Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
ผลของทรีฮาโลสต่อความทนต่อแรงดันออสโมติก ความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ และคุณภาพของอสุจิม้าในขณะแช่เย็นและแช่แข็ง
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
Sutthasinee Poonyachoti
Second Advisor
Theerawat Tharasanit
Faculty/College
Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Physiology
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.452
Abstract
This study aimed to investigate the protective effects of trehalose on osmotic tolerance and the quality of equine sperm before and after freezing and thawing. Equine ejaculated semen was collected from six stallions (3 ejaculates per stallion; >50% motility and >70% normal morphology). In the present study, the osmotic tolerance limit of equine sperm to osmotic changes was firstly verified, and followed with the protective effects of trehalose on osmotic tolerance of equine sperm. In the study, sperm was exposed to Tyrode's albumin lactate pyruvate (TALP) medium at different osmolalities: isosmolality (300 mOsm/kg; control) and anisosmolality (150, 450, 600 and 750 mOsm/kg) and was incubated at 37oC for 10 min. Sperm quality in terms of motility, viability and membrane functionality were evaluated. Results demonstrated that the average of motility was significantly lower in hypo- and hyperosmolality (P<0.05) when compared to isosmolality. The average of viability and membrane functionality were lower in hyperosmolality; however, these were not significantly different in hyposmolality (P>0.05). Moreover, these parameters worsen when the osmolality increased. This data indicated that equine sperm responded to osmotic changes and had limited osmotic tolerance. Co-treatment with 100 mM trehalose revealed that sperm motility, viability and membrane functionality significantly increased when compared to those in the absence of trehalose (P<0.05); except motility in 650 and 750 mOsm/kg (P>0.05). In addition, pre-treatment with 100 mM trehalose, where sperm was centrifuged to remove trehalose and challenged with different osmolalities, increased the sperm quality in term of motility, viability and membrane functionality (P<0.05). Therefore, these results demonstrated that trehalose enhanced osmotic tolerance of equine sperm. In the present study, the protective effects of trehalose on equine sperm before and after cryopreservation were further confirmed. In the first part of the cooling process, equine sperm was pre-equilibrated with isosmotic TALP in the absence (control) and the presence of 100 mM trehalose and incubated at 37oC for 10 min, cooled down to 4oC and maintained for 10 min and 60 min. Compared to the control (no trehalose), trehalose increased sperm quality when maintained in 4oC for 10 min (P<0.05). However, the sperm quality (i.e motility, viability and membrane functionality) were not significantly changed when maintained for 60 min (P>0.05). The second part, during the cryopreservation process, the standard extender were used to cryopreserve sperm in the absence (control) or the presence of 100 mM trehalose. Frozen sperm was thawed at 37oC for 30 second and post-thawed sperm quality was evaluated at 10 min, 2, 4 and 6 h. Results represented that equine sperm quality including motility, viability and membrane functionality had better improved in extender containing trehalose than those without trehalose supplementation (P<0.05) up to 6 hours post-thawing. In conclusion, trehalose enhanced osmotic tolerance of equine sperm and improved equine sperm quality after cryopreservation.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลการป้องกันของทรีฮาโลสต่อความทนต่อแรงดันออสโมติก และคุณภาพของอสุจิม้าก่อนและหลังการแช่แข็ง น้ำเชื้อม้าถูกเก็บจากพ่อม้าหกตัว (เก็บน้ำเชื้อ 3 ครั้งต่อตัว มีการเคลื่อนที่มากกว่า 50% และสัณฐานวิทยาที่ปกติมากกว่า 70 %) การศึกษาครั้งนี้ ความทนต่อแรงดันออสโมติกของอสุจิม้าต่อการเปลี่ยนแปลงออสโมลาริตีถูกตรวจสอบเป็นอันดับแรก และตามด้วยผลการป้องกันของทรีฮาโลสต่อความทนต่อแรงดันออสโมติกของอสุจิม้า การศึกษานี้ อสุจิได้รับน้ำยา Tyrode's albumin lactate pyruvate (TALP) ที่ออสโมลาริตีแตกต่างกันคือ ออสโมลาริตีที่เท่ากับในเซลล์ (300 มิลลิออสโมลต่อกิโลกรัม; กลุ่มควบคุม) และออสโมลาริตีที่ไม่เท่ากับในเซลล์ (150, 450, 600 และ 750 มิลลิออสโมลต่อกิโลกรัม) และบ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที คุณภาพของอสุจิในแง่ของการเคลื่อนที่ การอยู่รอด และการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ได้รับการประเมิน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าค่าเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในกลุ่มที่มีออสโมลาริตีน้อยกว่าและมากกว่าในเซลล์ (P<0.05) เมื่อเทียบกับกลุ่มที่ออสโมลาริตีเท่ากับในเซลล์ ค่าเฉลี่ยของการอยู่รอดและการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ลดลงในกลุ่มที่มีออสโมลาริตีมากกว่าในเซลล์ แต่ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในกลุ่มที่มีออสโมลาริตีน้อยกว่าในเซลล์ (P>0.05) นอกจากนี้พารามิเตอร์ดังกล่าวแย่ลงเมื่อออสโมลาริตีเพิ่มขึ้น ข้อมูลข้างต้นชี้ให้เห็นว่าอสุจิม้ามีการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงออสโมลาริตี และมีความทนต่อแรงดันออสโมติกที่จำกัด การให้ทรีฮาโลส 100 มิลลิโมลาร์ พบว่าการเคลื่อนที่ของอสุจิ การอยู่รอด และการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่มีทรีฮาโลส (P<0.05) ยกเว้นการเคลื่อนที่ที่ 650 และ 750 มิลลิออสโมลต่อกิโลกรัม (P>0.05) นอกจากนี้การให้ทรีฮาโลสก่อน 100 มิลลิโมลาร์ อสุจิถูกปั่นเหวี่ยงเพื่อนำทรีฮาโลสออกและเผชิญกับออสโมลาริตีที่แตกต่างกัน พบว่าคุณภาพของอสุจิเพิ่มขึ้นในแง่ของการเคลื่อนที่ การอยู่รอด และการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ (P<0.05) ดังนั้นผลการทดลองข้างต้นชี้ให้เห็นว่าทรีฮาโลสช่วยเพิ่มความทนต่อแรงดันออสโมติกของอสุจิม้า ในการศึกษานี้ ผลการป้องกันของทรีฮาโลสต่ออสุจิม้าก่อนและหลังการแช่แข็งถูกศึกษาในลำดับต่อไป ในส่วนแรกกระบวนการแช่เย็น อสุจิม้าได้รับน้ำยา TALP ที่ไม่มีทรีฮาโลส (กลุ่มควบคุม) และมีทรีฮาโลส 100 มิลลิโมลาร์ บ่มที่ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที ทำให้เย็นลงจนถึง 4 องศาเซลเซียส และคงไว้เป็นเวลา 10 และ 60 นาที เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม (ไม่มีทรีฮาโลส) กลุ่มที่มีทรีฮาโลสเพิ่มคุณภาพของอสุจิ เมื่อคงไว้ที่ 4 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที (P<0.05) อย่างไรก็ตามคุณภาพของอสุจิ (ตัวอย่างเช่นการเคลื่อนที่ การอยู่รอด และการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์) ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อคงไว้เป็นเวลา 60 นาที (P>0.05) ส่วนที่สอง กระบวนการแช่แข็ง สารละลายน้ำเชื้อมาตราฐานที่ไม่มี (กลุ่มควบคุม) และมีทรีฮาโลส 100 มิลลิโมลาร์ ถูกใช้เพื่อแช่แข็งอสุจิ อสุจิที่แช่แข็งแล้วถูกละลายที่ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 วินาที และคุณภาพของอสุจิหลังจากการแช่แข็งถูกประเมินที่เวลา 10 นาที, 2, 4 และ 6 ชั่วโมง ผลการทดลองแสดงว่าคุณภาพของอสุจิม้า รวมถึงการเคลื่อนที่ การอยู่รอด และการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ ดีขึ้นในสารละลายน้ำเชื้อที่มีทรีฮาโลส มากกว่ากลุ่มที่ไม่มีการเติมทรีฮาโลส (P<0.05) จนถึง 6 ชั่วโมงหลังการละลาย โดยสรุปทรีฮาโลสช่วยเพิ่มความทนต่อแรงดันออสโมติกของอสุจิม้า และพัฒนาคุณภาพของอสุจิม้าหลังจากการแช่แข็ง
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Srinutiyakorn, Dissaya, "The effects of trehalose on osmotic tolerance, membrane integrity and quality of equine sperm during cold storage and cryopreservation" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 942.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/942