تاثیر نانو اکسیدروی بر فراسنجه های کیفی اسپرم بوقلمون در شرایط مایع

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: در دو دهه گذشته شاهد حجم فزاینده ای از تحقیقات در مورد اثرات نانوذرات بر پارامترهای مایع منی بوده ایم. نانوذرات مولکول هایی با اندازه ۱ تا ۱۰۰ نانومتر هستند. نانوذرات به دلیل خواص منحصربه فرد خود، نظرات قابل توجهی را در بیوتکنولوژی، پزشکی، تولیدمثل حیوانات و علوم دامپزشکی به خود جلب کرده اند . نانوذرات نسبت سطح به حجم بالایی دارند که باعث افزایش واکنش پذیری و توانایی نفوذ بیشتر در بافت های بیولوژیک می شود. این ذرات از پایداری شیمیایی بالایی برخوردار هستند که می توانند در برابر شرایط محیطی مختلف پایداری خود را حفظ کنند و همچنین به دلیل داشتن اندازه نانوی خود می توانند از غشای سلول های بیولوژیکی عبور کرده و اثرگذاری بهتر در سلول شوند. یکی از عناصر مهم و ناثیرگذار در سلامت اسپرم عنصر روی است. عنصر روی نقش مهمی در زنده ماندن و تحرک اسپرم دارد و بر متابولیسم پروتئین، سنتز اسید نوکلئیک و تثبیت غشای اسپرم تاثیر می گذارد. اکثر آنزیم ها، ازجمله کربنیک انیدراز، کربوکسی پپتیداز و سوپراکسید دیسموتاز، به روی به عنوان کوفاکتور نیاز دارند. اثر مثبت روی بر کیفیت منی را می توان با توانایی آن در افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی اسپرم برای غلبه بر استرس اکسیداتیو ناشی از تولید بیش از حد گونه های فعال اکسیژن (ROS) توضیح داد. گونه های فعال اکسیژن مولکول های واکنشی با عمر کوتاه (۱۰-۹ ثانیه) متعلق به دسته رادیکال های آزاد هستند که از اکسیژن مشتق شده اند و با وجود یک یا چند الکترون جفت نشده در آخرین لایه الکترونی خود مشخص می شوند. به دلیل ساختار شیمیایی ناپایدارشان، برای رسیدن به حالت متعادل به مولکول های آلی مجاور مانند لیپیدها، پروتئین ها و DNA حمله می کنند. در واقع، تولید کنترل شده ی ROSها در اسپرم نقش فیزیولوژیکی مهم در رویدادهای اساسی در اسپرم مانند فعال سازی تحرک، چسبندگی گذرای اسپرم به لوله رحم، ظرفیت دار شدن، افزایش در فعالیت اسپرم، واکنش آکروزومی و ادغام اسپرم-اووسیت را هدایت می کنند. از سوی دیگر اما، هنگامی که سطح ROS مایع منی از دفاع آنتی اکسیدانی فراتر رود، وضعیتی از استرس اکسیداتیو ایجاد می شود. استرس اکسیداتیو در منی منجربه پراکسیداسیون لیپیدی غشای سیتوپلاسمی اسپرم، آسیب غشای آکروزومی، اکسیداسیون و تجزیه DNA و در نهایت ناهنجاری های کروموزومی در اسپرم می شود. عنصر روی از تولید گونه های فعال اکسیژن، اسپرم ها و لکوسیت های معیوب جلوگیری می کند. هم چنین با مهار پراکسیداسیون لیپیدی و کاهش سطح آنتی بادی های ضد اسپرم، دارای اثرات آنتی اکسیدانی است. استرس اکسیداتیو در اسپرم پدیده ای است که با افزایش سرعت اکسیداسیون اجزای سلولی و تولید بیش از حد گونه های فعال اکسیژن مرتبط است. اسپرماتوژنز طی سه مرحله متوالی (اسپرماتوسیتوژنز، اسپرمیوژنز و اسپرماسیون) در مجاری اسپرم ساز بیضه رخ می دهد. مدت زمان اسپرماتوژنز در پرندگان بسیار کوتاه تر از پستانداران است که تقریبا ۲۵ روز است. محتوای بالای اسیدهای چرب غیراشباع در غشای سلولی اسپرم پرندگان، این سلول ها را به ویژه در برابر پراکسیداسیون لیپیدی حساس می کند. بنابراین، برای اطمینان از عملکرد صحیح سلول ها، لازم است بین تشکیل ROSها و عملکرد محافظتی سیستم آنتی اکسیدانی تعادل وجود داشته باشد. محتوای بالای اسیدهای چرب غیراشباع در فسفولیپیدهای غشای سلولی اسپرم پرندگان عمدتا اسیدهای آراشیدونیک (۲۰ کربنه) و دوکوزاتترانوئیک اسید (۲۲ کربنه) هستند. که این عامل سلول ها را به ویژه در برابر پراکسیداسیون لیپیدی حساس می کند، آسیب پراکسیداتیو مورفولوژی اسپرم را تحت تاثیر قرار می دهد و تحرک اسپرم را کاهش می دهد. بنابراین اعتقاد بر این است که علت اصلی از دست دادن ظرفیت باروری مشاهده شده در طول ذخیره سازی مایع منی پرندگان است. گزارش شده است که برخی از متالو آنزیم ها (مانند لاکتات دهیدروژناز و سوربیتول دهیدروژناز) که نقش مهمی در افزایش تحرک اسپرم دارند، ممکن است حاوی روی در ساختار خود باشند. نانو اکسیروی سبب افزایش یکپارچگی غشا اسپرم آکروزوم شده و سبب حفظ سلامت غشا و بهبود عملکرد در آکروزوم می شود هم چنین این نانو اکسید بر عملکرد میتوکندری سلول اثر گذار بوده و سبب یکپارچگی عملکرد آن می شود. مواد و روش ها: نمونه گیری از ۱۸ قطعه بوقلمون نژاد Bronze turkey دو بار در هفته و به مدت ۵ هفته انجام گرفت. نمونه ها پس از مخلوط شدن با یکدیگر به منظور از بین رفتن اثرات فردی به ۴ گروه تقسیم شده و مقادیر مختلف نانو اکسیدروی (صفر، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میکروگرم در میلی لیتر) به رقیق کننده افزوده شد و تحت دمایی ۴ درجه سانتی گراد فراسنجه های کیفی اسپرم (درصد جنبایی کل، درصد جنبایی پیش رونده، درصد زنده مانی، درصد سلامت غشا و درصد ناهنجاری) در زمان های مختلف ذخیره سازی (صفر، ۱۲، ۲۴ و ۴۸ ساعت) بررسی شدند. یافته ها: این نتایج با استفاده از سطوح ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میکروگرم در میلی لیتر نانو اکسیدروی حاصل شد. در ارتباط با درصد تحرک کل، پیش رونده، زنده مانی، سلامت غشا و ناهنجاری، بعد از ۲۴ و ۴۸ ساعت نانو اکسیدروی اثر معنی داری بر فراسنجه های ذکرشده داشت. تیمار ۱۰۰ میکروگرم در میلی لیتر بهترین عملکرد را در طی افزایش در زمان ذخیره سازی از خود بر روی فراسنجه های کیفی اسپرم بوقلمون نشان داد و تیمار شاهد دارای پایین ترین عملکرد از این نظر بود. نتایج نشان دادند که افزودن سطوح مختلف نانو اکسیدروی در رقیق کننده اسپرم بوقلمون بعد از ۲۴ و ۴۸ ساعت باعث تفاوت معنی داری نسبت به تیمار شاهد شد و سبب بهبود در فراسنجه های کیفی اسپرم بوقلمون در مقایسه با تیمار شاهد شد. نتیجه گیری: افزودن نانو اکسیدروی، فراسنجه های کیفی اسپرم بوقلمون را در حالت مایع (دمای ۴ درجه سانتی گراد) بهبود بخشید و اضافه کردن مقدار ۱۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر نانو اکسیدروی در رقیق کننده اسپرم بهترین عملکرد را بین سطوح مختلف (صفر، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر) اضافه شده داشت.

کلیدواژه ها:

Antioxidant ، Oxidative stress ، Qualitative parameters ، Reactive Oxygen Species ، Storage times ، آنتی اکسیدان ، استرس اکسیداتیو ، زمان های ذخیره سازی ، فراسنجه های کیفی ، گونه های فعال اکسیژن