اثرات آنتی‌اکسیدانی عصاره الکلی مرزنجوش بر روی پارامترهای کنتیکی، میکروسکوپیکی و اکسیداتیوی اسپرم‌های گاو نر هلشتاین

Subject Areas : Camel

ح. دقیق کیا ¹ , ر. فرهادی ² , ا. اشرفی ³ , م. مهدی‌پور ⁴

1 - Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 - Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 - Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
4 - Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran

Received: 2016-06-08 Accepted : 2016-08-31 Published : 2016-12-01

Keywords: آنتی اکسیدان, مرزنجوش, اسپرم گاو نر, حفاظت انجمادی,

Abstract :

گیاه مرزنجوش دارای سطوح بالایی از ترکیبات فنولی نظیر اسید گالیک و فنل­هایی نظیر اسید رزمارینیک و کوئرسیتین است. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرات عصاره مرزنجوش به عنوان آنتی­اکسیدان طبیعی، بر روی کیفیت منی منجمد-یخ­گشایی شده گاو نر هلشتاین بود. اسپرم­گیری دو بار در هفته، به مدت دو ماه و از سه گاو نر هلشتاین (6-5 ساله با میانگین وزنی 800 کیلوگرم) انجام گرفت. عصاره اتانولی مرزنجوش در مقادیر 20، 16، 12، 8، 4، 2 میلی­لیتر در دسی­لیتر رقیق­کننده به­رقیق کننده بر پایه سیترات-زرده تخم مرغ افزوده شد. بعد از یخ­گشایی نمونه­های منی، پارامترهای تحرکی اسپرم، زنده­مانی و یکپارچگی غشاء به ترتیب توسط سیستم کاسا، رنگ آمیزی ائوزین-نیگروزین و تست التهاب هیپواسمتیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین مقادیر مالون دی آلدهاید و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز اندازه­گیری شدند. نتایج بیانگر بالا بودن درصد تحرک (98/7±34/72) در نمونه دریافت کننده 4 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش بود (05/0>P). افزودن 2 و 4 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش باعث بهبود معنی­دار میزان تحرک، یکپارچگی غشاء پلاسمایی اسپرم­ها بعد از فرآیند انجماد-یخ­گشایی نسبت به گروه شاهد شد. افزودن 4 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش باعث کاهش غلظت مالون دی آلدهاید نسبت به گروه شاهد شد (05/0>P). میزان فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز در نمونه­های دریافت کننده 8 و 4 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش به طور معنی­داری افزایش یافت (به ترتیب 18/0±86/1 و 28/0±92/1 واحد بر میلی­گرم پروتئین؛ 13/0±54/4 و 28/0±28/4 واحد بر میلی­گرم پروتئین) (05/0>P). میزان فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز به طور معنی­داری در نمونه­های دریافت کننده 4 و 8 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش افزایش یافت (05/0>P). به طور کلی، افزودن 2 و 4 میلی­لیتر در دسی­لیتر عصاره مرزنجوش به رقیق­کننده منی باعث بهبود کیفیت منی بعد از انجماد-یخ­گشایی ­شد که ممکن است به دلیل افزایش فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی و کاهش پراکسیداسیون لیپیدی باشد.

References:

Aebi H. (1984). Catalase in vitro. Method. Enzymol. 105, 121-126.

Aitken R.J., Fisher H.M., Fulton N., Gomez E., Knox W., Lewis B. and Irvine S. (1997). Reactive oxygen species generation by human spermatozoa is induced by exogenous NADPH and inhibited by the flavoprotein inhibitors diphenylene iodonium and quinacrine. Mol. Reprod. Dev. 47, 468-482.

Alvarez J.G. and Storey B.T. (1992). Evidence for increased lipid peroxidative damage and loss of superoxide dismutase activity as a mode of sublethal cryodamage to human sperm during cryopreservation. J. Anthol. 13, 232-241.

Amini M.R., Kohram H., Zare-Shahaneh A., Zhandi M., Sharideh H. and Nabi M.M. (2015). The effects of different levels of catalase and superoxide dismutase in modified Beltsville extender on rooster post-thawed sperm quality. Cryobiology. 70, 226-232.

Armstrong J.S., Rajasekaran M., Chamulitrat W., Gatti P., Hellstrom W.J. and SikkaS.C. (1999). Characterization of reactive oxygen species induced effects on human spermatozoa movement and energy metabolism. Free Radic. Biol. Med. 26, 869-880.

Arora A., Byrem T.M., Nair M.G. and Strasburg G.M. (2000). Modulation of liposomal membrane fluidity by flavonoids and isoflavonoids. Arch. Biochem. Biophys. 373, 102-109.

AshrafiI., Kohram H. and Ardabili F.F. (2013). Anti-oxidative effects of melatonin on kinetics, microscopic and oxidative parameters of cryopreserved bull spermatozoa. Anim. Reprod. Sci. 139, 25-30.

AshrafiI., Kohram H., Naijian H., Bahreini M. and Mirzakhani H. (2011). Effect of controlled and uncontrolled cooling rate on motility parameters of cryopreserved ram spermatozoa. Afican J. Biol. 10, 8965-8969.

Aurich J., Schönherr U., Hoppe H. and Aurich C. (1997). Effects of antioxidants on motility and membrane integrity of chilled-stored stallion semen. Theriogenology. 48, 185-192.

Barbas J.P. and Mascarenhas R.D. (2009). Cryopreservation of domestic animal sperm cells. Cell. Tissue. Bank. 10, 49-62.

Bilodeau J.F., Blanchette S., Gagnon C. and Sirard M.A. (2001). Thiols prevent H₂O 2-mediated loss of sperm motility in cryopreserved bull semen. Theriogenology. 56, 275-286.

Bilodeau J.F., Chatterjee S., Sirard M.A. and Gagnon C. (2000). Levels of antioxidant defenses are decreased in bovine spermatozoa after a cycle of freezing and thawing. Mol. Reprod. Dev. 55, 282-288.

Blokhina O., Virolainen E. and Fagerstedt K.V. (2003). Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Ann. Bot. 91, 179-194.

Buyukleblebici S., Tuncer P.B., Bucak M.N., Tasdemir U., Eken A., Buyukleblebici O., Durmaz E., Sariozkan S. and Endirlik B.U. (2014). Comparing ethylene glycol with glycerol and with or without dithiothreitol and sucrose for cryopreservation of bull semen in egg-yolk containing extenders. Cryobiology. 69, 74-78.

Cervato G., Carabelli M., Gervasio S., Cittera A., Cazzola R. and Cestaro B. (2000). Antioxidant properties of oregano (Origanum vulgare) leaf extracts. J. Food Biochem. 24, 453-465.

Cocchia N., Pasolini M., Mancini R., Petrazzuolo O., Cristofaro I., Rosapane I., Sica A., Tortora G., Lorizio R. and Paraggio G. (2011). Effect of sod (superoxide dismutase) protein supplementation in semen extenders on motility, viability, acrosome status and ERK (extracellular signal-regulated kinase) protein phosphorylation of chilled stallion spermatozoa. Theriogenology. 75, 1201-1210.

Daghigh-Kia H., Olfati-Karaji R., Hoseinkhani A. and AshrafiI. (2014). Effect of rosemary (Rosmarinus officinalis) extracts and glutathione antioxidants on bull semen quality after cryopreservation. Spanish J. Agric. Res. 12, 98-105.

Dehghan G., Shafiee A., Ghahremani M.H., Ardestani S.K. and Abdollahi M. (2007). Antioxidant potential of various extracts from Ferula szovitsiana. in relation to their phenolic content. Pharm. Biol. 45, 691-699.

Guthrie H. and Welch G. (2012). Effects of reactive oxygen species on sperm function. Theriogenology. 78, 1700-1708.

Heo H.J., Cho H.Y., Hong B., Kim H.K., Heo T.R., Kim E.K., Kim S.K., Kim C.J. and Shin D.H. (2002). Ursolic acid of Origanum majorana reduces amyloid beta-induced oxidative injury. Mol. cells. 13, 5-11.

Holt W. (1996). Alternative strategies for the long-term preservation of spermatozoa. Reprod. Fertil. Dev. 9, 309-319.

Isachenko E., Isachenko V., Katkov I.I., Dessole S. and Nawroth F. (2003). Vitrification of mammalian spermatozoa in the absence of cryoprotectants: from past practical difficulties to present success. Reprod. Biomed. Online. 6, 191-200.

Kikuzaki H. and Nakatani N. (1989). Structure of a new anti-oxidative phenolic acid from oregano (Origanum vulgare). Agric. Biol. Chem. 53, 519-524.

Kulišić T., Kriško A., Dragović-Uzelac V., Miloš M. and Pifat G. (2007). The effects of essential oils and aqueous tea infusions of oregano (Origanum vulgare), thyme (Thymus vulgaris) and wild thyme (Thymus serpyllum) on the copper-induced oxidation of human low-density lipoproteins. Int. J. Food Sci. Nutr. 58, 87-93.

Lasso J.L., Noiles E.E., Alvarez J.G. and Storey B.T. (1994). Mechanism of superoxide dismutase loss from human sperm cells during cryopreservation. J. Androl. 15, 255-255.

Mahmood S.A. and Ijaz A. (2006). Effect of cold shock on frozen-thawed spermatozoa of buffalo and cow. Pp. 701-708 in Proc. 5^th Asian Buffalo. Congr. Naning, China.

Malo C., Gil L., Cano R., Martínez F. and Galé I. (2011). Antioxidant effect of rosemary (Rosmarinus officinalis) on boar epididymal spermatozoa during cryopreservation. Theriogenology. 75, 1735-1741.

Malo C., Gil L., Gonzalez N., Martinez F., Cano R., De Blas I. and Espinosa E. (2010). Anti-oxidant supplementation improves boar sperm characteristics and fertility after cryopreservation: comparison between cysteine and rosemary (Rosmarinus officinalis). Cryobiology. 61, 142-147.

Matsuura H., Chiji H., Asakawa C., Amano M., Yoshihara T. and Mizutani J. (2003). DPPH radical scavengers from dried leaves of oregano (Origanum vulgare). Biosci. Biotechnol. Biochem. 67, 2311-2316.

Michalak A. (2006). Phenolic compounds and their antioxidant activity in plants growing under heavy metal stress. Polish J. Environ. Stud. 15, 523-601.

Najafi A., Daghigh Kia H., Mohammadi H., Najafi M.H., Zanganeh Z., Sharafi M., Martinez-Pastor F. and Adeldust H. (2014). Different concentrations of cysteamine and ergothioneine improve microscopic and oxidative parameters in ram semen frozen with a soybean lecithin extender. Cryobiology. 69, 68-73.

Osawa T. (1994). Novel natural antioxidants for utilization in food and biological systems. Pp. 241-251 in Postharvest Biochemistry of Plant Food Materials in the Tropics. I. Uritani, V.V. Garcia and E.M. Mendoza, Eds. Tokyo, Japan.

Placer Z.A., Cushman L.L. and Johnson B.C. (1966). Estimation of product of lipid peroxidation (malonyl dialdehyde) in biochemical systems. Anal. Biochem. 16, 359-364.

Purdy P. (2006). A review on goat sperm cryopreservation. Small Rumin. Res. 63, 215-225.

Revell S. and Mrode R. (1994). An osmotic resistance test for bovine semen. Anim. Reprod. Sci. 36, 77-86.

Roca J., Gil M.A., Hernandez M., ParrillaI., Vazquez J.M. and Martinez E.A. (2004). Survival and fertility of boar spermatozoa after freeze thawing in extender supplemented with butylated hydroxytoluene. J. Androl. 25, 397-405.

Sanocka D. and Kurpisz M. (2004). Reactive oxygen species and sperm cells. Reprod. Biol. Endocrinol. 2, 1-7.

Sariozkan S., Bucak M.N., Tuncer P.B., Buyukleblebici S., Eken A. and Akay C. (2015). Influence of fetuin and hyaluronan on the post-thaw quality and fertilizing ability of Holstein bull semen. Cryobiology. 71, 119-124.

SAS Institute. (2001). SAS^®/STAT Software, Release 9.1. SAS Institute, Inc., Cary, NC. USA.

SikkaS.C. (1996). Oxidative stress and role of antioxidants in normal and abnormal sperm function. Front. Biosci. 1, 78-86.‎

Ukeda H., Maeda S., Ishii T. and Sawamura M. (1997). Spectrophotometric assay for superoxide dismutase based on tetrazolium salt 3′-{1-[(phenylamino)-carbonyl]-3, 4-tetrazolium}-bis (4-methoxy-6-nitro) benzenesulfonic acid hydrate reduction by xanthine-xanthine oxidase. Anal. Biochem. 251, 206-209.

Vekiari S., Oreopoulou V., Tzia C. and Thomopoulos C. (1993). Oregano flavonoids as lipid antioxidants. J. Am. Oil Chem. Soc. 70, 483-487.

Wang Y., Sharma R. and Agarwal A. (1997). Effect of cryopreservation and sperm concentration on lipid peroxidation in human semen. Urology. 50, 409-413.

Wishart G. (1982). Maintenance of ATP concentrations in and of fertilizing ability of fowl and turkey spermatozoa in vitro. J. Reprod. Fertil. 66, 457-462.

Yanishlieva N.V. and Marinova E.M. (1996). Anti-oxidative effectiveness of some natural antioxidants in sunflower oil. Z. Lebensm. Unters. For. 203, 220-223.

Zanganeh Z., Zhandi M., Zare-Shahneh A., Najafi A., Nabi M.M. and Mohammadi-Sangcheshmeh A. (2013). Does rosemary aqueous extract improve buck semen cryopreservation? Small Rumin. Res. 114, 120-125.

Zhao H.W., Li Q.W., Ning G.Z., Han Z.S., Jiang Z.L. and Duan Y.F. (2009). Rhodiola sacra aqueous extract (RSAE) improves biochemical and sperm characteristics in cryopreserved boar semen. Theriogenology. 71, 849-857.

Zini A., Lamirande E. and Gagnon C. (1993). Reactive oxygen species in semen of infertile patients: levels of superoxide dismutase and catalase like activities in seminal plasma and spermatozoa. Int. J. Androl. 16, 183-188.