Expresión y función de la quinasa activada por AMP, AMPK, en el espermatozoide humano

Abstract

En la presente Tesis Doctoral nos planteamos la hipótesis de que la proteína AMPK puede representar una nueva vía de señalización intracelular que podría regular las funciones del espermatozoide humano. Los objetivos que nos planteamos fueron los siguientes: 1) Identificar y estudiar la localización intracelular de la proteína AMPK y de su forma activa (fosforilada) en el espermatozoide humano. 2) Investigar la relación entre la actividad de la AMPK y la calidad del espermatozoide humano. 3) Estudiar la implicación de la vía de la AMPK en los principales procesos funcionales del espermatozoide humano. 4) Investigar el efecto del activador indirecto de la AMPK, metformina, en la fisiología del espermatozoide humano, debido a su amplio uso clínico. Los resultados obtenidos nos han permitido concluir que: 1) La proteína AMPK y su forma activa han sido identificadas en el espermatozoide humano y se localiza en el acrosoma, la pieza media y el flagelo mientras que la forma activa se restringe al flagelo y al acrosoma. 2) La AMPK está más activa en la población de espermatozoides humanos de mayor calidad. 3) La proteína AMPK regula la motilidad del espermatozoide humano, aunque no está implicada en el mantenimiento de la viabilidad, del potencial de membrana mitocondrial, de la integridad de la membrana acrosomal y tampoco en la producción mitocondrial de especies reactivas de oxígeno ni en la traslocación de fosfatidilserina hacia la cara externa de la membrana plasmática. 4) El fármaco metformina provoca una disminución de la motilidad en el espermatozoide humano.

The present Doctoral Thesis hypothesized that the AMPK may represent an intracellular signalling pathway that regulates human sperm function. The objectives were: 1) To identify and determine the intracellular location of AMPK and its active form (phosphorylated) in human spermatozoa. 2) To investigate the possible relationship between AMPK activity and human sperm quality. 3) To study the role of the AMPK pathway in the main physiological processes of human spermatozoa. 4) To investigate the effect of the indirect activator of AMPK, metformin, in the physiology of human spermatozoa, due to its current clinical use. The scientific data included in this Doctoral Thesis allowed us to reach the following conclusions: 1) AMPK, as well as its active form, were identified in human spermatozoa and is located in the acrosome, midpiece and flagellum and its phosphorylated whereas her active form is restricted to the flagellum and the acrosome. 2) AMPK is more active in human spermatozoa exhibiting higher quality. 3) AMPK regulates motility in human spermatozoa. Nevertheless, AMPK is not involved in other functional processes of human spermatozoa, such as spermatozoa viability, mitochondrial membrane potential maintenance, acrosomal membrane integrity, mitochondrial reactive oxygen species production or translocation of phosphatidylserine to the outer leaf of the membrane. 4) Metformin causes a decrease in sperm motility.