تغییرات فراسنجه‌های بافت‌شناسی و بیان نسبی ژن TGF-β۴ و StAR در بیضه خروس‌های تغذیه شده با کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳

چکیده

در این پژوهش، اثر تغذیه کوآنزیمQ10 و اسیدهای چرب امگا ۳ بر بافت‌شناسی و بیان نسبی ژن‌های TGF-β4 و StAR در بیضه خروس‌های نژاد هوبارد بررسی شد. تعداد 48 خروس در سن ۵۰ هفتگی به صورت تصادفی به چهار گروه مساوی تقسیم شدند و جیره پایه به اضافه سطوحی از کوآنزیم Q10 و امگا۳ شامل صفر، ۳۰ گرم در کیلوگرم امگا۳ (سالومگا)، 400 میلی‌گرم در کیلوگرم کوآنزیم Q10 و مخلوط کوآنزیم Q10 و امگا۳ () در روز به‌مدت هشت هفته متوالی دریافت کردند. در پایان آزمایش خروس‌ها کشتار و بیضه‌ها به دقت خارج شدند. سپس دو نمونه از یک بیضه از هر تکرار برداشته شد، یک نمونه برای بررسی بافت‌شناسی به درون محلول فرمالین ۱۰ درصد و یک نمونه جهت بررسی بیان نسبی ژن به درون ازت مایع منتقل شد. نتایج نشان داد که قطر لوله‌های اسپرم‌ساز در گروه‌های آزمایشی نسبت به گروه شاهد به‌طور معنی‌داری افزایش یافت، ولی تعداد سلول‌های سرتولی و لایدیگ تفاوت معنی‌داری نداشت. بیان نسبی ژن TGF-β4 در سه گروه آزمایش نسبت به گروه شاهد کاهش یافت. بیان نسبی ژن StAR در پرندگانی که با استفاده از مخلوطی از کوآنزیم Q10 و امگا۳ (سالومگا) تغذیه شدند، به طور معنی‌داری افزایش یافت بر اساس نتایج این مطالعه اضافه‌نمودن مخلوطی از کوآنزیم Q10 و  اسید‌های چرب امگا۳ در خوراک خروس‌ها، فراسنجه‌های بافت‌شناسی و بیان ژن‌های مرتبط با اسپرم‌سازی را بهبود می‌بخشد.

مقدمه

یکی از مهم‌ترین نگرانی‌ها در مدیریت تولیدکنندگان مرغ مادر گوشتی، تولید انبوه تخم‌های بارور است که می‌تواند به جوجه تبدیل شود. عملکرد تولیدمثلی و باروری در پرندگان تحت تأثیر خروس و مرغ قرار می‌گیرد، با توجه به این‌که هر خروس حدود ده قطعه مرغ مادر را در جفت‌گیری طبیعی تحت پوشش قرار می‌دهد، بنابراین در حفظ باروری گله دارای اهمیت بیشتری می‌باشد. در یک گله تجاری با خروس‌های پیر، به‌ویژه پس از سن 45 هفتگی، شاخص ابعادی و وزنی بیضه، تعداد سلول‌های سرتولی، تولید اسپرم و غلظت تستوسترون کاهش یافته که در پی آن قدرت جفت‌گیری و باروری نیز کاهش می‌یابد. پژوهش‌ها نشان داد که افزودن اسیدهای چرب ضروری مانند امگا۳ در رژیم غذایی پرندگان موجب بهبودی PUFA غشای اسپرم می‌شود. با این‌حال، مطالعات دیگر گزارش دادند که مکمل امگا۳ ممکن است اثرات نامطلوبی بر اسیدهای چرب دیواره سلول و کیفیت اسپرم در حیوان داشته باشد. بنابراین، استفاده از یک آنتی‌اکسیدان قوی مانند کوآنزیم Q10 همراه با اسیدهای چرب امگا۳ در رژیم غذایی ممکن است اثرات نامطلوب اسیدهای چرب امگا۳ را خنثی کند یا اثر تقویت‌کنند‌ای بر عملکرد تولیدمثلی و باروری داشته باشد. مطالعات انجام‌شده در گونه‌های مختلف به‌خوبی نشان دادند که افزایش سن همراه با افزایش تنش اکسیداتیو و کاهش دفاع آنتی‌اکسیدانی ارتباط دارد، که منجر به صدمه جدی به ساختارهای سلولی از جمله میتوکندری می‌شود.

کاهش عملکرد تولیدمثل خروس‌های مادر گوشتی پس از پیک تولید، از جمله عواملی است که در کاهش باروری گله‌های مرغ مادر نقش دارد. تغییر در ساختار بافت بیضه و تشدید تنش‌های اکسیداتیو ناشی از افزایش سن، منجر به کاهش باروری می‌شود. مشخص شده است که افزایش تنش‌های اکسیداتیو و تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن در خروس‌های مادر گوشتی پس از پیک تولید، عملکرد میتوکندری‌ها را کاهش و پراکسیداسیون لیپیدها در بیضه را افزایش می‌دهد. با وجود غلظت پایین اکسیژن در بافت بیضه، به‌دلیل حضور میزان بالای اسید چرب غیراشباع و سامانه تولیدکننده ترکیبات واکنش‌گر اکسیژن، مستعد تنش اکسیداتیو است. ترکیبات واکنش‌گر اکسیژن عمده شامل آنیون سوپراکسید، پراکسیدهیدروژن و یون هیدرواکسیل است.

ترکیب اسیدهای چرب دیواره اسپرم یک عامل تعیین‌کننده در انعطاف‌پذیری مورد نیاز اسپرم برای حرکت نرمال است. همبستگی مثبت بین درصد اسید چرب سری امگا۳ و تحرک اسپرم وجود دارد. تولید تخم‌مرغ‌های بارور بستگی به چهار عامل اصلی به‌ترتیب شامل توانایی و تمایل خروس به جفت‌گیری، تعداد کافی اسپرم و مقدار مناسب مایع منی و اسپرم، قدرت پذیرش مرغ، شرایط مناسب مجرای اویداکت که می‌تواند تحت تأثیر تغذیه قرار گیرد.

کوآنزیم Q10 با فرمول شیمیایی یک ترکیب محلول در چربی غشایی تمام سلول‌ها است، در انتقال الکترون از کمپلکس یک و دو به کمپلکس سه در زنجیره تنفسی نقش دارد [9]. اسیدهای غیراشباع بلند زنجیر سری امگا۳ با تبدیل به ایکوزان‌ها (Eicosapentaenoic acid: EPA) و دکوزان‌ها (Docosahexaenoic acid: DHA) به‌عنوان پیش‌ساز با عملکرد حیاتی در تولیدمثل از قبیل شرکت در ساختار پروستاگلاندین، غشای سلولی و پیش‌سازهای برخی هورمون‌ها، می‌توانند نقش‌های مهمی را در افزایش قدرت باروری و هم‌چنین بهبود سامانه ایمنی ایفا نمایند. خانواده TGF-β نقش مهمی را در تقسیم سیتوپلاسم پس از تقسیم هسته و نیز نقش مهمی در پیام‌رسانی بین‌سلولی جهت هموستازی و توسعه بافت‌ها دارند. افزایش سن، کاهش سطح رونویسی پروتئین StAR و بنابراین نقص در انتقال کلسترول به درون میتوکندری از دلایل کاهش استروئیدسازی و غلظت تستوسترون در سلول‌های لایدیگ موش صحرایی گزارش شده است. وجود همبستگی بالا بین تولید تستوسترون و بیان زن StAR؛ نشان می‌دهد که افزایش ترشح تستوسترون ممکن است ناشی از انتقال کلسترول به درون میتوکندری باشد.

بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ بر برخی فراسنجه‌های بافت‌شناسی شامل تعداد سلول‌های سرتولی، تعداد سلول‌های لایدینگ و تعطر لوله‌های اسپرم‌ساز و بیان نسبی ژن‌های β4-TGF و StAR مرتبط با اسپرم‌سازی در بیضه خروس‌های مولد گوشتی بود.

نتایج و بحث

اثر تجویز خوراکی مخلوط کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ به‌عنوان یک ترکیب آنتی‌اکسیدانی، بر برخی فراسنجه‌های بافت‌شناسی، تعداد سلول‌های سرتولی، لایدیگ و قطر لوله‌های اسپرم‌ساز (جدول ۳) و بیان نسبی ژن‌های StAR و TGF-β4 (جدول 4) نشان داده شد. اثر تیمارهای آزمایشی بر تعداد سلول‌های سرتولی و لایدیگ معنی‌دار نبود. اما قطر لوله‌های اسپرم‌ساز در خروس‌هایی که کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا ۳ و یا ترکیب هر دو را دریافت کردند بی‌تر از پرندگان شاهد بود(جدول ۳). بیان ژن TGF-β4 در خروس‌هایی که کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ و یا ترکیب هر دو را دریافت کردند کمتر از پرندگان شاهد بود، بیش‌ترین میزان کاهش در خروس‌هایی مشاهده شد که ترکیب کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ را دریافت کردند و از این نظر با بقیه تیمارها تفاوت داشت. بیان ژن StAR در خروس‌هایی که کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ و یا ترکیب هر دو را دریافت کردند بیش‌تر از پرندگان شاهد بود، به‌طوریکه بیش‌ترین سطح بیان این ژن در خروس‌هایی مشاهده شد که ترکیب کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ را دریافت کردند و از این نظر با بقیه تیمارها تفاوت داشت(جدول 4).

یافته‌های پژوهش حاضر تأثیر افزودن کوآنزیم Q10 و اسیدهای چرب امگا۳ بر حفظ ساختار و عملکرد بیضه و بیان ژن‌های مرتبط با باروری با افزایش سن در خروس‌های مولد گوشتی هم‌خوانی داشت. تغییرات در خروس‌ها شامل کاهش وزن بیضه، کاهش تعداد سلول‌های رتولی، پس‌روی ملایم تا شدید لوله‌های اسپرم‌ساز، کاهش تعداد سلول‌های اسپرماتوگونی، اسپرماتید و غلظت اسپرم در انزال و کاهش تعداد و اندازه سلول‌های لایدیگ، شبکه آندوپلاسمی، قطرات چربی سیتوپلاسمی و کاهش تعداد میتوکندری در خروس‌های مسن، موجب کاهش باروری شد. خانواده TGF-β نقش مهمی را در تقسیم سیتوپلاسم پس از تقسیم هسته و نیز نقش چندگانه‌ای در پیغام‌رسانی بین سلولی جهت هموستازی و توسعه بافت‌ها ایفا می‌نمایند. β-TGF یک فاکتور با فعالیت‌های متنوع می‌باشد. طیف فعالیت‌های آن از تمایز سلولی و مهار رشد سلولی تا تحریک ماتریکس خارج سلولی، تعدیل و سرکوب پاسخ‌های ایمنی و التهابی متغیر می‌باشد که از سلول‌های مختلفی از جمله سلول‌هایT، ماکروفاژها، کراتینوسیت‌ها و فیبروبلاست‌ها ترشح می‌شود. هم‌چنین نوعی سیتوکین است که در سیگنال‌دهی سلولی نقش دارد و در بسیاری از بافت‌های بدن هم‌چون مغز، قلب، کلیه، کبد، بیضه‌ها بیان می‌شود. افزایش میزان β-TGF با بروز فیبروز کلیه، دیابت، نارسایی مزمن کلیه و ناتوانی بیضه در ارتباط است. پیشرفت‌های اخیر نشان می‌دهد که کاهش میزان β-TGF می‌توانند روند این نارسایی‌ها را قطع کند.

افزایش سن، کاهش سطح رونویسی پروتئین StAR و در پی آن، نقص در انتقال کلسترول به درون میتوکندری از دلایل کاهش استروئیدسازی و غلظت تستوسترون در سلول‌های لایدیگ موش صحرایی گزارش شده است. وجود همبستگی بالا بین تولید تستوسترون و StAR نشان می‌دهد که افزایش ترشح تستوسترون ممکن است ناشی از انتقال کلسترول به درون میتوکندری باشد. رادیکال‌های آزاد به‌دلیل تمایل زیاد به گرفتن الکترون، باعث آسیب به مولکول‌ها از جمله اسیدهای چرب غشاهای بیولوژیک و اکسیداسیون آنها می‌شوند، در نتیجه ساختار و عملکرد غشای سلول ها در بیضه را دچار اختلال می‌نمایند.

افزون بر این، تغذیه با کوآنزیم Q10 که یک آنتی‌اکسیدان عمده سلولی و محلول در چربی است، از تخریب سلول‌ها و میتوکندری با مهار رادیکال‌های چربی از پراکسیداسیون لیپیدها جلوگیری می‌کند. هم‌چنین اسیدهای چرب بلند زنجیر غیر اشباع (امگا۳) با جلوگیری از مرگ سلول‌های بیضه در برابر تنش اکسیداتیو، نقش مهمی را در ساختار و عملکرد بیضه و حفظ باروری دارند.

سلول‌های سرتولی، لایدیگ و قطر لوله‌های اسپرم‌ساز در سن ۵۸ هفتگی در شکل‌های (۱) و (۲) نشان داده شده است.

برای مطالعه بخش مواد و روش این مقاله فایل زیر را دانلود کنید:

دانلود PDF مقاله

منبع: https://jap.ut.ac.ir/article_81652.html