The effects of various concentrations of ginger hydro-alcoholic extract on specific parameters of sperm fertility in rooster
Subject Areas : clinical veterinary sciencesoheil hemmaty 1 , alireza paymard 2 , fatemeh ramezani 3
1 - Graduated of Veterinary Medicine Faculty, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
2 - Graduated of Veterinary Medicine Faculty, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
3 - - Graduated from the Faculty of Culture, Qom, Farhangian University, Qom-Iran.
Keywords: Ginger, Sperm, Antioxidant compounds, Rooster, Fertility,
Abstract :
Medicinal Plants with antioxidant properties can improve the quantitative and qualitative specific indices of sperm fertility and increase hatchability rate in rooster by disturbing the production process of free radicals and neutralizing of oxidative stress. The aim of this study was to investigate the effect of various concentrations of ginger extract Specific parameters of sperm in roster. In this study, hydroalcoholic extracts of knotgrass was prepared in Golpaygani roosters. In this study, hydro-alcoholic extract of ginger plant was prepared at concentrations of 0, 500, 1000 and 2000 mg/L and was added to drinking water of 36 adult male (32 weeks old) Golpaygani cock. After two week, the effect of different concentrations of the extract on the specific indices of sperm fertility (SMI, FSC, PMSCa, PMSCb and MSC) were evaluated and compared. The papenicular staining was also used to specific evaluation of sperm abnormalities. The use of ginger extract significantly improved the sperm fertility indices. The most number of sperm with fast progressive movements (PMSCa), the highest levels of SMI, FSC and MSC indices, the least structural and motility abnormalities was demonstrated in 1000 and 2000 mg extract (P≤0.05). Significant differences were not observed between the two above-mentioned intermediate and high concentrations in some parameters (P> 0.05). There was no significant difference in above indices between medium and high concentrations of extract . In conclusion, ginger , due to the high amounts of antioxidant compounds, significantly increases the sperm indices and also improves the specific parameters of sperm fertility in rooster.
1. Ahmadvand, H.; Amiri, H.; Dalvand, H., Bagheri, S.H. (2013). Various antioxidant properties of essential oil and hydroalcoholic extract of Artemisa persica. Journal of Birjand University of Medical Sciences, 20(2): 68-78.
2. Akhlaghi, A., Ahangari, Y.J., Navidshad, B., Pirsaraei, Z.A., Zhandi, M., Deldar, H., Rezvani, M.R., Dadpasand, M,, Hashemi, S.R., Poureslami, R., Peebles, E.D. (2014): Improvements in semen quality, sperm fatty acids,and reproductive performance in aged Cobb500 breeder roosters fed diets containing dried ginger hizomes (Zingib officinale). Poult. Sci. 93(5): 1236-44.
3. Akinyemi, A.J., Adedara, I.A., Thome, G.R., Morsch, V.M., Rovani, M.T., Mujica, L.K.S., Duarte, T., Duarte, M., Oboh, G., Schetinger, M.R.C. (2015): Dietary supplementation of ginger and turmeric improves reproductive function in hypertensive male rats. Toxicol. Rep. 13(2): 1357-1366.
4. Altman, R.D., Marcussen, K.C. (2001): Effects of a ginger extract on knee pain in patients with osteoarthritis. Arthritis Rheum. 44(11): 2531-2538.
5. Amin, A., Hamza, A.A. (2006): Effect of Rosella and Ginger on cisplatin induced toxicity in rates. Asian J. Androl. 8(5): 607-612.
6. Asgari Jahromi, M.; Movahedin, M.; Amanloo, M.; Mowla, G.; Mazaheri, Z.; Batouli, H. (2013). The effects of calligonum extract on sperm parameters and the rate of apoptosis in aged male mice testis tissue. Modares Journal of Medical Sciences: Pathobiology, 16(1): 25-38.
7. Edirisinghe, W.R.; Murch, A.; Junk, S.; Yovich, J.L. (1997). Cytogenetic abnormalities of unfertilized oocytes generated from in-vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection: a double-blind study. Human Reproductive, 12(12): 2784-91.
8. EL-Shahat, A.E., Gabr, A., Meki, A.R., Mehana, E.S. (2009): Altered testicular morphology and oxidative stress induced by cadmium in experimental rats and protective effect of simultaneous green tea extract. Int. J. Morphol. 27(3): 757-64.
9. Hsu, C.Y. (2006). Antioxidant activity of extract from Polygonum aviculare L. Biological Research, 39: 281-288.
10. Hafez, D.A. (2010). Effect of extracts of ginger goots and cinnamon bark on fertility of male diabetic rats. Journal of American Sciences, 6(10): 940-7.
11. Hosseini, J., Mardi Mamaghani, A., Hosseinifar, H., Sadighi Gilani, M.A., Dadkhah, F., Sepidarkish, M. (2016): The influence of ginger (Zingiber officinale) on human sperm quality and DNA fragmentation: A double-blind randomized clinical trial. Int. J. Reprod. Biomed. (Yazd). 14(8): 533–540.
12. Khaki, A., Fathiazad, F., Nouri, M., Khaki, A.A., Ozanci, C.C., Ghafari-Novin, M., Hamadeh, M. (2009): The effects of Ginger on spermatogenesis and sperm parameters of rat. Iranian J. Reprod. Med. 7(1): 7-12.
13. Khaki, A., Khaki, A.A., Hajhosseini,, L., Sadeghpour Golzar, F., Ainehchi, N. (2014): The Anti-Oxidant Effects of Ginger and Cinnamon on Spermatogenesis Dys-function of Diabetes Rats. Afr. J. Tradit. Complement Altern. Med. 11(4): 1–8.
14. Kubra, I.R., Jaganmohanrao, L. (2012): An overview on inventions related to ginger processing and products for food and pharmaceutical applications. Recent Pat. Food Nutr. Agric. 4(1): 31-49.
15. Mirheydar, H. (2003): Herbal information: usage of plants in prevention and treatment of diseases. Islamic Culture. Publishing Center, Tehran, P: 39-42.
16. Mohammadi, F., Nikzad, H., Taghizadeh, M., Taherian, A., Azami-Tameh, A., Hosseini, S.M. (2014): Protective effect of Zingiber officinale extract on rat testis after cyclophosphamide treatment. Andrologia. 46(6): 680-686.
17. Morakinyo, A.O., Adeniyi, O.S., Arikawe, A.P. (2008): Effects of Zingiber Officinale on reproductive functions in the male rat. Afr. J. Biomed. Res. 11: 329–334.
18. Saeid, J.M., Shanoon, A.K., Marbut, M.M. (2011): Effects of Zingiber officinale aqueous extract on semen characteristic and some blood plasma, semen plasma parameters in the broiler’s breeder male. Int. J. Poult. Sci. 10(8): 629-633.
19. Sakr, S.A., Badawy, G.M. (2011): Effect of ginger (Zingiber officinale R.) on metiram-inhibited spermatogenesis and induced apoptosis in albino mice. J. Appl. Pharm. Sci. 4: 131-136.
20. Shokri Mashhadi, N., Ghiasvand, R., Askari, G., Hariri, M., Darvishi, L., Mofid, M.R. (2013): Anti-Oxidative and Anti-Inflammatory Effects of Ginger in Health and Physical Activity: Review of Current Evidence. Int. J. Prev. Med. 4(1): 36–42.
21. Zahedi, A., Fathiazad, F., Khaki, A., Ahmadnejad, B. (2012): Protective effect of ginger on gentamicin-induced apoptosis in testis of rats. Adv. Pharm. Bull. 2(2): 197-200.
22. Zargari, A. (2003): Medical plants. Tehran University, Tehran, P: 3595-3596.
تاثیر عصاره هیدروالکلی زنجبیل بر پارامترهای اختصاصی باروری اسپرم خروس
چکیده
گیاهان دارویی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی می توانند با ایجاد اختلال در روند تولید رادیکالهای آزاد و خنثی سازی استرس اکسیداتیو باعث بهبود شاخص های تخصصی باروری اسپرم و افزایش نطفه داری در خروس گردند. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر غلظت های مختلف عصاره گیاه زنجبیل بر اندیکس های تخصصی باروری اسپرم خروس های گلپایگانی می باشد. در این بررسی، عصاره هیدروالکلی گیاه زنجبیل در غلظت های 0، 500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر تهیه و به مدت یک هفته به آب آشامیدنی 36 خروس بالغ (سن 32 هفته) نژاد بومی گلپایگانی اضافه شد. پس از دو هفته، تاثیر غلظت های مختلف عصاره بر شاخص های تخصصی باروری اسپرم SMI, FSC, PMSCa, PMSCb) و (MSCمورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. به منظور ارزیابی اختصاصی انواع ناهنجاریها در قسمت های مختلف اسپرم از رنگ آمیزی پاپانیکولار استفاده شد. استفاده از عصاره زنجبیل موجب بهبود معنی دار شاخص های تخصصی باروری اسپرم گردید. بیشترین تعداد اسپرم های با حرکات پیشرونده سریع(PMSCa) ، بالاترین میزان شاخص های SMI, FSC و MSC، کمترین میزان ناهنجاری های ساختاری و حرکتی اسپرم در غلظت های 1000 و 2000 میلی گرم مشاهده شد (P≤0.05). تفاوت معنی داری در برخی شاخص های فوق بین دو غلظت متوسط و بالای عصاره دیده نشد (P>0.05). به طور کلی، زنجبیل بدلیل دارا بودن مقادیر بالای ترکیبات آنتی اکسیدانی موجب افزایش معنی دار شاخص های اسپرم و نیز بهبود پارامترهای تخصصی باروری اسپرم خروس می گردد.
واژههای کلیدی: زنجبیل، اسپرم، ترکیبات آنتی اکسیدان، خروس، باروری.
مقدمه
تحقیقات صورت گرفته در دهه های اخیر نشان می دهد که مصرف بسیاری از آنتي بيوتيك ها، داروهاي شيمي درماني، مواد سمي و آفت كشها، تشعشعات رادیواکتیو، استرس، آلودگي هوا و عدم مصرف كافي ويتامين ها می توانند منجر به اختلال در روند اسپرماتوژنز، کاهش قدرت باروری و بروز ناتواني های جنسي شوند Khaki et al., 2012)). اين عوامل با تولید راديكالهاي آزاد و ایجاد استرس اکسیداتیو نه تنها باعث کاهش سنتز و آزادسازی تستوسترون توسط سلولهای لیدیگ و دژنره شدن سلولهای سرتولی بیضه می گردند، بلکه منجر به افزایش پروكــسيداسيون ليپيــدي در غــشاي سیتوپلاسمی اسپرم، غير فعـالسـازي آنـزيمهـاي گليكـــوليز، آســـيب بـــه غـــشاي آكـــروزومی اسپرم، اكسيداسيون DNAو در نهایت اختلال در روند اسپرماتوژنز می شوند. از طرف دیگر، گزارشات متعددی نیز در خصوص تاثیر مضر رادیکال های آزاد بر تعداد کلی اسپرم، میزان تحرک و مورفولوژی نرمال اسپرمها نیز وجود دارد ( kubra and Jaganmohanrao, 2012; shokri et al., 2013 ).
از گیاهان دارویی بویژه در کشورهای در حال توسعه کاربرد فراوانی یافته است. از بین داروهای گیاهی، استفاده از گیاهانی که دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هستند در درمان بیماری هایی نظیر پارکینسون، آلزایمر، انواع سرطان ها، بیماري هاي قلبی - عروقی و غیره افزایش یافته است. این گیاهان با دارا بودن مقادیر بالای آنتی اکسیدان های طبیعی می توانند در روند تولید و عملکرد رادیکالهای آزاد اختلال ایجاد نموده و نتایج امیدبخشی را در درمان این بیماری ها داشته باشند (Hsu, 2006; Rathore et al., 2015). آنتي اكسيدان هاي طبيعي تركيبات پلي فنلي (فلاونوئيد، تانن و آنتوسيانين) هستند که در قسمت های مختلف نظیر برگ، ساقه، ميوه، ريشه و حتی بذر گیاهان دارویی یافت می شوند (Ahmadvand et al., 2013). از اینرو، با استخراج متابولیت های ثانویه گیاهی (مانند اسانسها و عصاره ها) از قسمت های مختلف گیاهان دارویی می توان به خواص ضد باكتری، ضد قارچ، ضد انگل، ضد ویروس و آنتی اكسیدانی آنها دست یافت. خاصیت آنتی اكسیدانی گیاهان دارویی به میزان تركیبات پلی فنولی موجود در آنها بستگی دارد (Asgari-Jahromi et al., 2013).
زنجبيل ريزوم گياه تازه يا خشك شـده officinale Zingiber است که از دوران باستان بـه عنـوان يـك گياه دارويي در طب سنتی مورد استفاده قرار گرفته است. این گیاه چند ساله دارای یک ساقه باریک و نیمانند، برگهای سرنیزهای به رنگ سبز براق و گلهای سبز مایل به زرد با لبهای ارغوانی و لکههای کرمرنگ می باشد (Mirheydar, 2003;
Zargari, 2003).این ترکیبات با افزایش معنی دار غلظت هورمون تستوسترون در بدن موجب افزایش وزن بیضه، افزایش میل جنسی، جلوگیری از زودانزالی، تقویت صفات ثانویه جنسی و تسریع روند اسپرماتوژنز در مردان می گردند. بررسی ها نشان داده است که استفاده از زنجبیل باعث افزایش غلظت آنزیم گلوتاتيون پراكسيداز در بیضه و اپیدیدیم می گردد. ((kubra and Jaganmohanrao, 2012; shokri et al., 2013. با توجه به حجم بالای اسيدهاي چرب غير اشباع در غشـاي پلاسـمايي اسـپرم، این سلول جنسی نسبت به استرس اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپیدی بسیار حساس می باشد((Khaki et al., 2009; khaki et al., 2014; Hosseini et al., 2016 .بنابراین، بنظر می رسد استفاده از ترکیبات دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بتواند از پراکسیداسیون لیپیدی و استرس اکسیداتیو اسپرم جلوگیری نموده و موجب افزایش قدرت باروری اسپرم گردد.
با توجه به اثرات آنتی اکسیدانی این گیاه و تاثیر آن بر غلظت آندروژن ها، بنظر می رسد استفاده از این گیاه دارویی بتواند موجب بهبود روند اسپرماتوژنز، افزایش کمیت اسپرم و نطفه داری در ماکیان گردد. در این تحقیق به بررسی غلظت های مختلف عصاره زنجبیل بر شاخص های تخصصی باروری اسپرم (SMI, FSC, PMSCa, Ab. Motility, PMSCb, MSC) در خروس های بالغ نژاد بومی گلپایگانی مورد مقایسه قرار گرفت.
مواد و روش کار
تعداد 36 خروس بالغ نژاد بومی گلپایگانی در سن 32 هفتگی وارد مطالعه شده و پس از ارزیابی اولیه و در غالب طرح کاملا تصادفی در 4 گروه توزیع شدند. خروس ها در قفس های انفرادی و با شرایط محیطی استاندارد و یکسان نگهداری شدند. گروه اول بعنوان گروه کنترل و سه گروه دیگر بعنوان گروه های درمان در نظر گرفته شدند. در سه گروه درمان، عصاره هیدروالکلی زنجبیل به ترتیب به میزان 500 میلی گرم در لیتر (دز پایین)، 1000 میلی گرم در لیتر (دز متوسط) و 2000 میلی گرم در لیتر (دز بالا) به مدت دو هفته به آب آشامیدنی خروس ها اضافه شد. آب آشامیدنی گروه کنترل فاقد عصاره هیدروالکلی زنجبیل بود. پس از جمع آوری گیاه زنجبیل از مراتع شهرستان کیان در توابع استان چهارمحال و بختیاری و تایید توسط کارشناس، این گیاه دور از نور خورشید و در دمای 40 درجه سانتی گراد خشک و سپس با آسیاب آزمایشگاهی (مدل مولینکس، ساخت کشور ایتالیا) خرد گردید. بمنظور عصاره گیری از حلال اتانول 70 درصد استفاده شد (4 لیتر اتانول برای1000 گرم گیاه زنجبیل) و نمونه به مدت 72 ساعت در آون 50 درجه سانتی گراد قرار داده شد. در مرحله بعد، دبریدها و اجزاء حل نشده گیاه با استفاده از کاغذ صافی واتمن جدا شد و حلال نیز با استفاده از دستگاه روتاری (استریک، ایتالیا) طی مدت 3 ساعت از عصاره جدا گردید. عصاره گیری در دمای 60 درجه سانتی گراد و تحت شرایط خلاء صورت گرفت. در نهایت، از عصاره جمع آوری شده در بالن اصلی رقت های 500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر تهیه شد. رقت های تهیه شده تا زمان استفاده در دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. پس از کالبدگشایی خروس ها و باز کردن ناحیه کلواک، نمونه منی از مخازن جمع آوری اسپرم که در انتهای بدن و نزدیک کلواک قرار گرفته است اخذ گردید. مایع جمع آوری شده داخل میکروتیوپ ریخته شد و ظرف مدت 15 دقیقه دور از نور و در دمای 37-24 درجه سانتی گراد به آزمایشگاه آندرولوژی مرکز تشخیص ناباروری ارسال گردید. بمنظور جلوگیری از هر گونه پیش داروی و تبعیض بین گروه ها بلافاصله پس از اخذ نمونه، نام گروه تحت مطالعه از روی میکروتیوپ ها برداشته و یک کد اختصاصی به آنها تعلق گرفت. سپس میکروتیوپها بمنظور تکمیل روند مایع (همگن) شدن به مدت 5 دقیقه در انکوباتور 37 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. پس از اتمام روند همگن شدن، تمامی نمونه های دریافت شده مورد ارزیابی ماکروسکوپی و میکروسکوپی قرار گرفتند. در ارزیابی ماکروسکوپی، ابتدا رنگ، بو و ویسکوزیته نمونه توسط دو کارشناس باتجربه آندرولوژی ثبت گردید. سپس حجم کلی نمونه منی با استفاده از پیپت سرولوژی با درجه بندی ml1/0 و PH آن با استفاده از استریپ های استاندارد تعیین و مشخص گردید. در ارزیابی میکروسکوپی، حرکت دسته جمعی (توده ای) اسپرمها با استفاده از روش قطره گذاری روی لام، حرکت انفرادی اسپرمها با استفاده از مشاهده مستقیم اسپرمها زیر میکروسکوپ فاز کنتراست، درصد اسپرمهای زنده با استفاده از رنگ آمیزی تریپان بلو تعیین و ثبت گردید. در نهایت، شاخص های بیولوژیک و تمامی پارامترهای تخصصی باروری اسپرم با استفاده از دستگاه Sperm analyzer SQA-V gold (Version 2/48) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای تخصصی باروری اسپرم که در این تحقیق مورد ارزیابی قرار گرفتند شامل درصد اسپرمهای با حرکات پیشرونده سریع (PMSCa)، درصد اسپرمهای با حرکات پیشرونده آهسته (PMSCb)، درصد اسپرمهای با حرکات غیرطبیعی (Ab. Motility)، شاخص تخصصی تحرک اسپرم (SMI)، درصد اسپرمهای متحرک در حجم یک میلی لیتر (MSC)، اسپرمهای فعال از نظر عملکردی (FSC) بودند. بمنظور تشخیص دقیق ناهنجاری های سر، قطعه میانی و دم اسپرم از رنگ آمیزی پاپانيكولا نیز استفاده شد. لازم به ذکر است در صورت آلوده بودن نمونه منی با خون و یا هرگونه مواد مداخله گر دیگر، نمونه 2-3 بار با محیط Sperm wash شستشو داده شد و با دستگاه اسپرم فیوژ سانترفیوژ گردید.
آنالیز آماری:
دادهها با نرم افزار آماری Sigma Plote 2.0 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. داده های کمی با برنامه آماری آنالیز واریانس یکطرفه دادهها ( One away ANOVA) آنالیز شد و در صورت وجود اختلاف آماری بین میانگین دادهها در گروههای مختلف، میزان اختلاف با روش Tukey بیان شد. سطح اختلاف معني دار کمتر از 05/0 در نظر گرفته شد.
نتایج
میانگین حجم منی جمع آوری شده از 36 خروس تحت مطالعه 5/11 ± 380 میکرولیتر (0115/0 ± 38/0 میلی لیتر) بود. رنگ منی در تمامی میکروتیوپ ها سفید شیری و PHآنها 3/0 ± 8/6 اندازه گیری شد. تمامی نمونه های مورد بررسی فاقد خون، دبرید و آلاینده های دیگر بود و حرکت دسته جمعی (ماکروسکوپی) اسپرمها نیز بسیار خوب (+4) مشاهده شد. قبل از شروع درمان، تقریبا 6/15% از اسپرمها دارای حرکات غیرطبیعی (لرزشی یا رو به عقب) بودند و حرکات پیشرونده سریع تنها در 66/30% از اسپرمها مشاهده شد. شاخص های SMI، MSC و FSC در نمونه های اولیه قبل از شروع درمان به ترتیب 5/0 ± 33/38%، 2/0 ± 01/21% و 65/0 ± 2/3 بود.
تغییر شاخص های تخصصی باروری اسپرم بدنبال استفاده از غلظت های مختلف عصاره زنجبیل
تغییرات صورت گرفته در شاخص های تخصصی باروری اسپرم و تاثیر غلظت های مختلف عصاره زنجبیل بر آنها در جدول 2 نشان داده شده است. استفاده از عصاره زنجبیل موجب افزایش معنی دار تعداد اسپرمهای با حرکات پیشرونده می گردد. بیشترین میزان PMSCa در گروه های دریافت کننده دزهای متوسط و بالای عصاره (1000 میلی گرم و 2000 میلی گرم) مشاهده شد (4/3 ± 82% و 6/4 ± 86، P≤0.05). این در حالی است که تفاوت آماری معنی داری در حرکات پیشرونده سریع اسپرم بین دزهای 1000 و 2000 میلی گرم مشاهده نشد (P>0.05، جدول 1(. با افزایش معنی دار تعداد اسپرمهای با حرکات پیشرونده سریع در گروه های دریافت کننده دز های بالای عصاره، درصد اسپرمهای با حرکات پیشرونده آهسته در این گروه ها کاهش معنی داری می یابد (P≤0.05). کمترین میزان PMSCb در گروه دریافت کننده دز بالا و متوسط عصاره زنجبیل مشاهده گردید (3/3 ± 7% و 2/2 ±8%، P≤0.05). افزودن غلظت های بالای عصاره زنجبیل به آب آشامیدنی موجب کاهش معنی دار تعداد اسپرمهای با حرکات غیرطبیعی (حرکات لرزشی یا حرکات رو به عقب) شد P≤0.05)). بیشترین میزان حرکات لرزشی و غیرطبیعی اسپرمها در گروه کنترل و سپس در گروه دریافت کننده 500 میلی گرم عصاره مشاهده شد (4/0 ± 6/15% و 21/3 ± 48/13%، جدول 1). افزودن عصاره گیاه زنجبیل با غلظت های 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر موجب افزایش معنی دار تمامی شاخص های تخصصی باروری نظیر SMI، FSC و MSC گردید P≤0.05)). در گروه دریافت کننده غلظت پایین عصاره زنجبیل (500 میلی گرم) بهبود معنی داری در شاخص های تخصصی باروری اسپرم مشاهده نشد. تفاوت معنی داری در شاخص های SMI، FSC و MSC بین گروه کنترل و گروه دریافت کننده 500 میلی گرم عصاره مشاهده نشد (P>0.05، جدول 1).
جدول 1: تاثیر غلظت های مختلف عصاره زنجبیل بر شاخص های تخصصی باروری اسپرم
گروه | PMSCa (میانگین±انحراف معیار) | PMSCb (میانگین±انحراف معیار) | Ab. Motility (میانگین ± انحراف معیار) | SMI (میانگین ± انحراف معیار) | MSC (میانگین ± انحراف معیار) | FSC (میانگین±انحراف معیار) |
500 میلی گرم | a 6/5 ± 48/41 | a5/1 ± 5/25 | a 2/3 ± 48/13 | a 2/3 ± 5/46 | a 8/2 ± 4/28 | a 7 /0 ± 96/5 |
1000 میلی گرم | b3/4 ± 46/82 | b2/2 ± 18/8 | b 6/0± 14/2 | b 4/2 ± 35/83 | b 9/2 ± 53/66 | b 1/2 ± 66/10 |
2000 میلی گرم | b6/4 ± 33/86 | b2/3 ± 62/7 | b 4/0± 5/3 | c 8/1 ± 4/95 | b 4/1 ± 50/69 | c 6 /1 ± 33/15 |
کنترل | c5/5 ± 66/36 | c1/2 ± 77/40 | a4/0± 6/15 | d 5/1 ± 33/33 | c 0/7 ± 71/21 | d 6/0 ± 20/1 |
· بالانویس های مختلف در هر ستون نشان دهنده وجود اختلاف معنی دار آماری در بین گروه ها می باشد (P<0.05).
· درصد اسپرمهای با حرکات پیشرونده سریع (PMSCa)، درصد اسپرمهای با حرکات پیشرونده آهسته (PMSCb)، شاخص تخصصی تحرک اسپرم (SMI)، درصد اسپرمهای متحرک در حجم یک میلی لیتر (MSC)، اسپرمهای فعال از نظر عملکردی .(FSC
بحث
بهمنظور کاهش استرس اکسیداتیو، بهبود روند اسپرماتوژنز و افزایش پتانسیل بارروی اسپرم، استفاده از ترکیبات حاوی آنتی اکسیدان های طبیعی یا مصنوعی ضروری بهنظر می رسد. داروهای گیاهی با خاصیت آنتی اکسیدانی نظیر هفت بند با برداشتن رادیکالهای آزاد واسطه ای موجب خاتمه یافتن واکنش های زنجیره اکسیداسیون شده و درنهایت منجر به بهبود شاخص های تخصصی باروری اسپرم، افزایش پتانسیل باروری و نظفه داری در خروس می گردد(2012 et al., Shokri et al., 2013; kubra). در یک پژوهش انجام شده PH منی 3/0 ± 1/7، تعداد اولیه اسپرم 35/3 ± 52/37 میلیون در هر میلی لیتر، تحرک کلی اسپرمها 5/2 ± 16/54% و تحرک اختصاصی اسپرم 5/1±33/33 مشاهده شد. در تایید نتایج حاضر، PH منی در خروس های نژادهای Kedu و لینگن 21/0 ± 92/6، بانگوک 17/0 ± 98/6 و نژاد عربی 09/0 ± 04/7 نشان داده شده است. رنگ منی در تمامی نژادهای مذکور سفید شیری و حرکت دسته جمعی اسپرمها +4 گزارش شده است (Almahdi et al., 2014). بررسی ها نشان داده است که میزان تحرک کلی اسپرم در مایع منی خروس های نژاد عربی 07/7 ± 80% و در نژادهای بانگوک، کدو و لینگن 23/2 ± 84 می باشد. از طرف دیگر، میزان وقوع ناهنجاری های اسپرم در خروس های نژاد لینگن، بانگوک، کدو و عربی نیز به ترتیب 40/10%، 78/13%، 03/17% و 07/9% گزارش شده است (Almahdi et al., 2014). همانطور که در مطالعه حاضر مشاهده می شود میزان تحرک کلی اسپرم در خروس های نژاد بومی گلپایگانی کمتر از نژادهای فوق بوده است. علل این تفاوت در میزان تحرک اولیه اسپرمها را می توان تفاوت های نژادی، تاثیر سن، عوامل محیطی (بویژه درجه حرارت محیط)، فاکتورهای تغذیه ای (بویژه میزان پروتئین جیره، ویتامین Eو کلسیم)، وجود بیماریها و یا سایر تفاوت های ساختاری در نژادهای مختلف دانست (Hafez, 2010). ادریسین و همکاران در سال 1997 میزان طبیعی وقوع ناهنجاری های اسپرم در هر انزال را 30 - 5% عنوان نموده و ناهنجاری های اسپرم را به سه دسته ناهنجاری های اولیه، ثانویه و ثالثیه تقسیم کرده است Edirisinghe et al., 1997) (. ناهنجاری های اولیه در روند اسپرماتوژنز و در مجاری سمینی فروس رخ می دهند. در این نوع ناهنجاری، قسمت های اصلی اسپرم (سر، قطعه میانی و دم) تحت تاثیر قرار می گیرد و منجر به شکل گیری اسپرم های با سرهای کوچک، بزرگ و پهن و یا دم های دوتایی و غیرطبیعی می گردد. ناهنجاری های ثانویه در هنگام عبور اسپرم از اپیدیدیم و یا در زمان انزال رخ داده و منجر به شکل گیری اسپرم هایی با قطرات سیتوپلاسمی انتهایی می گردد. ناهنجاری های نوع سوم در زمان انزال و خروج منی از مجاری تناسلی رخ می دهند (Hafez, 2010; Edirisinghe et al., 1997).
یکی از فاکتورهای مهم بنظر می رسد که استفاده از آنتی اکسیدان های طبیعی یا مصنوعی در جیره غذایی بتواند میزان استرس اکسیداتیو در اسپرم را کاهش داده و موجب بهبود کیفیت منی و افزایش قدرت باروری اسپرم گردد. شکل گیری استرس اكـسيداتيو در اسپرم منجـر بـه پروكــسيداسيون ليپيــدي غــشاي سیتوپلاسمی اسپرم، آســـيب غـــشاي آكـــروزومی، اكسيداسيون و شکست DNAو در نهایت ناهنجاری های کروموزومی در اسپرم می گردد (27). از طرف دیگر، افزايش ميزان استرس اكسيداتيو با کاهش تولید تستوسترون، دژنره شدن سلولهای سرتولی و از هم گسستن سد خونی - بیضه ای موجب اختلال در روند اســـپرميوژنز شده و در نهایت منجر به كــاهش تعــداد اســپرمهــاي اپيديديمي و باروری می گردد(EL-Shahat et al., 2009;Sakr and Badawy, 2011). بنابراین، بهمنظور کاهش استرس اکسیداتیو، بهبود روند اسپرماتوژنز و افزایش پتانسیل بارروی اسپرم، استفاده از ترکیبات حاوی آنتی اکسیدان های طبیعی یا مصنوعی ضروری بهنظر می رسد (Khaki et al., 2014; Shokri et al., 2013) . در این تحقیق، تاثیر غلظت های مختلف عصاره هیدروالکلی گیاه زنجبیل بر شاخص های تخصصی باروری اسپرم (SMI, FSC, Ab. Motility, PMSCa, PMSCb, MSC) خروس های بالغ نژاد بومی گلپایگانی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج بررسی حاضر نشان داده است که استفاده از دز پایین عصاره زنجبیل (500 میلی گرم) تاثیر مثبت و افزایشی بر برخی پارامترهای اسپرم نظیر شاخص های SMI، MSC و FSC ندارد. این در حالی است که با افزایش غلطت عصاره در آب آشامیدنی (1000 و 2000 میلی گرم) تمامی شاخص های تخصصی باروری اسپرم افزایش می یابد. در تایید نتایج مطالعه حاضر، اخلاقی (et al., 2014 Akhlaghi). در تحقیقی مشابه، سعید و همکاران نیز در سال 2011 به بررسی تاثیر عصاره زنجبیل بر پتانسیل باروری و فعالیت های تولیدمثلی خروس های نژاد گوشتی پرداخته و از دو غلظت 5% و 10% عصاره زنجبیل در آب آشامیدنی استفاده نمودند. درمان با استفاده از زنجبیل موجب افزایش معنی دار وزن بافت بیضه در هر دو گروه گردید. حجم کلی منی و تعداد سلولهای اسپرم در گروه دریافت کننده زنجبیل با غلظت 10% بطور معنی دار بیشتر از خروس هایی بود که از غلظت پایین تر عصاره زنجبیل استفاده نمودند. این محققین، افزایش معنی دار سطح سرمی گلوتاتیون، افزایش غلظت هورمونهای LH، FSH و تستوسترون سرم و نیز کاهش میزان پروتئین پلاسمای منی را در گروه دریافت کننده عصاره زنجبیل مشاهده نمودند. در این تحقیق بدنبال استفاده از عصاره زنجبیل، غلظت کلسترول و گلوکز موجود در پلاسمای منی نیز افزایش یافت (saeid et al., 2014). در سایر گونه ها نظیر موش و رت نیز تحقیقات مشابهی صورت گرفته و نتایج مطالعه حاضر در خصوص تاثیر زنجیبل بر افزایش قدرت باروری و پتانسیل تولیدمثلی خروس ها را تایید نموده است. خاکی و همکاران در سال 2009 به بررسي اثرات زنجبيل بر روند اسپرماتوژنز و کیفیت منی موش های صحرايی پرداخته و از غلظت های 50 و 100 میلی گرم پودر زنجبیل در هر کیلوگرم جیره غذایی استفاده نمودند. در این بررسی، استفاده از پود ر زنجیبل در هر دو غلظت موجب افزایش معنی دار قابلیت زنده مانی و میزان تحرک اسپرمها گردید. این محققین، تاثیر افزایشی زنجبیل بر غلظت تستوسترون سرم و نیز سطح سرمی گلوتاتیون را تایید نموده و استفاده از آن را بهمنظور کاهش آسیب وارده به DNA و نیز کاهش استرس اکسیداتیو در اسپرم توصیه نمودند (khaki et al., 2009). در مطالعه ای دیگر، موراکینیو و همکاران در سال 2008 از عصاره هیدروالکلی زنجبیل با غلظت های 500 و 1000 میلی گرم استفاده نموده و آن را به مدت 28-14 روز بصورت خوراکی به جیره غذایی رت ها اضافه نمودند. در این بررسی، افزودن عصاره زنجبیل موجب افزایش معنی دار وزن بافت بیضه و اپیدیدیم، بالا رفتن سطح تستوسترون سرم، افزایش تعداد کلی اسپرم و میزان تحرک آنها در پلاسمای منی گردید (et al., 2008 Morakinyo).
حسینی و همکاران در زمینه تاثیر زنجبیل بر افزایش قدرت باروری انسان نیز تحقیقات مختلفی صورت گرفته و نتایج مطالعه حاضر را تایید نموده است. در سال 2016 به بررسی تاثیر عصاره زنجبیل بر میزان قطعه قطعه شدن DNA اسپرم و پتانسیل تولیدمثلی در مردان مبتلا به ناباروری پرداختند. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان آسیب DNA در بیماران نابارور دریافت کننده عصاره زنجبیل بطور معنی دار کمتر از بیماران گروه کنترل بود(et al., 2016 Hosseini). در تحقیقی مشابه، Mares و همکاران در سال 2012 نیز با اندازه گیری سطوح سرمی هورمونهای LH، FSH و تستوسترون به بررسی تاثیر عصاره زنجبیل بر پارامترهای اسپرم (تعداد کلی، تحرک، قابلیت زنده مانی و مورفولوژی نرمال اسپرم) در مردان نابارور 40-19 ساله پرداختند. در این مطالعه، استفاده از زنجبیل به مدت 3 ماه در مردان نابارور باعث افزایش معنی دار تعداد کلی اسپرم (بیش از 2/16%)، بهبود قابل توجه میزان تحرک اسپرم (بیش از 3/47%)، افزایش قابلیت زنده مانی (بیش از 7/40%) و مورفولوژی نرمال اسپرمها گردید(17).
خاکی و همکاران در سال 2014 به بررسی اثر آنتی اکسیدانی زنجبیل و دارچین بر روند اسپرماتوژنز، بیولوژی اسپرم و میزان استرس اکسیداتیو در رت های مبتلا به دیابت پرداختند. این محققین نیز اثرات افزایشی زنجبیل بر غلظت های سرمی تستوسترون، LHو FSHرا تایید نموده و افزایش معنی دار تعداد کلی اسپرم، میزان تحرک و قابلیت زنده مانی اسپرم را رت های دریافت کننده زنجبیل مشاهده نمودند (khaki et al., 2014).
آکین یمی و همکاران نیز در سال 2015 با بیان این نکته که تجویز خوراکی زنجبیل و زردچوبه می تواند باعث بهبود فعالیت های تولیدمثلی و کیفیت اسپرم در رت های مبتلا به فشار خون بالا شود، به بررسی تاثیرات محافظتی زنجبیل و زردچوبه بر بیومارکرهای مرتبط با فعالیت های تولیدمثلی پرداختند. در رت های مبتلا به فشار خون بالا، همواره کاهش قابل توجه غلظت تستوسترون سرم و نیز کاهش معنی دار میزان تحرک اسپرم های موجود در اپیدیدیم دیده می شود (et al., 2015 Akinyemi).
امین و همکارش نیز در سال 2006 با بررسی اثرات درمانی روسلا و زنجبیل در کاهش اثرات سمی داروی سیس پلاتین (داروی مورد استفاده در شیمی درمانی) نشان دادند که استفاده از این گیاهان دارویی می تواند باعث افزایش معنی دار میزان تحرک اسپرم و کاهش قابل توجه اثرات مضر سیس پلاتین بر مورفولوژی نرمال اسپرم گردد (Amin and Hamza, 2009).
زاهدی و همکاران در سال 2010 به بررسی تاثیر زنجبیل در برطرف نمودن اثرات سمی جنتامایسین روی پارامترهای باروری اسپرم پرداخته و نشان دادند که زنجبیل می تواند اثرات سمی جنتامایسین را برطرف نموده و غلظت تستوسترون سرم را در رت بطور معنی دار افزایش دهد. افزایش سطح سرمی تستوسترون منجر به بهبود روند اسپرماتوژنز و افزایش معنی دار جمعیت سلولهای اسپرم موجود در اپیدیدیم گردید (Zahedi et al., 2003). در تحقیقی مشابه، محمدی و همکاران نیز در سال 2013 به بررسی تاثیر محافظتی عصاره زنجبیل در رت های درمان شده با سیکلوفسفامید پرداخته و قابلیت زنجبیل در افزایش سطح سرمی تستوسترون و آنتی اکسیدان ها را تایید نمودند. این محققین با ارزیابی بافت شناسی و پاتولوژی بافت بیضه نشان دادند که استفاده از عصاره زنجبیل با غلظت های 300 و 600 میلی گرم موجب ترمیم بافت آسیب دیده بیضه در رت های تحت درمان با داروهای شیمی درمانی گردید. هرچند، تغییری در وزن بافت بیضه و میزان رادیکالهای آزاد در گروه های کنترل و دریافت کننده زنجبیل مشاهده نشد
(Mohammadi et al., 2014) . علاوه بر این، ساکر و همکاران نیز در سال 2011 با مطالعه تاثیر زنجبیل بر میزان آسیب وارد شده به بافت بیضه در اثر استفاده از داروی ضد قارچ متیرام، به بررسی تاثیر شفابخش و درمانی زنجبیل بر روند اسپرماتوژنز و میزان آپپتوز در موش های نژاد آلبینو پرداختند. در این مطالعه با افزودن زنجبیل به جیره غذایی موش های تحت درمان، ترمیم و بازسازی لایه اپی تلیوم بافت بیضه و نیز تکثیر سلولهای زایای اسپرم ساز در اپی تلیوم مجاری سمینی فروس مشاهده شد. در این بررسی، تاثیر آنتی اکسیدانی عصاره زنجبیل در بهبود روند اسپرماتوژنز موش های نژاد آلبینو تایید گردید Badawy, 2011) Sakr and). با توجه به نتایج مطالعه حاضر و نیز تحقیقات مشابه صورت گرفته در سایر گونه ها، بنظر می رسد که گیاه دارویی زنجبیل علاوه بر دارا بودن خاصیت آنتی اکسیدانی قوی (بدلیل وجود ترکیبات فنولی فعال و ترپن ها در ساختار شیمیایی خود) دارای فعالیت آندروژنی نیز می باشد. ویژگی آنتی اکسیدانی و آندروژنی زنجبیل موجب شکل گیری اسپرمهایی با ساختار مورفولوژی (سر، قطعه میانی و دم) سالم تر و کروماتین یکپارچه و منسجم تر می گردد. میزان شکست DNA و آسیب ژنوم میتوکندریایی در این سلولها در حداقل میزان خود بوده و دارای بیشترین تحرک پیشرونده، بالاترین قابلیت زنده مانی و بهترین پتانسیل بارورسازی می باشند. بنابراین، استفاده از زنجبیل در رژیم غذایی یا آب آشامیدنی تمامی موجودات زنده بویژه انسان و یا حیوانات دارای قدرت باروری پایین توصیه می گردد. بهطورکلیاستفاده از عصاره این گیاه بویژه در غلظت های 1000 و 2000 میلی گرم موجب بهبود معنی دار افزایش تمامی شاخص های تخصصی باروری اسپرم خروس می گردد.
منابع
· Ahmadvand, H.; Amiri, H.; Dalvand, H., Bagheri, S.H. (2013). Various antioxidant properties of essential oil and hydroalcoholic extract of Artemisa persica. Journal of Birjand University of Medical Sciences, 20(2): 68-78.
· Akhlaghi, A., Ahangari, Y.J., Navidshad, B., Pirsaraei, Z.A., Zhandi, M., Deldar, H., Rezvani, M.R., Dadpasand, M,, Hashemi, S.R., Poureslami, R., Peebles, E.D. (2014): Improvements in semen quality, sperm fatty acids,and reproductive performance in aged Cobb500 breeder roosters fed diets containing dried ginger hizomes (Zingib officinale). Poult. Sci. 93(5): 1236-44.
· Akinyemi, A.J., Adedara, I.A., Thome, G.R., Morsch, V.M., Rovani, M.T., Mujica, L.K.S., Duarte, T., Duarte, M., Oboh, G., Schetinger, M.R.C. (2015): Dietary supplementation of ginger and turmeric improves reproductive function in hypertensive male rats. Toxicol. Rep. 13(2): 1357-1366.
· Altman, R.D., Marcussen, K.C. (2001): Effects of a ginger extract on knee pain in patients with osteoarthritis. Arthritis Rheum. 44(11): 2531-2538.
· Amin, A., Hamza, A.A. (2006): Effect of Rosella and Ginger on cisplatin induced toxicity in rates. Asian J. Androl. 8(5): 607-612.
· Asgari Jahromi, M.; Movahedin, M.; Amanloo, M.; Mowla, G.; Mazaheri, Z.; Batouli, H. (2013). The effects of calligonum extract on sperm parameters and the rate of apoptosis in aged male mice testis tissue. Modares Journal of Medical Sciences: Pathobiology, 16(1): 25-38.
· Edirisinghe, W.R.; Murch, A.; Junk, S.; Yovich, J.L. (1997). Cytogenetic abnormalities of unfertilized oocytes generated from in-vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection: a double-blind study. Human Reproductive, 12(12): 2784-91.
· EL-Shahat, A.E., Gabr, A., Meki, A.R., Mehana, E.S. (2009): Altered testicular morphology and oxidative stress induced by cadmium in experimental rats and protective effect of simultaneous green tea extract. Int. J. Morphol. 27(3): 757-64.
· Hsu, C.Y. (2006). Antioxidant activity of extract from Polygonum aviculare L. Biological Research, 39: 281-288.
· Hafez, D.A. (2010). Effect of extracts of ginger goots and cinnamon bark on fertility of male diabetic rats. Journal of American Sciences, 6(10): 940-7.
· Hosseini, J., Mardi Mamaghani, A., Hosseinifar, H., Sadighi Gilani, M.A., Dadkhah, F., Sepidarkish, M. (2016): The influence of ginger (Zingiber officinale) on human sperm quality and DNA fragmentation: A double-blind randomized clinical trial. Int. J. Reprod. Biomed. (Yazd). 14(8): 533–540.
· Khaki, A., Fathiazad, F., Nouri, M., Khaki, A.A., Ozanci, C.C., Ghafari-Novin, M., Hamadeh, M. (2009): The effects of Ginger on spermatogenesis and sperm parameters of rat. Iranian J. Reprod. Med. 7(1): 7-12.
· Khaki, A., Khaki, A.A., Hajhosseini,, L., Sadeghpour Golzar, F., Ainehchi, N. (2014): The Anti-Oxidant Effects of Ginger and Cinnamon on Spermatogenesis Dys-function of Diabetes Rats. Afr. J. Tradit. Complement Altern. Med. 11(4): 1–8.
· Kubra, I.R., Jaganmohanrao, L. (2012): An overview on inventions related to ginger processing and products for food and pharmaceutical applications. Recent Pat. Food Nutr. Agric. 4(1): 31-49.
· Mirheydar, H. (2003): Herbal information: usage of plants in prevention and treatment of diseases. Islamic Culture. Publishing Center, Tehran, P: 39-42.
· Mohammadi, F., Nikzad, H., Taghizadeh, M., Taherian, A., Azami-Tameh, A., Hosseini, S.M. (2014): Protective effect of Zingiber officinale extract on rat testis after cyclophosphamide treatment. Andrologia. 46(6): 680-686.
· Morakinyo, A.O., Adeniyi, O.S., Arikawe, A.P. (2008): Effects of Zingiber Officinale on reproductive functions in the male rat. Afr. J. Biomed. Res. 11: 329–334.
· Saeid, J.M., Shanoon, A.K., Marbut, M.M. (2011): Effects of Zingiber officinale aqueous extract on semen characteristic and some blood plasma, semen plasma parameters in the broilers breeder male. Int. J. Poult. Sci. 10(8): 629-633.
· Sakr, S.A., Badawy, G.M. (2011): Effect of ginger (Zingiber officinale R.) on metiram-inhibited spermatogenesis and induced apoptosis in albino mice. J. Appl. Pharm. Sci. 4: 131-136.
· Shokri Mashhadi, N., Ghiasvand, R., Askari, G., Hariri, M., Darvishi, L., Mofid, M.R. (2013): Anti-Oxidative and Anti-Inflammatory Effects of Ginger in Health and Physical Activity: Review of Current Evidence. Int. J. Prev. Med. 4(1): 36–42.
· Zahedi, A., Fathiazad, F., Khaki, A., Ahmadnejad, B. (2012): Protective effect of ginger on gentamicin-induced apoptosis in testis of rats. Adv. Pharm. Bull. 2(2): 197-200.
· Zargari, A. (2003): Medical plants. Tehran University, Tehran, P: 3595-3596.
The effects of various concentrations of ginger hydro-alcoholic extract on specific parameters of sperm fertility in rooster
Summary
Medicinal Plants with antioxidant properties can improve the quantitative and qualitative specific indices of sperm fertility and increase the hatchability rate in rooster by disturbing the production process of free radicals and neutralizing of oxidative stress. The aim of this study was to investigate the effect of various concentrations of ginger extract Specific parameters of sperm in roster. In this study, hydroalcoholic extracts of knotgrass was prepared in Golpaygani roosters. In this study, hydro-alcoholic extract of ginger plant was prepared at concentrations of 0, 500, 1000 and 2000 mg/L and was added to drinking water of 36 adult male (32 weeks old) Golpaygani cock. After two week, the effect of different concentrations of the extract on the specific indices of sperm fertility (SMI, FSC, PMSCa, PMSCb and MSC) were evaluated and compared. The papenicular staining was also used to specific evaluation of sperm abnormalities. The use of ginger extract significantly improved the sperm fertility indices. The most number of sperm with fast progressive movements (PMSCa), the highest levels of SMI, FSC and MSC indices, the least structural and motility abnormalities was demonstrated in 1000 and 2000 mg extract (P≤0.05). Significant differences were not observed between the two above-mentioned intermediate and high concentrations in some parameters (P> 0.05). There was no significant difference in above indices between medium and high concentrations of extract (P>0.05). In conclusion, ginger , due to the high amounts of antioxidant compounds, significantly increases the sperm indices and also improves the specific parameters of sperm fertility in rooster.
Keywords: Ginger, Sperm, Antioxidant compounds, Rooster, Fertility.