Репродуктивная функция жеребцов чистокровной арабской породы в зависимости от элементного статуса, оцененного по составу волоса из гривы
Автор: Багиров В.А., Калашников В.В., Зайцев А.М., Атрощенко М.М., Мирошников С.А., Завьялов О.А., Фролов А.Н.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Репродуктивные технологии
Статья в выпуске: 6 т.52, 2017 года.
Бесплатный доступ
В современном животноводстве наряду с совершенствованием репродуктивных технологий все более актуальным становится восстановление естественной фертильности животных, в особенности племенных производителей. Известно, что репродуктивная функция - одна из наиболее чувствительных к воздействию условий окружающей среды. Важную группу экофизиологических факторов, определяющих морфофункциональные характеристики репродуктивной системы, составляют химические элементы. Среди элементов, влияющих на качественные характеристики спермы, можно выделить жизненно важные макроэлементы (Na, K, Ca, Mg и др.), микроэлементы (Zn, Cu, Mn, Co, Se), а также токсичные элементы (Pb, Cd, Hg и др.), содержание которых даже в небольшом количестве очень вредно и опасно. В настоящем исследовании, выполненном на жеребцах чистокровной арабской породы ( n = 50), разводимых в условиях одной биогеохимической провинции (Терский племенной конный завод ¹ 169, Ставропольский край, 2016-2017 годы), элементный статус оценивали по содержанию химических элементов в волосе из гривы. Биоматериалом также служила свежая и криоконсервированная сперма. Животные были распределены на группы в зависимости от количества отдельных элементов в волосах: до 25-го процентиля, в границах интервала 25-75-й процентиль, выше 75-го процентиля. Элементный состав волос определяли по 25 химическим элементам (Al, As, B, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Hg, Sr, V, Zn) методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии. Эякуляты оценивали по объему, концентрации, общему числу сперматозоидов и количеству сперматозоидов с прогрессивной подвижностью, выживаемости. Достоверность различий проверяли при помощи U-критерия Манна-Уитни. Увеличение среднестатистических значений содержания в волосах стронция до 4,19±0,12, селена - до 0,559±0,015, бора - до 21,55±1,14 мкг/г оказалось сопряжено со снижением объема фильтрата, количества и активности сперматозоидов. Активность и выживаемость сперматозоидов после оттаивания находилась в обратной зависимости от размера обменного пула свинца и олова в организме жеребцов. При увеличении количества этих элементов в волосе до 0,806±0,206 и 0,051±0,008 мкг/г активность сперматозоидов после оттаивания снижалась на 3,8-7,7 %, выживаемость - на 26,4-29,5 %. Наибольшей активностью сперматозоидов характеризовались животные с низким (менее 25-го процентиля) содержанием в волосах меди, кремния и ванадия. Показатель выживаемости свежей спермы находился под влиянием количества ванадия и характеризовался наибольшей величиной в группах животных с низким содержанием этого элемента в волосе. Таким образом, элементный анализ волос из гривы жеребцов позволяет прогнозировать их воспроизводительную способность и своевременно профилактировать ее снижение.
Лошадь, жеребец, арабская чистокровная порода, элементный статус, репродуктивная функция, качество спермы
Короткий адрес: https://sciup.org/142214097
IDR: 142214097 | DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1184rus
Список литературы Репродуктивная функция жеребцов чистокровной арабской породы в зависимости от элементного статуса, оцененного по составу волоса из гривы
- Нотова С.В., Мирошников С.А., Болодурина И.П., Дидикина Е.В. Необходимость учета региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека. Вестник Оренбургского государственного университета, 2006, 52: 59-63.
- Bertelsmann H., Keppler S., Höltershinken M., Bollwein H., Behne D., Alber D., Bukalis G., Kyriakopoulos A., Sieme H. Selenium in blood, semen, seminal plasma and spermatozoa of stallions and its relationship to sperm quality. Reprod. Fert. Develop., 2010, 22(5): 886-891 ( ) DOI: 10.1071/RD10032
- Nenkova G., Petrov L., Alexandrova A. Role of trace elements for oxidative status and quality of human sperm. Balkan. Med. J., 2017, 34(4): 343-348 ( ) DOI: 10.4274/balkanmedj.2016.0147
- Hashemi M.M., Behnampour N., Nejabat M., Tabandeh A., Ghazi-Moghaddam B., Joshaghani H.R. Impact of seminal plasma trace elements on human sperm motility parameters. Rom. J. Intern. Med., 2017, 28 ( ) DOI: 10.1515/rjim-2017-0034
- Hoffman D.J., Franson J.C., Pattee O.H., Bunck C.M., Anderson A. Survival, growth and accumulation of ingested lead in nestling american kestrels (Falco sparverius). Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1985, 14: 89-94 ( ) DOI: 10.1007/BF01055766
- Underwood E.J. Trace elements in human and animal nutrition. Academic Press, NY, 1977 (ISBN 0-12-709065-7).
- Fergusson J.E. The heavy elements: chemistry, environmental impacts and health effects. Pergamon Press, Oxford, 1990.
- Massányi P., Trandzik J., Nad P., Koreneková B., Skalisk M., Toman R., Lukac N., Halo M., Strażak P. Concentration of copper, iron, zinc, cadmium, lead, and nickel in bull and ram semen and relation to the occurrence of pathological spermatozoa. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 2004, 39(11-12): 3005-3014.
- Скальный А.В. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция. Микроэлементы в медицине, 2000, 1(1): 2-8.
- Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро-и микроэлементов у человека и животных. СПб, 2008
- Скальная M.Г., Демидов В.А., Скальный A.В. О пределах физиологического (нормального) содержания Ca, Mg, P, Fe, Zn и Cu в волосах человека. Микроэлементы в медицине, 2003, 4(2): 5-10.
- Chojnacka K., Zielińska A., Michalak I., Górecki H. The effect of dietary habits on mineral composition of human scalp hair. Environ. Toxicol. Phar., 2010, 30(2): 188-94 ( ) DOI: 10.1016/j.etap.2010.06.002
- Miroshnikov S.А., Lebedev S.V., Duskaev G.K., Kvan O.V., Sheida E.V., Alijanova I., Rakhmatullin S.G. Value of wool composition in assessing the pool of chemical elements in rabbits and rats. Biology and Medicine (Aligarh), 2015, 7(4): 1-6.
- Ghallab S.M., Shahat A.M., Fadl A.M., Ayoub M.M., Moawad A.R. Impact of supplementation of semen extender with antioxidants on the quality of chilled or cryopreserved Arabian stallion spermatozoa. Cryobiology, 2017, 79: 14-20 ( ) DOI: 10.1016/j.cryobiol.2017.10.001
- Contri A., De Amicis I., Molinari A., Faustini M., Gramenzi A., Robbe D., Carluccio A. Effect of dietary antioxidant supplementation on fresh semen quality in stallion. Theriogenology, 2011, 75(7): 1319-1326 ( ) DOI: 10.1016/j.theriogenology.2010.12.003
- Hamameh S., Gatti J-L. Role of the ionic environment and internal pH on sperm activity. Hum. Reprod., 1998, 13(4): 20-30 ( ) DOI: 10.1093/humrep/13.suppl_4.20
- Chia S.E., Ong C.N., Chua L.H., Ho L.M., Tay S.K. Comparison of zinc concentrations in blood and seminal plasma and the various sperm parameters between fertile and infertile men. J. Androl., 2000, 21: 53-57.
- Massanyi P., Trandzik J., Nad P., Toman R., Skalick M., Kornekov B. Seminal concentrations of trace elements in various animals and their correlations. Asian J. Androl., 2003, 5: 101-104.
- Wong W.Y., Flik G., Groenen P.M., Swinkels D.W., Thomas C.M., Copius-Peereboom J.H., Merkus H.M., Steegers-Theunissen R.P. The impact of calcium, magnesium, zinc, and copper in blood and seminal plasma on semen parameters in men. Reprod. Toxicol., 2001, 15(2): 131-136 ( ) DOI: 10.1016/S0890-6238(01)00113-7
- Cigankova V., Mesaros P., Bires J., Ledecky V., Ciganek J., Tomajkova E. Morphological structure of the testes in stallion at zinc deficiency. Slovak. Vet. J., 1998, 23: 97-100.
- Eskenazi B., Kidd S.A., Marks A.R., Sloter E., Block G., Wyrobek A.J. Antioxidant intake is associated with semen quality in healthy men. Hum. Reprod., 2005, 20: 1006-1012 ( ) DOI: 10.1093/humrep/deh725
- Chvapil M. New aspects in biological role of zinc. A stabilizer of macromolecules and biological membrane. Life Sci., 1973, 13: 1041-1049.
- Kvist U. Sperm nuclear chromatin decondensation ability. An in vitro study on ejaculated human spermatozoa. Acta Physiol. Scand., 1980, 486: 1-24.
- Riffo M., Leiva S., Astudillo J. Effect of zinc on human sperm motility and acrosome reaction. International Journal of Andrology, 1992, 15: 229-237 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2605.1992.tb01343.x
- Korkmaz M., Yenigün M., Bakırdere S., Ataman O.Y., Keskin S., Müezzinoğlu T., Lekili M. Effects of chronic boron exposure on semen profile. Biol. Trace Elem. Res., 2011, 143(2): 738-750 ( ) DOI: 10.1007/s12011-010-8928-2
- Cibelli J.B., Kiessling A.A., Cunniff K., Richards C., Lanza R.P., West M.D. Somatic cell nuclear transfer in humans: Pronuclear and early embryonic development. e-biomed: The Journal of Regenerative Medicine, 2001, 2(5): 25-31 ( ) DOI: 10.1089/152489001753262168
- Lin H., Lei J., Wininger D., Nguyen M.T., Khanna R., Hartmann C., Yan W.L., Huang S.C. Multilineage potential of homozygous Stem Cells derived from metaphase II oocytes. Stem Cells, 2003, 21: 152-161 ( ) DOI: 10.1634/stemcells.21-2-152
- Paffoni A., Brevini T.A., Somigliana E., Restelli L., Gandolfi F., Ragni G. In vitro development of human oocytes after parthenogenetic activation or intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 2007, 87: 77-82 ( ) DOI: 10.1016/j.fertnstert.2006.05.063
- Benoff S., Centola G.M., Millan C., Napolitano B., Marmar J.L., Hurley I.R. Increased seminal plasma lead levels adversely affect the fertility potential of sperm in IVF. Hum. Reprod., 2003, 18: 374-383 ( ) DOI: 10.1093/humrep/deg020
- Huang Y.L., Tseng W.S., Cheng S.Y., Lin T.H. Trace elements and lipid peroxidation in human seminal plasma. Biol. Trace Elem. Res., 2000, 76: 207-215 ( ) DOI: 10.1385/BTER:76:3:207
- Skandhan K.P. Review on copper in male reproduction and contraception. Rev. Fr. Gynecol. Obstet., 1992, 87: 594-598.
- Abdul Rasheed O.F. Association between seminal plasma copper and magnesium levels with oxidative stress in Iraqi infertile men. Oman Med. J., 2010, 25: 168-172 ( ) DOI: 10.5001/omj.2010.51
- Agarwal A., Sekhon L.H. Oxidative stress and antioxidants for idiopathic oligoasthenoteratospermia: is it justified? Indian J. Urol., 2011, 27: 74-85 ( ) DOI: 10.4103/0970-1591.78437
- López A., Rijsselaere T., Van Soom A., Leroy J.L., De Clercq J.B., Bols P.E., Maes D. Effect of organic selenium in the diet on sperm quality of boars. Reprod. Domest. Anim., 2010, 45(6): e297-e305 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0531.2009.01560.x
- Lovercamp K.W., Stewart K.R., Lin X., Flowers W.L. Effect of dietary selenium on boar sperm quality. Anim. Reprod. Sci., 2013, 138: 268-275 ( ) DOI: 10.1016/j.anireprosci.2013.02.016
- Kirchhoff K.T., Failing K., Goericke-Pesch S. Effect of dietary vitamin E and selenium supplementation on semen quality in Cairn Terriers with normospermia. Reprod. Domest. Anim., 2017, 52(6): 945-952 ( ) DOI: 10.1111/rda.13000
- Pant N., Upadhyay G., Pandey S., Mathur N., Saxena D K., Srivastava S.P. Lead and cadmium concentration in the seminal plasma of men in the general population: correlation with sperm quality. Reprod. Toxicol., 2003, 17: 447-450 ( ) DOI: 10.1016/S0890-6238(03)00036-4
- Battersby S., Chandler J.A., Morton M.S. Toxicity and uptake of heavy metals by human spermatozoa. Fertil. Steril., 1982, 37: 230-235.
- Taha E.A., Sayed S.K., Ghandour N.M., Mahran A.M., Saleh M.A., Amin M.M., Shamloul R. Correlation between seminal lead and cadmium and seminal parameters in idiopathic oligoasthenozoospermic males. Cent. European J. Urol., 2013, 66(1): 84-92 ( ) DOI: 10.5173/ceju.2013.01.art28