Expresión y función de la proteína quinasa activada por AMP, AMPK, en la célula germinal masculina de cerdo

Abstract

El espermatozoide es una célula germinal altamente especializada que debe experimentar unos procesos funcionales característicos para lograr su función primordial: la fecundación del ovocito. Estos procesos funcionales son por un lado dependientes del estado energético, y por otro están regulados por mecanismos bioquímicos como la fosforilación de proteínas. La proteína quinasa activada por AMP, AMPK, actúa como una molécula sensora de la carga energética celular, y su activación provoca una regulación del metabolismo. Los resultados de la presente Tesis nos permiten elaborar las siguientes conclusiones: 1- AMPK, se expresa en el espermatozoide de cerdo y se encuentra enzimáticamente activa en condiciones fisiológicas. 2- AMPK se localiza principalmente en el acrosoma y en la pieza intermedia del flagelo. 3- La ruta de señalización que provoca la activación de AMPK está regulada por calcio, cAMP, por la proteína quinasa A (PKA), proteína quinasa C (PKC) y las proteínas quinasas α y/o β de la CAMKK. 4- AMPK está involucrada en la regulación de la movilidad del espermatozoide. 5- AMPK desempeña una importante función en las membranas del espermatozoide. 6- AMPK está implicada en la regulación del potencial de membrana mitocondrial. 7- AMPK se activa por fosforilación en repuesta a determinados tipos de estrés celular. En resumen, consideramos que los resultados de esta Tesis Doctoral permiten proponer a la AMPK como una quinasa esencial que regula la capacidad de la célula germinal masculina para adaptarse a las fluctuantes condiciones externas, como ocurre durante el tránsito a través del tracto reproductor femenino.

Spermatozoon is a very specialized germ cell that undergoes characteristic functional processes prior accomplishing its essential function: fertilization of the oocyte. These processes depend on the energy charge of this germ cell and are also controlled by biochemical mechanisms, such as protein phosphorylation. AMP-activated kinase AMPK is a protein kinase that detects cell energy state and upon activation regulates metabolism. Results of the Thesis allow us to establish the following conclusions: 1- AMP-activated protein kinase AMPK is expressed in boar spermatozoa and is active under physiological conditions. 2- AMPK protein is mainly localized in the acrosome and in the middle piece of boar spermatozoa flagellum. 3- Intracellular mechanisms leading to AMPK activation by phosphorylation in boar spermatozoa involved calcium and cAMP, as well as signalling pathways of the protein kinase A (PKA), protein kinase C (PKC), protein kinase α and/or β of CaMKK. 4- AMPK protein Kinase is involved in the regulation of motility in boar spermatozoa. 5-AMPK protein plays a relevant function in spermatozoa membranes. 6- AMPK protein kinase is involved in the control of mitochondrial membrane potential in boar spermatozoa.7- AMPK protein kinase becomes activated by phosphorylation in boar spermatozoa in response to several germ cell stresses. In summary, we consider that results elaborated in this Thesis allows our proposal that AMPK acts as an essential kinase in the regulation of male germ cells ability for adapting to the changing conditions of the extracellular medium, as it occurs during their transit though the female reproductive tract for fertilization.