Computer-assisted analysis [CASA] of common carp Cyprinus carpio L. spermatozoa motility in the presence of cadmium

• Autorzy: Chyb J , Kime D.E. , Szczerbik P. , Mikolajczyk T. , Epler P.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of different cadmium concentrations on sperm motility in common carp was investigated. The motile activity of spermatozoa was evaluated by means of computer assisted sperm analysis (CASA) using three major parameters characterizing sperm movement - VCL, VAP and VSL. Moreover, subjective microscopic observations were performed in order to evaluate the average time of sperm movement. The following cadmium concentrations were tested: 10,50 100, 200, 500, 1.000 and 2.000 ppm. Computer assisted analysis and microscopic observations both showed that cadmium decreases the motility of carp spermatozoa in all tested concentrations, and that lethal effects were detectable at a concentration of 500 ppm (as determined by CASA) or 1.000 ppm (when manual microscopic observations were performed). Additionally, it was shown that low cadmium concentrations have the most negative influence on straight line velocity, which suggests the possible negative influence of cadmium on the ability of sperm to fertilize female gametes.

PL

W niniejszej pracy badano wplyw różnych stężeń kadmu na ruchliwość plemników karpia. Aktywność ruchową plemników oceniano za pomocą wspomaganej komputerowo analizy plemników (CASA) z wykorzystaniem trzech parametrów charakteryzujących poruszanie się plemników - VCL, VAP i VSL. W ramach niniejszych badań mierzono także czas ruchliwości plemników metodą obserwacji mikroskopowych. W doświadczeniach zastosowano następujące stężenia kadmu: 10,50 100, 200, 500, 1000 oraz 2000 ppm. Zarówno komputerowa analiza ruchliwości, jak i obserwacje mikroskopowe wykazaly, że kadm hamuje ruchliwość plemników wykazując efekt letalny przy koncentracji 500 ppm (w przypadku metody komputerowej CASA - rys. 1) lub 1000 ppm (w przypadku subiektywnej oceny czasu trwania ruchu plemników - rys. 2). Wykazano ponadto, że niskie stężenia kadmu w największym stopniu obniżają ruchliwość plemników mierzoną parametrem VSL, co sugeruje prawdopodobny negatywny wplyw tego metalu na zdolność plemników do zaplemnienia.

Słowa kluczowe

EN

computer assisted sperm analysis; fish; carp; Cyprinus carpio; toxicity; cadmium; spermatozoon; common carp; sperm motility

• Wydawca: -
• Czasopismo: Archives of Polish Fisheries
• Rocznik: 2001
• Tom: 09
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.173-181,fig.

Twórcy

autor

Chyb J

• Agricultural University, Prof.Spiczakowa 6, 30-199 Krakow, Poland

autor

Kime D.E.

autor

Szczerbik P.

autor

Mikolajczyk T.

autor

Epler P.

Bibliografia

• Billard R., Cosson M. P. 1992 - Some problems related to the assessment of sperm motility in freshwater fish -J. Exp. Zool. 261: 122 - 131.
• Büsselberg D. 1995 - Calcium channels as target sites of heavy metals - Toxicol. Lett. 82/83: 255 - 261.
• Centola G. M. 1996 - Comparison of manual microscopic and computer- assisted methods for analysis of sperm count and motility - Arch. Androl. 36: 1 - 7.
• Chyb J., Kime D. E., Mikołajczyk T., Szczerbik P., Epler P. 2000 - The influence of zinc on sperm motility of common carp - a computer assisted studies - Arch. Pol. Fish. 8: 5 - 14.
• Ebrahimi M., Nysten K., Roelants I. Ollevier F., Kime D. E. 1996 - Use of computer assisted sperm analysis (CASA) for monitoring sperm quality; application for determining effects of heavy metal pollutants - In: Larvi 95 - Fish & Shellfish Larviculture Symposium, European Aquaculture Soc., Special Publication No. 24 (Ed.) P. Lavens, E. Jaspers and I. Roelants, Gent, Belgium: 47 - 49.
• Epler P., Chyb J., Kime D. E., Sokołowska-Mikołajczyk M. 2000 - The effects of nitrites (NO₂⁻) and nitrates (NO₃⁻) on sperm motility of common carp in vitro - Arch. Pol. Fish. 8: 15 - 24.
• Jeng S. S., Sun L. T. 1981 - Effects of dietary zinc levels on zinc concentrations in tissue of common carp - J. Nutr. 111: 134 - 140.
• Jezierska B., Słomińska I., Głuchowska E. 1995 - The effects of heavy metal (Pb, Cd, Cu) content in water on the activity of carp spermatozoa - Komun. Ryb. 3: 12 - 13 (in Polish).
• Jezierska B., Witeska M. 2001 - Metal toxicity to fish - (Ed.) A. Chojnacki, K. Kurzak, C. Mitrus, J. Skrzyp, S. Socha, J. Skrzyczyńska, L. W. Szczerba, J. Tchorzewski, J. Wojtasik, K. Zegnałek. Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce, Poland.
• Kabata-Pendias A., Pendias H. 1979 - Trace Elements in the Biological Environment - Wyd. Geologiczne Warszawa, 300 pp. (in Polish).
• Kime D. E. 1984 - The effect of cadmium on steroidogenesis by testes of the rainbow trout, Salmo gairdneri - Toxicol. Lett. 22: 83 - 88.
• Kime D. E. 1998 - Endocrine disruption in fish - Kluwer Academic Publishers, Boston, USA.
• Kime D. E. Ebrahimi M., Nysten K., Roelants I. Moore H. D. M., Ollevier F. 1996 - Use of computer assisted sperm analysis (CASA) for monitoring the effects of pollution on sperm quality of fish; application for determining effects of heavy metals - Aquat. Toxicol. 36: 223 - 237
• Maisse G., Billard R., Andre F., Cosson M., Le Gac F. 1995 - Amelioration de la motilite des spermatozoides testiculaires de neomales de truite commune (Salmo trutta) au debut de la periode de reproduction - Aquat. Liv. Res. 8: 191 - 194.
• Moore H. D. M., Akhondi M. A. 1996 - Fertilizing capacity of rat spermatozoa is correlated with decline in straight-line velocity measured by continuous computer-aided sperm analysis: epididymal rat spermatozoa from proximal cauda have a greater fertilizing capacity in vitro than those from the distal cauda or vas deferens - J. Androl. 17: 50 - 60.
• Sangalang G. B., Freeman H. C. 1974 - Effects of sublethal cadmium on maturation and testosterone and 11-ketotestosterone production in vivo in brook trout - Biol. Reprod. 11: 429 - 435.
• Sangalang G. B., O'Halloran M. J. 1973 - Adverse effects of cadmium on brook trout testis and on in vitrotesticular androgen synthesis - Biol. Reprod. 9: 394 - 403.
• Szulkowska-Wojaczek E., Marek J., Dobicki W., Polechoński R. 1992 - Heavy metals in a pond environment - Zesz. Nauk. AR Wroclaw, Zootechnika XXXVII, 218: 7 - 25 (in Polish).
• Toth G. P., Christ S. A., McCarthy H. W., Torsella J. ., Smith M. K. 1995 - Computer-assisted motion analysis of sperm from the common carp - J. Fish Biol. 47: 986 - 1003.
• Verbost P. M., van Rooij J., Flik G., Lock R. A. C. Wendelaar Bonga S.E. 1989 - The movement of cadmium through freshwater trout branchial epithelium and its interference with calcium transport - J. Exp. Biol. 145: 185 - 197.