El canal Hv1 i l’activació de l’espermatozoide humà

Contràriament a l’assumpció més habitual en l’imaginari popular, que veu els espermatozoides com una mena de capgrossos incansables, el cert és que els gametes masculins de l’espècie humana no es posen en moviment més que quan arriben a trobar-se en el tracte genital femení (si és que mai arriben). Fins llavors es troben en un estat quiescent, de mobilitat reduïda. El pas de l’estat quiescent a l’estat hipermòbil implica una sèrie de canvis metabòlics, car per moure el flagel caldrà augmentar considerablement el metabolisme energètic cel·lular. En aquest procés d’activació, així com en la recerca de l’òvul, l’espematozoide s’orientarà en l’aparell genital femení a través de senyals químiques, captades a través de quimioreceptors (de la mateixa família dels que parlàvem fa uns dies). Per tal que aquests senyals produeixin l’activació de l’espermatozoide, els quimioreceptors es vinculen amb tota una senyalització cel·lular interna. Entre els components d’aquesta senyalització cel·lular hi ha una variació del pH intracel·lular cap a l’alcalinitat (alcalinització). Un grup d’investigadors de San Francisco (Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko, Yuriy Kirichok) analitza com es produeix aquesta alcalinització, en un article publicat a la revista Cell.

Un dels problemes tècnics per estudiar el procés d’activació és la impossibilitat de mesurar la conductància de membrana de l’espermatozoide. Això és possible per a tipus cel·lulars més grans, però en aquest cas els autors havien d’emprar una tècnica alternativa de “patch clamp”. En aquesta tècnica, hom aïlla mitjançant una micropipeta un petit segment de la membrana cel·lular de l’espermatozoide, bé sigui de la regió del “cap” o de la regió del “coll”. A través de la micropipeta hom pot exposar aquest segment de membrana a solucions de diferent pH i diferent composició salina. I, alhora, es pot mesurar canvis en la composició i pH d’aquesta solució que siguin conseqüència de l’obertura i tancament de canals de la membrana cel·lular. L’ús de fàrmacs específics pot ajudar a identificar, mitjançant inhibició selectiva, quins són els canals responsables de canvis electroquímics detectats pel “patch clamp”.

És així com Lishko et al. atribueixen bona part de l’alcalinització de l’espermatozoide a l’obertura del canal Hv1. Aquest canal, en obrir-se, permet el pas de protons (H+, en la forma lliure; H3O+, en la forma associada a una molècula d’aigua). Ara bé, degut a la configuració del canal, els protons podran sortir-hi a través, però no pas entrar-hi, de forma que el corrent de protons és unidireccional. Com que El pH no és més l’antilogaritme de la concentració de protons, de forma que una sortida de protons es tradueix en una elevació del pH (és a dir, l’alcalinització). Fins ara, els canals Hv1 havien estat caracteritzats en cèl·lules del sistema immunitari on participen, per exemple, en els canvis de pH que permeten a les cèl·lules immunitàries de destruir els bacteris que han fagocitat prèviament.

La presència dels canals Hv1 no és homogènia en la superfície de l’espermatozoide. La densitat d’Hv1 és relativament baixa en el “cap” i en el “coll” de l’espermatozoide, i és molt més elevada en la “cua” (o “peça principal”). En correspondència, l’alcalinització intracel·lular serà més pronunciada en aquesta regió que no pas en les altres dues.

Però, què indueix l’obertura dels canals Hv1? Un dels estímuls és la pròpia alcalinització del medi extern, que es produeix arran de l’ejaculació dins de l’aparell genital femení. Els espermatozoides passen d’un entorn seminal relativament àcid a un relativament més alcalí. D’altra banda, aquest canvi de condicions també produeix l’obertura d’altres canals, els quals tenen un efecte general de “despolarització”, és a dir de reducció de la diferència de potencial elèctric entre els dos costats de la membrana cel·lular.

A banda d’aquests dos processos (despolarització i ambient alcalí) els autors també esmenten dos altres processos que aconsegueixen el mateix efecte:
– l’exposició a anandamida, un endocannabinoid (és a dir, una substància endògena que s’uneix als mateixos receptors que els cannabinoids o principis actius del cànnabis.
– la davallada marcada en la concentració extracel·lular de zinc (Zn2+).

Aquests dos efectes, de fet, també s’esdevenen in vivo. El semen és força més ric en Zn2+ que no pas els fluids genitals femenins. I, inversament, aquests són relativament més rics en anandamida.

Aquests quatre processos es reforcen en desencadenar l’obertura dels canals Hv1 i l’alcalinització del pH. Els autors confien que la identificació del paper central de l’Hv1 en l’activació de l’espermatozoide podrà contribuir a tècniques de control de la fertilitat masculina (tant amb finalitats contraceptives com de teràpies contra certs tipus d’infertilitat).

Acid Extrusion from Human Spermatozoa Is Mediated by Flagellar Voltage-Gated Proton Channel. Polina V. Lishko, Inna L. Botchkina, Andriy Fedorenko, Yuriy Kirichok. Cell 140: 327-337, 2010.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada