Motilidade espermática > Rotas bioquímicas > Fecundação Motilidade Após a fosforilação, a dineínaATPase é ativada, a hidrólise do ATP é transformada em força, fazendo os diplo-microtúbulos deslizarem uns sobre os outros, o que resulta na geração do movimento flagelar. O processo é revertido pela desfosforilação da dineína (pela proteína calcineurina fosfatase calmodulina-dependente). Assim, ocorrem sucessivas uniões e desuniões através da hidrólise do ATP, semelhante ao que ocorre com a troponina na contração muscular. É importante lembrar que os braços de dineína estão presos a cada um dos outros nove pares de diplomicrotúbulos. Esses braços projetam-se para fora, na direção do diplo-microtúbulo adjacente. Durante essa interação, os braços de dineína geram força entre os diplo-microtúbulos, resultando no deslizar dos microtúbulos adjacentes um no outro. Como o axonema está preso à base da cabeça do espermatozóide, essa força de deslizamento é traduzida no encurvamento do flagelo. Como a dineína produz força em apenas uma direção, a geração de uma ondulação flagelar normal requer que a fosforilação/desfosforilação e a ativação/desativação associada dos braços de dineína ocorra de maneira assíncrona ao redor da circunferência e ao longo do comprimento do axonema. Motilidade ativada e motilidade hiperativada Vários autores consideram que os espermatozóides de mamíferos apresentam dois tipos de motilidade fisiológica: motilidade ativada, que é observada em espermatozóides recém ejaculados, e motilidade hiperativada, observada em espermatozóides recuperados do local de fertilização. O flagelo de um espermatozóide ativado gera movimentos ondulatórios simétricos e de baixa amplitude que impulsionam o espermatozóide em uma relativa linha reta. Em contraste, quando os espermatozóides de muitas espécies tornam-se hiperativados, o movimento do flagelo torna-se assimétrico e apresenta grande amplitude, o que resulta em trajetórias circulares ou em forma de oito. O papel da motilidade ativada é ajudar a propulsão do espermatozóide pelo trato reprodutivo da fêmea até o oviduto, enquanto o papel da motilidade hiperativada é ajudar o destacamento do espermatozóide do epitélio do oviduto, atingir o local de fertilização e penetrar no cúmulos oóforo e na zona pelúcida do oócito. ATP para a movimentação O ATP necessário para a movimentação pode ser obtido por fosforilação oxidativa, restrita somente à peça intermediária, onde estão situadas as mitocôndrias.
Entretanto, todo o flagelo precisa de ATP. Em vários mamíferos, muitas enzimas glicolíticas foram identificadas na bainha fibrosa e peça principal: hexoquinase, lactato desidrogenase, GAPD-S gliceraldeido e 3fosfato desidrogenase, A difusão de ATP no flagelo ocorre provavelmente por um sistema no qual o ATP é produzido por glicólise compartimentalizada na bainha fibrosa. Consistente com esta hipótese (melhorar a frase), o espermatozóide de mamíferos em condições aeróbicas, produz lactato a partir de glicose. Então, se considera que a glicólise na peça principal, mas não necessariamente a fosforilação oxidativa na peça intermediária devem ser os pontos críticos para uma função espermática normal. Rotas de sinalização Na motilidade espermática de mamíferos, as duas rotas de sinalização principais são AMPc/PK-A e Cálcio. Recentemente, rotas mediadas pela proteína-G pequena e pela proteína-G heterotrimérica foram também relacionadas com a motilidade espermática Regulação da motilidade A maioria das proteínas que estão envolvidas na regulação e manutenção da motilidade espermática estão provavelmente situadas na cauda. Na bainha fibrosa, as proteínas AKAPs (A- kinase anchor proteins) e Proteinas ancoradoras de ProteIna Cinase A(PAPCA AKAPs são proteínas que direcionam a proteína cinase A dependente de AMP cíclico e outras enzimas de sinalização para sítios celulares específicos.(ou, domínios AKAP ancoram prendem a proteína cinase A dependente de AMPc). AKAPs influenciam a especificidade dos eventos de transdução de sinal mediados por segundos mensageiros. São proteínas ancoradoras multivalentes, e como podem interagir com outras enzimas de sinalização de ações opostas, como cinases e fosfatases, podem direcionar complexos inteiros de sinalização para os substratos específicos. conectam a PK-A á bainha fibrosa, restringindo assim a ação da PK-A na proximidade dos locais alvo relacionados com a motilidade. Fosforilação de proteínas e motilidade espermática Em mamíferos, a motilidade espermática é iniciada e mantida, pelo menos em parte, pela fosforilação dependente de AMPc- das proteínas do flagelo. O principal mecanismo de cascata do AMPc no espermatozóide é a serina/treoninacinase PK-A, fazendo que essa enzima tenha um papel central nos eventos de fosforilação. A fosforilação de serina/treonina ativa uma cascata que ativa a tirosina cinase ou outras cinases cujos alvos estão primeiramente localizados no flagelo. Fosfafases: Em algumas espécies, como bovinos, a aquisição de motilidade dos espermatozóides da cauda do epidídimo está relacionado à inibição da atividade de fosfatases. Assim, um fator que pode influir na motilidade espermática é o balanço líquido resultante da fosforilação das serina/treonina fosfatases e serina/treonina cinases. Rotas independentes de PKA : O AMPc pode também funcionar através das rotas independentes de PK-A. Foi sugerido que um canal de íons mediado por nucleotídeos cíclicos também pode ser ativado pelo AMPc, promovendo rotas alternativas para a regulação da motilidade flagelar mediada pela PK-A Cálcio O Ca tem papel de regulador da motilidade espermática, e deve ser o mecanismo primário pelo qual ocorre o inicio da hipermotilidade. Vário canais de Ca foram identificados no espermatozóide (canais de Ca dependentes de voltagem do tipo L-,N-, e R). Algumas subunidades formam identificadas na peça principal, indicando que estão relacionados com a motilidade espermática. Além disso, canais mediados por nucleotideos cíclicos também estão presentes no flagelo. Estes canais são portas de entrada do Ca no espermatozóide e podem proporcionar diferentes padrões de influxo de Ca em diferentes microdomínios do flagelo. No espermatozóide de mamíferos, o Ca (Via calmodulina) influencia na capacitação, reação acrossômica e motilidade e hipermotilidade. Mais recentemente, receptores para trifosfato de inositol 1,4,5 IP3 ,que libera Ca+2 de estoques intracelulares foram localizados no flagelo de espermatozóides bovinos, indicando que o sinal para liberação de Ca+2 que inicia a hipermotilidade é o IP3. |