Persons at SUA

This page displays all publicly accessible information about the desired person. Some information about the person's occupation and offices may be hidden.

Ing. Eva Tvrdá, PhD.
Identification number: 49880
University e-mail: eva.tvrda [at] uniag.sk
 
VŠ,DrSc./CSc./PhD. - Department of Animal Physiology (FBFS)

Contacts     Graduate     Lesson     Final thesis     Projects     
Publications     Placements     Bodies     Supervised theses     

Basic information

Basic information about a final thesis

Type of thesis: Dissertation thesis
Thesis title:Spermatozoa defense mechanisms against oxidative stress
Written by (author): Ing. Eva Tvrdá, PhD.
Department: Department of Animal Physiology (FBFS)
Thesis supervisor: prof. Ing. Norbert Lukáč, PhD.
Opponent 1:prof. Ing. Róbert Toman, Dr.
Opponent 2:Dr.h.c. prof. MVDr. László Bárdos, PhD.
Opponent 3:prof. Simon Stephanus du Plessis, MBA
Final thesis progress:Final thesis was successfully defended.


Additional information

Additional information about the final thesis follows. Click on the language link to display the information in the desired language.

Language of final thesis:English

Slovak        English

Title of the thesis:Mechanizmy protektivity spermií proti oxidatívnemu stresu
Summary:ÚVOD: Oxidatívny stres zohráva významnú úlohu v samčej reprodukcii a embryogenéze. Súčasný výskum sa aktívne zameriava na štúdium vplyvu voľných radikálov na spermie a možnosti využitia antioxidantov na minimalizáciu oxidatívneho poškodenia bunky. CIELE PRÁCE: In vivo časť dizertačnej práce bola navrhnutá s cieľom analýzy vzťahov medzi zvolenými chemickými prvkami (sodík-Na, draslík-K, železo-Fe, meď-Cu, horčík-Mg, zinok-Zn, olovo-Pb, kadmium-Cd), základnými pohybovými charakteristikami spermií (motilita-MOT, progresívna motilita-PROG), markermi oxidatívnej rovnováhy v ejakuláte (celkový antioxidačný status-TAS, celková väzobná kapacita železa-TIBC, superoxiddizmutáza-SOD, kataláza-CAT, glutatión- GSH, albumín-ALB, malondialdehyd-MDA) ako aj biochemickými parametrami(kyselina močová-UA, močovina-U, bilirubin-BILI) v dvoch základných frakciách býčieho ejakulátu - v semennej plazme a spermiách. Úlohou in vitro časti bolo skúmať vplyv dvojmocného (Fe2+) alebo trojmocného (Fe3+) železa na pohyblivosť, životaschopnosť, oxidatívnu rovnováhu a biochemický status bovinných spermií v špecifických časových intervaloch počas 24h in vitro kultivácie. Taktiež sme sa zamerali na antioxidačný potenciál vybraných prírodných látok (resveratrol-RES, kvercetín-QUE, a-tokoferol/vitamín E-VIT E, kurkumín-CUR, lykopén-LYC) na bovinné spermie v prítomnosti alebo absencii prooxidačného činidla (askorbát železnatý-FeAA) počas krátkodobej in vitro kultivácie (6h). MATERIÁL A METÓDY: V in vivo pokusoch boli použité ejakuláty získané od 36 pohlavne dospelých plemenných býkov. Parametre pohyblivosti spermií boli analyzované s použitím systému CASA. Semenná plazma a bunkový sediment boli odseparované centrifugáciou a pomocou sonifikácie boli z bunkovej frakcie pripravené lyzáty. Koncentrácie minerálnych látok boli stanovené voltametrickou metódou a atómovou absorpčnou spektrometriou s atomizáciou v plameni (FAAS); prooxidačné, antioxidačné a biochemické parameter boli kvantifikované pomocou UV/VIS spektrofotometriou. V in vitro pokusoch boli býčie spermie inkubované vo fyziologickom roztoku, do ktorého sme pridali rôzne koncetrácie (1000, 500, 200, 100, 50, 10, 5, 1, 0 umol.L-1) dvojmocného (FeCl2) alebo trojmocného (FeCl3) železa. V kultivačných časoch 0h, 2h, 8h, 16h a 24h bola vyhodnotená pohyblivosť spermií(pomocou CASA systému), ako aj ich životaschopnosť (s použitím mitochondriálneho metabolického MTT testu), intracelulárna produkcia superoxidového radikálu (vďaka nitroblue-tetrazoliového testu), ako aj oxidačno-redukčný potenciál bunkovej kultúry (ORP; s využitím ORP elektródy). V každom časovom úseku boli kultivované bunky zozbierané, zlyzované a analyzované s cieľom detekcie zmien v koncentrácii alebo aktivite prooxidačných, antioxidačných alebo biochemických parametrov. V druhej časti in vitro pokusov boli býčie spermie kultivované v 2,90% citráte sodnom, do ktorého boli pridané rôzne koncentrácie RES (50, 25, 10, 5, 0 umol.L-1), QUE (100, 50, 25, 7.5, 0 umol.L-1), VIT E (500, 100, 50, 10, 0 umol.L-1), CUR (50, 25, 10, 5, 0 umol.L-1) alebo LYC (2, 1, 0.5, 0.25 mmol.L-1) v prítomnosti alebo absencii induktora oxidatívneho stresu (FeAA). V časoch 0h, 2h a 6h prebehli kontrolné analýzy pohylivosti spermií, ako aj produkcie superoxdového radikálu a ORP bunkovej kultúry. Po 6h kultivácii boli spermie zozbierané a zlyzované. Následne boli stanované nasledujúce parametre: FRAP, SOD, CAT, GSH, ALB, UA a MDA. VÝSLEDKY: In vivo. Koncentrácie chemických prvkov v oboch semenných frakciách boli v nasledujúcom zostupnom poradí: Na > K > Zn > Mg > Fe > Cu> Pb > Cd. Vyššie koncentrácie všetkých minerálov ako aj neenzymatických antioxidantov boli detekované v semennej plazme (P<0,001 v prípade TAS, GSH, UA a BILI; P<0,01 pre FRAP, ALB, Fe, Cu, Mg, Zn; P<0,05 v prípade Na a Pb), zatiaľ čo vyššia koncentrácia MDA a aktivita enymatických antioxidantov boli zaznamenané v bunkových lyzátoch (P<0,05 v prípade SOD; P<0,01 pre CAT a P<0,001 v prípade MDA). Na, Fe, Cu, Mg, a Zn boli pozitívne asociované s motilitou spermií a antioxidačnými parametrami. Naopak, K, Pb a Cd boli charakterizované pozitívnymi koreláciami s MDA (P<0,05 pre K; P<0,01 pre Pb a Cd), ale negatívnym vplyvom na pohyblivosť a antioxidačný status bovinných spermií (P<0,05 v prípade Cd; P<0,01 pre Pb). In vitro: železo. Železnaté ako i železité ióny boli zodpovedné za zmenu v metabolizme a antioxidačnej rovnováhe bovinných spermií, ktorá bola závislá na dávke stopového prvku ako aj na čase pôsobenia. Koncentrácie >50 umol.L-1 FeCl2 a >100 umol.L-1 FeCl3 spôsobili signifikantný (P<0,001 v prípade 200 - 1000 umol.L-1 FeCl2/FeCl3 v časoch 2h - 24h) pokles motility a mitochondriálnej aktivity, ktoré boli doprevádzané zmenou v ORP, charakteristickou pre bunkovú smrť. Rovnako bol pozorovnaý výrazný rozvoj oxidatívneho stresu, sprevádzaný signifikantnou (P<0,001 v prípade 100 - 1000 umol.L-1 FeCl2/FeCl3 v časoch 2h - 24h) nadprodukciou superoxidového radikálu, inaktiváciou antioxidačných enzýmov (P<0,001 v prípade 100 - 1000 umol.L-1 FeCl2 a 200 - 1000 umol.L-1 FeCl3 v časoch 2h - 24h) a signifikantným (P<0,001 v prípade 50 - 1000 umol.L-1 FeCl2 a 200 - 1000 umol.L-1 FeCl3 v časoch 2h - 24h) nárastom lipidovej peroxidácie. Schopnosť bunky spracovať nadbytočné železo bola výrazne (P<0,001 v prípade 200 - 1000 umol.L-1 FeCl2 v časoch 8h - 24h a 500 - 1000 umol.L-1 FeCl3 v časoch 16h - 24h) poškodená. Koncentrácie pod 10 umol.L-1 FeCl2 a 50 umol.L-1 FeCl3 naopak pôsobili stimulačne, nakoľko signifikantne (P<0,001 v prípade 5 - 10 umol.L-1 FeCl2 v časoch 16h - 24h a P<0,05 v prípade 5 - 10 umol.L-1 FeCl3 v časoch 2h - 16h) zvýšili antioxidačnú kapacitu buniek sprevádzanú výraznou prezerváciou (P<0,001 v prípade 5 - 10 umol.L-1 FeCl2 v čase 24h a P<0,05 v prípade 5 - 10 umol.L-1 FeCl3 v časoch 8h - 24h) enzymatických i neenzymatických antioxidantov. Pri priamom porovnaní sme dospeli k záveru, že železnatý ión je toxickejší ako ión železitý. In vitro: prírodné látky. Prítomnosť prírodných látok v kultivačnom médiu spôsobila výrazné spomalenie deštruktívnych efektov in vitro produkciou voľných radikálov. Všetky zlúčeniny boli schopné signifikantne (P<0,05 pre 25 - 50 umol.L-1 RES; P<0,01 v prípade 50 - 100 umol.L-1 QUE a 2 - 1 mmol.L-1 LYC; P<0,001 pre 100 - 500 umol.L- 1 VIT E a 25 - 50 umol.L-1 CUR) predísť poklesu fyziológie, funkčnej aktivity a antioxidačnej kapacity spôsobenej oxidatívnym stresom vyvolaným FeAA. Každá z prírodných zlúčenín preukázala efektívnosť v inom aspekte protekcie samčej pohlavnej bunky pred oxidatívnym poškodením. ZÁVERY: In vivo experimenty poukázali na komplexnú intercelulárnu a intrecelulárnu sieť vzájomných vzťahov a interakcií medzi chemickým zložením ejakulátu, markermi kvality spermií ako aj antioxidačným statusom samčích pohlavných tkanív a buniek. Akékoľvek narušenie tejto rovnováhy môže mať negatívny dopad na štrukturálnu a funkčnú integritu samčích gamét, a nerovnováha čo i len jedného z parametrov môže byť považovaná za rizikový faktor pre samčiu neplodnosť. In vitro dáta poukazujú na fakt, že 50 umol.L-1 FeCl2 a 100 umol.L-1 FeCl3 možno považovať za kritické in vitro koncentrácie železa, pri ktorých tento stopový prvok prestáva byť esenciálnym minerálom, a začína byť serióznou prooxidačnou látkou. Rovnako sa domnievame, že každá z testovaných prírodných látok môže byť vhodným suplementom pre in vitro manažment a prezerváciu samčích gamét.
Key words:voľné radikály, reaktívne formy kyslíka, oxidatívny stres, antioxidanty, železo, samčia plodnosť, spermie, býky

Display and download files

To display the final thesis assignment form click on the Display the final thesis assignment form icon. The following icons - Final thesis, Thesis appendices, Supervisor's review, Opponent's review - relate to the final thesis and can be downloaded. They could be displayed on condition they have been inserted and are available publicly.

Display the assignment form

Parts of thesis with postponed release:

Final thesis (final thesis appendices) unlimited
Reviews for final thesis unlimited