El papel del glutatión reducido (GSH) en el proceso de capacitación en el espermatozoide de cerdo Sus scrofa domesticus Público Deposited

After spermiation, the sperm cells are unable to fertilize the egg, therefore it must go through a couple of maturational processes to acquire that capacity: 1) in the epididymis and 2) in the female reproductive tract. In the First one, they will acquire the potential to capacitation and acrosome reaction in the second one, concluding with fertilization. The sperm cells are O2 dependent, inter alia, for obtaining energy, however, O2 consumption and its metabolites generate prooxidative molecules, all known as reactive oxygen species, which are known for their harmful effects in sperm cells, causing damage to the plasma membrane, DNA; thus affecting the motility and cell viability. But now there are information indicating that ROS generation is involved in several signaling pathways, favoring processes such as sperm capacitation. The system of antioxidants enzymes: superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase; protect the sperm cells against oxidative stress. Particularly GPX metabolized the hydrogen peroxide (H2O2) endogenous, using as substrate the reduced glutathione (GSH) and by action of this enzyme is oxidized (GSSG), it returns to its reduced by action of the enzyme glutathione reductase (GR), so GSH will have again, antioxidant activity, a process known as redox cycle. The aim of this study was to determine whether the concentration of GSH is important in regulating the processes of tyrosine phosphorylation and formation of sulfhydryl groups in the boar sperm capacitation. Different concentrations of GSH were added in capacitation medium (C, 0.5, 1 and 5 mM) and the capacitation in vitro, tyrosine phosphorylation and formation of sulfhydryl groups (SH) in boar sperm cells were determined. A higher percentage of capacitated sperm, is observed when we added 1 mM GSH, associated with increased of tyrosine phosphorylation; and a lower sperm capacitation is observed when we added 5 mM GSH, associated with a greater amount of SH. Therefore, it can be concluded that GSH can regulate phosphorylation of tyrosine residues and the formation of SH in the sperm capacitation, requiring optimal concentrations of GSH for sperm capacitation in boar.

Después de que los espermatozoides abandonan el testículo no son capaces de fertilizar al ovocito, por lo que deberán pasar por un par de estructuras para adquirir esa capacidad: 1) el epidídimo y 2) el tracto reproductor femenino. El primero le permitirá adquirir el potencial para llevar a cabo la capacitación y reacción acrosomal, en el segundo es donde se desarrollarán estos dos procesos y concluirá con la fertilización. Los espermatozoides dependen del O2, entre otras cosas, para la obtención de energía; sin embargo, el consumo de O2 genera metabolitos y moléculas peroxidativas (prooxidativas), conocidas como especies reactivas de oxígeno (ERO), las cuales tienen efectos nocivos en los espermatozoides, provocando daños a la membrana plasmática y al ADN, afectando así la movilidad y viabilidad celular. Sin embargo, existe información que indica que la generación de las ERO está implicada en las distintas vías de señalización, favoreciendo procesos como la capacitación espermática. Los sistemas enzimáticos antioxidantes [superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPX)] son los encargados de proteger al espermatozoide contra la generación de estrés oxidante. Particularmente la GPX se encarga de metabolizar el peróxido de hidrógeno (H2O2) producido de manera endógena, usando como sustrato al glutatión reducido (GSH) y que, por acción de esta enzima, es oxidado (GSSG) y puede volver a su estado reducido por acción de la enzima glutatión reductasa (GR) para que el GSH vuelva a tener actividad antioxidante; proceso conocido como ciclo redox. El objetivo del presente trabajo fue determinar el papel de la concentración de GSH en la regulación de los procesos de fosforilación de tirosinas y formación de grupos sulfhidrilo (SH), en espermatozoides porcinos, durante el proceso de capacitación. Se adicionaron diferentes concentraciones de GSH (0, 0.5, 1.0 y 5.0 mM) en medio capacitante y se determinó el proceso de capacitación in vitro en espermatozoide de cerdo, usando como indicadores la fosforilación de residuos de tirosina de las proteínas y la formación de grupos sulfhidrilo. Se demuestra que hay un mayor porcentaje de espermatozoides capacitados cuando se adicionó la concentración de GSH 1mM, asociado con una mayor fosforilación de residuos de tirosinas; así como una menor capacitación espermática cuando se adicionó una concentración de GSH 5mM, asociado con una mayor cantidad de grupos SH. Por lo tanto, se puede sugerir que el GSH participa en la fosforilación de residuos de tirosina y en la formación de SH en el proceso de capacitación y que la concentración óptima de GSH es de 1mM, ya que las concentraciones más altas o bajas no tienen el mismo efecto en el proceso de capacitación en espermatozoides de cerdo. Estos resultados permitirán apoyar la reproducción asistida, usando concentraciones optimas de GSH en semen fresco o congelado, y con futuros estudios, se podría proponer para otras especies, incluido el humano.

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Última modificación: 09/28/2022
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