., Pizzey A.R., Ozturk O., Groome N.P., Serhal P., Jauniaux E. Relationship between male reproductive hormones, sperm DNA damage and markers of oxidative stress in infertility. Reproductive BioMedicine Online, 2007, 14(2): 159-165 ( ) DOI: 10.1016/S1472-6483(10)60783-3
- Bellanti F., Matteo M., Rollo T., de Rosario F., Greco P., Vendemiale G. Sex hormones modulate circulating antioxidant enzymes: impact of estrogen therapy. Redox Biology, 2013, 19(1): 340-346 ( ) DOI: 10.1016/j.redox.2013.05.003
- Succu S., Berlinguer F., Pasciu V., Satta V., Leoni G.G., Naitana S. Melatonin protects ram spermatozoa from cryopreservation injuries in a dose-dependent manner. Journal of Pineal Research, 2011, 50(3): 310-318 ( ) DOI: 10.1111/j.1600-079X.2010.00843.x
- Das Graças C.P., Lim A. in P.G., Fidelis A.A.G., Cardoso J.R., Blume H., Mondadori R.G. Metil-formamida na criopreservação de sêmen ovino Ciênc. anim. bras., 2013, 14(4): 481-487 ( ) DOI: 10.5216/cab.v14i4.17835
- Motamedi-Mojdehi R., Roostaei-Ali Mehr M., Rajabi-Toustani R. Effect of different levels of glycerol and cholesterol-loaded cyclodextrin on cryosurvival of ram spermatozoa. Reprod. Domest. Anim., 2014, 49(1): 65-70 ( ) DOI: 10.1111/rda.12225
- Gil J., Söderquist L., Rodriguez-Martinez H. Influence of centrifugation and different extenders on post-thaw sperm quality of ram semen. Theriogeneolgy, 2000, 54(1): 93-108 ( ) DOI: 10.1016/S0093-691X(00)00328-9
- Anel L., de Paz P., Álvarez M., Chamorro C.A., Boixo J.C., Manso A., González M., Kaabi M., Anel E. Field and in vitro assay of three methods for freezing ram semen. Theriogenology, 2003, 60(7): 1293-1308 ( ) DOI: 10.1016/S0093-691X(03)00140-7
- Öztürkler Y., Ak K., Ileri I.K. Koç spermasının yoğun gliserollü sulandırıcılarda dondurulması. Istanbul Univ. Vet. Fak. Derg., 1999, 25(2): 399.
- Öztürkler Y., Ak K., Ileri I.K. . Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 1997, 3(1): 73-79.
- Frazão Sobrinho M., Castelo Branco M.A., Sousa A. Júnior, Nascimento I.M.R., Mota L.H.C.M., Carvalho Y.N.T., Ferreira S.B., Costa D.N.M., Moraes F.J. Júnior, Souza J.A.T. Características do sêmen de carneiros Dorper, Santa Inês e sem padrão racial definido, pré e pós-congelação, nos períodos chuvoso e seco. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., 2014, 66(4): 969-976 ( ) DOI: 10.1590/1678-6465