Reacción Acrosomal inducida por P4

Figura 3. Representación esquemática de la información en la literatura de la vía de señalización

inducida por P4 en espermatozoides de mamíferos.

Osman et al., (1989) incubando espermatozoides humanos con P4 y 4-pregnen-17α-ol-3,20- diona (17α-hidroxiprogesterona) purificados a partir de aspirados de fluído folicular humano

preovulatorio, lograron determinar que ambas moléculas inducían RA, sugiriendo por primera vez, que P4 podría estar presente en el sitio de fecundación y que las concentraciones en las que se puede encontrar en este fluído son capaces de inducir el mecanismo exocítico. Blackmore et al., (1990), un año más tarde, con la utilización de la sonda fluorescente FURA2-AM, demostraron que el mecanismo inducido por el fluído folicular aspirado generaba una respuesta de Ca2+ rápida (segundos), tanto en espermatozoides capacitados como no capacitados, y que podía ser prevenido con la adición de ácido etilenglicol tetracetico (EGTA), lo que sugería la necesidad de Ca2+ en el medio extracelular. Estudiando los mecanismos de ingresos de Ca2+ con La3+, se atenuaron los efectos tempranos del fluído folicular pero no afectar los efectos más tardíos en el Ca2+. Al determinar los mecanismos o el receptor involucrado en la respuesta a P4, Blackmore y Lattanzio, (1991), utilizaron P4 artificial no permeable (P4 acoplada a BSA (P4 CMO BSA)). Esta P4 fue capaz de inducir aumentos de Ca2+ en espermatozoides humanos a igual concentración de P4 permeable, permitiendo deducir que la P4 ejerce su efecto en estas células a través de un mecanismo asociado a la MP. Con respecto a esto, diversos autores concuerdan en que P4 es capaz de activar a el canal CatSper en espermatozoides de humano, sin embargo, dada su localización subcelular en la cola del espermatozoide, la alta compartimentalización de estas células y que la RA se inicia en la cabeza, es poco probable que el efecto de P4 como inductora de RA, ocurra a través de este canal (Brenker et al., 2014; Tamburrino et al., 2014).

En otros sistemas, P4 ejerce un efecto no genómico y rápido a través de la activación de receptores de membrana denominados mPRs (mPRα, mPRβ y mPRγ) (Dressing et al., 2012). Los mPRs, poseen siete dominios de transmembrana que unen específicamente y con alta afinidad progestinas, activando diferentes proteínas G en distintos tipos celulares (Dressing et

al., 2012). Las proteínas G heterotriméricas son complejos proteicos compuestos de tres subunidades (α, β y γ). Las subunidades β y γ, son capaces de formar complejos βγ y modular la actividad de diferentes proteínas (Hewavitharana y Wedegaertner, 2012), entre las que destacan canales iónicos (Yu et al., 2013). La subunidad α ejerce su acción dependiendo del subtipo, entre los cuales, αs y αolf modulan positivamente a las tmACs, mientras que las

subunidades αi1, αi2 y αi3 ejercen una regulación negativa. Otra subunidad, Giα se ha visto que

modula actividad de canal de K+ cambiando el potencial de membrana, Gqα y Goα activan PLC y la consecuente liberación de IP3 y la GtA activa fosfodiesterasa de GMPc, disminuyendo la cantidad disponible de este nucleótido cíclico (Hewavitharana y Wedegaertner, 2012). Todas las subunidades α de proteínas G pueden ser inhibidas de forma post-transcripcional con la adición de toxinas bacterianas. Las proteínas G inhibitorias o Gαi pueden ser inhibidas

con la adición de toxina pertussis, mientras que las proteínas Gαs y Gαolf pueden ser

moduladas por la toxina del cólera (Hewavitharana y Wedegaertner, 2012).

Varios estudios sugieren además que P4 es capaz de inducir aumentos en nucleótidos cíclicos en espermatozoides de humano y que la utilización de estas moléculas de señalización permeables induce influjos de Ca2+ y RA (Kobori et al., 2000). El AMPc puede ser sintetizado al menos por dos tipos de adenilciclasas: una familia ubicua de tmACs, de las cuales existen 9 miembros (Cameron et al., 2013), y una familia de sAC que estan presentes en la fracción citosólica de las células (Chang y Oude-Elferink, 2014). Las tmACs se caracterizan por ser moduladas por la activación de proteínas G, o por compuestos como la forskolina diterpeno bicíclica (FK) (Seamon et al., 1981), mientras que la sAC no es regulada por proteínas G, sino su actividad es modulada por iones HCO3- y Ca2+, siendo su actividad Mn2+ dependiente y FK independiente (Chang y Oude-Elferink, 2014).

La presencia y el rol de las tmACs en el espermatozoide de mamífero aún están en controversia. Por su parte, diferentes estudios concluyen que el espermatozoide de mamífero posee proteínas Gαi, mientras que lapresencia de proteínas Gαs y Gαolf aún no es del todo

aceptada por la comunidad científica a pesar de reportes que si las validan. Un estudio muestra que los espermatozoides poseen una proteína Gαs (de activación) en la región anterior de la

cabeza, y que en espermatozoides de ratones que son knock-out para la sAC, cuando son estimulados con FK se genera AMPc, que termina con un incremento del Ca+2 intracelular y que induce RA (Wertheimer et al., 2013). Otros estudios utilizando FK, muestran un aumento en la producción de AMPc en espermatozoides de ratón, que son reducidos completamente en los ratones tmAC3-/-. Como era esperable, tmAC3 se localiza en la región acrosomal de la cabeza del espermatozoide (Livera et al., 2005). El incremento del AMPc inducido por FK, no se asocia con un incremento en los niveles de fosforilación en espermatozoides incubados en condiciones capacitantes y no capacitantes (Wertheimer et al.,

2013), esto podría sugerir que las vías involucradas en la fosforilación durante capacitación no son moduladas por el AMPc producido por las tmACs en la cabeza del espermatozoide, pero si por un análogo sintético y permeable del AMPc como el 8-bromo-AMPc (8-br-AMPc). El trabajo de Fraser, (1981), nos muestra las primeras evidencias de que el AMPc participa en la RA. En estos experimentos cuando los espermatozoides capacitados son expuestos a medio de cultivo que contiene dbAMPc en presencia de ovocitos, se incrementa considerablemente el porcentaje de RA. Esto sugiere una potenciación o una inducción directa de la RA por el nucleótido cíclico en ensayos in vitro. El trabajo de Kobori et al., (2000) muestra que al utilizar 8-br-AMPc (1mM) induce un aumento transiente de Ca2+ en un 91% de los

espermatozoides que es más evidente en la zona postacrosomal de la cabeza. Reforzando la posibilidad de que esta molécula se relacione con la RA inducida por P4.