In vivo and in vitro evaluation of Saanen buck semen frozen with different antioxidants

Abstract

In this study, it was aimed to investigate the effect on principle sperm characteristics and fertility parameters of freezing of Saanen buck semen with skimmed milk powder extender containing different antioxidants. Ejaculates collected by artificial vagina from a total of 4 Saanen buck were used in the study. Principle spermatological characteristcs were determined in semen collected as double ejaculation and ejaculates having normospermie quality were pooled. Semen samples were evaluated as split ejeculate in the experiment and control groups. Split samples were extented with skimmed milk powder (SMP) extender containing 5 % glycerol, 10 % egg yolk and supplemented with different antioxidants (5 mM cysteine and 1000 µg/ml hyaluronic acid). Straws contain extended semen was equilibrated at +4 oC for 2 h, frozen in vapor of (15 min at -120 oC) liquid nitrogen and stored in liquid nitrogen. Frozen semen was thawed in a water bath at 37 oC for 30 seconds. According to post-thawing assessments, the sperm motilities in semen extended with skimmed milk powder containing antioxidants cysteine or hyaluronic acid or without any antioxidant (control group) were recorded as 44.0 %, 30.5 % and 39.5 % respectively. The percentage of abnormal spermatozoa and abnormal acrosome were found 52.8 %, 53.6 %, 59.1 %, 35.9 %, 38.3 %, 40.4 % respectively. The percentage of dead spermatozoa was recorded as 48.8 %, 58.1 %, 53.8 %. Regarding the spermatozoal motility, it was significantly (p<0.01) higher for the extenders containing cysteine or skimmed-milk powder (control) as compared to the extender containing hyaluronic acid, however there was no such difference (p>0.05) between the there extenders given based on the rates of dead spermatozoa, abnormal spermatozoa and abnormal acrosome. Pregnancy and parturition rates obtained from semen frozen with skimmed milk powder extender contains cysteine, hyaluronic acid and no additive (control) were determined 50 %, 50 %, 40 % and 33.3 %, 16.6 %, 20 % respectively. No significant differences were determined statistically between pregnancy and parturition rates in goat which were inseminated with cysteine, hyaluronic acid and skimmed milk powder (control) extenders (p>0.05). In conclusion, it was determined that cysteine had a favourable effect upon the improvement of spermatological characteristics and fertility parameters

Keywords

• Antioxidants
• buck semen
• fertility
• freezing of semen

Farklı antioksidanlarla dondurulan Saanen teke spermasının in vitro ve in vivo değerlendirilmesi

Abstract

Çalışmada, Saanen teke spermasının farklı antioksidanlar içeren yağsız süt tozu sulandırıcısı ile dondurulmasının başlıca spermatolojik özellikler ve fertilite parametreleri üzerine etkilerinin araştırılması amaçlandı. Araştırmada toplam 4 adet Saanen tekesinden sun’i vajen ile alınan ejekülatlar kullanıldı. Çift ejekülat olarak alınan spermalarda başlıca spermatolojik özellikler saptandı ve normospermi kalitesine sahip ejekülatlar birleştirildi. Araştırma ve kontrol gruplarında sperma örnekleri split ejakülat biçiminde değerlendirildi. Split örnekler farklı antioksidanlarla desteklenmiş (5 mM sistein ve 1000 µg/ml hyaluronik asit) % 5 gliserol ve % 10 yumurta sarısı içeren yağsız süt tozu (YST) sulandırıcısı ile sulandırıldı. Sulandırılmış sperma içeren payetler +4 oC’de 2 saat ekilibre edildi, sıvı azot buharında (-120 oC’da 15 dakika) donduruldu ve sıvı azot (-196 oC) içinde saklandı. Dondurulmuş spermalar su banyosunda 37 oC’de 30 saniyede çözdürüldü. Çözdürme sonrası değerlendirmelere göre, sistein, hyaluronik asit antioksidanları içeren ve antioksidan içermeyen (kontrol grubu) gruplarda spermatozoa motilitesi sırasıyla % 44.0, % 30.5, % 39.5 olarak kaydedildi. Anormal spermatozoa oranı ve anormal akrozom oranı sırasıyla % 52.8, % 53.6, % 59.1, % 35.9, % 38.3, % 40.4 bulundu. Ölü spermatozoa oranı ise % 48.8, % 58.1, % 53.8 olarak saptandı. Spermatozoa motilitesi yönünden sistein ve yağsız süt tozu (kontrol) sulandırıcıları ile hyaluronik asit arasında istatistiki olarak önemli bir fark belirlenirken (p<0.01), ölü spermatozoa oranı, anormal spermatozoa ve akrozoma bağlı anormal oranı yönünden istatistiki olarak önemli bir fark belirlenmedi (p>0.05). Sistein, hyaluronik asit içeren ve içermeyen (kontrol) yağsız süt tozu ile dondurulmuş spermalarla servikal tohumlamalardan elde edilen gebelik oranları sırasıyla % 50, % 50, % 40, doğum oranları ise % 33.3, % 16.6, % 20 olarak belirlendi. Sistein, hyaluronik asit ve yağsız süt tozu (kontrol) sulandırıcıları ile tohumlanan keçilerde, gebelik ve doğum oranları arasında istatistiki olarak önemli bir fark bulunmadı (p>0.05). Sonuç olarak, sisteinin spermatolojik özellikleri geliştirdiği ve fertilite parametreleri üzerine olumlu bir etki yaptığı belirlendi

Keywords

• Antioksidanlar
• dölverimi
• spermanın dondurulması
• teke sperması

References

1. Ateşşahin A, Bucak MN, Tuncer PB, Kızıl M (2008): Effect of anti-oxidant additives on microscopic and oxidative parameters of Angora goat semen following the freze-thawing process. Small Rum Res, 77, 38-44.
2. Balogh GT, Illes J, Szekely Z, Forrai E, Gere A (2003): Effect of different metal ions on the oxidative damage and antioxidant capacity of hyaluronic acid. Arch Biochem Biophys, 410, 76-82.
3. Bucak MN, Uysal O (2008): The role of antioxidants in freezing of Saanen goat semen. Indian Vet J, 85, 148-150.
4. Cabrera F, Gonzalez F, Batista M, Calero P, Medrano A, Gracia A (2005): The effect of removal of seminal plasma, egg yolk level and season on sperm freezability of Canary buck (Capra hircus). Reprod Dom Anim, 40, 191- 195.
5. Chen HJ, Wu SB, Chang CM (2003): Biological and dietary antioxidants protect against DNA nitration induced by reaction of hypochlorous acid with nitrite. Arch Biochem Biophys, 415, 109-116.
6. Choe CY Kim, JG, Cho SR, Son DS, Kim YK, Balasubramanıan S, Choe SY, Rho GJ (2006): Influence of seasons, extenders, slow and rapid freezing on seminal characters in Korea native bucks. Reprod Dom Anim, 41, 55-60.
7. Corteel JM (1977): Production, storage and artificial insemination of goat semen. In: Management of Reproduction in sheep and Goats Symposium, Madison, July 24-25, pp. 41-57.
8. Çetin A (2006): Teke Spermasının Fruktoz ve Laktoz Şeker İçeren Tris Tamponlu Sulandırıcıda Seyreltilmesi ve Dondurulmasının Spermatozoa Kalite Özelliklerine Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.

9. Çetinkaya K, Çekgül E, Ekici A (1980): Ankara keçisi teke spermasının spermatolojik özellikleri ve donmuş teke spermasından elde edilen döl verimi sonuçları. Lalahan Zootekni Araşt Enst Derg, 20, 68-88.
10. Funahashi H, Sano T (2005): Select antioxidants improve the function of extended boar semen stored at 10oC. Theriogenology, 63, 1605-1616.
11. Gacitua H, Arav A (2005): Successful pregnancies with directional freezing of large volume buck semen. Theriogenology, 63, 931-938.
12. Karatzas G, Karagıannıdıs A, Varsakeli S, Brikas P (1997): Fertility of fresh and frozen-thawed goat semen during the nonbreeding season. Theriogenology, 48, 1049- 1059.
13. Kaymakçı M, Taşkın T (2001): Süt tipi keçi yetiştiriciliği ve kıl keçilerinde verimliliği artırma yolları. Çivril Tarımı ve Sorunları Sempozyumu, 13-14 Eylül, Çivril- Denizli.
14. Mara L, Dattena M, Pilichi S, Sana D, Branca A, Cappai P (2007): Effect of different diluents on goat semen fertility. Anim Reprod Sci, 102, 152-157.
15. Milovano VK, Sokolovskaya II (1980): Long-term storage of ram semen and new possibilities of large scala selection in sheep breeding. Vestnik Selskok Nauki, 12, 122-132.
16. Parcell, S (2002): Sulfur in human nutrition and applications in medicine. Altern Med Rev, 7, 22-44.
17. Pena, FJ, Johannisson AM, Rodrıguez-Martines H (2004): Effect of hyaluronan supplementation on boar sperm motility and membrane lipt architecture status after cryoproservation. Theriogenology, 61, 63-70.
18. Pomares CC, Stojanov T, Epplenton J, Maxwell VMC
19. (1996): Effect of glutathion peroxidase on the survival of the goat and ram spermatozoa during liquid storage. Proc 7 th. Int Symp Spermatol Abstr, 9, 24-28.
20. Purdy PH (2006): A review on goat sperm cryopreservation. Small Rum Res, 63, 215-225.
21. Ritar AJ, Ball PD, O’may PJ (1990): Examination of methods for the deep freezing of goat semen. Reprod Fertil Dev, 2, 27-34.
22. Salvador I, Yániz J, Viudes-de-Castro MP, Gòmez EA, Silvestre MA (2006): Effect of solid storage on caprine semen conservation at 5ºC. Theriogenology, 66, 974-981.
23. Sinha MP, Sinha AK , Prasad RL (1996): The effect of glutathione on motility, enzyme leakage and fertilility of frozen goat semen. Anim Reprod Sci, 41, 237-243.
24. Sungur H, Goncagül T, Özsar S (1993): Ankara keçilerinde sıfat mevsiminde dondurulmuş ve taze sperma ile sun’i tohumlalama çalışmaları ve fertilite kontrolü. Lalahan Hay Arş Ens Der, 33, 59-64.
25. Sümbüloğlu K, Sümbüloğlu V (1993): Biyoistatistik. 4.Baskı, Özdemir Yayıncılık.
26. Tekin N, Muyan M (1985): Keçilerde başlıca dölerme özellikleri. Doğa, 9, 208-218.
27. Uysal O, Bucak MN, Yavaş İ, Varışlı Ö (2007): Effects of various antioxidants on the quality of frozen-thawed bull semen. J Anim Vet Adv, 6, 1362-1366.
28. Uysal O, Bucak MN (2007): Effects of oxidized glutathione, bovine serum albumin, cysteine and lycopene on the quality of frozen-thawed ram semen. Acta Vet Brno, 76, 383-390.