دوره 15، شماره 4 - ( زمستان 1403 )                   جلد 15 شماره 4 صفحات 116-107 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Farhadi R, Farshad A, Rostamzadeh J, Najafi A. (2024). Antioxidant Effects of Curcumin on the Motility and Structural and Biochemical Parameters of Epididymal Sperm in Shal Rams after the Freezing-Thawing Process. Res Anim Prod. 15(4), 107-116. doi:10.61186/rap.15.4.107
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1493-fa.html
فرهادی رامین، فرشاد عباس، رستم زاده جلال، نجفی ابوذر. اثرات آنتی‌اکسیدانی کورکومین بر فراسنجه‌های جنبایی، ساختاری و بیوشیمیایی اسپرم اپیدیدیمی قوچ نژاد شال پس از فرآیند انجماد- یخ ‎گشایی پژوهشهاي توليدات دامي 1403; 15 (4) :116-107 10.61186/rap.15.4.107

URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1493-fa.html


1- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
2- گروه علوم دام و طیور، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده:   (497 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در برنامه‌های تولیدمثلی دام و طیور تکنیک تلقیح مصنوعی به‌عنوان یک تکنیک پایه کابرد فراوانی دارد. لازمه استفاده از این تکنیک، انجماد اسپرم میباشد. انجماد اسپرم فرآیندی است که طی آن ژن‌های برتر به‌طور وسیعی گسترش یافته و می‌توان از یک دام نر با خصوصیات ژنتیکی بالا به تعداد نتاج بیشتری دست پیدا کرد. اما طی فرآیند سردسازی و انجماد، در اثر افت دما و شوک سرما و به‌دنبال آن تولید بیش از حد رادیکالهای آزاد، آسیبهای زیادی به اسپرم وارد میشود. پراکسیداسیون لیپیدی غشای پلاسمایی اسپرم (LPO) در نتیجه تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) رخ میدهد که به ساختار غشای اسپرم آسیب میرساند. حمله رادیکال‌های آزاد به اندامک‌های داخل سلولی به‌خصوص میتوکندری و DNA اسپرم می‌تواند اغلب عملکردهای اسپرم را مختل کرده و تأثیر بسیار منفی بر باروری اسپرم‌ها داشته باشد. از این‌رو افزودن ترکیبات آنتی‌اکسیدانی به رقیق‌کننده اسپرم یک امر ضروری جهت انجماد و حفظ کیفیت اسپرم‌ها محسوب می‌شود. کورکومین به‌عنوان یک ترکیب آنتی‌اکسیدانی طبیعی حاصل از ریشه زردچوبه با ویژگی داشتن حلقه فنلی و بخش بتا دی-‌ کتونی در ساختمان خود قادر به خنثی‌سازی رادیکال‌های آزاد و در نتیجه حفظ کیفیت سلول‌های اسپرم می‌باشد. این ترکیب در اغلب مطالعات دارویی، پزشکی و صنایع غذایی به‌عنوان یک ترکیب آنتی‌اکسیدانی بسیار قوی معرفی شده و حتی در برخی مطالعات، هم‌پایه ترکیبات آنتی‌اکسیدانی شناخته شده مانند ویتامین‌های E و C و آنزیم سوپر‌اکسید دیسموتاز گزارش شده است. هدف از این آزمایش، بررسی اثرات افزودن سطوح مختلف کورکومین به رقیق‌کننده‌ها بر فراسنجه‌های جنبایی، ساختاری و بیوشیمیایی (تنش اکسیداتیو) اسپرم اپیدیدمی قوچ پس از فرآیند انجماد- یخگشایی بود.
مواد و روش‌ها: در این آزمایش بافت بیضه از کشتارگاه جمع‌آوری و به آزمایشگاه منتقل شد و با برش دم اپیدیدیم سلول‌های اسپرم جمع‌آوری شد. نمونه‌های اسپرم پس از ارزیابی اولیه انتخاب و در رقیق‌کننده بر پایه تریس- زرده تخم‌مرغ با غلظت 50 میلیون اسپرم در هر میلی‌لیتر رقیق شدند. در دمای 37 درجه سانتی‌گراد غلظت‌های مختلف کورکومین شامل 0، 10، 25 و 50 میکرومولار به رقیق‌کننده حاوی اسپرم اضافه شد. نمونه‌های حاوی غلظت‌های مختلف کورکومین در گروه‌های آزمایشی مختلف در فالکون 15 میلی‌لیتری ریخته و در داخل آب هم‌دما به دمای 5 درجه سانتی‌گراد برای سردسازی منتقل شدند. پس از حدود دو ساعت نمونه‌ها در این دما به تعادل رسیدند. سپس گروه‌های آزمایشی در همان دما در پایوت‌های یک چهارم هم‌دما پر شده و مهر و موم شدند. پایوت‌ها در فاصله چهار سانتی‌متری از سطح ازت مایع به‌وسیله بخار ازت به‌مدت هفت دقیقه منجمد شده و سپس در داخل ازت مایع غوطه‌ور شدند. پایوت‌های منجمد شده تا زمان ارزیابی (حدود یک ماه) در داخل تانک ازت نگهداری شدند. پس از یخگشایی در دمای 37 درجه سانتیگراد بهمدت 30 ثانیه، فراسنجه‌های جنبایی، زنده‌مانی و وضعیت آپوپتوزیس، سلامت غشای پلاسمایی، درصد ناهنجاری‌ها، فراسنجه‌های بیوشیمیایی شامل سنجش غلظت مالون دیآلدهید (MDA)، فعالیت آنزیم‌های سوپر اکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (GPX)، کاتالاز (CAT) و سنجش غلظت H202 ارزیابی شدند. داده‌های حاصل از ارزیابی‌ها توسط نرمافزار SAS و رویه GLM در سطح معنی‌داری 0/05 واکاوی شدند.
یافته‌ها: نتایج این آزمایش نشان داد که در مورد فراسنجه‌های جنبایی مانند جنبایی کلی (TM) رقیق‌کننده حاوی 10 و 25 میکرومولار کورکومین، جنبایی پیش‌‌رونده (PM) رقیق‌کننده حاوی هر سه غلظت کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) و سرعت در مسیر میانگین (VCL) رقیق‌کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به‌طور معنی‌داری نسبت به گروه شاهد عملکرد بهتری داشتند (0/05P<). اما برای سایر فراسنجه‌های جنبایی مانند سرعت در مسیر منحنی (VAP)، سرعت در مسیر مستقیم (VSL)، حرکت عرضی سر (ALH)، خطی بودن جنبایی (LIN) و درصد حرکت مستقیم (STR) بین گروه‌های آزمایشی تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (0/05p>). در بررسی فراسنجه‌های ساختاری مشخص شد که رقیق‌کننده حاوی هر سه سطوح کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) درصد سلامت غشای پلاسمایی اسپرم را پس از یخ‌گشایی به‌طور معنی‌داری افزایش داده بود و در مورد درصد زنده‌مانی، رقیق‌کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به‌طور معنی‌داری نسبت به سایر گروه‌های تیماری عملکرد بهتری داشت و افزودن همین سطح درصد آپوپتوزیس اولیه را نسبت به سایر گروه‌ها به‌طور معنی‌داری کاهش داد (0/05>p). در مورد صفات درصد آپوپتوزیس ثانویه، نکروز و ناهنجاری‌ها در میان تیمارها تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (0/05p>). نتایج ارزیابی فراسنجه‌های بیوشیمیایی (تنش اکسیداتیو) نشان داد که غلظت MDA و فعالیت آنزیم CAT در میان گروه‌های آزمایشی تفاوت معنی‌داری ندارد (0/05p> ولی در مورد فعالیت آنزیم SOD رقیق‌کننده حاوی 10 و 25 میکرومولار کورکومین و برای GPX رقیق‌کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به‌طور‌ معنی‌داری موجب افزایش فعالیت این آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شد (0/05>p). همچنین افزودن هر سه غلظت کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) غلظت H202 را به‌طور معنی‌داری نسبت به گروه شاهد کاهش داد (0/05p<).
نتیجه‌گیری: نتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از کورکومین در رقیق‌کننده انجمادی می‌تواند موجب بهبود کیفیت اسپرم اپیدیدمی قوچ پس از فرآیند انجماد- یخ گشایی شود. از این‌رو استفاده از غلظت 25 میکرومولار کورکومین در رقیق‌کننده انجمادی توصیه می‌شود.

 
متن کامل [PDF 1388 kb]   (88 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: فیزیولوژی
دریافت: 1403/1/22 | پذیرش: 1403/5/13

فهرست منابع
1. Abdelnour, S. A., Hassan, M. A., Mohammed, A. K., Alhimaidi, A. R., Al-Gabri, N., Al-Khaldi, K. O., & Swelum, A. A. (2020). The effect of adding different levels of curcumin and its nanoparticles to extender on post-thaw quality of cryopreserved rabbit sperm. Animals, 10(9), 1508. [DOI:10.3390/ani10091508]
2. Alevra, A. I., Exadactylos, A., Mente, E., & Papadopoulos, S. (2022). The protective role of melatonin in sperm cryopreservation of farm animals and human: lessons for male fish cryopreservation. Animals, 12(6), 791. [DOI:10.3390/ani12060791]
3. Asaduzzaman, M., Saha, A., Akter, S., Biswas, S., Alam, M. G. S., & Bari, F. Y. (2021). Quality changes in spermatozoa of exotic muzaffarnagari cross-breed ram semen during the stages of frozen production. Online Journal of Animal and Feed Research, 11(6), 206-212. [DOI:10.51227/ojafr.2021.30]
4. Bansal, A. K., & Bilaspuri, G. (2011). Impacts of oxidative stress and antioxidants on semen functions. Veterinary Medicine International, (1), 686137. [DOI:10.4061/2011/686137]
5. Bucak, M., Başpınar, N., Tuncer, P., Coyan, K., Sarıözkan, S., Akalın, P., Büyükleblebici, S., & Küçükgünay, S. (2012). Effects of curcumin and dithioerythritol on frozen‐thawed bovine semen. Andrologia, 44, 102-109. [DOI:10.1111/j.1439-0272.2010.01146.x]
6. Bucak, M.N., Sarıözkan, S., Tuncer, P. B., Sakin, F., Ateşşahin, A., Kulaksız, R., & Çevik, M. (2010). The effect of antioxidants on post-thawed Angora goat (Capra hircus ancryrensis) sperm parameters, lipid peroxidation and antioxidant activities. Small Ruminant Research, 89(1), 24-30. [DOI:10.1016/j.smallrumres.2009.11.015]
7. Chatterjee, S., de Lamirande, E., & Gagnon, C. (2001). Cryopreservation alters membrane sulfhydryl status of bull spermatozoa: protection by oxidized glutathione. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research, 60(4), 498-506. [DOI:10.1002/mrd.1115]
8. Daghigh Kia, H., Farhadi, R., Ashrafi, I., & Mehdipour, M. (2016). Anti-oxidative effects of ethanol extract of Origanum vulgare on kinetics, microscopic and oxidative parameters of cryopreserved Holstein bull spermatozoa. Iranian Journal of Applied Animal Science, 6(4), 783-789.
9. Farhadi, R., Farshad, A., Rostamzadeh, J., & Najafi, A. (2024). The effects of adding different levels of curcumin to the diluent on the epididymal sperm quality of Shal rams during storage at 5˚ C. Journal of Animal Production, 26(2), 207-217 [In Persian]
10. Goth, L. (1991). A simple method for determination of serum catalase activity and revision of reference range. Clinica Chimica Acta, 196(2-3), 143-151. [DOI:10.1016/0009-8981(91)90067-M]
11. Grynkiewicz, G., & Ślifirski, P. (2012). Curcumin and curcuminoids in quest for medicinal status. Acta Biochimica Polonica, 59(2), 201-212. [DOI:10.18388/abp.2012_2139]
12. Heres, P., Troncoso, J., & Paredes, E. (2021). Larval cryopreservation as new management tool for threatened clam fisheries. Scientific Reports, 11(1), 15428. [DOI:10.1038/s41598-021-94197-2]
13. Jayaprakasha, G. K., Rao, L. J., & Sakariah, K. K. (2006). Antioxidant activities of curcumin, demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin. Food Chemistry, 98(4), 720-724. [DOI:10.1016/j.foodchem.2005.06.037]
14. Joe, B., Vijaykumar, M., & Lokesh, B. (2004). Biological properties of curcumin-cellular and molecular mechanisms of action. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 44(2), 97-111. [DOI:10.1080/10408690490424702]
15. Kameni, S. L., Meutchieye, F., & Ngoula, F. (2021). Liquid storage of ram semen: associated damages and improvement. Open Journal of Animal Sciences, 11(3), 473-500. [DOI:10.4236/ojas.2021.113033]
16. Karakus, F. N., Kuran, S. B., & Solakoglu, S. (2021). Effect of curcumin on sperm parameters after the cryopreservation. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 267, 161-166. [DOI:10.1016/j.ejogrb.2021.10.027]
17. Kasimanickam, R., Kasimanickam, V., Tibary, A., & Pelzer, K. (2011). Effect of semen extenders on sperm parameters of ram semen during liquid storage at 4 C. Small Ruminant Research, 99(2-3), 208-213. [DOI:10.1016/j.smallrumres.2011.03.057]
18. kumar Patel, G., Haque, N., Madhavatar, M., kumar Chaudhari, A., kumar Patel, D., Bhalakiya, N., Jamnesha, N., Patel, P., & Kumar, R. (2017). Artificial insemination: A tool to improve livestock productivity. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6(6S), 307-313.
19. Lin, X., Bai, D., Wei, Z., Zhang, Y., Huang, Y., Deng, H., & Huang, X. (2019). Curcumin attenuates oxidative stress in RAW264. 7 cells by increasing the activity of antioxidant enzymes and activating the Nrf2-Keap1 pathway. PloS One, 14(5), e0216711. [DOI:10.1371/journal.pone.0216711]
20. Malo, C., Gil, L., Cano, R., Martínez, F., & Galé, I. (2011). Antioxidant effect of rosemary (Rosmarinus officinalis) on boar epididymal spermatozoa during cryopreservation. Theriogenology, 75(9), 1735-1741. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2011.01.013]
21. Mehdipour, M., Daghigh-Kia, H., Najafi, A., Mehdipour, Z., & Mohammadi, H. (2022). Protective effect of rosiglitazone on microscopic and oxidative stress parameters of ram sperm after freeze-thawing. Scientific Reports, 12(1), 13981. [DOI:10.1038/s41598-022-18298-2]
22. Mehdipour, M., Kia, H. D., Moghaddam, G., & Hamishehkar, H. (2018). Effect of egg yolk plasma and soybean lecithin on rooster frozen-thawed sperm quality and fertility. Theriogenology, 116, 89-94. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2018.05.013]
23. Mehdipour, M., Kia, H. D., Najafi, A., Dodaran, H. V., & García-Álvarez, O. (2016). Effect of green tea (Camellia sinensis) extract and pre-freezing equilibration time on the post-thawing quality of ram semen cryopreserved in a soybean lecithin-based extender. Cryobiology, 73(3), 297-303. [DOI:10.1016/j.cryobiol.2016.10.008]
24. Merati, Z., Farshad, A., Farzinpour, A., Rostamzadeh, J., & Sharafi, M. (2018). Anti-apoptotic effects of minocycline on ram epididymal spermatozoa exposed to oxidative stress. Theriogenology, 114, 266-272. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2018.03.041]
25. Miquel, J., Bernd, A., Sempere, J., Dıaz-Alperi, J., & Ramırez, A. (2002). The curcuma antioxidants: pharmacological effects and prospects for future clinical use. A review. Archives of Gerontology and Geriatrics, 34(1), 37-46. [DOI:10.1016/S0167-4943(01)00194-7]
26. Najafi, A., Kia, H. D., Mehdipour, M., Hamishehkar, H., & Álvarez-Rodríguez, M. (2020). Effect of quercetin loaded liposomes or nanostructured lipid carrier (NLC) on post-thawed sperm quality and fertility of rooster sperm. Theriogenology, 152, 122-128. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2020.04.033]
27. Najafi, A., Kia, H. D., Mehdipour, M., Shamsollahi, M., & Miller, D. J. (2019). Does fennel extract ameliorate oxidative stress frozen-thawed ram sperm? Cryobiology, 87, 47-51. [DOI:10.1016/j.cryobiol.2019.02.006]
28. Najafi, A., Mohammadi, H., & Sharifi, S. D. (2023). Enhancing post-thaw quality of ram epididymal sperm by supplementation of rutin in cryopreservation extender. Scientific Reports, 13(1), 10873. [DOI:10.1038/s41598-023-38022-y]
29. Omur, A., Coyan, K., Ozturk, C., Gungor, S., & Bucak, M. (2014). The effects of curcumin, ellagic acid and methionine on post‐thawed Merino rams sperm parameters (759.1). The Faseb Journal, 28, 759.751. [DOI:10.1096/fasebj.28.1_supplement.759.1]
30. Partyka, A., Łukaszewicz, E., & Niżański, W. (2012). Effect of cryopreservation on sperm parameters, lipid peroxidation and antioxidant enzymes activity in fowl semen. Theriogenology, 77(8), 1497-1504. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2011.11.006]
31. Safa, S., Moghaddam, G., Jozani, R. J., Kia, H. D., & Janmohammadi, H. (2016). Effect of vitamin E and selenium nanoparticles on post-thaw variables and oxidative status of rooster semen. Animal Reproduction Science, 174, 100-106. [DOI:10.1016/j.anireprosci.2016.09.011]
32. Salamon, S., & Maxwell, W. M. C. (2000). Storage of ram semen. Animal Reproduction Science, 62(1-3), 77-111. [DOI:10.1016/S0378-4320(00)00155-X]
33. Santonastaso, M., Mottola, F., Iovine, C., Colacurci, N., & Rocco, L. (2021). Protective effects of curcumin on the outcome of cryopreservation in human sperm. Reproductive Sciences, 28, 2895-2905. [DOI:10.1007/s43032-021-00572-9]
34. Shah, S., Andrabi, S., & Qureshi, I. (2017). Freezability of water buffalo bull (Bubalus bubalis) spermatozoa is improved with the addition of curcumin (diferuoyl methane) in semen extender. Andrologia, 49(8), e12713. [DOI:10.1111/and.12713]
35. Sharma, R., Roychoudhury, S., Singh, N., & Sarda, Y. (2017). Methods to measure reactive oxygen species (ROS) and total antioxidant capacity (TAC) in the reproductive system. In Oxidative stress in human reproduction: Shedding Light on a Complicated Phenomenon (pp. 17-46). Cham: Springer International Publishing. [DOI:10.1007/978-3-319-48427-3_2]
36. Sikka, S. C. (1996). Oxidative stress and role of antioxidants in normal and abnormal sperm function. Frontiers in Bioscience: a Journal and Virtual Library, 1, e78-86. [DOI:10.2741/A146]
37. Tsai, Y.-M., Chien, C.-F., Lin, L.-C., & Tsai, T.-H. (2011). Curcumin and its nano-formulation: the kinetics of tissue distribution and blood-brain barrier penetration. International Journal of Pharmaceutics, 416(1), 331-338. [DOI:10.1016/j.ijpharm.2011.06.030]
38. Tvrda, E., Tušimová, E., Kováčik, A., Paál, D., Greifova, H., Abdramanov, A., & Lukáč, N. (2016). Curcumin has protective and antioxidant properties on bull spermatozoa subjected to induced oxidative stress. Animal Reproduction Science, 172, 10-20. [DOI:10.1016/j.anireprosci.2016.06.008]
39. Wright, J. S. (2002). Predicting the antioxidant activity of curcumin and curcuminoids. Journal of Molecular Structure: Theochem, 591(1-3), 207-217. [DOI:10.1016/S0166-1280(02)00242-7]
40. Zaki, S. M., Algaleel, W. A. A., Imam, R. A., Soliman, G. F., & Ghoneim, F. M. (2020). Nano-curcumin versus curcumin in amelioration of deltamethrin-induced hippocampal damage. Histochemistry and Cell Biology, 154, 157-175. [DOI:10.1007/s00418-020-01871-z]
41. Zhang, D.-w., Fu, M., Gao, S.-H., & Liu, J.-L. (2013). Curcumin and diabetes: a systematic review. Evidence‐Based Complementary and Alternative Medicine, (1), 636053. [DOI:10.1155/2013/636053]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشهای تولیدات دامی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Research On Animal Production

Designed & Developed by : Yektaweb