Επίδραση των ετήσιων διακυμάνσεων των κλιματολογικών συνθηκών στη σταθερότητα της χρωματίνης, στα μορφολογικά και σε άλλα χαρακτηριστικά του σπέρματος κριών των φύλων Χίου και Φρισλανδίας

Abstract

The objective of the present study was to explore the relation between ovine semen traits (concentration, motility, viability, morphology, chromatin integrity) and the annual fluctuations of scrotal surface temperature (SST) and temperature-humidity index (THI). For the purpose of the study, five Chios and four East-Friesian rams, 2 to 6 years old, were used. The rams were housed in the Institute of Reproduction and Artificial Insemination of Thessaloniki and exposed to the natural photoperiodic pattern and microclimate of the area. One ejaculate was collected from each ram once per week, for one year. Fresh semen samples were examined, in order to determine sperm concentration, motility, viability and the percentage of spermatozoa with abnormal head, midpiece or tail morphology. Ejaculates were extended, with an egg yolk-based extender, and frozen in liquid nitrogen for long-term storage. The extent of DNA denaturation [mean ( ) and standard deviation ( of alpha t values] and the percentage of sperm cells with unstable chromatin (DFI) were assessed immediately after thawing, using the Sperm Chromatin Structure Assay (SCSATM). SST of each ram was measured daily throughout the experimental period, using an infrared thermometer. THI was calculated daily, out of the hourly recorded values of microclimatic factors (ambient air temperature, relative humidity). Mean values of SST (SSTmean) and THI (ΤΗΙmean) were calculated for eight consecutive time periods (with total duration of 61 days) preceding each ejaculation day (day 0). The results showed that midpiece abnormalities, DFI and were related to the SSTmean of days 1-12 prior to ejaculation, which resembled the phase of epididymal maturation. On the other hand, sperm viability and the percentage of spermatozoa with abnormal tail morphology were related to SSTmean of days 20-26 and 13-19, prior to ejaculation respectively. Sperm concentration and the parameter were affected by SST fluctuations on days 55-61 and 48-54, respectively. Annual fluctuations of THI were related to sperm viability and the frequency of tail abnormalities; however, no significant relation was detected between THI and the rest of the semen traits. Sperm motility and head morphology were found to be unaffected by seasonal variations of SST and THI. The month of semen collection had a significant effect on the annual variation of all semen traits, except for . In conclusion, the variation of ovine semen traits is related to the fluctuations of scrotal surface temperature, which are observed up to 61 days prior to ejaculation. The results of the present study suggest that season, scrotal thermal status and, in a lesser degree, the microclimate-related discomfort felt by the animals have a synergistic effect on ovine semen quality.

Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη της σχέσης μεταξύ των χαρακτηριστικών του σπέρματος του κριού (πυκνότητα, κινητικότητα, ζωτικότητα, μορφολογία, σταθερότητα της δομής της χρωματίνης των σπερματοζωαρίων) και των ετήσιων μεταβολών της επιφανειακής θερμοκρασίας του οσχέου (SST) και του δείκτη θερμοκρασίας-υγρασίας (THI) του χώρου σταβλισμού. Χρησιμοποιήθηκαν πέντε κριοί της φυλής Χίου και τέσσερις κριοί της φυλής Φρισλανδίας, 2 έως 6 ετών, από τους οποίους συλλεγόταν σπέρμα εβδομαδιαία για ένα έτος. Οι κριοί ήταν εκτεθειμένοι στη φυσική φωτοπερίοδο και το μικροκλίμα της περιοχής Θεσσαλονίκης. Σε κάθε εκσπερμάτισμα προσδιορίζονταν η πυκνότητα, η κινητικότητα, η ζωτικότητα και η συχνότητα εμφάνισης μορφολογικών ανωμαλιών της κεφαλής, του μέσου και του κύριου/τελικού τμήματος της ουράς των σπερματοζωαρίων. Η αστάθεια της δομής της χρωματίνης [μέση τιμή ( και τυπική απόκλιση ( των τιμών της παραμέτρου αt] και ο δείκτης κατάτμησης του DNA (DFI) προσδιορίστηκαν με τη δοκιμή της σταθερότητας της δομής της χρωματίνης των σπερματοζωαρίων (SCSATM). Καθημερινά, μετριόταν η SST των κριών και προσδιοριζόταν ο THI με βάση τις ωριαίες καταγραφές της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας στο χώρο σταβλισμού. Οι μέσες τιμές της SST (SSTmean) και του THI (ΤΗΙmean) υπολογίστηκαν για οκτώ συναπτές χρονικές περιόδους (συνολικής διάρκειας 61 ημερών) πριν από κάθε σπερματοληψία (ημέρα 0). Η συχνότητα εμφάνισης ανωμαλιών του μέσου τμήματος της ουράς των σπερματοζωαρίων και οι παράμετροι DFI και συσχετίστηκαν σημαντικά με την SSTmean που καταγράφηκε 1-12 ημέρες πριν από τη σπερματοληψία. Διαπιστώθηκε σημαντική συσχέτιση της ζωτικότητας και του ποσοστού των σπερματοζωαρίων με ανωμαλίες του κύριου/τελικού τμήματος της ουράς με την SSTmean που καταγράφηκε 20-26 και 13-19 ημέρες πριν από τη σπερματοληψία, αντίστοιχα. Η πυκνότητα και η συσχετίστηκαν σημαντικά με τις μεταβολές της SSTmean που παρατηρήθηκαν 55-61 και 48-54 ημέρες νωρίτερα, αντίστοιχα. Ο ΤΗΙmean επηρέασε τη ζωτικότητα και τη συχνότητα εμφάνισης ανωμαλιών του κύριου/τελικού τμήματος της ουράς των σπερματοζωαρίων, αλλά όχι τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά του σπέρματος. Η κινητικότητα και η συχνότητα εμφάνισης ανωμαλιών της κεφαλής δεν επηρεάστηκαν από τις μεταβολές της SSTmean και του ΤΗΙmean σε καμία από τις οκτώ περιόδους που εξετάστηκαν. Μέρος της ετήσιας διακύμανσης των χαρακτηριστικών του σπέρματος (με εξαίρεση την ) βρέθηκε ότι οφείλεται στον μήνα διενέργειας της σπερματοληψίας. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας παρέχουν ενδείξεις για τη συνεργική επίδραση της εποχής, της θερμικής κατάστασης του οσχέου και του μικροκλίματος του χώρου διαβίωσης στα μικροσκοπικά χαρακτηριστικά του σπέρματος του κριού.