Papel de la cadena mitocondrial de transporte de electrones en el desencadenamiento de la senescencia en el espermatozoide equino

Abstract

Las mitocondrias son orgánulos celulares con múltiples funciones en el espermatozoide, como el aporte de energía, el mantenimiento de la integridad de membrana, la producción de especies reactivas de oxígeno (EROS) y la regulación de la muerte celular. Las mitocondrias han sido propuestas como la principal fuente de EROS en células somáticas y espermatozoides humanos. Sin embargo, no existen datos publicados sobre la producción de EROS mitocondrial en espermatozoides equinos. En la presente Tesis Doctoral estudiamos el papel de la cadena mitocondrial de transporte de electrones como origen del estrés oxidativo y de la senescencia en el espermatozoide equino. Utilizamos una amplia gama de inhibidores y desacopladores específicos de la mitocondria. Las consecuencias principales fueron la disminución de las motilidades y velocidades de los espermatozoides, reducción en la producción de ATP, reducción del potencial de membrana, un efecto negativo en la unión al ovocito y aumento o disminución de EROS. Descubrimos que el aumento puede ser un buen indicativo de la presencia de espermatozoides activos. Además, la inhibición de la ATP-sintasa produjo un colapso en la integridad de la membrana mitocondrial, lo que sugiere, por primera vez, su importancia para el mantenimiento de las membranas de los espermatozoides equinos. También, inhibimos la glucólisis para comprobar su papel como productora de energía en el espermatozoide equino. Nuestros resultados demostraron que la fosoforilación oxidativa es la principal fuente de energía del espermatozoide equino, y mostraron por primera vez que la glucólisis contribuye también al mantenimiento de las velocidades espermáticas en caballo.

Mitochondria are cellular organelles with multiple roles in the spermatozoa, like energy supply, maintenance of membranes integrity, production of reactive oxygen species (ROS) and regulation of cell death. Mitochondria have been proposed as the main source of ROS in human somatic cells and spermatozoa. However, there is not any published data on the production of mitochondrial ROS in equine spermatozoa. In this Doctoral Thesis we studied the role of the mitochondria’s electron transport chain (ETC) and oxidative stress as origin of senescence in equine sperm. In order to study that relation, a wide range of specific inhibitors and uncouplers of this organelle have been used. The main consequences were the reduction in sperm motility and velocity, the reduction in ATP production, the reduction of the membrane potential, a negative effect on the spermatozoa-oocyte binding ability and an increase or decrease in the production of ROS. We found that the increase could be a good indication of the presence of active spermatozoa. Also, the inhibition of the ATP-synthase produced a collapse of mitochondrial membrane integrity, suggesting for the first time its importance for the maintenance of the equine sperm membranes. Additionally, we inhibited glycolysis to see its role as producer of energy in equine sperm. Our results showed that OXPHOS is the main energy source of equine sperm, and showed for the first time that glycolysis is also necessary for maintaining sperm velocity.