نوع مقاله : مقاله کوتاه
نویسندگان
1 دانشگاه زابل
2 عضو هیات علمی پزوهشکده تالاب بین المللی هامون دانشگاه زابل
3 دانشگاه علوم و فنون دریایی چابهار
4 پژوهشکده تالاب هامون
چکیده
هدف از این پژوهش بررسی کارایی هورمون¬های اواپریم، hCG و عصاره هیپوفیز بر پارامترهای اسپرم شناختی ماهی شیزوتوراکس زارودنی (Schizothorax zarudnyi) بود. برای اجرای این تحقیق تعداد 20 مولد نر ماهی شیزوتوراکس زارودنی تحت تزریق چهار نوع القاء کننده شامل هیپوفیز (mg/kg 2)؛ اواپریم (ml/kg 3/0)؛ hCG(IU/Kg 400) و سرم فیزیولوژی (ml/kg 3/0) به عنوان شاهد قرارگرفت و همه تیمارها دارای 5 تکرار بودند. نتایج نشان داد که طول دوره تحرک اسپرم، درصد اسپرم¬های متحرک، میانگین حجم، pH، درصد اسپرماتوکریت و تراکم اسپرم در بین تیمارهای مختلف تفاوت معنی داری دارد (05/0p<). به طوری که بالاترین درصد اسپرم¬های متحرک و بیشترین زمان دوره تحرک در تیمار اواپریم مشاهده شد. بیشترین میزان حجم منی، اسپرماتوکریت و تراکم اسپرم در تیمار هیپوفیز و بالاترین میزان pH در تیمار هیپوفیز و اواپریم محاسبه شد. همچنین نتایج مشخص نمود که هورمون اواپریم و هیپوفیز نسبت به hCG دارای تاثیر بیشتری بر روی پارامترهای اسپرم شناختی ماهی شیزوتوراکس زارودنی هستند.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Investigation of sperm quality flactuation of Snow trout (Schizothorax zarudnyi Nikolskii, 1897) in response to hormonal inducing
نویسندگان [English]
چکیده [English]
The purpose of this study was to evaluate effects of different hormones included: Ovaprim, human chorionic gonadotropin (hCG) and carp pituitary gland (cPG) on sperm parameters of Snow trout (Schizothorax zarudnyi). In March 2012 at the Zahak hatchery, twenty male broods of Snow trout (average weight 784±77g) were selected and randomly divided into four treatment groups. Then each group was injected by one of inducers in 5 repetitions. These inducers were included cPG (2 mg/kg), Ovaprim (0.3ml/kg), hCG (400 IU/kg) and physiological serum as control. The results showed that there were significant differences among treatments in parameters of sperm motility duration, percentage of motile spermatozoa, milt volume, pH, percentage of spermatocrit and sperm density (P<0.05). The highest percentage of motile spermatozoa (81.83± 2.34%) and the most sperm motility duration (57.68± 1.76sec) were observed in Ovaprim treatment. The highest of milt volume, sperm density and percentage of spermatocrit were observed in pituitary extract treatment. Also the highest amount of pH was recorded in cPG and Ovaprim treatment (8.00 ±0.06 and 7.97±0.09 respectively). The present study demonstrated that Ovaprim and cPG hormonal injection had more beneficial effects than hCG on spermatological parameters of Schizothorax zarudnyi.
کلیدواژهها [English]
مقاله کوتاه
بررسی تغییرات کیفی اسپرم ماهی سفیدک سیستان (Schizothorax zarudnyi Nikolskii, 1897 ) در پاسخ به القاء هورمونی
سمیه عرب نژاد1 ، احمد قرایی *2 ، مصطفی غفاری3، عبدالعلی راهداری2
1 زابل، دانشگاه زابل، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات
2 زابل، دانشگاه زابل، پژوهشکده تالاب بین المللی هامون، گروه شیلات
3 چابهار، دانشگاه علوم و فنون دریایی چابهار، دانشکده علوم دریایی، گروه شیلات
تاریخ دریافت: 9/12/91 تاریخ پذیرش: 9/9/92
چکیده
هدف از این پژوهش، بررسی کارایی هورمونهای اواپریم ®(Ovaprim)، جفت انسانی (Humanes Choriongonadotropin (hCG)) و عصاره هیپوفیز بر پارامترهای اسپرم شناختی ماهی سفیدک سیستان (Schizothorax zarudnyi) بود. برای اجرای این تحقیق، تعداد 20 مولد نر ماهی سفیدک سیستان (S. zarudnyi) تحت تزریق چهار نوع القاء کننده شامل هیپوفیز (mg/kg 2)؛ اواپریم (ml/kg 3/0)؛ hCG(IU/Kg 400) و سرم فیزیولوژی (ml/kg 3/0) بعنوان شاهد قرارگرفت و همه تیمارها دارای 5 تکرار بودند. نتایج نشان داد که طول دوره تحرک اسپرم، درصد اسپرمهای متحرک، میانگین حجم، pH، درصد اسپرماتوکریت و تراکم اسپرم در بین تیمارهای مختلف تفاوت معنی داری دارد (05/0p<). بطوریکه بالاترین درصد اسپرمهای متحرک و بیشترین زمان دوره تحرک در تیمار اواپریم مشاهده شد. بیشترین میزان حجم منی، اسپرماتوکریت و تراکم اسپرم در تیمار هیپوفیز و بالاترین میزان pH در تیمار هیپوفیز و اواپریم محاسبه شد(05/0P<). همچنین نتایج مشخص نمود که هورمون اواپریم و هیپوفیز نسبت به hCG دارای تاثیر بیشتری بر روی پارامترهای اسپرم شناختی ماهی سفیدک سیستان هستند.
واژه های کلیدی: سفیدک سیستان (Schizothorax zarudnyi)، اواپریم،hCG ، حجم منی، اسپرماتوکریت.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09125477015، پست الکترونیکی: agharaei551@gmail.com
ماهی سفیدک سیستان (Schizothorax zarudnyi) متعلق به خانواده کپور ماهیان و یکی از با ارزش ترین گونههای اقتصادی بومی سیستمهای آبهای جاری، آبهای ساکن، تالابهای سهگانه هامون و چاهنیمههای سیستان ( یک منبع نیمه طبیعی ) است (4). به دنبال خشکسالیهای متوالی در منطقه سیستان، خشک شدن تالاب هامون، ورود گونههای غیربومی، از بین رفتن زیستگاه و زمینه تکثیر طبیعی این ماهی احتمال خطر انقراض نسل آن به وجود آمده است (22). متأسفانه بسیاری از ماهیان هنگامی که در شرایط اسارت نگهداری می شوند اختلالاتی در سیستم تولید مثل آنها بروز مینماید که در ماهیان ماده اغلب تخمک به مراحل نهایی رسیدگی جنسی نرسیده و اوولاسیون و تخمریزی در آنها صورت نمی گیرد (33) و نیز در ماهیان نر حجم و کیفیت اسپرم تولیدی کاهش می یابد (10). دانش کافی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسپرم نه تنها در فهمیدن پاسخ ماهی در شرایط اسارت اهمیت دارد (14) بلکه گام اصلی برای بهینهسازی روشهای باروری است که در تحقیقات بیوتکنولوژی از قبیل ذخیرهسازی کوتاهمدت، انجماد و ایجاد حیوانات تراریخته به کار گرفته می شود (34). به همین منظور میبایست بیومارکرهای کیفی و کمی اسپرم (اسپرماتوکریت، تراکم اسپرم، طول دوره تحرک اسپرم، درصد تحرک اسپرماتوزوا) که مستقیماً روی توانایی لقاح اسپرم مؤثرند مشخص شوند (29). هدف از این مطالعه بررسی کارآیی هورمونهای Ovaprim، عصاره هیپوفیز و hCG روی پارامترهای اسپرم شناختی (اسپرماتوکریت، تراکم اسپرم، طول دوره تحرک اسپرم، درصد تحرک اسپرماتوزوا، حجم اسپرمدهی، pH) در مولدین نر ماهی سفیدک سیستان می باشد.
تحقیق حاضر در اسفند ماه 1390 در مرکز تکثیر و بازسازی ذخایر ماهی بومی زهک انجام شد. تعداد 20 مولد نر ماهی سفیدک سیستان (S. zarudnyi) (با میانگین طولی 39/5±82/41 سانتیمتر و میانگین وزنی 92/77±70/784 گرم) تهیه شدند. ماهیان به چهار تیمار هیپوفیز( تیمار اول )، اواپریم ( تیمار دوم )، hCG( تیمار سوم ) و شاهد ( تیمار چهارم ) تقسیم شدند. در هر تیمار 5 مولد نر ماهی سفیدک سیستان (S. zarudnyi) تزریق شدند. به ماهیان گروه شاهد تنها سرم فیزیولوژی تزریق شد. به گروه اول عصاره هیپوفیز به میزان 2 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن، به گروه دوم هورمون اواپریم (هورمون مصنوعی آزادکننده گنادوتروپین آزادماهیان(sGnRHa) و یک ضد دوپامین دومپریدون) به میزان 3/0 میلی لیتر به ازای هر کیلوگرم وزن بدن و به گروه سوم hCG به میزان 400 واحد بین المللی به ازای هر کیلوگرم وزن بدن (19) در قاعده باله سینهای و در عضله زیر باله پشتی تزریق گردید (8). پس از گذشت 12 ساعت از تزریق با hCG و 24 ساعت از تزریق با اواپریم و عصاره هیپوفیز، نمونههای منی بعد از خشک کردن منفذ تناسلی بدون اینکه با آب، ادرار و یا خون آلوده شوند، جمعآوری شدند. بعد از اطمینان از فعال بودن اسپرم، نمونههای جمع آوری شده در سرنگهای استریل و در مجاورت هوا به وسیله فلاسک محتوی یخ، در کمتر از 6 ساعت به آزمایشگاه مرکز تکثیر و بازسازی ذخایر ماهی بومی زهک جهت اندازهگیری پارامترهای مورد نظر (اسپرماتوکریت، تراکم اسپرم، طول دوره تحرک اسپرم، درصد تحرک اسپرم و pH) منتقل شدند (30). درصد تحرک و مدت زمان تحرک اسپرم با میکروسکوپ فازکنتراست (Leica-DFC 295) مجهز به دوربین پاناسونیک با بزرگنمایی 400× ارزیابی گردید. در این بررسی درصد تحرک اسپرم به روش تخمین چشمی مورد ارزیابی قرار گرفت (17 و 21) در بررسی مایع منی، زمان تحرک اسپرمها بلافاصله پس از مخلوط کردن و از لحظه تماس با آب تا زمانی که 100 درصد از اسپرماتوزوا از تحرک ایستادند با استفاده از کرنومتر دیجیتال محاسبه شد (6، 15 و 24).
حجم اسپرمدهی با استفاده از سرنگ انسولین و بر حسب میلی لیتر محاسبه شد. سپس برای اندازهگیری اسپرماتوکریت، لولههای موئینه حاوی منی که یک طرف آن توسط خمیر مخصوص لولههای هپارینه مسدود شده بود به دستگاه سانتریفیوژ منتقل و با سرعت 3000 دور به مدت 8 دقیقه سانتریفیوژ شدند. سپس با استفاده از هماتوکریت خوان درصد اسپرم به پلاسمای مایع منی اندازهگیری شد. بدین منظور میانگین نمونههای اسپرم در سه تکرار به عنوان درصد اسپرماتوکریت ثبت شد (18). تراکم اسپرم با روش استاندارد هموسایتومتری اندازه گیری شد (24). بعد از سانتریفیوژ، پلاسمای منی که در قسمت بالای ویال قرار گرفته بود به درون ویالهای جدید انتقال داده شد و میزان اسیدیته به وسیله پی-اچ متر اندازهگیری شدند.
برای تجزیه و تحلیل آماری از بسته نرم افزاری SPSS (ویرایش 13) و برای تشخیص وجود اختلاف بین تیمارها از آنالیز واریانس یک طرفه (One way-ANOVA) استفاده گردید. در صورت وجود اختلاف معنی دار در سطح 05/0P< از آزمون دانکن (Duncan test) استفاده شد.
نتایج اندازه گیری پارامترهای اسپرمشناختی (اسپرماتوکریت، تراکم اسپرم، طول دوره تحرک اسپرم، درصد تحرک اسپرماتوزوا، حجم اسپرم دهی، pH) ماهی شیزوتوراکس زارودنی در جدول (1) آمده است. همان گونه که در جدول مشاهده می شود بین میانگین طول دوره حرکت اسپرم، درصد تحرک اسپرماتوزوا و میزان حجم اسپرم دهی در بین تیمارهای مختلف مولدین ماهی شیزوتوراکس اختلاف معنی داری وجود دارد (05/0p<). همچنین بیشترین میزان تراکم اسپرم و اسپرماتوکریت در گروه تیمار با هیپوفیز به دست آمد که اختلاف معنی داری با سایر گروهها داشت (05/0p<). از طرفی، مقایسه میانگینpH در بین تیمارهای مختلف نشان داد که حداکثر میزانpH در تیمار اواپریم و هیپوفیز بود.
جدول1- مقایسه پارامترهای اسپرمشناختی ماهی شیزوتوراکس زارودنی(Schizothorax zarudnyi) در بین تیمارهای مختلف (انحراف معیار±میانگین)
متغیرها |
تیمار1 هیپوفیز |
تیمار2 اواپریم |
تیمار3 hCG |
تیمار4 شاهد |
طول دوره تحرک (ثانیه) |
b02/2±60/52 |
a76/1±68/57 |
c03/2±73/45 |
c59/1±24/45 |
درصد اسپرم متحرک |
b62/2±75/76 |
a34/2±83/81 |
c03/2±07/66 |
d52/1±60/61 |
حجم اسپرم(میلی لیتر) |
a02/5±56/13 |
b19/3±80/7 |
c44/1±70/1 |
c19/0±45/1 |
تراکم اسپرم 109× |
a05/0±92/0 |
b08/0±77/0 |
b03/0±68/0 |
b02/0±71/0 |
اسپرماتوکریت (درصد) |
a12/5±55/43 |
b64/2±58/36 |
c73/2±45/30 |
bc26/0±85/32 |
pH |
a07/0±00/8 |
a09/0±97/7 |
c09/0±53/7 |
b01/0±77/7 |
- حروف انگلیسی مختلف نشان دهنده وجود اختلاف معناداری در سطح 5 درصد می باشد.
از میان هورمونهای تولید مثلی هورمون هیپوفیز، هورمون گنادوتروپین انسانی (hCG) و آنالوگهای GnRH برای القای اسپرم ریزی در اغلب گونه ها استفاده می شود. آنالوگهای هورمون GnRH از طریق تأثیر بر هیپوفیز که هورمون گنادوتروپین (GTH) را تولید و نگهداری می کند باعث رهاسازی گنادوتروپین شده و پس از آن تولید منی را القاء می کنند (31). آنالوگهای GnRH جهت القای اسپرم ریزی در بسیاری از ماهیان از جمله کفشک پشت آبی (Rhombosolea taprina) و Senegalese sole (Solea senegalensis) مورد استفاده قرار گرفته اند (23 و 26). یکی از هورمونهای مورد استفاده در این تحقیق اواپریم بود که مشابه GnRH آزاد ماهیان می باشد (sGnRH). طبق نتایج به دست آمده بین حجم اسپرمدهی در تیمارهای مختلف اختلاف معنی داری مشاهده شد، به گونهای که تیمارهای هیپوفیز و اواپریم نسبت به شاهد و hCG حجم اسپرم بالاتری داشتند که با مطالعهSeifi و همکاران (2011) مطابقت دارد (31). مطالعات مشابه نیز نشان داده که تزریق هورمونهای اواپریم، GnRHa و هیپوفیز فرآیند اسپرمریزی را به طور معنی داری در گونه های پاروپوزه (Polyodon spatula) (16) ، آزاد اطلس (Salmon salar) (20) ، اسبله (Silurus glanis) (25) و اسملت (Osmerus eperlanu) (22) تحریک می کند و باعث افزایش حجم اسپرم در این گونه ها می شود. هورمون اواپریم از طریق تأثیر بر هیپوفیز باعث تحریک و رهاسازی هورمون LH شده (27) که بر سلولهای لایدیگ بیضه تأثیر گذاشته و رهاسازی هورمون 17 آلفا- 20 بتا دی هیدروکسی پروژسترون که منجر به بلوغ نهایی اسپرم شده و جذب آب در لوله اسپرم بر را القاء می کند و باعث افزایش حجم اسپرم می شود (9، 12 و 22).
تراکم اسپرم بستگی به بلوغ و توسعه گناد دارد، همچنین تغییرات در غلظت اسپرم می تواند مربوط به تغییر در روشهای القای هورمونی، شرایط محیطی، خصوصیات بیولوژیکی مولدین از قبیل سن و ... باشد (28). در مطالعه حاضر بیشترین تراکم اسپرم مربوط به تیمار هیپوفیز بود که با مطالعات صورت گرفته در ماهیهای قرمز (Carassius auratus gibelio) (3) و پاروپوزه Polyodon spathula (16) همخوانی دارد. مطالعات نشان داده که در گونههایی که حجم اسپرم آنها پایین می باشد، معمولاً جهت جبران حجم کم اسپرم، دارای اسپرمی با تراکم بالا می باشند (7) که با نتایج تحقیق حاضر همخوانی ندارد. اسپرماتوکریت به عنوان تکنیک سریع و آسان برای ارزیابی تراکم اسپرم می تواند استفاده شود. در مطالعه حاضر بالاترین درصد اسپرماتوکریت در تیمار هیپوفیز مشاهده شد که مشابه با نتایج به دست آمده در گونه گربه ماهی آفریقایی (Claris gariepinus) می باشد (32).
در تحقیق حاضر بالاترین میزان pH در تیمارهای هیپوفیز و اواپریم در مقایسه با سایر گروهها مشاهده شد که با تحقیق صورت گرفته روی کپورمعمولی همخوانی دارد (1). آنالوگهای هورمون گنادوتروپین (Glu-His-NH2) (Tyrp-Ser-Tyr-Gly-Trp-Leu-Pro-Gly) از مسیر افزایش هورمون دی هیدروکسی پروژسترون تحت تأثیر آزادسازیGTHІІ باعث افزایش pH پلاسمای اسپرمی ماهی می شود (2). افزایشpH مایع منی باعث بلوغ اسپرم شده و آدنوزین مونوفسفات (AMPc) درون سلولی افزایش مییابد و این فرآیند منجر به القای تحرک اسپرم می شود (11).
درصد تحرک اسپرم و مدت زمان تحرک اسپرم که از شاخصهای کلیدی در تعیین کیفیت اسپرم می باشد در گروه دوم این تحقیق بیشتر از سایر گروهها مشاهده شد. در مطالعه ای مشابه در ماش ماهی (Aspius aspius) نشان داده شده است که تزریق هورمون اواپریم باعث افزایش تحرک اسپرم، غلظت اسپرم و افزایش پروتئین پلاسمای منی در این ماهی شده است (13). همچنین نتایج Kowalski و همکاران (2012) روی ماهی اسملت نیز نشان داده است که تزریق هورمون اواپریم باعث افزایش مدت زمان تحرک اسپرم در این ماهی می شود (22). منی با درصد تحرک بالای اسپرم شانس بیشتری برای باروری موفقیت آمیز تعداد بیشتری از تخمها دارد. کاهش غلظت اسپرم می تواند با افزایش تحرک آن جهت حصول لقاح بالاتر جبران شود و همچنین کاهش تحرک نیز می تواند با افزایش غلظت اسپرم جبران شود (5). چنین نتایجی در مطالعه حاضر نیز به دست آمد و نشان می دهد که تراکم بالاتر اسپرم لزوما" با تحرک و درصد لقاح بیشتر همراه نخواهد بود.
نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد هورمون اواپریم یک روش مؤثر برای بهبود اسپرمریزی در ماهی سفیدک سیستان می باشد. هورمون اواپریم از طریق تأثیر بر غده هیپوفیز باعث افزایش رهاسازی هورمونهای گنادوتروپین (GTHs) شده و از مسیر افزایش هورمون 17 آلفا 20 بتا دی هیدروکسی پروژسترون باعث بهبود کیفیت اسپرم در ماهی می شود (23). همچنین این نتایج پیشنهاد می کند که هورمون اواپریم می تواند به جای هورمون هیپوفیز به دلیل قابلیت دسترسی راحت تر و قیمت ارزان تر در کارگاههای تکثیر استفاده شود.