[回上頁 | 顯示此文件為可列印格式]
此文件提供者： shuYing - [評分 : 0.00 (0 票選) | 評分！]
氧化激應與抗氧化劑對精液品質的影響
新竹分所 李佳馨、蕭振文 編譯
精液冷凍保存是一項已被廣泛應用於畜牧產業中重要的技術之一，特別在遺傳物質的傳播及有價值轉基因株之基因庫保存等。然而，在冷凍保存的過程中可能會導致精子受損，包含喪失精子活力、運動性、降低體內受精的能力、頂體反應和細胞質膜之完整性及脫氧核糖核酸(DNA)的損傷。冷凍保存過程所發生的精子損傷可歸因於冷休克、冰晶形成、氧化激應、滲透壓之變化和細胞膜脂質-蛋白質重組細胞膜等因素。其中，活性氧(reactive
oxygen species,以下略稱ROS)為氧離子、自由基和過氧化物是由精子和精液中的白血球所產生，並透過兩個關鍵機制造成對精子產生負面的影響：(1)精子細胞膜之受損，減少精子活力和其與卵母細胞融合的能力。(2)ROS可能造成精子DNA之改變，導致父本DNA之缺陷而引起不孕。如何減少冷凍精液製程中精子的死亡及冷凍解凍後的精子存活力，添加抗氧化劑是有效改善方法之一。
細胞膜與氧化物質的關係
生物膜的特徵是由雙層磷脂質以非對稱形式排列而成，中間鑲嵌有蛋白質和糖類。哺乳動物的精子細胞膜之脂質組成明顯與體細胞之細胞膜組成不同，精子細胞膜中含有較多之不飽和脂肪酸，使其容易受到O2-及H2O2的損傷，因此，細胞膜在冷凍或冷休克損傷時最先受到影響。當細胞膜的脂質結構含有高濃度的長鏈多不飽和脂肪酸(PUFA)時，需要有效的抗氧化系統來抵禦過氧化損傷和相關的精子功能障礙。保護精子抗氧化系統主要源自細胞質，但精子在細胞分化的過程中將細胞質排出於精子外，因此細胞質內缺乏有效的抗氧化物質成分，以抵抗ROS和脂質過氧化物質(Lipid
peroxidation, LPO)所造成的破壞性效應。一般在自然配種情況下，精子進入雌性生殖道主要處於厭氧環境，故能減少ROS的潛在傷害。此外，輸卵管液中含有大量的牛磺酸，在有氧條件下能對抗ROS對精子所造成的傷害。在牛的精液中，ROS主要透過死精子芳香族氨基酸氧化的催化反應產生。低濃度的ROS在生理上參與維持受精能力和精子獲能/頂體反應，但過量的ROS將損害精子功能和的活性。精子和精漿具有的抗氧化系統，包括牛磺酸(taurine)、還原型穀胱甘(glutathione,
GSH)，穀胱甘過氧化物(glutathione peroxidase, GSH-Px)，過氧化氫(catalase,
CAT)，超氧化物歧化(superoxide dismutase,
SOD)等，以防止氧化損傷。然而，由於在精細胞的細胞質組成較小，其細胞質內含抗氧化物能清除氧化物的能力是有限。因此，哺乳動物精子在冷凍解凍過程可能無法有效預防LPO形成。哺乳動物精子對LPO敏感度較高，LPO的產生是由於導致膜上脂質之氧分子，如超氧化物、過氧化氫和羥基自由基，還原引起的氧化作用。在冷凍保存過程中，自然情況下會產生過氧化物破壞精子細胞膜之脂質基質結構，其由於一價氧還原形成之活性氧攻擊細胞膜所致，使得膜劣化最終損害膜之完整性、氧化應激造成精子活力下降、生育力損失、細胞內酶和精子DNA損傷以及生產細胞毒性等。
抗氧化劑之作用
由於精細胞膜內含高量之不飽和脂肪酸，且缺乏抗氧化物質，易造成脂質過氧化現象，因此學者認為抗氧化劑應具有減輕精子冷凍傷害或具保護作用之功能。近年研究顯示，馬精液稀釋液中添加穀胱甘和抗壞血酸及牛精液稀釋液中添加牛磺酸和半胱胺酸已證明能保護精子對抗活性氧的有害影響，提高解凍後精子活力、泳動性和受精能力。甲硫氨酸可作為穀胱甘的前驅胺基酸，可保護細胞免受氧化損傷，並扮演一個重要的解毒角色。此外，甲硫胺基酸之硫醇基可與鉛螯合將其自組織中去除。肉鹼為一種類維生素化合物，其由離胺酸和甲硫胺酸兩種必需胺基酸在肝、腎、腦中被合成。L-肉鹼(L-carnitine)已在哺乳動物之附睾和精子中被發現，其具有促進脂肪酸運輸進入線粒體中代謝產生能量的功能。已被證實在不同物種間(公羊、人類、馬和鼠)精液中之肉鹼與精液品質具有密切相關。在附睾液中含較高濃度肌醇，其是維持附睾上皮細胞和精細胞存活力之必要生長因子。研究顯示，稀釋液中添加肌醇能改善公牛冷凍解凍後精子的存活力。維生素E(生育醇)為生物常見之脂溶性抗氧化物，Beconi等人(1993)指出於精液冷凍稀釋液中，添加維生素E可提高冷凍牛精液解凍後之精液品質。丁羥基甲苯(butylated
hydrooxytoluene, BHT)為一種合成之脂溶性酚類食品添加劑，是廣泛使用之一種抗氧化劑，其有穩定細胞膜磷脂質組成分的功能。BHT添加於精液冷凍保存之研究已廣泛應用於牛、豬及綿羊等動物。Bambaand
Cran(1992)添加2mM濃度的BHT於稀釋液中，可有效預防精子之冷休克及提高精子之頭帽完整性。
結語
添加抗氧化劑於精子之稀釋液，已證實可減少精子頭帽細胞膜之受損及冷凍解凍後精子之活力與存活率，輔以現場正確的飼養管理並供應足夠平衡之營養飼糧，將可有效改善並維持公畜之精液品質。
參考文獻：
1. Kelton
Tremellen.
Oxidative
stress
and
male
infertility—a
clinical
perspective.
Huma n
Reproduction Update,
Vol.14,
No.3
pp. 243–258,
2008
2. Alemayehu
Lemma.
Effect
of Cryopreservation
on
Sperm
Quality
and
Fertility.2011.
[回上頁 | 顯示此文件為可列印格式]
此文件提供者： shuYing - [評分 : 0.00 (0 票選) | 評分！]
|
