Koyun yetiştiriciliğinde fazla sayıda hayvanın kısa süre içerisinde tohumlanabilmesi için kullanılacak spermanın elde hazır bulunması gerekmektedir. Dondurulmuş ve çözdürülmüş koç spermasıyla yapılan servikal tohumlamalarda fertilite oranının düşük olması, araştırmaları spermanın kısa süreli saklanması üzerinde yoğunlaştırmıştır
1.
Spermanın saklanmasındaki temel yaklaşım spermlerin metabolizmasını yavaşlatmak ve enerji kullanımlarını azaltarak yaşam sürelerini uzatmaktır. Yapılan araştırmalar sonucunda spermanın saklanması için iki yöntem geliştirilmiştir. Bunlardan birincisi, spermanın sıcaklığını düşürmek vasıtasıyla spermlerin metabolizmasını yavaşlatarak sıvı şekilde kısa süreli, ikincisi ise 0 ⁰C’den daha düşük sıcaklıklarda spermanın dondurularak uzun süreli saklanmasıdır 2.
Spermanın işlenmesi sırasında şekillenen membran hasarları soğutma sıcaklığının özellikle 20 ⁰C den 5 ⁰C’e hızlı düşmesi sonucu soğuk şoku ve depolama sırasında spermlerin yaşlanmasına bağlı olarak meydana gelen değişikliklerden kaynaklanmaktadır 3. Spermanın soğutulması sırasında ısının düşmesine bağlı olarak faz geçişi esnasında spermlerin plazma membranlarında yer alan lipitler, fiziksel bir değişikliğe uğrayarak yumuşak ve akışkan durumlarını yitirip, daha sert ve daha az akışkan bir hale gelirler 4. Soğutma sırasında sperm membranlarında ortaya çıkan hasarların bu faz geçişi sonrasında lipitlerin yeniden başlangıçtaki biçimde düzenlenememesi veya normal dağılımlarını
kazanamamaları neticesi oluştuğu ifade edilmektedir 5.
Koç sperminin plazma membranı doymamış yağ
asitince zengin olduğundan lipit peroksidasyonuna karşı
son derece duyarlıdır. Spermanın kısa süreli saklanması
sırasında hücreler lipit peroksidasyona maruz
kalabilmekte ve bunun sonucu olarak da sperm
motilitesinde, membran bütünlüğünde kayıplar, fertilite
oranlarında düşmeler yaşanmaktadır 2. Bu olumsuz
etkiler, spermanın saklanması öncesi sulandırıcılara bazı
kimyasalların ilavesiyle dengelenmeye çalışılmaktadır
6.
Vücutta uygun bir protein sentezi elde edebilmek
için, bütün aminoasitlerin mutlaka aynı zamanda ve
doğru miktarlarda bulunmaları gereklidir. Bir aminoasit
olan arjinin D ve L olarak iki formdan oluşur. Eğer bir
aminoasit kullanılıyorsa, vücut için en uygun olan Lformlarının
kullanılması gerekmektedir 7.
Vücutta doğal olarak bulunan aminoasitlerden biri
olan L-arjinin (L-A) (2 amino 5 guadinovalerik asit) farklı
kimyasal yollarla sentezlenir. Bunlar sitrülinden L-A
sentezi (ince bağırsak, böbrek ve karaciğerde),
glutamattan L-A sentezi ve proteinlerin yıkımından L-A
oluşumu şeklindedir 8.
L-A, hayvan hücrelerinde çeşitli dokularda farklı
metabolik olaylara katılıp önemli bileşiklerin yapılarında
yer almaktadır 9. Vücutta L-A, arginaz enzimi ile ornitin
ve üreye katabolize olur. L-A’dan sentezlenen ornitin,
poliamin sentezi için bir prokürsördür. Poliamin
biyosentezinde arginaz başlangıç enzimi olup oluşan
ornitin, ornitin dekarboksilaz enzimi ile putresin’e
dönüşmekte, putresin de daha sonra spermin ve
spermidin sentezine katılmaktadır 10.
Koç spermasının seminal plazmasında ve başta
epididimis olmak üzere erkek üreme sisteminin diğer
kısımlarında çeşitli poliaminler (putresin, spermin,
spermidin) bulunur. Poliaminler bir hücrenin büyümesi ve
farklılaşması için önemli olan biyomoleküllerdir. L-A de
poliaminleri etkileyerek sperm motilitesinde artışa neden
olmaktadır 11.
L-A’in bir başka önemli rolüde, nitrik oksit (NO)
sentezinde bir prekürsör olmasından kaynaklanmaktadır.
NO için klasik bir reseptör bölgesi yoktur. NO,
nonadrenerjik-nonkolinerjik nörotransmisyon süresince
endotelden salınır ve böylece kaslarda guanilil siklazı
aktive edip, onun HEM grubuna bağlanarak hücre için
ikincil haberci molekül olarak çalışan siklik guanozin
monofosfat (sGMP)’ın birikmesine yol açar. sGMP,
miyozin hafif zincir kinazın defosforilasyonuna neden
olur. sGMP seviyelerini artırıp vasküler düz kasta
kalsiyum seviyelerini azaltarak düz kasların (korpus
kavernozum) gevşemesini sağlar ve buna bağlı olarak
ereksiyonda önemli bir rol üstlenir 12,13.
Bir reaktif oksijen türü olan NO çeşitli fizyolojik
sistemlerde bulunur ve erkek üreme sisteminin farklı
organlarını düzenlemede önemli bir rol oynar. NO oksijen ve farklı kofaktörleri (adenin dinükleotid fosfat, flavin
mononukleotid, flavin adenin dinukleotid) kullanarak NOS
enzimi tarafından L-A den türer. Böyle enzimler kapasite
olmayan spermin kuyruk ve akrosomu üzerinde bulunur
14.
Bunlara ilaveten L-A’in antioksidan özelliği de
vardır. Hidrojen peroksit (H2O2) ve süperoksit anyonlarını
(O2
-) etkili bir şekilde süpürmektedir 15.
Spermadaki endojen antioksidatif kapasite
spermanın kısa süreli saklanmasında yeterli
gelmemektedir. Reaktif oksijen türlerinin (ROS) zarar
verici etkisine karşı spermler ve seminal plazma
antioksidatif savunma sistemlerine sahiptir. Ancak,
spermlerin küçük sitoplazmasına bağlı olarak
antioksidatif savunma sistemleri kısıtlıdır. Seminal
plazmada doğal olarak bulunan veya bulunmayan taurin,
hypotaurin, inositol, prolin, süperoksit dismutaz, katalaz,
piruvat, glutatyon, ergotiyonin, trehaloz, askorbik asit,
alfa-tokoferol gibi maddelerin antioksidan özelliklerinden
faydalanma yoluna gidilmiştir. Bu amaçla çeşitli
antioksidanlar sperma sulandırıcılarına katılmıştır 6,16,17.
L-A spermatogenezisin devam ettirilmesinde gerekli
olup, nükleoproteinlerin yapısına girdiği ve spermlerde
önemli bir nükleoprotein komponenti oluşturduğu
bildirilmiştir. Spermatogenezisin hem mitoz hem de
mayoz bölünmesi sırasında çok miktarda nükleoproteine
ihtiyacı vardır. Sperm nükleoproteini ise L-A bakımından
çok zengindir. L-A’dan yetersiz beslenmenin,
emilimindeki bozukluğun ve anormal aktivitesinin,
dokulardaki metabolizmanın düzensizliğine, dolayısıyla
mitozun bozulmasına neden olduğu belirtilmiştir. L-A
spermde laktat jenerasyonunu ve adenozin trifosfatın
oranını arttırır ve sonuçta glikolizis oranını yükseltir.
Böylece L-A’in, adenozin trifosfat sentezinden dolayı
sperm motilitesini arttırdığı bilinmektedir 18-20. L-A
eksikliği ise spermatogeneziste bozukluklara ve
motilitenin azalmasına neden olur. Bu durumla L-A
eksikliği arasında bir ilişki olduğu ileri sürülmüştür 21.
Bu çalışma, koçlarda sulandırıcı solusyonuna L-A
ilavesinin spermanın kısa süreli saklamasına etkisinin
olup olmadığını incelemek amacıyla yapılmıştır.