دوره 15، شماره 2 - ( تابستان 1403 )
جلد 15 شماره 2 صفحات 52-44 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Farhadi R, Farshad A, Rostamzadeh J, Najafi A. (2024). The Effects of Adding Different Levels of Curcumin Nanoparticles and Sucrose Sugar on Qualitative and Structural Parameters of
Ram Epididymal Sperm after Cooling. Res Anim Prod. 15(2), 44-52. doi:10.61186/rap.15.2.44
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1439-fa.html
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1439-fa.html
فرهادی رامین، فرشاد عباس، رستم زاده جلال، نجفی ابوذر. اثرات نانوذرات کورکومین و قند ساکارز بر پارامترهای کیفی و ساختاری اسپرم اپیدیدمی قوچ نژاد شال پس از سردسازی پژوهشهاي توليدات دامي 1403; 15 (2) :52-44 10.61186/rap.15.2.44
رامین فرهادی* 
1، عباس فرشاد2، جلال رستم زاده2، ابوذر نجفی3
1، عباس فرشاد2، جلال رستم زاده2، ابوذر نجفی3
1- تخصصی فیزیولوژی دام و طیور دانشگاه کردستان، سنندج، ایران & تخصصی فیزیولوژی دام و طیور دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
2- گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران و گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
3- گروه علوم دام و طیور پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران و گروه علوم دام و طیور پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران
2- گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران و گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
3- گروه علوم دام و طیور پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران و گروه علوم دام و طیور پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده: (254 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تلقیح مصنوعی یکی از ابزارهای مدیریتی مهم برای کنترل فعالیت های تولیدمثلی و افزایش بازده صنعت پرورش دام می‌باشد. این تکنیک می تواند نقش مهمی در پیشرفت ژنتیکی حتی در گله‌های کوچک می‌شود. آماده‌سازی اسپرم جهت اجرای تکنیک‌های تولیدمثلی مانند تلقیح مصنوعی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اما در طول آماده‌سازی و نگهداری اسپرم، عوامل متعدد آسیب زا مانند شوک دمایی و تنش اکسیداتیو موجب کاهش کیفیت اسپرم‌ها شده و به‌طور مستقیم باروری اسپرم را تحت تاثیر قرار می‌دهند. لذا افزودن مواد محافظت‌کننده و آنتی‌اکسیدان در رقیق‌کننده امری ضروری در حفظ کیفیت اسپرم در مراحل سردسازی و انجماد محسوب می‌شود.کورکومین ماده زرد رنگی است که از ریشه زردچوبه حاصل می‌شود واز نظر ساختار بیوشیمیایی با داشتن حلقه فنلی و بخش بتا دی-کتونی در ساختمان خود می‌تواند رادیکال‌های آزاد را خنثی کند ولی در محیط‌های آبدوست حلالیت پایینی دارد. جهت رفع این مشکل، روش نانولیپوزوم پیشنهاد شده است که با بهره‌گیری از این روش، علاوه بر رفع مشکل حلالیت پایین کورکومین در محلول‌های آبی، نانوذرات کورکومین بصورت کاملا هدفمند به داخل سلول هدف هدایت و تاثیرات خود را انجام می‌دهد. از طرف دیگر قند ساکارز با آبکشی اولیه سلول‌های اسپرم و حفظ فشار اسمزی محیط رقیق کننده، اسپرم‌ها را از شوک سرمایی محافظت می‌کند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثرات استفاده جداگانه و مخلوط سطوح مختلف نانو ذرات کورکومین و قند ساکارز در رقیق‌کننده اسپرم اپیدیدمی قوچ طی نگهداری در دمای C˚5 در زمان‌های مختلف سردسازی بود.
مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر در آزمایشگاه فیزیولوژی دام گروه علوم دام و طیور پردیس کشاورزی ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. بافت‌های بیضه در روز آزمایش از کشتارگاه تهیه و به‌وسیله فلاکس مخصوص در فاصله کمتر از یک ساعت به آزمایشگاه منتقل شدند. اسپرم از ناحیه دم اپیدیدیم بافت بیضه قوچ در آزمایشگاه جمع‌آوری شد. نمونه‌های اسپرم پس از ارزیابی اوّلیه و دارا بودن تحرک پیشرونده ببیش از 75 درصد و ناهنجاری کمتر از 10 درصد انتخاب و در دمای 37 درجه
مقدمه و هدف: تلقیح مصنوعی یکی از ابزارهای مدیریتی مهم برای کنترل فعالیت های تولیدمثلی و افزایش بازده صنعت پرورش دام می‌باشد. این تکنیک می تواند نقش مهمی در پیشرفت ژنتیکی حتی در گله‌های کوچک می‌شود. آماده‌سازی اسپرم جهت اجرای تکنیک‌های تولیدمثلی مانند تلقیح مصنوعی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اما در طول آماده‌سازی و نگهداری اسپرم، عوامل متعدد آسیب زا مانند شوک دمایی و تنش اکسیداتیو موجب کاهش کیفیت اسپرم‌ها شده و به‌طور مستقیم باروری اسپرم را تحت تاثیر قرار می‌دهند. لذا افزودن مواد محافظت‌کننده و آنتی‌اکسیدان در رقیق‌کننده امری ضروری در حفظ کیفیت اسپرم در مراحل سردسازی و انجماد محسوب می‌شود.کورکومین ماده زرد رنگی است که از ریشه زردچوبه حاصل می‌شود واز نظر ساختار بیوشیمیایی با داشتن حلقه فنلی و بخش بتا دی-کتونی در ساختمان خود می‌تواند رادیکال‌های آزاد را خنثی کند ولی در محیط‌های آبدوست حلالیت پایینی دارد. جهت رفع این مشکل، روش نانولیپوزوم پیشنهاد شده است که با بهره‌گیری از این روش، علاوه بر رفع مشکل حلالیت پایین کورکومین در محلول‌های آبی، نانوذرات کورکومین بصورت کاملا هدفمند به داخل سلول هدف هدایت و تاثیرات خود را انجام می‌دهد. از طرف دیگر قند ساکارز با آبکشی اولیه سلول‌های اسپرم و حفظ فشار اسمزی محیط رقیق کننده، اسپرم‌ها را از شوک سرمایی محافظت می‌کند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثرات استفاده جداگانه و مخلوط سطوح مختلف نانو ذرات کورکومین و قند ساکارز در رقیق‌کننده اسپرم اپیدیدمی قوچ طی نگهداری در دمای C˚5 در زمان‌های مختلف سردسازی بود.
مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر در آزمایشگاه فیزیولوژی دام گروه علوم دام و طیور پردیس کشاورزی ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. بافت‌های بیضه در روز آزمایش از کشتارگاه تهیه و به‌وسیله فلاکس مخصوص در فاصله کمتر از یک ساعت به آزمایشگاه منتقل شدند. اسپرم از ناحیه دم اپیدیدیم بافت بیضه قوچ در آزمایشگاه جمع‌آوری شد. نمونه‌های اسپرم پس از ارزیابی اوّلیه و دارا بودن تحرک پیشرونده ببیش از 75 درصد و ناهنجاری کمتر از 10 درصد انتخاب و در دمای 37 درجه
سانتی گراد به رقیق‌کننده افزوده شدند. ترکیب رقیق کننده در این مطالعه شامل: تریس 27/1 گرم در لیتر، اسید سـیتریک 14 گـرم در لیتر، فروکتوز 10 گرم در لیتر، زرده تخم‌مرغ 20 درصد، گلیسـرول 7 درصدبود که PH رقیق کننده در حدود 6/8 – 7/2 و اسمولاریته در حدود 310- 320 میلی اسمول تنظیم گردید. قند ساکارز ساخت شرکت سیگما آلدریج تهیه شد و نانوذرات کورکومین نیز از پودر کورکومین خالص ساخت شرکت سیگما آلدریج به روش نانولیپوزوم و با استفاده از دستگاه های روتاری، هموژنایزر و سونیکاتور پروپ تهیه شد. برای بررسی اندازه ذرات نانوذرات کورکومین نیز از دستگاه DLS استفاده شد و ذرات در حدود کمتر از 80 نانوگرم بودند. گروه‌های آزمایشی شامل غلظت‌های 25 و 50 میکرومولار نانوذرات کورکومین (NC)، ساکارز (S) در دو غلظت 100 و 150 میلی‌مولار بصورت جداگانه، سطوح ترکیبی شامل (25NC100S، 25NC150S، 50NC100S، 50NC150S) و یک گروه فاقد این افزودنی‌ها (شاهد) بودند که در دمای 37 درجه سانتی گراد به رقیق‌کننده اضافه شدند. رقیق‌کننده‌های حاوی سطوح مختلف تیماری در فالکون‌های 15 میلی‌لیتر و در داخل ظرف آب هم دما به داخل یخچال منتقل شدند که به‌‌صورت تدریجی در طول حدود 2 ساعت به دمای C˚5 رسیدند. پس از تثبیت در این دما، در زمان‌های 6، 12، 24 و 48 ساعت، پارامترهای جنبایی کل، جنبایی پیشرونده با استفاده از سیستم کاسا، زنده‌مانی با روش ائوزین- نیگروزین (16/7 گرم ائوزین، 100 گرم نیگروزین، 29 گرم بافر سیترات در یک لیتر آب دوبار تقطیر)، یکپارچگی غشایی با روش محلول HOST (9 گرم فروکتوز، 4/9 گرم سیترات سدیم در یک لیتر آب دو بار تقطیر با اسمولاریته 100 میلی اسمول) و درصد ناهنجاری‌های اسپرم با استفاده از محلول هانکوک (62/5 لیتر فرمالین 37 درصد، 150 میلی‌لیتر محلول سالین، 150 میلی‌لیتر محلول بافر و 500 میلی‌لیتر آب دو بار تقطیر) ارزیابی شدند. نتایج حاصل از آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی به‌وسیله نرم افزار SAS (9/2) و رویه GLM آنالیز و سطح معنی‌داری (0/05P<) در نظر گرفته شد. برای مقایسه میانگین تیمارها نیز از آزمون توکی استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از25NC100S در رقیق کننده موجب بهبود پارامترهای جنبایی کل، جنبایی پیشرونده، زنده‌مانی و یکپارچگی غشای اسپرم اپیدیدیمی قوچ در تمامی زمان‌های مورد ارزیابی نسبت به سایر گروه‌ها بخصوص گروه شاهد شد (0/05p<). در مورد درصد ناهنجاری‌های اسپرم در زمان‌های 6 و 12 ساعت بین تیمارها تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (0/05p>) ولی در زمان‌های 24 و 48 ساعت غلظت25NC100S موجب کاهش معنی‌دار درصد ناهنجاری‌های اسپرم نسبت به سایر غلظت‌ها شد (0/05P<). افزودن سطوح مختلف نانوذرات کورکومین و قند ساکارز بصورت جداگانه نسبت به گروه شاهد به طور معنی‌داری پارامترهای مورد ارزیابی را بهبود داده بودند ولی بهترین عملکرد در تیمار ترکیبی مشاهده شد که می تواند نشان دهنده نقش هم افزایی این دو ترکیب باشد.
نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که استفاده از مخلوط نانوذرات کورکومین با ساکارز در رقیق‌کننده می‌تواند اسپرم‌ها را در برابر آسیب‌های اکسیداتیو و شوک سرمایی محافظت کند. اثرات آنتی‌اکسیدانی نانوذرات کورکومین و اثرات محافظتی قند ساکارز می‌تواند علت تاثیر مثبت بر کیفیت اسپرم اپیدیدیمی قوچ در زمان‌های سردسازی باشد و از این رو استفاده از سطح 25NC100S در رقیق کننده اسپرم قوچ توصیه می‌شود.
یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از25NC100S در رقیق کننده موجب بهبود پارامترهای جنبایی کل، جنبایی پیشرونده، زنده‌مانی و یکپارچگی غشای اسپرم اپیدیدیمی قوچ در تمامی زمان‌های مورد ارزیابی نسبت به سایر گروه‌ها بخصوص گروه شاهد شد (0/05p<). در مورد درصد ناهنجاری‌های اسپرم در زمان‌های 6 و 12 ساعت بین تیمارها تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (0/05p>) ولی در زمان‌های 24 و 48 ساعت غلظت25NC100S موجب کاهش معنی‌دار درصد ناهنجاری‌های اسپرم نسبت به سایر غلظت‌ها شد (0/05P<). افزودن سطوح مختلف نانوذرات کورکومین و قند ساکارز بصورت جداگانه نسبت به گروه شاهد به طور معنی‌داری پارامترهای مورد ارزیابی را بهبود داده بودند ولی بهترین عملکرد در تیمار ترکیبی مشاهده شد که می تواند نشان دهنده نقش هم افزایی این دو ترکیب باشد.
نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که استفاده از مخلوط نانوذرات کورکومین با ساکارز در رقیق‌کننده می‌تواند اسپرم‌ها را در برابر آسیب‌های اکسیداتیو و شوک سرمایی محافظت کند. اثرات آنتی‌اکسیدانی نانوذرات کورکومین و اثرات محافظتی قند ساکارز می‌تواند علت تاثیر مثبت بر کیفیت اسپرم اپیدیدیمی قوچ در زمان‌های سردسازی باشد و از این رو استفاده از سطح 25NC100S در رقیق کننده اسپرم قوچ توصیه می‌شود.
فهرست منابع
1. Ahmed-Farid, O. A., Nasr, M., Ahmed, R. F., & Bakeer, R. M. (2017). Beneficial effects of curcumin nano-emulsion on spermatogenesis and reproductive performance in male rats under protein deficient diet model: Enhancement of sperm motility, conservancy of testicular tissue integrity, cell energy and seminal plasma amino acids content. Journal of Biomedical Science, 24, 1-14. [DOI:10.1186/s12929-017-0373-5]
2. Aisen, E., Medina, V., & Venturino, A. (2002). Cryopreservation and post-thawed fertility of ram semen frozen in different trehalose concentrations. theriogenology, 57(7), 1801-1808. [DOI:10.1016/S0093-691X(02)00653-2]
3. Amjadi, S., Ghorbani, M., Hamishehkar, H., & Roufegarinejad, L. (2018). Improvement in the stability of betanin by liposomal nanocarriers: Its application in gummy candy as a food model. Food chemistry, 256, 156-162. [DOI:10.1016/j.foodchem.2018.02.114]
4. Arando, A., Gonzalez, A., Delgado, J., Arrebola, F., & Perez-Marín, C. (2017). Storage temperature and sucrose concentrations affect ram sperm quality after vitrification. Animal reproduction science, 181, 175-185. [DOI:10.1016/j.anireprosci.2017.04.008]
5. Bansal, A. K., & Bilaspuri, G. (2011). Impacts of oxidative stress and antioxidants on semen functions. Veterinary medicine international, 2011(1), 686137. [DOI:10.4061/2011/686137]
6. 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]
7. Bucak, M. N., Keskin, N., Taşpınar, M., Çoyan, K., Başpınar, N., Cenariu, M. C., Bilgili, A., Öztürk, C., & Kurşunlu, A. N. (2013). Raffinose and hypotaurine improve the post-thawed Merino ram sperm parameters. Cryobiology, 67(1), 34-39. [DOI:10.1016/j.cryobiol.2013.04.007]
8. 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]
9. 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.
10. El-Sheshtawy, R. I., Sisy, G. A., & El-Nattat, W. S. (2015). Effects of different concentrations of sucrose or trehalose on the post-thawing quality of cattle bull semen. Asian Pacific Journal of Reproduction, 4(1), 26-31. [DOI:10.1016/S2305-0500(14)60053-1]
11. Farhadi R, Daghigh kia H, Hosenkhani A, Ghasemi Panahi B, Dehghan G, Ashrafi. (2015). Effect of Origanum vulgare ethanol extract on quality parameters and malondialdehyde concentration of cryopreserved Holstein bull sperm. Journal of Animal Science Research. Volum 5, Number 1:1-11. (In Persian).
12. Farshad, A., & Akhondzadeh, S. (2008). Effects of sucrose and glycerol during the freezing step of cryopreservation on the viability of goat spermatozoa. Asian-Australasian journal of animal sciences, 21(12), 1721-1727. [DOI:10.5713/ajas.2008.80159]
13. Ikeda, M., Kodama, H., Fukuda, J., Shimizu, Y., Murata, M., Kumagai, J., & Tanaka, T. (1999). Role of radical oxygen species in rat testicular germ cell apoptosis induced by heat stress. Biology of reproduction, 61(2), 393-399. [DOI:10.1095/biolreprod61.2.393]
14. Isaac, A. V., Kumari, S., Nair, R., Urs, D. R., Salian, S. R., Kalthur, G., Adiga, S. K., Manikkath, J., Mutalik, S., & Sachdev, D. (2017). Supplementing zinc oxide nanoparticles to cryopreservation medium minimizes the freeze-thaw-induced damage to spermatozoa. Biochemical and biophysical research communications, 494(3-4), 656-662. [DOI:10.1016/j.bbrc.2017.10.112]
15. 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]
16. 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]
17. 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]
18. 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]
19. 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]
20. 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]
21. Nazari-Vanani R, Sattarahmady N, Heli H. (2017). Nanotechnological Methods for Increasing the Bioavailability of Curcumin; A Review. Journal of Fasa University of Medical Sciences, Vol. 7, No.2:152-161. (In Persian). [DOI:10.15412/J.JBTW.01060702]
22. 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]
23. 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]
24. 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]
25. Thumann, A., & Mehta, P. (2020). Standards, codes and regulations. In Energy Management Handbook (pp. 549-559). River Publishers. [DOI:10.1201/9781003151364-20]
26. 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]
27. Tuncer, P. B., Sarıözkan, S., Bucak, M. N., Ulutaş, P. A., Akalın, P. P., Büyükleblebici, S., & Canturk, F. (2011). Effect of glutamine and sugars after bull spermatozoa cryopreservation. theriogenology, 75(8), 1459-1465. [DOI:10.1016/j.theriogenology.2010.12.006]
28. Tvrdá, E., Greifová, H., Mackovich, A., Hashim, F., & Lukáč, N. (2018). Curcumin Offers Antioxidant Protection to Cryopreserved Bovine Semen. Czech Journal of Animal Science, 63(7). [DOI:10.17221/33/2017-CJAS]
29. 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]
30. Zhang, D.-w., Fu, M., Gao, S.-H., & Liu, J.-L. (2013). Curcumin and diabetes: a systematic review. Evidence‐Based Complementary and Alternative Medicine, 2013(1), 636053. [DOI:10.1155/2013/636053]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
