Review
BibTex RIS Cite

Spermanın Uzun Süreli Saklanmasında Kullanılan Güncel Yöntemler

Year 2021, , 41 - 50, 23.12.2022

Salih Narlıçay , Mehmet Bozkurt Ataman

https://doi.org/10.51755/turkvetj.1203288

Abstract

Üreme biyoteknolojisi alanında hayvanlardan elde edilen spermayı uzun süreli saklamak için pek çok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemler birbirleri arasında kıyaslandığında avantajları ve dezavantajları ortaya çıkmaktadır. Kriyobiyolojik açıdan hala eksikliklerin olduğu, bunun için spermanın dondurulmasında güncel metotlar üzerinde denemeler gerçekleştirilmiştir. Hacimsel olarak fazla miktarda sperma (2-10 ml) tek seferde yönlü dondurma sayesinde saklanabilmektedir. Enkapsülasyon yönteminde hücrelerin etrafını saran jel benzeri bir yapı söz konusudur. Özellikle domuzlarda polispermiblok oluşmasını engellemek için bu yöntem kullanılmaktadır. Liyofilizasyon olarak adlandırılan saklama yöntemi ise bir kurutma işlemidir ve organizmalar, hücreler, dokular hatta bütün biyolojik ürünler bur grupta kendine yer bulabilmektedir. Türe özgü ya da nesli tükenmekte olan canlılar için tavsiye edilen sperma saklama yöntemleri geliştirilmiştir. Bütün saklama yöntemlerinin ortak dezavantajı ise sıvı azota bir şekilde ihtiyaç duymalarıdır. Ayrıca güncel yöntemlerde dahil olmak üzere genetik materyalin zarar görmeyeceği bir keşif söz konusu değildir.

Keywords

Enkapsülasyon Kriyobiyoloji Liyofilizasyon Reprodüktif biyoteknooji Yönlü Dondurma Cryobiology Directional Freezing Encapsulation Lyophilization Reproductive biotechnology

References

  • Ak, K. (2000). Evcil Hayvanlarda Reprodüksiyon ve Sun’i Tohumlama. İ Ü Vet Fak Yayını. Ders Notu No:112.İstanbul.pp; 69, 76, 102, 196-197.
  • Arav, A. (1999). Device and Methods for Multigradient Directional Coolingand Warming of Biological Samples. Interface Multigrad Technology,United States.
  • Arav, A., & Saragusty, J. (2016). Directional freezing of sperm and associated derived technologies. Animal reproduction science, 169, 6-13.
  • Baştan, İ., & Akçay, E. (2019). Spermatozoon liyofilizasyonu: Hayvan genetik kaynaklarının korunması için yeni bir saklama modeli olabilir mi?. Lalahan Hayvancılık Araştırma Enstitüsü Dergisi, 59(Ek Sayı), 130-136.
  • Billi, D., & Potts, M. (2002). Life and death of dried prokaryotes. Research in microbiology, 153(1), 7-12.
  • Blackshaw, B. A. (1955). Factors affecting the revival of bull and ram spermatozoa after freezing to—79° C. Australian Veterinary Journal, 31(9), 238-241.
  • Bucak, M. N., & Tekin, N. (2007). Kryoprotektanlar ve gamet hücrelerinin dondurulmasında kryoprotektif etki. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 54(1), 67-72.
  • Choi, Y. H., Varner, D. D., Love, C. C., Hartman, D. L., & Hinrichs, K. (2011). Production of live foals via intracytoplasmic injection of lyophilized sperm and sperm extract in the horse. Reproduction, 142(4), 529.
  • Colenbrander, B., Feitsma, H., & Grooten, H. J. (1993). Optimizing semen production for artificial insemination in swine. JOURNAL OF REPRODUCTION AND FERTILITY-SUPPLEMENT-, 207-207.
  • Crowe, J. H., & Crowe, L. M. (1984). Effects of dehydration on membranes and membrane stabilization at low water activities. Biological membranes, 5, 57-103.
  • Cupps, P. T. (Ed.). (1991). Reproduction in domestic animals. Elsevier.
  • Çoyan, K., Ataman, M. B., Kaya, A., & Karaca, F. (2002). Evcil hayvanlarda dölerme ve sun’i tohumlama. Selçuk Üni, Vet Fak Yayın Ünitesi.
  • Çoyan, K. (2005). İneklerde Suni Tohumlama El Kitabı, 73-75.
  • Demirci, E. (2002). Evcil hayvanlarda reprodüksiyon, suni tohumlama ve androloji ders notları. FÜ Vet Fak Ders Teksiri, (53).
  • Ergün, Z. (2015). Biyolojik maddelerin kurutularak saklanması: liyofilizasyon. Etlik Veteriner Mikrobiyoloji Dergisi, 26(1), 35-40.
  • Evans, G., & Maxwell, W. C. (1987). Salamons' artificial insemination of sheep and goats (No. Ed. 2). Butterworths.
  • Faustini, M., Bucco, M., Galeati, G., Spinaci, M., Villani, S., Chlapanidas, T., ... & Torre, M. L. (2010). Boar sperm encapsulation reduces in vitro polyspermy. Reproduction in domestic animals, 45(2), 359-362.
  • Gacitua, H., & Arav, A. (2005). Successful pregnancies with directional freezing of large volume buck semen. Theriogenology, 63(3), 931-938.
  • Gadella, B. M., & Luna, C. (2014). Cell biology and functional dynamics of the mammalian sperm surface. Theriogenology, 81(1), 74-84.
  • Gil, L., Olaciregui, M., Luño, V., Malo, C., González, N., & Martínez, F. (2014). Current status of freeze‐drying technology to preserve domestic animals sperm. Reproduction in Domestic Animals, 49, 72-81.
  • Gunn, R. M. C. (1934). Artificial production of ejaculation and the character of the sperm of the resultant ejaculate. Vet Rec, 14, 1379.
  • Hill, H. J., Scott, F. S., Homan, N., & Gassner, F. X. (1956). Electroejaculation in the bull. J Am Vet Med Assoc. 128: 375–80.
  • İleri, İ. K., Ak, K., Pabuççuoğlu, S., & Birler, S. (2000). Reprodüksiyon ve sun’i Tohumlama. İstanbul Üniv. Vet. Fak. Yayını. Ders Notu No: 23.
  • Kalkan, O., & Uçar, Ö. (2022). Semen Collection, Cryopreservation and Artificial Insemination in Dogs. Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(1), 61-69.
  • Kaneko, T. (2016). Sperm freeze-drying and micro-insemination for biobanking and maintenance of genetic diversity in mammals. Reproduction, Fertility and Development, 28(8), 1079-1087.
  • Koçyiğit, A., & Uslu, B. A. (2016). Kangal Irkı Köpeklerin Spermalarının Kriyoprezervasyonunda Sığır Serum Albüminin Etkisi. Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1(2), 47-52.
  • Kutzler, M. A. (2005). Semen collection in the dog. Theriogenology, 64(3), 747-754.
  • Love, C. C. (1992). Semen collection techniques. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 8(1), 111-128.
  • Mathevon, M., Buhr, M. M., & Dekkers, J. C. M. (1998). Environmental, management, and genetic factors affecting semen production in Holstein bulls. Journal of dairy science, 81(12), 3321-3330.
  • Maxwell, W. M., & Salamon, S. (1993). Liquid storage of ram semen: a review. Reproduction, Fertility and Development, 5(6), 613-638.
  • Mazur, P. (1984). Freezing of living cells: mechanisms and implications. American journal of physiology-cell physiology, 247(3), C125-C142.
  • Nireesha, G. R., Divya, L., Sowmya, C., Venkateshan, N. N. B. M., & Lavakumar, V. (2013). Lyophilization/freeze drying-an review. International journal of novel trends in pharmaceutical sciences, 3(4), 87-98.
  • Okere, C., & Nelson, L. (2002). Novel reproductive techniques in swine production-a review. Asian-australasian journal of animal sciences, 15(3), 445-452.
  • Özkoca, A. (1984). Çiftlik hayvanlarında reprodüksiyon ve suni tohumlama. İstanbul Üniversitesi Veteriner Fakültesi Yayınları, (4), 79-89.
  • Palmer, C. W., Brito, L. F. C., Arteaga, A. A., Söderquist, L., Persson, Y., & Barth, A. D. (2005). Comparison of electroejaculation and transrectal massage for semen collection in range and yearling feedlot beef bulls. Animal reproduction science, 87(1-2), 25-31.
  • Perteghella, S., Vigani, B., Crivelli, B., Spinaci, M., Galeati, G., Bucci, D., ... & Chlapanidas, T. (2015). Sperm encapsulation from 1985 to date: technology evolution and new challenges in swine reproduction. Reproduction in Domestic Animals, 50, 98-102.
  • Pesch, S., & Hoffmann, B. (2007). Cryopreservation of spermatozoa in veterinary medicine. Journal für Reproduktionsmedizin und Endokrinologie-Journal of Reproductive Medicine and Endocrinology, 4(2), 101-105.
  • Royere, D., Barthelemy, C., Hamamah, S., & Lansac, J. (1996). Cryopreservation of spermatozoa: a 1996 review. Human Reproduction Update, 2(6), 553-559.
  • Rubinsky, B., & Ikeda, M. (1985). A cryomicroscope using directional solidification for the controlled freezing of biological material. Cryobiology, 22(1), 55-68.
  • Salamon, S., & Maxwell, W. M. C. (2000). Storage of ram semen. Animal reproduction science, 62(1-3), 77-111.
  • Schroeder, A. C., Champlin, A. K., Mobraaten, L. E., & Eppig, J. J. (1990). Developmental capacity of mouse oocytes cryopreserved before and after maturation in vitro. Reproduction, 89(1), 43-50.
  • Shahba, M. I., El-Sheshtawy, R. I., El-Azab, A. S. I., Abdel-Ghaffar, A. E., Ziada, M. S., & Zaky, A. A. (2016). The effect of freeze-drying media and storage temperature on ultrastructure and DNA of freeze-dried buffalo bull spermatozoa. Asian Pacific Journal of Reproduction, 5(6), 524-535.
  • Sherman, J. K. (1954). Freezing and freeze-drying of human spermatozoa. The University of Iowa.
  • Sönmez, M. (2012). Reprodüksiyon Suni Tohumlama ve Androloji Ders Notları. Fırat Üniversitesi Veteriner Fakültesi, Elazığ, Turkey.
  • Spallanzani, L. (1776). Osservazioni e spezienze interno ai vermicelli spermatici dell’uomo e degli animali. Opusculi di Fisica Animale e Vegetabile, Modena.
  • Şen, U. (2013). Liyofilize spermanın in vitro embriyo üretiminde kullanımı. 8.Ulusal Zootekni Bilim Kongresi, 5-7 Eylül, Bildiri Kitabı, s:183-188.
  • Uçan, U. (2014). Fruktoz, trehaloz ve sükroz içeren tris bazlı sulandırıcıya kolesterol yüklü siklodekstrin (CLC) ilavesinin koç spermasının dondurulabilirlik ve çözüm sonu spermatolojik parametreler üzerine etkilerinin araştırılması (Master's thesis, Adnan Menderes Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü).
  • Visser, D. (1974). The effect of pellet volume, dilution rates prefreezing and at thawing, and of thawing temperature on the survival and acrosome-morphology of frozen ram spermatozoa. South African Journal of Animal Science, 4(2), 147-155.
  • Wetzels, A. M. M., Bras, M., Lens, J. W., Piederiet, M. H., Rijnders, P. M., & Zeilmaker, G. H. (1996). Laboratory aspects of in vitro fertilization. Cryopreservation/Theory, 229, 244.
  • Yurdaydın, N. (1994). Spermanın alınması, saklanması ve Sun’i Tohumlama. Evcil Hayvanlarda Reprodüksiyon, Suni tohumlama, Doğum ve İnfertilite. Ed: E. Alaçam, 1.

Current Methods Used for Long-Term Storage of Semen

Year 2021, , 41 - 50, 23.12.2022

Salih Narlıçay , Mehmet Bozkurt Ataman

https://doi.org/10.51755/turkvetj.1203288

Abstract

In the field of reproductive biotechnology, many methods have been developed for long-term storage of semen obtained from animals. When these methods are compared with each other, advantages and disadvantages emerge. There are still deficiencies in cryobiology, and for this reason, trials have been carried out on current methods of freezing semen. Large volumes of semen (2-10 ml) can be stored at once thanks to directional freezing. In the encapsulation method, there is a gel-like structure surrounding the cells. This method is used to prevent the formation of polyspermibloc, especially in pigs. The storage method called lyophilization is a drying process and organisms, cells, tissues and even all biological products can find a place in this group. Recommended sperm storage methods have been developed for species-specific or endangered organisms. The common disadvantage of all storage methods is that they need some form of liquid nitrogen. In addition, there is no discovery that genetic material will not be damaged, including in current methods.

Keywords

Cryobiology Directional Freezing Encapsulation Lyophilization Reproductive biotechnology

References

  • Ak, K. (2000). Evcil Hayvanlarda Reprodüksiyon ve Sun’i Tohumlama. İ Ü Vet Fak Yayını. Ders Notu No:112.İstanbul.pp; 69, 76, 102, 196-197.
  • Arav, A. (1999). Device and Methods for Multigradient Directional Coolingand Warming of Biological Samples. Interface Multigrad Technology,United States.
  • Arav, A., & Saragusty, J. (2016). Directional freezing of sperm and associated derived technologies. Animal reproduction science, 169, 6-13.
  • Baştan, İ., & Akçay, E. (2019). Spermatozoon liyofilizasyonu: Hayvan genetik kaynaklarının korunması için yeni bir saklama modeli olabilir mi?. Lalahan Hayvancılık Araştırma Enstitüsü Dergisi, 59(Ek Sayı), 130-136.
  • Billi, D., & Potts, M. (2002). Life and death of dried prokaryotes. Research in microbiology, 153(1), 7-12.
  • Blackshaw, B. A. (1955). Factors affecting the revival of bull and ram spermatozoa after freezing to—79° C. Australian Veterinary Journal, 31(9), 238-241.
  • Bucak, M. N., & Tekin, N. (2007). Kryoprotektanlar ve gamet hücrelerinin dondurulmasında kryoprotektif etki. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 54(1), 67-72.
  • Choi, Y. H., Varner, D. D., Love, C. C., Hartman, D. L., & Hinrichs, K. (2011). Production of live foals via intracytoplasmic injection of lyophilized sperm and sperm extract in the horse. Reproduction, 142(4), 529.
  • Colenbrander, B., Feitsma, H., & Grooten, H. J. (1993). Optimizing semen production for artificial insemination in swine. JOURNAL OF REPRODUCTION AND FERTILITY-SUPPLEMENT-, 207-207.
  • Crowe, J. H., & Crowe, L. M. (1984). Effects of dehydration on membranes and membrane stabilization at low water activities. Biological membranes, 5, 57-103.
  • Cupps, P. T. (Ed.). (1991). Reproduction in domestic animals. Elsevier.
  • Çoyan, K., Ataman, M. B., Kaya, A., & Karaca, F. (2002). Evcil hayvanlarda dölerme ve sun’i tohumlama. Selçuk Üni, Vet Fak Yayın Ünitesi.
  • Çoyan, K. (2005). İneklerde Suni Tohumlama El Kitabı, 73-75.
  • Demirci, E. (2002). Evcil hayvanlarda reprodüksiyon, suni tohumlama ve androloji ders notları. FÜ Vet Fak Ders Teksiri, (53).
  • Ergün, Z. (2015). Biyolojik maddelerin kurutularak saklanması: liyofilizasyon. Etlik Veteriner Mikrobiyoloji Dergisi, 26(1), 35-40.
  • Evans, G., & Maxwell, W. C. (1987). Salamons' artificial insemination of sheep and goats (No. Ed. 2). Butterworths.
  • Faustini, M., Bucco, M., Galeati, G., Spinaci, M., Villani, S., Chlapanidas, T., ... & Torre, M. L. (2010). Boar sperm encapsulation reduces in vitro polyspermy. Reproduction in domestic animals, 45(2), 359-362.
  • Gacitua, H., & Arav, A. (2005). Successful pregnancies with directional freezing of large volume buck semen. Theriogenology, 63(3), 931-938.
  • Gadella, B. M., & Luna, C. (2014). Cell biology and functional dynamics of the mammalian sperm surface. Theriogenology, 81(1), 74-84.
  • Gil, L., Olaciregui, M., Luño, V., Malo, C., González, N., & Martínez, F. (2014). Current status of freeze‐drying technology to preserve domestic animals sperm. Reproduction in Domestic Animals, 49, 72-81.
  • Gunn, R. M. C. (1934). Artificial production of ejaculation and the character of the sperm of the resultant ejaculate. Vet Rec, 14, 1379.
  • Hill, H. J., Scott, F. S., Homan, N., & Gassner, F. X. (1956). Electroejaculation in the bull. J Am Vet Med Assoc. 128: 375–80.
  • İleri, İ. K., Ak, K., Pabuççuoğlu, S., & Birler, S. (2000). Reprodüksiyon ve sun’i Tohumlama. İstanbul Üniv. Vet. Fak. Yayını. Ders Notu No: 23.
  • Kalkan, O., & Uçar, Ö. (2022). Semen Collection, Cryopreservation and Artificial Insemination in Dogs. Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(1), 61-69.
  • Kaneko, T. (2016). Sperm freeze-drying and micro-insemination for biobanking and maintenance of genetic diversity in mammals. Reproduction, Fertility and Development, 28(8), 1079-1087.
  • Koçyiğit, A., & Uslu, B. A. (2016). Kangal Irkı Köpeklerin Spermalarının Kriyoprezervasyonunda Sığır Serum Albüminin Etkisi. Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1(2), 47-52.
  • Kutzler, M. A. (2005). Semen collection in the dog. Theriogenology, 64(3), 747-754.
  • Love, C. C. (1992). Semen collection techniques. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 8(1), 111-128.
  • Mathevon, M., Buhr, M. M., & Dekkers, J. C. M. (1998). Environmental, management, and genetic factors affecting semen production in Holstein bulls. Journal of dairy science, 81(12), 3321-3330.
  • Maxwell, W. M., & Salamon, S. (1993). Liquid storage of ram semen: a review. Reproduction, Fertility and Development, 5(6), 613-638.
  • Mazur, P. (1984). Freezing of living cells: mechanisms and implications. American journal of physiology-cell physiology, 247(3), C125-C142.
  • Nireesha, G. R., Divya, L., Sowmya, C., Venkateshan, N. N. B. M., & Lavakumar, V. (2013). Lyophilization/freeze drying-an review. International journal of novel trends in pharmaceutical sciences, 3(4), 87-98.
  • Okere, C., & Nelson, L. (2002). Novel reproductive techniques in swine production-a review. Asian-australasian journal of animal sciences, 15(3), 445-452.
  • Özkoca, A. (1984). Çiftlik hayvanlarında reprodüksiyon ve suni tohumlama. İstanbul Üniversitesi Veteriner Fakültesi Yayınları, (4), 79-89.
  • Palmer, C. W., Brito, L. F. C., Arteaga, A. A., Söderquist, L., Persson, Y., & Barth, A. D. (2005). Comparison of electroejaculation and transrectal massage for semen collection in range and yearling feedlot beef bulls. Animal reproduction science, 87(1-2), 25-31.
  • Perteghella, S., Vigani, B., Crivelli, B., Spinaci, M., Galeati, G., Bucci, D., ... & Chlapanidas, T. (2015). Sperm encapsulation from 1985 to date: technology evolution and new challenges in swine reproduction. Reproduction in Domestic Animals, 50, 98-102.
  • Pesch, S., & Hoffmann, B. (2007). Cryopreservation of spermatozoa in veterinary medicine. Journal für Reproduktionsmedizin und Endokrinologie-Journal of Reproductive Medicine and Endocrinology, 4(2), 101-105.
  • Royere, D., Barthelemy, C., Hamamah, S., & Lansac, J. (1996). Cryopreservation of spermatozoa: a 1996 review. Human Reproduction Update, 2(6), 553-559.
  • Rubinsky, B., & Ikeda, M. (1985). A cryomicroscope using directional solidification for the controlled freezing of biological material. Cryobiology, 22(1), 55-68.
  • Salamon, S., & Maxwell, W. M. C. (2000). Storage of ram semen. Animal reproduction science, 62(1-3), 77-111.
  • Schroeder, A. C., Champlin, A. K., Mobraaten, L. E., & Eppig, J. J. (1990). Developmental capacity of mouse oocytes cryopreserved before and after maturation in vitro. Reproduction, 89(1), 43-50.
  • Shahba, M. I., El-Sheshtawy, R. I., El-Azab, A. S. I., Abdel-Ghaffar, A. E., Ziada, M. S., & Zaky, A. A. (2016). The effect of freeze-drying media and storage temperature on ultrastructure and DNA of freeze-dried buffalo bull spermatozoa. Asian Pacific Journal of Reproduction, 5(6), 524-535.
  • Sherman, J. K. (1954). Freezing and freeze-drying of human spermatozoa. The University of Iowa.
  • Sönmez, M. (2012). Reprodüksiyon Suni Tohumlama ve Androloji Ders Notları. Fırat Üniversitesi Veteriner Fakültesi, Elazığ, Turkey.
  • Spallanzani, L. (1776). Osservazioni e spezienze interno ai vermicelli spermatici dell’uomo e degli animali. Opusculi di Fisica Animale e Vegetabile, Modena.
  • Şen, U. (2013). Liyofilize spermanın in vitro embriyo üretiminde kullanımı. 8.Ulusal Zootekni Bilim Kongresi, 5-7 Eylül, Bildiri Kitabı, s:183-188.
  • Uçan, U. (2014). Fruktoz, trehaloz ve sükroz içeren tris bazlı sulandırıcıya kolesterol yüklü siklodekstrin (CLC) ilavesinin koç spermasının dondurulabilirlik ve çözüm sonu spermatolojik parametreler üzerine etkilerinin araştırılması (Master's thesis, Adnan Menderes Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü).
  • Visser, D. (1974). The effect of pellet volume, dilution rates prefreezing and at thawing, and of thawing temperature on the survival and acrosome-morphology of frozen ram spermatozoa. South African Journal of Animal Science, 4(2), 147-155.
  • Wetzels, A. M. M., Bras, M., Lens, J. W., Piederiet, M. H., Rijnders, P. M., & Zeilmaker, G. H. (1996). Laboratory aspects of in vitro fertilization. Cryopreservation/Theory, 229, 244.
  • Yurdaydın, N. (1994). Spermanın alınması, saklanması ve Sun’i Tohumlama. Evcil Hayvanlarda Reprodüksiyon, Suni tohumlama, Doğum ve İnfertilite. Ed: E. Alaçam, 1.
There are 50 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Veterinary Surgery
Journal Section Review
Authors

Salih Narlıçay 0000-0001-8043-3807

Mehmet Bozkurt Ataman 0000-0001-5992-4804

Publication Date December 23, 2022
Published in Issue Year 2021

Cite

APA Narlıçay, S., & Ataman, M. B. (2022). Spermanın Uzun Süreli Saklanmasında Kullanılan Güncel Yöntemler. Turkish Veterinary Journal, 3(2), 41-50. https://doi.org/10.51755/turkvetj.1203288