Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss der Fütterung von Omega-3-Fettsäuren auf die Spermaqualität von Bullen

Dehning, Frauke

The aim of the present study was to characterize the effects of feeding alpha-linolenic acid (C18:3n3) on classic and flow cytrometric bull semen parameters and on the portion of DHA (C22:6n3) in the plasma membrane of sperm cells. At the beginning of the trial 20 Holstein Friesian bulls were divided into two groups, but 3 bulls were excluded because of reasons which had nothing to do with the study. The 9 bulls in the experimental group were 3.2 ± 1.0 years old, and the 8 bulls in the control group 3.7 ± 0.8 years. The standard ration was supplemented with 800g coated alpha-linolenic acid (= 400g alpha-linolenic acid) in the feeding group and 400g palmitic acid (Bergafat®) in the control group. The supplement was divided in two portions and fed twice a day. Semen was collected twice a week over 16 weeks (4 weeks without dietary treatment and 12 weeks feeding the experimental diets). Sperm concentration, ejaculate volume and total sperm number in raw semen were determined directly after collection. Progressive motility was estimated microscopically. After dilution with TRIS-egg yolk extender sperm samples were stained with Fitc-PNA/PI to characterize plasma membrane integrity (PMI) and acrosomal damage (AD). The degree of lipid peroxidation (LPO) was determined by using C11-Bodipy581/591and oxidative stress was evaluated by DCFH- and DHR-staining. Cryopreserved samples were measured by using flow cytometry directly after thawing and 3 hours after thawing and incubation. DNA integrity was determined by the flow cytometric SCSA, but only 3 hours after thawing and incubation of cryopreserved semen samples. Fatty acid composition of shock frozen sperm cells was determined in ejaculates collected at trial weeks 1 and 16. Feeding of the n3-rich diet did not improve sperm concentration, ejaculate volume and total sperm number in undiluted fresh semen (P>0.05). Also flowcytometric parameters in diluted, fresh sperm samples did not differ (P>0.05) between bulls which were fed the control diet and alpha-linolenic acid. In cryopreserved sperm samples both groups of bulls showed an increase of PMI and a decrease of AD (P<0.005). Directly after thawing LPO did not (P>0.05) change in the feeding group, but decreased in the control group (P<0.006). In both groups intracellular peroxidation (PO) decreased at the end of the study (P<0.04). After 3 hours of incubation LPO increased in the experimental group (P<0.02), while PO did not differ (P>0.05) between phases within groups and between groups within phases (P>0.05). DNA-integrity was unaffected by treatment (P>0.05). DHA-level increased after feeding linolenic acid (P<0.03), while DHA-levels in the control group were constant (p>0.05). After oral supplemention of alpha-tocopherol, the alpha-tocopherol-level in blood increased in both groups at the end of the study (P<0.05). In summary the data show that feeding of alpha-linolenic acid (C18:3n3) increased the level of DHA (C22:6n3) in spermatozoa but there was no specific effect of DHA on sperm quality parameters. The observed positive effects on sperm quality seem to be related to the supplementation of fatty acids itself and alpha-tocopherol, respectively.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob durch die Zufütterung der Omega-3-Fettsäure Alpha-Linolensäure (C18:3n3) zum einen klassische und durchflusszytometrische Spermaparameter beeinflusst werden können und zum anderen der Gehalt der Omega-3-Fettsäure Docosahexaensäure (C22:6n3) in den Spermien verändert wird. Für diese Studie standen anfangs 20 Bullen der Rasse Holstein Frisian zur Verfügung. Drei Bullen mussten frühzeitig aus dem Versuch aus nicht mit dem Versuch zusammenhängenden Gründen ausscheiden. Das durchschnittliche Alter der aus 9 Tieren bestehenden Versuchsgruppe betrug 3,2 ± 1,0 Jahre und der aus acht Tieren bestehenden Kontrollgruppe 3,7 ± 0,8 Jahre. Neben der Grundration erhielt die Versuchsgruppe 800 g gecoatete Alpha-Linolensäure (entspricht 400 g Alpha-Linolensäure) und die Kontrollgruppe 400 g Palmitinsäure (Bergafat®), aufgeteilt auf zwei Portionen am Tag (morgens und abends). Die Samenentnahme erfolgte zweimal wöchentlich im Abstand von drei bzw. vier Tagen über 16 Wochen (4 Wochen Vorversuchsphase ohne Fettsupplementation und 12 Wochen Hauptversuchsphase mit Fettsupplementation). Zur Beurteilung des Spermas wurden direkt nach der Spermagewinnung Volumen, Dichte und Gesamtspermienzahl des Ejakulates bestimmt und die Vorwärtsmotilität mikroskopisch geschätzt. Nach der Verdünnung mit TRIS-Eigelbverdünner wurden an den flüssigkonservierten Ejakulaten durchflusszytometrisch die prozentualen Anteile plasmamembranintakter Spermien (PMI) und akrosomal geschädigter Spermien (AS) mittels Fitc-PNA/PI-Färbung und der Grad der Lipidperoxidation bzw. Peroxidation mittels C11-Bodipy581/591 bzw. DCFH- und DHR-Färbung ermittelt. An den kryokonservierten Proben wurden direkt nach dem Auftauen und nach dreistündiger Inkubation ebenfalls die vorher genannten durchflusszytometrischen Qualitätsparameter bestimmt. Zusätzlich wurde der Chromatinstatus mittels SCSA nach dreistündiger Inkubation ermittelt. Die gaschromatographische Bestimmung der im Sperma enthaltenen Fettsäuren erfolgte an schockgefrorenen Spermien, welche in den Wochen 1 und 16 gewonnen worden waren. Die Zugabe von Alpha-Linolensäure hatte keinen Effekt (p>0,05) auf die klassischen Spermaqualitätsparameter und die durchflusszytometrischen Parameter im flüssigkonservierten Sperma. Direkt nach der Kryokonservierung nahm der Anteil der PMI-Spermien bis zum Ende des Versuches in beiden Gruppen zu und der Anteil der AS-Spermien ab (p<0,005). Die Lipidperoxidation (LPO) änderte sich bei der Versuchgruppe nicht (p>0,05), bei der Kontrollgruppe fiel sie zum Ende hin ab (p<0,006). Bei DCFH und DHR sank die Fluoreszenzintensität bis zum Ende des Versuches in beiden Gruppen (p<0,04). Nach dreistündiger Inkubation stieg die LPO in der Versuchgruppe zum Ende des Versuches an (p<0,02), der Grad der intrazellulären Peroxidation hingegen blieb unverändert (p>0,05). Außerdem zeigte sich kein Einfluss auf die Chromatinstruktur (p>0,05). Aufgrund eines Vitamin E-Mangels wurde beiden Gruppen zusätzlich Vitamin E supplementiert, woraus ein Anstieg des Vitamin E-Gehalts (p<0,05) im Blut zum Ende des Versuchs in beiden Gruppen resultierte. Es konnte auch ein Anstieg des DHA-Gehaltes (C22:6n3) in den Spermien der Versuchgruppe verzeichnet werden (p<0,03); bei den Kontrollbullen trat dagegen keine Änderung im DHA-Gehalt ein. Zusammenfassend zeigt die Studie, dass die Zufütterung von Alpha-Linolensäure zu einem Anstieg des DHA-Gehaltes der Spermien führte, jedoch keinen spezifischen Effekt auf die Spermaqualität hat. Die beobachteten positiven Effekte scheinen auf die Fettsupplementation an sich bzw. die parallel dazu durchgeführte Vitamin E-Zulage zurückzuführen zu sein.

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Dehning, Frauke: Einfluss der Fütterung von Omega-3-Fettsäuren auf die Spermaqualität von Bullen. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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