علمی- ترویجی (حرفه‌ای) دامِستیک

علمی- ترویجی (حرفه‌ای) دامِستیک

اثر کوئرستین آزاد و درون پوشانی شده بر کیفیت اسپرم منجمد دام: مرور تحلیلی و اُفق‌های کاربردی

نوع مقاله : مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان
1 پژوهشگر پسادکتری فیزیولوژی دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، البرز، ایران
2 استاد فیزیولوژی دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، البرز، ایران
چکیده
انجماد اسپرم راهبُردی کلیدی در حفظ ذخایر ژنتیکی و مدیریت برنامه‌های اصلاح‌‌نژاد دام است. با این حال، تنش‌‌های ناشی از چرخة انجماد-ذوب با افزایش تولید گونه‌‌های فعال اکسیژن (ROS: Reactive Oxygen Species) و پراکسیداسیون لیپیدها، به یکپارچگی غشا و کاهش سلامت DNA اسپرم همراه بوده و در نهایت موجب اُفت کیفیت و توان باروری می‌شود. در این میان، استفاده از ترکیبات آنتی‌اکسیدانی به عنوان راهکاری مؤثر برای کاهش آسیب‌های اکسیداتیو مورد توجه قرار گرفته شده است. کوئرستین به ‌عنوان یک فلاونوئید طبیعی با ظرفیت بالای خنثی‌سازی ROS و تقویت ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، نقش بالقوه‌ای در حفظ عملکرد و ساختار اسپرم ایفا می‌کند. با وجود مزایای زیستی، کاربرد فرم آزاد این ترکیب به دلیل حلالیت پایین، پایداری محدود و زیست ‌فراهمی کم با چالش‌هایی مواجه است. بهره‌گیری از سامانه‌های نوین انتقال دارو، به ویژه نانولیپوزوم‌ها، پتانسیل بهبود پایداری، رهایش کنترل‌شده و افزایش تعامل با غشای اسپرم را دارا است، هر چند کارایی زیستی دقیق آن در گونه‌های مختلف دامی هنوز به طور کامل تبیین نشده است. این مطالعه علمی- ترویجی با تمرکز بر مطالعات آزمایشگاهی و تجربی، نقش کوئرستین آزاد و شواهد اولیه فرم درون‌پوشانی‌شده در شاخص‌های کیفی اسپرم منجمد را بررسی می‌کند. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که اگرچه استفاده هدفمند از سامانه‌های نانولیپیدی می‌تواند به‌ عنوان یک استراتژی نوید بخش مطرح باشد، امّا به دلیل محدودیت شدید شواهد تجربی در حوزة دامپروری، تعمیم قطعی آن نیازمند آزمون‌های وسیع‌تر فیلدی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of Free and Nanoliposomal Quercetin on the Quality of Cryopreserved Livestock Sperm: An Analytical Review with Practical Perspectives

نویسندگان English

Parisa Nadri 1
Armin Towhidi 2
1 Postdoctoral Researcher in Animal Physiology, Department of Animal Science, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Alborz, Iran
2 Professor in Animal Physiology, Department of Animal Science, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Alborz, Iran
چکیده English

Sperm cryopreservation is a well-established strategy for preserving genetic resources and supporting livestock breeding programs. However, the freeze–thaw process induces oxidative stress through excessive production of reactive oxygen species (ROS), leading to lipid peroxidation, disruption of membrane integrity, and DNA damage, which ultimately reduces sperm quality and fertility potential. Therefore, the application of antioxidant compounds has gained considerable attention as a promising approach to mitigate cryodamage. Quercetin, a natural flavonoid with strong antioxidant capacity, has shown potential for scavenging ROS and enhancing antioxidant defense systems, thereby contributing to the preservation of sperm structure and function. Despite these biological advantages, the practical application of free quercetin is limited due to poor solubility, low stability, and reduced bioavailability. Recent advances in nanodelivery systems, particularly nanoliposomes, offer a promising approach by improving compound stability, enabling controlled release, and enhancing interactions with the sperm membrane. The utilization of novel drug delivery systems, particularly nanoliposomes, possesses the potential to improve stability, provide controlled release, and enhance interaction with the sperm membrane, although its precise biological efficacy across various livestock species remains to be fully elucidated. Focusing on laboratory and experimental studies, this analytical review evaluates the role of free quercetin alongside the preliminary evidence of its encapsulated counterpart on the quality indices of frozen livestock semen. The reviewed findings indicate that while the targeted application of nanolipid systems could emerge as a promising strategy, its definitive generalization requires broader field trials due to the severe limitation of experimental evidence in the livestock sector.

کلیدواژه‌ها English

Controlled release
Delivery systems
DNA damage
Flavonoid antioxidants
Nanolipid
Oxidative Stress
Banday, M. N., Lone, F. A., Rasool, F., Rashid, M., & Shikari, A. (2017). "Use of antioxidants reduce lipid peroxidation and improve quality of crossbred ram sperm during its cryopreservation." Cryobiology, 74, 25–30.
Batool, I., Fayyaz, M. H., Hameed, A., Andrabi, S. M. H., Kausar, R., Shahzad, M.. & Ditta, A. (2024). "Quercetin in semen extender improves frozen-thawed spermatozoa quality and in-vivo fertility in crossbred Kamori goats." Frontiers in Veterinary Science, 11, 1385642.
Boots, A. W., Haenen, G. R., & Bast, A. (2008). "Health effects of quercetin: from antioxidant to nutraceutical." European journal of pharmacology, 585(2-3), 325–337.
El-Khawagah, A. R., Kandiel, M. M., & Samir, H. (2020). "Effect of quercetin supplementation in extender on sperm kinematics, extracellular enzymes release, and oxidative stress of egyptian buffalo bulls frozen–thawed semen." Frontiers in Veterinary Science, 7, 604460.
Najafi, A., Kia, H. D., Mehdipour, M., Hamishehkar, H., & Álvarez-Rodríguez, M. (2020). "Effect of quercetin loaded liposomes or nanostructured lipid carrier (NLC) on post-thawed sperm quality and fertility of rooster sperm." Theriogenology, 152, 122–128.
Tvrdá, E., Lukáč, N., Lukáčová, J., Jambor, T., Hashim, F., & Massányi, P. (2014). "Dose-and time-dependent in vitro effects of quercetin on bovine spermatozoa activity and superoxide production." Folia Veterinaria, 58(4), 224–223.
Tvrdá, E., Tušimová, E., Kováčik, A., Paál, D., Libová, Ľ., & Lukáč, N. (2016). "Protective effects of quercetin on selected oxidative biomarkers in bovine spermatozoa subjected to ferrous ascorbate." Reproduction in Domestic Animals, 51(4), 524–537.
Zribi, N., Chakroun, N. F., Abdallah, F. B., Elleuch, H., Sellami, A., Gargouri, J., & Keskes, L. A. (2012). "Effect of freezing–thawing process and quercetin on human sperm survival and DNA integrity." Cryobiology, 65(3), 326–331.