AMPK Function in Mammalian Spermatozoa

Abstract

La proteína cinasa activada por la AMPK regula la energía celular controlando el metabolismo mediante la inhibición de las vías anabólicas y la estimulación simultánea de las vías catabólicas. Dada su función reguladora central en el metabolismo celular, la actividad de la AMPK y su regulación han sido objeto de investigaciones pertinentes, aunque sólo unos pocos estudios se han centrado en la función de la AMPK en el control de la capacidad de fecundación de los espermatozoides. En el presente examen se resumen las funciones celulares conocidas de la AMPK que se han identificado en los espermatozoides de mamíferos. La participación de la actividad de la AMPK se describe en función de las principales funciones fisiológicas de los espermatozoides maduros, en particular en la regulación de la motilidad espermática adecuada adaptada al medio extracelular fluctuante, el mantenimiento de la integridad de las membranas espermáticas y el potencial de la membrana mitocondrial. Además, se examinan las vías de señalización intracelular que conducen a la activación de la AMPK en los espermatozoides de mamíferos. También se discute el papel de la AMPK en las técnicas de reproducción asistida, particularmente durante la criopreservación y preservación del semen (a 17º C). Por último, reforzamos la idea de la AMPK como una cinasa de señalización clave en los espermatozoides que actúa como un enlace/puente esencial entre la energía del metabolismo y la capacidad de los espermatozoides para fecundar.

AMP-activated protein kinase AMPK regulates cellular energy by controlling metabolism through the inhibition of anabolic pathways and the simultaneous stimulation of catabolic pathways. Given its central regulator role in cell metabolism, AMPK activity and its regulation have been the focus of relevant investigations, although only a few studies have focused on the AMPK function in the control of spermatozoa’s ability to fertilize. This review summarizes the known cellular roles of AMPK that have been identified in mammalian spermatozoa. The involvement of AMPK activity is described in terms of the main physiological functions of mature spermatozoa, particularly in the regulation of suitable sperm motility adapted to the fluctuating extracellular medium, maintenance of the integrity of sperm membranes, and the mitochondrial membrane potential. In addition, the intracellular signaling pathways leading to AMPK activation in mammalian spermatozoa are reviewed. We also discuss the role of AMPK in assisted reproduction techniques, particularly during semen cryopreservation and preservation (at 17º C). Finally, we reinforce the idea of AMPK as a key signaling kinase in spermatozoa that acts as an essential linker/bridge between metabolism energy and sperm’s ability to fertilize.