Μελέτη της μεταβολής των αιματολογικών, βιοχημικών και ορμονικών παραμέτρων, καθώς και της οξειδοαναγωγικής κατάστασης του αίματος των κριών κατά την αναπαραγωγική δραστηριότητα

Abstract

Reproduction, stripped of its paramount biological importance, is a crucial, energy-consuming physiological activity, which can temporarily disturb the homeostatic balance of the organism. The objective of the present study was to investigate the hematological, biochemical, hormonal, and redox status alterations in rams during reproductive activity in a period of induced estrus. Thirty-seven adult rams that fulfilled strict inclusion criteria were used and were allocated into 2 groups (Group A, Chios rams, n=19 and Group B, Florina rams, n=18). Each ram was allowed to mate ad libitum with 10 previously synchronized ewes of the respective breed. Blood samples were collected as follows: a) prior to mating (time point defined as T0, b) during mating (24 h, 48 h and 72 h after T0) and c) post-mating (1 week after T0). Complete blood count was performed on Advia 120 (Siemens Healthcare Diagnostics, USA), while the cytological examination of blood smear was followed. The analyzers Flexor E (Vital Scientific N.V., The Netherlands) and AVL 9180 Electrolyte Analyzer (Roche Diagnostics, Belgium) were used for the determination of the concentration of total proteins, albumin, globulins, glucose, cholesterol, triglycerides, total calcium, inorganic phosphorus, potassium, sodium, urea, creatinine and total bilirubin, as well as for the determination of the activity of the enzymes ALT, AST, ALP, GGT, CK and LDH. Serum thyroxine concentration was measured on Immulite 1000 (Siemens Healthcare Diagnostics, USA). For the determination of redox status, d-ROMs Test and BAP Test (Diacron Labs S.r.I., Italy) were employed, using the analyzer Free Carpe Diem (Diacron Labs S.r.I., Italy). Linear mixed effects models (R Foundation for Statistical Computing, Austria) were used to evaluate the effect of Group and Time on the dependent variables. Each LME model incorporated both the main effects of Group and Time on the dependent variable and their interaction effect (Group×Time) and the random effect structure justified by the data. Under our experimental conditions, the reproductive action per se in rams seems not to be physiologically innocuous, as it entailed several hematological, biochemical, hormonal, and redox status alterations. Intense reproductive activity is a muscle-damaging physical activity that is associated with breed-dependent oxidative stress in rams. Specifically, oxidative stress was evident in Florina rams, whereas Chios rams appear to be resistant, probably owing to the higher level of endogenous antioxidants and the ability to enhance their antioxidant defense. In general, the observed clinicopathological alterations are consistent with those that have been previously reported during various forms of physical activity and exercise in animals and humans. These reflect mostly the increased catecholamines and/or cortisol release, the recovery period-associated expansion of blood plasma volume, and the reduction in blood flow of internal organs in favor of the working muscles. Additionally, it is postulated that libido temporarily conquests feed consumption, causing some minor changes in rams’s metabolism. To the best of our knowledge, the hematological, biochemical, hormonal, and redox status alterations in male during reproductive activity are herein firstly discussed. In that context, our findings merit further investigation and need to be confirmed by future studies.

H αναπαραγωγική διαδικασία είναι μία κρίσιμη, βιολογικά ενεργειοβόρα διαδικασία, η οποία διαταράσσει, προσωρινά, την ομοιοστασία του οργανισμού. O σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η μελέτη των μεταβολών των αιματολογικών και βιοχημικών παραμέτρων, των ορμονών του θυρεοειδούς αδένα και της οξειδοαναγωγικής κατάστασης του αίματος των κριών, κατά την αναπαραγωγική δραστηριότητα στη διάρκεια ενός προκληθέντος οίστρου. Στη μελέτη εντάχθηκαν 37 ενήλικοι κριοί, οι οποίοι πληρούσαν αυστηρά κριτήρια και κατανεμήθηκαν σε δύο ομάδες (Ομάδα Α, κριοί Χίου, n=19 και Ομάδα Β, κριοί Φλωρίνης, n=18). Κάθε κριός πραγματοποιούσε κατά βούληση συζεύξεις με 10 θηλυκά πρόβατα της αντίστοιχης φυλής, στα οποία είχε πραγματοποιηθεί συγχρονισμός του οίστρου. Αιμοληψίες διενεργούνταν πριν την έναρξη της αναπαραγωγικής δραστηριότητας (χρονική στιγμή Τ0), κατά τη διάρκειά της (24, 48 και 72 ώρες μετά την Τ0) και μετά το πέρας αυτής (1 εβδομάδα μετά την Τ0). Στους κριούς πραγματοποιούνταν γενική εξέταση αίματος (Advia 120, Siemens Healthcare Diagnostics, USA) και κυτταρολογική εξέταση του επιχρίσματος του αίματος. Οι αναλυτές Flexor E (Vital Scientific N.V., The Netherlands) και AVL 9180 Electrolyte Analyzer (Roche Diagnostics, Belgium) χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση των βιοχημικών εξετάσεων στον ορό του αίματος. Συγκεκριμένα, προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις των εξής παραμέτρων: ολικές πρωτεΐνες, λευκωματίνη, σφαιρίνες, γλυκόζη, χοληστερόλη, τριγλυκερίδια, ολικό ασβέστιο, ανόργανος φωσφόρος, κάλιο, νάτριο, ουρία, κρεατινίνη και ολική χολερυθρίνη, καθώς και οι δραστηριότητες των ενζύμων ALT, AST, ALP, GGT, CK και LDH. Ο αναλυτής Immulite 1000 (Siemens Healthcare Diagnostics, USA) χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της συγκέντρωσης της θυροξίνης στον ορό. Ο έλεγχος της οξειδοαναγωγικής κατάστασης του αίματος πραγματοποιήθηκε με τη χρησιμοποίηση των d-ROMs Test (Diacron Labs S.r.I., Italy) και BAP Test (Diacron Labs S.r.I., Italy) και τη βοήθεια του αναλυτή Free Carpe Diem (Diacron Labs S.r.I., Italy). Χωριστά μικτά μοντέλα επιδράσεων χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της επίδρασης των παραγόντων Ομάδα και Χρόνος στις εξαρτημένες μεταβλητές (R, R Foundation for Statistical Computing, Austria). Σε κάθε μοντέλο έγινε έλεγχος για την ύπαρξη στατιστικά σημαντικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο παραγόντων (Ομάδα×Χρόνος), αλλά και κύριων επιδράσεων των δύο παραγόντων (Ομάδα και Χρόνος) στην υπό μελέτη παράμετρο. Υπό τις συνθήκες του πειράματός μας, η αναπαραγωγική δραστηριότητα συνδέεται με πολυάριθμες αιματολογικές, βιοχημικές, ορμονικές και οξειδοαναγωγικές μεταβολές. Η έντονη αναπαραγωγική δραστηριότητα αποτελεί μία φυσική δραστηριότητα, η οποία προκαλεί ήπια μυϊκή βλάβη και συνδέεται με παρουσία οξειδωτικού στρες στους κριούς Φλωρίνης, ενώ αντιθέτως, η κριοί Χίου αποδεικνύονται ανθεκτικοί, πιθανότατα λόγω του υψηλότερου αντιοξειδωτικού δυναμικού τους και της ικανότητάς τους να ενισχύουν την αντιοξειδωτική τους άμυνα. Εν γένει, οι παρατηρούμενες εργαστηριακές μεταβολές είναι συμβατές με αυτές που έχουν αναφερθεί σε διάφορες μορφές φυσικής δραστηριότητας και άσκησης στα ζώα και στον άνθρωπο και αντικατοπτρίζουν, κυρίως, την αυξημένη έκκριση κατεχολαμινών ή/και κορτιζόλης, τη σχετιζόμενη με την περίοδο αποκατάστασης διόγκωση του πλάσματος του αίματος και τη μειωμένη αιματική ροή των εσωτερικών οργάνων προς όφελος των υπερλειτουργούντων μυών. Επιπλέον, εικάζεται ότι το αναπαραγωγικό ένστικτο υπερισχύει προσωρινά του ενστίκτου της πείνας, επιδρώντας ήπια στον μεταβολισμό των κριών. Η παρούσα έρευνα αποτελεί την πρώτη ευρείας έκτασης μελέτη των εργαστηριακών μεταβολών που συνοδεύουν την αναπαραγωγική δραστηριότητα των αρσενικών και τα αποτελέσματά της θα πρέπει να επιβεβαιωθούν από μελλοντικές έρευνες.