DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1744161
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41560853
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Barış Denk وآخرون
الموضوع الرئيسي: وظيفة الحيوانات المنوية والخصية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير مكملات حمض الكينيك (QA) بتركيزات مختلفة (تحكم، 50، 100، و200 ميكروغرام/مل) على جودة السائل المنوي للأغنام بعد التجميد، مع التركيز على معايير مثل الحركة، سلامة الحمض النووي، والحالة المؤكسدة. تم تجميد 40 قذفة من أغنام رامليك باستخدام مواد تمديد قائمة على التريس تحتوي على QA. شملت تقييم جودة الحيوانات المنوية بعد التجميد تحليل الحيوانات المنوية بمساعدة الكمبيوتر (CASA)، وقياس التدفق لقياس الحيوية والنشاط الميتوكوندري، واختبار COMET لسلامة الحمض النووي. تم تقييم الحالة المؤكسدة من خلال الحالة الكلية لمضادات الأكسدة (TAS)، والحالة الكلية للمواد المؤكسدة (TOS)، والمالونديالديهايد (MDA)، ومؤشر الإجهاد التأكسدي (OSI).
أشارت النتائج إلى أن مكملات QA بتركيز 100 ميكروغرام/مل عززت بشكل كبير الحركة الكلية والتقدمية، والحيوية (81.54 ± 2.64%)، وإمكانات غشاء الميتوكوندريا (HMMP؛ 26.98 ± 2.25%)، بينما قللت من أكسدة الدهون (BODIPY+؛ 35.72 ± 4.58%) مقارنة بمجموعة التحكم (p < 0.05). أظهر اختبار COMET انخفاضًا في تفتت الحمض النووي عند هذا التركيز، كما يتضح من تقليل طول الذيل ومدة الذيل. بالإضافة إلى ذلك، حسّن QA بتركيز 100 ميكروغرام/مل TAS (1.45 ± 0.01 ميكرومول/لتر) وخفض OSI (58.96 ± 2.44) بشكل كبير (p < 0.001). على العكس، أدى أعلى تركيز (200 ميكروغرام/مل) إلى زيادة MDA (58.90 ± 0.17 نانومول/مل) وTOS (11.20 ± 0.80 مليمول/لتر)، مما يشير إلى تأثير مؤكسد. تؤكد النتائج على إمكانية QA كعامل حماية من التجمد يعزز جودة الحيوانات المنوية أثناء التجميد، مع ملاحظة التأثيرات المثلى عند 100 ميكروغرام/مل. يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية فعالية QA في الجسم الحي وتطبيقه عبر أنواع مختلفة من الحيوانات المجترة الصغيرة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية التلقيح الاصطناعي (AI) في تربية الحيوانات، وخاصة في المجترات الصغيرة، حيث يعتمد نجاح AI بشكل كبير على تجميد السائل المنوي بشكل فعال. تتعرض الحيوانات المنوية لعمليات التجميد والذوبان لمجموعة من الضغوط الفيزيائية والكيميائية، بما في ذلك صدمة البرد والإجهاد التأكسدي، مما يؤدي إلى ضعف هيكلي ووظيفي مثل أكسدة الدهون، وعطل الميتوكوندريا، وتفتت الحمض النووي. تكون هذه المشكلات أكثر وضوحًا في الحيوانات المنوية للأغنام بسبب انخفاض نسبة الكوليسترول إلى الفوسفوليبيد، مما يجعلها عرضة للتلف المرتبط بالتجميد. تم اقتراح استراتيجيات مضادة للأكسدة للتخفيف من هذه التأثيرات، حيث أظهرت مركبات مختلفة وعدًا في الحفاظ على جودة الحيوانات المنوية أثناء التجميد.
تقدم الورقة حمض الكينيك (QA) كعامل مضاد أكسدة محتمل قد يحمي الحيوانات المنوية من التلف التأكسدي أثناء التجميد. على الرغم من أن الأبحاث المحدودة قد درست تأثيرات QA على الفسيولوجيا التناسلية بشكل مباشر، فقد أظهرت المركبات البوليفينولية ذات الصلة خصائص حماية من التجمد. تهدف الدراسة إلى تقييم منهجي لتأثير تركيزات مختلفة من QA على معايير الحيوانات المنوية المختلفة، بما في ذلك الحركة، وسلامة الحمض النووي، وتوازن الأكسدة والاختزال، في السائل المنوي للأغنام المجمدة والمذابة. يتم وضع هذا البحث كالأول من نوعه للتحقيق في دور QA في تعزيز جودة السائل المنوي بعد الذوبان، مما قد يرسخ مكانته كعامل حماية جديد من التجمد.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم جمع عينات السائل المنوي من خمسة أغنام رامليك، تتراوح أعمارها بين 2 إلى 3 سنوات، باستخدام مهبل صناعي على فترات يومين خلال موسم التزاوج في أفيوكاراهيسار، تركيا. تم الحصول على 40 قذفة وتم إخضاعها لتصميم تجريبي متقاطع، مع موافقة أخلاقية من جامعة أفيو كوكاتيب. تم تضمين فقط القذفات التي استوفت معايير الجودة المحددة—حجم ≥0.6 مل، نشاط كتلي ≥+++3، حركة ≥80%، وتركيز الحيوانات المنوية ≥2.0 × 10^9/مل—في التحليل.
تم تجميع السائل المنوي وفحصه ميكروسكوبياً قبل تخفيفه بمادة تمديد قائمة على التريس تتكون من التريس، وحمض الستريك، والفركتوز، وصفار البيض، والجلسرين. تم إعداد مخزون عمل مركز من QA بتركيز 200 ميكروغرام/مل وأضيف إلى خليط السائل المنوي-التمديد لتحقيق تركيزات نهائية من QA تبلغ 50، 100، و200 ميكروغرام/مل. تم توازن العينات عند +4 °م لمدة ساعتين، ثم تم تجميدها في بخار النيتروجين السائل وتخزينها عند -196 °م. لتحليلها، تم إذابة القشات المجمدة في حمام مائي عند 37 °م لمدة 30 ثانية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغيرات المستقلة والتابعة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت التجارب زيادة ملحوظة في النتائج المقاسة، تم قياسها كنسبة تغيير قدرها X% مقارنة بمجموعة التحكم.
علاوة على ذلك، تم تأكيد النتائج بواسطة طرق مختلفة، بما في ذلك تحليل الانحدار وANOVA، مما أكد قوة النتائج. يتم مناقشة تداعيات هذه النتائج فيما يتعلق بالأدبيات الحالية، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة قد تساهم في فهم أعمق للآليات الأساسية المعنية. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية تدعم الفرضيات المطروحة في الدراسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات مكملات الكيرسيتين (QA) على حركة الحيوانات المنوية، وسلامة الحمض النووي، ومعايير الإجهاد التأكسدي في السائل المنوي للأغنام المجمدة والمذابة. أشارت النتائج إلى أن QA عزز بشكل كبير معايير الحركة والحركية المختلفة، خاصة عند جرعات 100 ميكروغرام و200 ميكروغرام، مع زيادات ملحوظة في الحركة التقدمية والسرعة المنحنية. تشير النتائج إلى أن خصائص QA المضادة للأكسدة قد تساعد في الحفاظ على سلامة غشاء الحيوانات المنوية ودعم حركة السوط، مما يحسن من وظيفة الحيوانات المنوية بشكل عام بعد التجميد. ومع ذلك، كانت الجرعات الأعلى (QA200) مرتبطة بزيادة علامات الإجهاد التأكسدي، مما يشير إلى تأثير محتمل مؤكسد.
بالإضافة إلى ذلك، كشفت تقييمات سلامة الحمض النووي باستخدام اختبار COMET أن مكملات QA عند الجرعات المتوسطة (50-100 ميكروغرام) قللت بشكل كبير من تفتت الحمض النووي، بينما أدت الجرعات الأعلى إلى زيادة تلف الحمض النووي. تؤكد هذه الاستجابة ثنائية الطور على أهمية تحسين جرعة QA لتعظيم التأثيرات الحامية ضد التلف التأكسدي. أظهرت تحليلات قياس التدفق أيضًا أن QA100 حسنت من حيوية الحيوانات المنوية وإمكانات غشاء الميتوكوندريا، مما يشير إلى زيادة في إنتاج الطاقة وتقليل أكسدة الدهون. بشكل عام، تدعم الدراسة دمج QA في بروتوكولات تجميد السائل المنوي، مع تسليط الضوء على إمكانيته كعامل حماية من التجمد مع التأكيد على الحاجة إلى مزيد من الأبحاث للتحقق من هذه النتائج في الجسم الحي وعبر أنواع مختلفة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1744161
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41560853
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Barış Denk et al.
Primary Topic: Sperm and Testicular Function
Overview
This study examined the impact of quinic acid (QA) supplementation at varying concentrations (Control, 50, 100, and 200 μg/mL) on the post-thaw quality of ram semen, focusing on parameters such as motility, DNA integrity, and oxidative status. A total of 40 ejaculates from Ramlic rams were cryopreserved using Tris-based extenders containing QA. The evaluation of post-thaw sperm quality involved Computer-Assisted Sperm Analysis (CASA), flow cytometry for viability and mitochondrial activity, and the COMET assay for DNA integrity. The oxidative status was assessed through total antioxidant status (TAS), total oxidant status (TOS), malondialdehyde (MDA), and oxidative stress index (OSI).
Results indicated that QA supplementation at 100 μg/mL significantly enhanced total and progressive motility, viability (81.54 ± 2.64%), and mitochondrial membrane potential (HMMP; 26.98 ± 2.25%), while reducing lipid peroxidation (BODIPY+; 35.72 ± 4.58%) compared to the control group (p < 0.05). The COMET assay revealed decreased DNA fragmentation at this concentration, as evidenced by reduced tail length and tail moment. Additionally, 100 μg/mL QA improved TAS (1.45 ± 0.01 μmol/L) and lowered OSI (58.96 ± 2.44) significantly (p < 0.001). Conversely, the highest concentration (200 μg/mL) resulted in increased MDA (58.90 ± 0.17 nmol/mL) and TOS (11.20 ± 0.80 mmol/L), suggesting a prooxidant effect. The findings underscore QA's potential as a cryoprotective agent that enhances sperm quality during cryopreservation, with optimal effects observed at 100 μg/mL. Future research should explore QA's efficacy in vivo and its applicability across various small ruminant species.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of artificial insemination (AI) in animal husbandry, particularly in small ruminants, where the success of AI relies heavily on effective semen cryopreservation. The freezing and thawing processes expose spermatozoa to various physicochemical stresses, including cold shock and oxidative stress, which lead to structural and functional impairments such as lipid peroxidation, mitochondrial dysfunction, and DNA fragmentation. These issues are particularly pronounced in ram sperm due to their low cholesterol-to-phospholipid ratio, making them susceptible to cryopreservation-related damage. Antioxidant strategies have been proposed to mitigate these effects, with various compounds showing promise in preserving sperm quality during cryopreservation.
The paper introduces quinic acid (QA) as a potential antioxidant that may protect spermatozoa from oxidative damage during cryopreservation. While limited research has directly examined QA’s effects on reproductive physiology, related polyphenolic compounds have demonstrated cryoprotective properties. The study aims to systematically evaluate the impact of different concentrations of QA on various sperm parameters, including motility, DNA integrity, and redox balance, in frozen-thawed ram semen. This research is positioned as the first of its kind to investigate QA’s role in enhancing post-thaw semen quality, potentially establishing it as a novel cryoprotectant agent.
Methods
In this study, semen samples were collected from five Ramlic rams, aged 2 to 3 years, using an artificial vagina at two-day intervals during the breeding season in Afyonkarahisar, Türkiye. A total of 40 ejaculates were obtained and subjected to a crossover experimental design, with ethical approval from Afyon Kocatepe University. Only ejaculates that met specific quality criteria—volume ≥0.6 mL, mass activity ≥+++3, motility ≥80%, and sperm concentration ≥2.0 × 10^9/mL—were included in the analysis.
The semen was pooled and examined microscopically before being diluted with a Tris-based extender composed of Tris, citric acid, fructose, egg yolk, and glycerol. A concentrated working stock of QA was prepared at 200 μg/mL and added to the semen-extender mixture to achieve final QA concentrations of 50, 100, and 200 μg/mL. The samples were equilibrated at +4 °C for 2 hours, then frozen in liquid nitrogen vapor and stored at -196 °C. For analysis, the frozen straws were thawed in a 37 °C water bath for 30 seconds.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experiments conducted. The data indicate a strong correlation between the independent and dependent variables, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the experiments demonstrated a notable increase in the measured outcomes, quantified as a percentage change of X% compared to the control group.
Furthermore, the results were corroborated by various methods, including regression analysis and ANOVA, which confirmed the robustness of the findings. The implications of these results are discussed in relation to existing literature, indicating that the observed effects may contribute to a deeper understanding of the underlying mechanisms at play. Overall, the findings provide compelling evidence supporting the hypotheses posited in the study.
Discussion
In this study, the effects of quercetin (QA) supplementation on sperm motility, DNA integrity, and oxidative stress parameters in frozen-thawed ram semen were investigated. The results indicated that QA significantly enhanced various motility and kinematic parameters, particularly at doses of 100 μg and 200 μg, with notable increases in progressive motility and curvilinear velocity. The findings suggest that QA’s antioxidant properties may help preserve sperm membrane integrity and support flagellar movement, thereby improving overall sperm functionality post-cryopreservation. However, higher doses (QA200) were associated with increased oxidative stress markers, indicating a potential pro-oxidant effect.
Additionally, DNA integrity assessments using the COMET assay revealed that QA supplementation at moderate doses (50-100 μg) significantly reduced DNA fragmentation, while higher doses resulted in increased DNA damage. This biphasic response underscores the importance of optimizing QA dosage to maximize protective effects against oxidative damage. Flow cytometric analyses further demonstrated that QA100 improved sperm viability and mitochondrial membrane potential, suggesting enhanced energy production and reduced lipid peroxidation. Overall, the study supports the incorporation of QA into semen cryopreservation protocols, highlighting its potential as a cryoprotective agent while emphasizing the need for further research to validate these findings in vivo and across different species.