La privación de glucosa inhibe la ferroptosis al activar la vía de señalización LKB1/AMPK y promueve la motilidad lineal de alta velocidad del esperma de cabra lechera
Autores: Li, Yu; Zhang, Guangzhi; Wen, Fei; Xian, Ming; Guo, Songmao; Zhang, Xing; Feng, Xianzhou; Hu, Zhangtao; Hu, Jianhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La privación de glucosa inhibe la ferroptosis al activar la vía de señalización LKB1/AMPK y promueve la motilidad lineal de alta velocidad del esperma de cabra lechera
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Espermatozoide
Glucosa
Motilidad
ATP
Mitocondrial
Metabolismo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
En los mamíferos, los espermatozoides adquieren la capacidad de fertilización después de la capacitación in vitro o cuando están en el tracto reproductivo femenino. Los patrones de motilidad de los espermatozoides sufren cambios continuos desde el momento de la eyaculación hasta la fertilización en el tracto reproductivo femenino. In vitro, la motilidad hiperactivada puede ser inducida a través de medios de alta glucosa, mientras que in vivo, es inducida por los fluidos del oviducto. Por el contrario, los espermatozoides mantienen una motilidad lineal en el plasma seminal o en los fluidos uterinos que contienen bajos niveles de glucosa. En los espermatozoides de cabra lechera, el metabolismo energético asociado con la capacitación depende de las fuentes de energía in vitro, del plasma seminal o del tracto reproductivo femenino, especialmente de los niveles de glucosa. Sin embargo, hay poco conocimiento experimental que indique que los niveles de glucosa afectan el metabolismo energético de los espermatozoides en cabras lecheras. Para aclarar estas hipótesis, incubamos espermatozoides de cabra lechera con diferentes concentraciones de rotenona-glucosa (ROT), cianuro de carbonilo 4-(trifluorometoxi) fenilhidrazona (FCCP) y tigeciclina (TIG) in vitro. Se analizaron los atributos de motilidad de los espermatozoides, el contenido de ATP, los niveles de piruvato y lactato, la intensidad de fluorescencia del poro de transición de permeabilidad mitocondrial, el potencial de membrana mitocondrial (MMP) y la síntesis de proteínas. Los patrones de motilidad de los espermatozoides cambiaron de circular a lineal en condiciones de baja glucosa en comparación con aquellos en condiciones de alta glucosa y mostraron una mejora significativa en la motilidad progresiva y la velocidad en línea recta, mientras que los niveles de lactato y piruvato y el MMP disminuyeron notablemente. La incubación de espermatozoides con ROT, FCCP y TIG inhibió la actividad mitocondrial de los espermatozoides, la síntesis de proteínas, la fosforilación oxidativa y los niveles de ATP, reduciendo así la motilidad de los espermatozoides, incluida la motilidad progresiva, la velocidad en línea recta y la motilidad total. Al mismo tiempo, la incubación de espermatozoides con el Compuesto C en condiciones de baja glucosa disminuyó significativamente los niveles de ATP y el MMP, así como la expresión de proteínas de la quinasa B1 del hígado y AMPK. En condiciones de baja glucosa, los espermatozoides producen principalmente ATP a través de la OXPHOS mitocondrial para lograr un movimiento lineal de alta velocidad, inhiben la ferroptosis a través de la vía de señalización LKB1/AMPK y mantienen además la homeostasis del metabolismo energético.
Descripción
En los mamíferos, los espermatozoides adquieren la capacidad de fertilización después de la capacitación in vitro o cuando están en el tracto reproductivo femenino. Los patrones de motilidad de los espermatozoides sufren cambios continuos desde el momento de la eyaculación hasta la fertilización en el tracto reproductivo femenino. In vitro, la motilidad hiperactivada puede ser inducida a través de medios de alta glucosa, mientras que in vivo, es inducida por los fluidos del oviducto. Por el contrario, los espermatozoides mantienen una motilidad lineal en el plasma seminal o en los fluidos uterinos que contienen bajos niveles de glucosa. En los espermatozoides de cabra lechera, el metabolismo energético asociado con la capacitación depende de las fuentes de energía in vitro, del plasma seminal o del tracto reproductivo femenino, especialmente de los niveles de glucosa. Sin embargo, hay poco conocimiento experimental que indique que los niveles de glucosa afectan el metabolismo energético de los espermatozoides en cabras lecheras. Para aclarar estas hipótesis, incubamos espermatozoides de cabra lechera con diferentes concentraciones de rotenona-glucosa (ROT), cianuro de carbonilo 4-(trifluorometoxi) fenilhidrazona (FCCP) y tigeciclina (TIG) in vitro. Se analizaron los atributos de motilidad de los espermatozoides, el contenido de ATP, los niveles de piruvato y lactato, la intensidad de fluorescencia del poro de transición de permeabilidad mitocondrial, el potencial de membrana mitocondrial (MMP) y la síntesis de proteínas. Los patrones de motilidad de los espermatozoides cambiaron de circular a lineal en condiciones de baja glucosa en comparación con aquellos en condiciones de alta glucosa y mostraron una mejora significativa en la motilidad progresiva y la velocidad en línea recta, mientras que los niveles de lactato y piruvato y el MMP disminuyeron notablemente. La incubación de espermatozoides con ROT, FCCP y TIG inhibió la actividad mitocondrial de los espermatozoides, la síntesis de proteínas, la fosforilación oxidativa y los niveles de ATP, reduciendo así la motilidad de los espermatozoides, incluida la motilidad progresiva, la velocidad en línea recta y la motilidad total. Al mismo tiempo, la incubación de espermatozoides con el Compuesto C en condiciones de baja glucosa disminuyó significativamente los niveles de ATP y el MMP, así como la expresión de proteínas de la quinasa B1 del hígado y AMPK. En condiciones de baja glucosa, los espermatozoides producen principalmente ATP a través de la OXPHOS mitocondrial para lograr un movimiento lineal de alta velocidad, inhiben la ferroptosis a través de la vía de señalización LKB1/AMPK y mantienen además la homeostasis del metabolismo energético.