Antioxidant effect of lutein protects against oxidative damage to porcine spermatozoa

Abstract

Boar sperm is especially susceptible to peroxidative damage generated by reactive oxygen species (ROS). Chemiluminescence was initiated by incubating porcine semen in an in vitro ascorbate-Fe++ system, a technique that allows the evaluation of oxidative stress in these cells. Lutein is known for its antioxidant effects, chemically it is a dihydric derivative of α-carotene and belongs to the group of xanthophylls. The main objective of this study was to investigate the antioxidant effect of lutein on boar spermatozoa. The effect of lutein was analyzed by two methods: 1) by adding lutein: the sperm samples were placed in an in vitro ascorbate- Fe++ system, during 120 min at 37°C adding increasing amounts of lutein (50, 150 and 250 μg) per mg of protein and 2) by incubation with lutein in an in vitro ascorbate-Fe+2 system, for 120 min at 37°C, using spermatozoa obtained from porcine semen samples previously incubated with lutein (0.15 and 0.25 mg/ml) during 24 h at 15°C. In both methods a control group (without lutein) was used. Peroxidation was measured by chemiluminescence using a liquid scintillation counter, the light emission being quantified in cpm (counts per minute). Analyzing the effect of lutein by the two methods, it was observed that the total amount of cpm/mg of protein originated by chemiluminescence was lower in samples obtained from the lutein group than in the control group (without lutein). Total chemiluminescence (cpm total) was lower in samples obtained from the lutein group than in the control group (without lutein), with a significance of p<0.005. Percent inhibition of peroxidation was not concentration dependent. These results would demonstrate that lutein could act as an antioxidant that would protect the membranes of the sperm from oxidative damage.

El esperma de cerdo es especialmente susceptible al daño peroxidativo generado por las especies reactivas de oxígeno (ERO). La quimioluminiscencia se inició incubando semen porcino en un sistema in vitro ascorbato-Fe++, técnica que permite evaluar el estrés oxidativo en estas células. La luteína es conocida por sus efectos antioxidantes, químicamente es un derivado dihídrico del α-caroteno y pertenece al grupo de las xantofilas. El objetivo principal de este estudio fue investigar el efecto antioxidante de la luteína en espermatozoides de verracos. El efecto de la luteína se analizó por dos métodos: 1) por adición de luteína: las muestras de espermatozoides se colocaron en un sistema in vitro ascorbato-Fe+2 dependiente, durante 120 min a 37°C adicionando cantidades crecientes de luteína (50, 150 y 250 μg) por mg de proteína y 2) por incubación con luteína: también en un sistema in vitro ascorbato-Fe+2 dependiente, durante 120 min a 37°C se utilizaron espermatozoides obtenidos de muestras de semen porcino previamente incubados con luteína (0,15 y 0,25 mg/ml) durante 24 h a 15ºC. En ambos métodos se utilizó un grupo control (sin luteína). La peroxidación fue medida por quimioluminiscencia, utilizando un contador de centelleo líquido, siendo la emisión lumínica cuantificada en cpm (cuentas por minuto). Analizando el efecto de la luteína por los dos métodos anteriormente mencionados, se observó que la cantidad total de cpm/mg de proteína originada por quimioluminiscencia, fue menor en muestras obtenidas del grupo luteína que en el grupo control (sin luteína). Se observó que la quimioluminiscencia total (cpm totales) fue menor en muestras obtenidas del grupo luteína que en el grupo Chemilucontrol (sin luteína), con una significancia de p&lt;0,005. Los porcentajes de inhibición de la peroxidación no fueron dependientes de la concentración. Estos resultados demostrarían que la luteína podría actuar como un antioxidante que protegería las membranas de los espermatozoides del daño oxidativo.