The effect of Caulerpa sertularioides extract on bull sperm freezablity and subsequent embryo development.

Artificial insemination is a valuable and essential tool in genetic improvement programs, and its success requires proper semen collection, freezing, and thawing procedures. Nowadays, despite applying of advanced protocols for semen cryopreservation, post-thawing sperm quantitative and qualitative parameters are not satisfactorily comparable to fresh sperm. The present study was designed to evaluate the effects of the supplementation of an alcoholic extract of Caulerpa sertolarioides alga into the tris-egg yolk-based Simmental bull sperm freezing media. The pooled semen samples were divided into five groups, of which four were supplemented with 500, 1000, 1500, and 2000 ppm alga extract and one allocated as a control. Total motility, progressive motility, plasma membrane integrity, DNA integrity, apoptosis, superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities, and total antioxidant capacity (TAC) of sperm were measured. The frozen sperm from each group were used for IVF on the slaughterhouse-derived oocytes. Fertilization, cleavage, and blastocyst rates were assessed for all groups. Total motility, progressive motility, and velocity curvilinear (VCL) parameters were higher (p ≤ 0.05) in group 1000 ppm than the control group. Velocity in a straight path (VSL) was higher (p ≤ 0.05) in all treatment groups except in 500 ppm compared to the control group. Average path velocity (VAP) was higher (p ≤ 0.05) in 1000 and 1500 ppm groups than in the control group. Straightness (STR) showed a higher value (p ≤ 0.05) in 1000 and 2000 ppm than the control group. Groups 500 and 1000 ppm showed more viable sperm than the control group (p ≤ 0.05). DNA damage was lower (p ≤ 0.05) in group 1000 ppm than in the control group. HOST was higher (p ≤ 0.05) in all groups than in the control group. SOD, GPx, and TAC were higher (p ≤ 0.05) in 1000 ppm than the control and all other groups. Apoptosis was not significantly different among the treatment and control groups. In conclusion, supplementation of alcoholic extract of Caulerpa sertularioides into the Simmental bull freezing extender ameliorated the sperm parameters after the freeze-thawing process. Moreover, the results of this study indicated that the best dose to achieve the antioxidant properties of the alga extract in Simmental bull sperm freezing media was 1000 ppm. It was also evident that 1000 ppm alga extract supplementation into the bull sperm improved fertilization, cleavage, and blastocyst rates.

Effects of vitamin D supplementation in extender on sperm kinematics and apoptosis following the freeze-thaw process in normozoospermic and asthenozoospermic Holstein bulls.

BACKGROUND: Asthenozoospermia is a usual male infertility factor, characterized by decreased semen quality. It has been revealed that antioxidants improve sperm function, enhance endogenous antioxidant activities, and protect spermatozoa against oxidative damage during cryopreservation. This aimed to evaluate the effects of vitamin D on sperm kinematics and apoptosis in the semen of bulls with normozoospermia and asthenozoospermia after the freeze-thaw process. For this purpose, 32 semen samples of four Holstein bulls (normozoospermic, progressive motility > 70 %) and 32 semen samples of four bull (asthenozoospermic progressive motility < 40 %) were collected and pooled separately (normozoospermic and asthenozoospermic). Samples were then diluted into four equal aliquots of extender containing different vitamin D concentrations (0, 5, 10, and 50 ng/mL) and aspirated into a 0.5 mL straw. RESULTS: The percentages of sperm progressive motility and viability were significantly higher (P < 0.05) in 50 ng/mL of vitamin D in normozoospermic group. Sperm kinematics parameters including curvilinear velocity (VCL), straight-line velocity (VSL), and average path velocity (VAP) were significantly higher in the high dose (50 ng/mL) vitamin D-treated group compared to the low dose vitamin D-treated group (5ng/mL) in normozoospermic bull semen samples. The supplementation of the semen extender with different concentrations of vitamin D could not increase the rate of acrosome integrity in normozoospermic bulls compared to the control group (P < 0.05). In the asthenozoospermic group, 10 ng/mL vitamin D-treated group could increase the rate of plasma membrane integrity compared to 5 ng/mL vitamin D-treated group (P < 0.05). The percentages of early-apoptosis (P = 0.049) and late-apoptosis (P = 0.005) were significantly higher in the asthenozoospermic than the normozoospermic group. CONCLUSIONS: The present study revealed that a high dose (50 ng/mL) of vitamin D protected normozoospermic bulls' sperms from the freezing procedure and lead to higher quality of frozen-thawed bull sperm.

RéSUMé: CONTEXTE: L'asthénozoospermie est un facteur courant d'infertilité masculine, caractérisé par une diminution de la qualité du sperme. Il a été montré que les anti-oxydants amélioraient la fonction des spermatozoïdes, augmentaient les activités anti-oxydantes endogènes, et protégeaient les spermatozoïdes contre les dommages oxydatifs lors de la cryoconservation. Cette étude visait à évaluer les effets de la vitamine D sur la cinématique et l'apoptose des spermatozoïdes dans le sperme de taureaux qui présentaient une normozoospermie ou une asthénozoospermie après le processus de congélation-décongélation. À cette fin, 32 échantillons de sperme de quatre taureaux Holstein (normozoospermiques, mobilité progressive >70 %) et 32 échantillons de sperme de quatre taureaux (asthénozoospermiques ; mobilité progressive <40 %) ont été recueillis et regroupés séparément (normozoospermiques et asthénozoospermiques). Les échantillons ont ensuite été dilués en quatre aliquotes égales dans un milieu contenant différentes concentrations de vitamine D (0, 5, 10 et 50 ng/mL), puis aspirés dans une paille de 0.5 mL. RéSULTATS: Les pourcentages de mobilité progressive et de viabilité des spermatozoïdes étaient significativement plus élevés (p<0.05) avec 50 ng/mL de vitamine D dans le groupe normozoospermique. Dans les échantillons de sperme de taureaux normozoospermiques, les paramètres cinématiques des spermatozoïdes, incluant la vitesse curvilinéaire (VCL), la vitesse en ligne droite (VSL), et la vitesse moyenne du trajet (VAP), étaient significativement plus élevés dans le groupe traité par vitamine D à dose élevée (50 ng/mL) que dans le groupe traité par vitamine D à faible dose (5ng/mL). La supplémentation du milieu avec différentes concentrations de vitamine D n'a pas pu augmenter le taux d'intégrité de l'acrosome chez les taureaux normozoospermiques comparés au groupe témoin (p<0.05). Dans les échantillons de sperme de taureaux asthénozoospermiques, le groupe traité par vitamine D à la dose de 10 ng/mL a augmenté le taux d'intégrité de la membrane plasmique par comparaison au groupe traité par vitamine D à la dose de 5 ng/mL (p<0.05). Les pourcentages d'apoptose précoce (p=0.049) et d'apoptose tardive (p=0.005) étaient significativement plus élevés dans le groupe asthénozoospermique que le groupe normozoospermique. CONCLUSIONS: La présente étude a montré qu'une dose élevée (50 ng/mL) de vitamine D protégeait les spermatozoïdes des taureaux normozoospermiques lors de la procédure de congélation, et menait à une meilleure qualité des spermatozoïdes congelés-décongelés chez ces taureaux.