Bättre spermafrysning kan rädda tigern
Med hjälp av avelsprogram kan utrotningshotade populationer av kattarter fås att överleva. Paweena Thuwanut har i sitt doktorsarbete vid SLU undersökt hur man ska få spermakvaliteten att bibehållas efter frysförvaring och upptining. Hon fann att antioxidanten glutationperoxidas i spädningsvätskan kunde öka de upptinade spermiernas kvalitet.
Många populationer av vilda kattdjur (t.ex. tiger, snöleopard) minskar ständigt framför allt på grund av skogsavverkning, torrläggning av mark för jordbruk och illegal jakt. Forskning som syftat till att ta fram avelsprogram som omfattar spermafrysning, artificiell insemination, in vitro-fertilisering (populärt kallat provrörsbefruktning) och embryoöveföring för tamkatter och vilda kattdjur har pågått under årtionden. Genom att använda fryst sperma kan man inseminera katter när:
1. en hona och en hane är åtskiljda av ett stort geografiskt avstånd,
2. det är svårt att få till stånd en parning, exempelvis kan vilda kattdjur ibland attackera och i värsta fall döda varandra när de sätts ihop för parning i en djurpark,
3. sperma från en hane ska användas till flera inseminationer av samma eller olika honor,
4. man vill ha avkommor efter en död hane.
Vetenskapliga framsteg har gjort det möjligt att använda fryst sperma för in vitro-fertilisering när naturlig parning eller artificiell insemination inte är ett alternativ. Men flera faktorer involverade i spermafrysningsprocessen kan försämra spermakvaliteten. Exempel på sådana faktorer är köldchock, osmotisk stress och oxidativ stress. Den senare uppstår genom en obalans mellan oxidanter (s.k. fria radikaler och lipidperoxidering) och antioxidanter i en specifik miljö.
Paweena Thuwanut har i sitt doktorsarbete vid SLU utvecklat spädningsvätskor, som minskar skador på spermierna orsakade av oxidativ stress under frysningen. Hon använde spermier från bitestikeln från tamkatter som en modell för vilda kattdjur. Tamkatter kastreras rutinmässigt, varför det är lätt att få tag på spermier. Resultaten från dessa studier av spermier från tamkatten applicerades sedan på ett vilt kattdjur, platthuvudkatt (Prionailurus planiceps).
Paweena Thuwanuts hypotes var att spermierna skadas av fria radikaler, som produceras under frysprocessen, och att de negativa effekterna av de fria radikalerna kan minskas genom att man tillsätter antioxidanter till spädningsvätskorna.
Hon observerade lipidperoxidering i tamkattsspermier direkt efter upptining av fryst sperma, samt efter 30 minuter och efter 60 minuter. Detta tyder på att oxidativ stress kan vara en orsak till spermieskador. Icke-enzymatiska (t.ex. cystein och vitamin E-analogen Trolox) eller enzymatiska antioxidanter (t.ex. katalas, glutathione peroxidas och superoxid dismutas) tillsattes då spädningsvätskan. Spermierörligheten, livsdugligheten och DNA-integriteten blev bättre när Trolox eller glutationperoxidas ingick i spädningsvätskan än i kontrollprov utan tillsatser av antioxidanter.
När de bästa resultaten från studierna av tamkattsspermier applicerades på spermier från platthuvudkatt hade glutationperoxidas mer positiva effekter än vitamin E. Även andelen embryon som utvecklades efter in vitro-fertilisering var större med tillsats av glutathionperoxidas än med vitamin E. Denna skillnad var dock inte statistiskt signifikant.
Slutsatsen är att av de antioxidanter som utvärderades i denna studie förbättrade glutationperoxidas spermiekvaliteten mest efter frysning och upptining, både för spermier från tamkatt och platthuvudkatt. Tillämpning av resultaten från denna studie kan vara till nytta såväl vid assisterad avel av tamkatter som för bevarande av hotade vilda kattdjur.
Veterinär Paweena Thuwanut, institutionen för kliniska vetenskaper, avdelningen för reproduktion, SLU, har försvarat sin avhandling med titeln ”Role of oxidative stress and antioxidants in domestic and non-domestic cat spermatozoa”. Disputationen avser veterinärmedicine doktorsexamen.
Tid: fredagen den 16 december 2010, klockan 09.15
Plats: Ettans föreläsningssal, Kinikcentrum, Ultuna
Opponent: Professor Gaia Cecilia Luvoni, University of Milan, Milano, Italien
Mer information
Eva Axnér, Eva.Axner@slu.se, 018-67 21 81 (handledare)
Paweena Thuwanut kommer från Thailand.
Avhandlingen [Ref 1], http://diss-epsilon.slu.se:8080/archive/00002212/ [Ref 2]
Institutionen för kliniska vetenskaper, reproduktion, SLU
Pressbilder
(Får publiceras fritt i samband med artiklar om disputationen, fotograf ska anges.)
Resultatet från spermiestudierna på tamkatt har tillämpats på platthuvudkatt (Prionailurus planiceps), som är ett vilt kattdjur i Thailand. Bilden är tagen i Khoa Kheaw Open Zoo I Thailand. Foto: Daraka Tongthainan, http://www.slu.se/global/externwebben/overgripande-slu-bilder//om-slu-bilder/aktuellt-bilder/2010/press-bilder/PlatthuvudkattFHC.jpg [Ref 3]
Porträtt av Paweena Thuwanut. Foto: Julio Gonzalez, http://www.slu.se/global/externwebben/overgripande-slu-bilder//om-slu-bilder/aktuellt-bilder/2010/press-bilder/PaweenaThuwanut.jpg [Ref 4]
SLU:s vision är att vara världsledande inom Life Science. Detta blir möjligt genom hög kvalitet och kreativitet inom forskning och utbildning, nyskapande och tongivande miljöanalys, samt att vara en innovativ partner för de gröna näringarna.
