Μελέτη της επίδρασης της ζεαραλενόνης και της α-ζεαραλενόνης στα ποιοτικά χαρακτηριστικά και στη γονιμοποιητική ικανότητα του σπέρματος του κάπρου

Abstract

Zearalenone (ZEN), a worldwide distributed mycotoxin, impairs fertility in farm animals. Pig is the most sensitive species in zearalenone toxicosis, especially prepubertal gilts. However, there are only few reports relative to the impact of this mycotoxin or of its metabolites on boar reproductive system. The aim of the present study was to investigate the effect of zearalenone and its major metabolite α-zearalenol (α-ZEN) on boar semen characteristics and fertilizing ability by using modern methods like a modification of hemizona assay and a flourescence dye (acridine orange) for the evaluation of sperm nuclear DNA integrity. The experimental design included four different experiments: 1) Extended boar semen was exposed to three different concentrations of ZEN and α-ZEN (40, 60 and 80 μg/ml of semen) for 4 h, under in vitro conditions (38.5°C, 5% CO2 in 96% humidified air). Then, viability and motility of the spermatozoa were evaluated per 1 h. 2) Acrosome reaction was induced in boar spermatozoa by A23187, after 1 and 2 h incubation at the same concentrations of ZEN and α-ZEN 3) Hemizona assay applied to evaluate the effect of ZEN and α-ZEN on boar spermatozoa binding capacity to the zona pellucida after 1 h incubation at the same concentrations of ZEN and α-ZEN 4) Extended boar semen was exposed to three lower concentrations of ZEN and α-ZEN (10, 20 and 30 μg/ml of semen) for 4 h, under in vitro conditions (38.5°C, 5% CO2 in 96% humidified air). Then, sperm nuclear DNA integrity was evaluated by acridine orange fluorescence staining. One boar was selected, according to normal semen quality and proved fertility and used at each experiment. Nevertheless, in the fourth experiment, four boars were used with a view to avoid the pig species resistance to sperm nuclear DNA damage.

Η μυκοτοξίνη ζεαραλενόνη (ΖΕΝ) ανιχνεύεται συχνά στις ζωοτροφές τόσο στην Ελλάδα όσο και διεθνώς και έχει συνδεθεί με αναπαραγωγικές διαταραχές στις χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις. Άλλωστε, ο χοίρος αποτελεί το πλέον ευαίσθητο είδος στη μυκοτοξίκωση από ΖΕΝ. Επιπλέον, το σύνδρομο αυτό εκδηλώνεται κυρίως με κλινικά συμπτώματα των συών, ενώ τα δεδομένα από την προσιτή σε εμάς διεθνή βιβλιογραφία, είναι ανεπαρκή σχετικά με την πιθανή συμμετοχή του κάπρου στην εμφάνιση της κλινικής εικόνας της μυκοτοξίκωσης από ΖΕΝ σε επίπεδο εκτροφής. Σκοπός αυτής της διατριβής ήταν να μελετηθεί η επίδραση της μυκοτοξίνης ζεαραλενόνης και του κύριου μεταβολίτη της, α-ζεαραλενόλης (α-ΖΕΝ), στα ποιοτικά χαρακτηριστικά και στη γονιμοποιητική ικανότητα του σπέρματος του κάπρου με τη χρήση νέων και έγκυρων μεθόδων όπως είναι η δοκιμή των ημιζωνών και ο έλεγχος της ακεραιότητας της χρωματίνης του πυρηνικού DNA με φθορίζουσα χρώση, οι οποίες εφαρμόστηκαν στα πλαίσια αυτής της διατριβής για πρώτη φορά στην Ελλάδα. Το πειραματικό μέρος αυτής της διατριβής ολοκληρώθηκε σε τέσσερα στάδια που περιλάμβαναν πειραματισμούς ελέγχου της επίδρασης της ζεαραλενόνης και της α-ζεαραλενόλης στο σπέρμα του κάπρου σε ότ,ι αφορά: α) στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του μετά από 4ωρη επώαση in vitro (38,5°C, 5% CO2, υγρασία 96%), β) στην πρόκληση αντίδρασης ακροσώματος, γ) στην ικανότητα προσκόλλησης των σπερματοζωαρίων στη διαφανή ζώνη του ωαρίου με την εφαρμογή της δοκιμής των ημιζωνών, και δ) στην ακεραιότητα της χρωματίνης (DNA) του πυρήνα των σπερματοζωαρίων. Στα τρία πρώτα στάδια τα εκσπερματίσματα προέρχονταν κάθε φορά από έναν κάπρο, σε αντίθεση με το τέταρτο στάδιο όπου χρησιμοποιήθηκαν τα εκσπερματίσματα τεσσάρων κάπρων, διότι ο κάπρος αποτελεί ανθεκτικό είδος ως προς την βλάβη του πυρηνικού DNA των σπερματοζωαρίων.