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Bases fisiologicas de la capacitacion y de la reaccion

acrosomal del espermatozoide.

Edith Arenas Ros*, Angel Cambron Ruiz**, Demetrio Ambrz Garca,

Pedro Juan Pablo Zuniga Rubio***, Ahiezer Rodrguez Tobon y Adolfo Rosado Garca

Recibido: 07 de septiembre de 2010

Aceptado: 22 de noviembre de 2010

Abstract

The capacitation and acrosomal reaction of sperma-tozoa developing in the female reproductive tract is

an indispensable event for the fecundation in internalfertilization vertebrates, training it for this function.It needs decapacitating factors elimination, occu-rring lipid and protein cellular membrane changes,ionic channels activation, AMPc synthesis, proteinsphosphorylation-dephosphorylation, enzyme activa-tion, acrosomal reaction with exocytosis and mem-brane fusion, vesiculation and an increase in sperma-tozoa motility. There is a short review of signal trans-duction mechanisms.

Resumen.

La capacitacion y reaccion acrosomal del esperma-tozoide son eventos que se desarrollan en el apara-to reproductor de la hembra y son indispensables pa-ra vertebrados de fecundacion interna. Estos even-tos requieren inicialmente la eliminacion de los fac-tores descapacitantes presentes en el semen, as co-mo una serie de cambios en el espermatozoide tan-to lipdicos como proteicos de su membrana celu-lar, la activacion de canales ionicos, la sntesis deAMPc (adenosn monofosfato cclico), la fosforila-cion-desfosforilacion proteica, la activacion de enzi-mas, la reaccion acrosomal con exocitosis y fusionde membranas, la vesiculacion y finalmente un au-mento considerable de su movilidad. En este tra-

bajo se hace una breve revision de los mecanis-mos de transduccion de senales activadoras de estoseventos.

*Departamento de Biologa de la Reproduccion**Maestra en Biologa

***Licenciatura en Biologa Experimental; Division deCiencias Biologicas y de la Salud. Universidad AutonomaMetropolitana-Iztapalapa [email protected]

Introduccion.

La capacitacion es un proceso del espermatozoideque comprende una serie de cambios previos a la fe-cundacion, se desarrolla en el aparato reproductor fe-menino en vertebrados de fecundacion interna, y re-quiere de la comunicacion entre el espermatozoide y

los ambientes que recorre en su transito hacia el sitiode fertilizacion. Cuando se une al ovocito, se induceotro proceso denominadoreaccion acrosomal(exoci-tosis), as como la hper movilidad, que es un mo-vimiento especial del flagelo, el cual facilita su des-plazamiento, la penetracion de las cubiertas del ovo-cito y finalmente la union con este. Hay que acla-rar que el proceso de capacitacion puede tambienser inducido in vitro, para lo que una mejor com-prension de este fenomeno es mencionar que estruc-turalmente el espermatozoide se divide en:

(a) Cabeza. Es el nucleo, con ADN super enrolla-

do, gracias a las protenas denominadas protaminasque sustituyen a las histonas en otros tipos celula-res, con una envoltura nuclear (EN) de la cual sehan removido durante la espermiogenesis los com-plejos de poro nuclear (CPN), con excepcion de al-gunas especies que las presentan. El citoesqueletoparticipa en el soporte de la membrana plasmati-ca y de la membrana acrosomal y algunos de suselementos son termosensibles. El principal elemen-to del citoesqueleto de la cabeza del espermatozoi-de es la teca peri nuclear (TP), que es una c apsu-la rgida que cubre el nucleo del espermatozoide demamferos y tiene como funcion la union de las mem-branas espermaticas y la preservacion de su integri-dad. La TP esta subdividida en dos regiones: las ca-pas subacrosomal (sirve para anclarlo a las vescu-las derivadas del aparato de Golgi) y postacrosomal.

La capa postacrosomal se considera que participaen la activacion del ovocito durante la fertilizaciony es el sitio para la actina en los espermatozoidesde algunos mamferos. En la region apical de la ca-

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pa subacrosomal del espermatozoide de toro, carne-ro y cobayo, se ha detectado una subestructura lla-mada subestructura de la teca perinuclear (STP); elsegmento ecuatorial, que es un complejo super do-blado de TP; la membrana acrosomal interna (MAI)

y -membrana acrosomal externa (MAE) que trans-portan moleculas receptoras involucradas en la unionesperma-ovocito; la vaina post acrosomal (VPA), lacual se cree que tiene un complejo de senales de pro-tenas (CPS) o factores activadores del ovocito.

b) Flagelo. Es la parte encargada del movimien-to, se divide en cuatro regiones; la pieza de cone-xion, que une a la cabeza con el flagelo, la pieza me-dia, que es tambien llamada cuello y donde se en-cuentran las mitocondrias en un arreglo helicoidal,la pieza principal que abarca la mayor parte del fla-gelo utilizado en la propulsion, y la vaina fibrosa o

parte terminal de la cola (Fig. 1). Cada region tie-ne funciones especficas en el movimiento, reconoci-miento del ovocito y la fecundacion (Sutovski y Ma-nandhar 2007).

Figura 1. Partes estructurales del espermatozoide; figuramodificada de: http:// upload.wikimedia.org/wikipedia/

commons /thumb /1/13/Simplified spermatozoondiagram.svg/600px-Simplified spermatozoondiagram.svg.png.

Cambios durante la capacitacion

En el espermatozoide de cobayo, la F-actina esta in-volucrada en la estabilizacion de la STP. La locali-zacion de la actina en la region acrosomal de algu-nas especies de mamferos respalda su posible parti-cipacion en la capacitacion espermatica y en la reac-cion acrosomal (RA); as, la polimerizacion y des-polimerizacion de la actina pueden estar involucra-

das en la funcion espermatica. En el espermatozoi-de del cerdo, cobayo, toro, raton y carnero, la poli-merizacion de la actina ocurre durante la capacita-cion y el desdoblamiento de la F-actina debe ocu-rrir para que se lleve a cabo la RA. En el esperma-tozoide de verraco, la inhibicion de la polimeriza-cion de la actina bloquea su capacidad para fertili-zarin vitro.

A pesar de que al momento aun falta mucho por co-nocer acerca de los mecanismos que inducen la ca-pacitacion, se sabe que hay modificaciones lipopro-teicas membranales que:

a) permiten la exteriorizacion de receptores,

b) activan canales ionicos que intervienen en la acti-vacion de mecanismos de transduccion (flujo de cal-cio, sntesis de AMPc, fosforilacion-desfosforilacionde protenas, etc.)

c) cambian el metabolismo energetico que condu-cen a la desestabilizacion de la membrana plasmati-ca a nivel de la region acrosomica y la hper acti-vacion del movimiento flagelar. Estos cambios per-miten al espermatozoide responder a inductores es-pecficos y experimentar la reaccion acrosomal al fin

de la capacitacion (figura 2).

Figura 2. Procesos fisiologicos previos a la fertilizacion.

Perdida de los factores descapacitantes

Los factores descapacitantes son moleculas que seoriginan en las secreciones testiculares, epididima-rias y seminales y que funcionan protegiendo a losespermatozoides durante su periodo de almacena-miento en la region caudal del epiddimo, estabi-lizando el acrosoma o inhibiendo la union con lazona pelucida (ZP) del ovocito, por lo que es im-portante su remocion antes de la fecundacion, pues

se ha sugerido que estos factores actuan bloquean-do a los receptores o grupos electrostaticos localiza-dos en la membrana. Cabe senalar que la cara ex-terna de la membrana plasmatica es rica en car-bohidratos cargados electricamente (glicocaliz), enesta cara se encuentran los carbohidratos absorbi-dos o polisacaridos unidos a la membrana por unio-nes superficiales no covalentes. As los factores des-capacitantes, son susceptibles de enmascarar los si-


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tios de la union de receptores ionicos o de activacioncelular.

Cambios membranales

Bioqumicamente la membrana del espermatozoide

esta constituida por una bcapa lipdica y protenasunidas por interacciones no covalentes, los lpidosestan dispuestos en forma de una doble capa con-tinua de 4 a 5 nm de grosor. Las protenas que estanincluidas en la bicapa lipdica realizan diversas fun-ciones, como son: el transporte de las moleculas es-pecficas hacia el interior y exterior de la celula; mis-mas que actuan como enzimas o catalizadores delas diversas reacciones y funcionan como recepto-res en la transduccion de senales. Ademas de lpi-dos y protenas, la membrana tambien contiene car-bohidratos, que en la mayora de los casos son cade-nas de azucares simples o polisacaridos.

Los lpidos componen entre el 30 y el 50 % de lamembrana y de algun modo se encuentran ancladosa su posicion. Aspecto que resulta importante pa-ra la fertilizacion pues la fusion de los gametos mas-culino y femenino, requiere la participacion particu-lar de un microambiente de lpidos. Se ha determi-nado que en la superficie de la membrana del es-permatozoide existe un alto nivel de fosfatidileta-nolamina, fosfatidilcolina, difofatidilglicerol, esteroly l pidos neutros, representando el 70-80 %, as co-mo un alto nivel de acidos grasos y algunos glucolpi-dos, que al parecer tienen una funcion importante,

aunque no son tan abundantes como los fosfolpi-dos o esteroles, sumamente importantes para el es-permatozoide, pues ademas se ha observado que elcambio en la composicion de lpidos de la membra-na plasmatica es una de las principales caractersti-cas de la maduracion espermatica, demostrandose,que el total de lpidos en esta celula disminuye conel paso a lo largo del conducto epididimario, con-siderando que la fosfatidilcolina se encuentra esta-ble en las tres principales regiones del epiddimo(cabeza, cuerpo y cola) y las cantidades de fosfa-tidiletalonamina, fosfatidilserina y fosfatidilinositoldeclinan significativamente hasta llegar a la region

caudal.

Asimismo, la distribucion de las protenas en lamembrana tambien cambia marcadamente entre lacola, pieza media y el acrosoma, y cuando se compa-ra las protenas de la membrana espermatica con lasde otros tipos celulares, los espermatozoides, proba-blemente exhiben el mas alto grado de polaridad, re-portandose entre las protenas especficas de la mem-

brana espermatica: -1,4 galactosiltransferasa, fu-cosiltransferasa, -d-manosidasa, sp56, p95, entreotras.

De acuerdo al modelo de mosaico fluido, las pro-

tenas o glicoprotenas estan asociadas a la bica-pa lipdica mediante uniones no covalentes; otrasque estan localizadas en la superficie de la mem-brana se asocian con interacciones electrostaticas.Las membranas son un ensamble dinamico de pro-tenas y lpidos capaces de responder a senales es-pecficas que modifican las funciones celulares. To-das las membranas biologicas poseen moleculas su-perficiales que actuan como receptores para diver-sos compuestos exogenos como enzimas, hormonas,protenas, etc. (Rosado, 1988). En el caso de los es-permatozoides se han identificado receptores mem-branales a moleculas como AMPc, esteroides, glu-

cosaminoglicanos, cuya actividad se modifica duran-te la capacitacion (Gadellaet. al, 2008).

Los cambios en la topografa membranal dentro ofuera de las regiones especficas, pueden considerar-se como adaptaciones fisiologicas a las modificacio-nes ambientales (Flesch y Gadella, 2000). La redis-tribucion o los cambios estructurales en la topologasuperficial de las moleculas membranales ocurren, atraves de varios mecanismos:

a) el enmascaramiento o desenmascaramientode moleculas superficiales, tanto por ad-sorcion de moleculas y arreglo de protenas

intrnsecas,b) la insercion local de las moleculas por ad-sorcion del medio y/o supresion de lasmismas,c) la migracion de moleculas por la fijacion de li-gandos (Gadella, 2008). Las protenas intrnsecasy no adsorbidas pueden ser modificadas por su ex-tremo glicosilado, enmascarado o exteriorizando-se, o desplazarse lateralmente como se ha ob-servado con anticuerpos monoclonales o lecti-nas, las cuales denotan que la reactividad de-pende del grado de capacitacion. En el epiddi-mo, el espermatozoide presenta cambios en los do-minios de los esteroles de membrana (comple-

jos de esterol-caveolina), confiriendoles una distri-bucion heterogenea (Gadella, 2008). Estos domi-nios sirven como una barra transportadora pa-ra acoplar protenas que induciran diferentes ru-tas de senalizacion).

Como se haba mencionado la cabeza presenta dossubdominios:


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a) Acrosomal, presenta balsas lipdicas de com-posicion ordenada de colesterol y esfingolpidos, an-clados a caveolinas, inmersas en una membrana decomposicion desordenada, b) Subacrosomal, ricaen fosfolpidos.

Las balsas lipdicas son importantes en la compar-tamentalizacion hecha durante la espermatogenesispara la senalizacion en regiones especficas de la celu-la. La capacitacion in vitro cambia el patron de fija-cion de estas moleculas a partir de caveolinas, pro-tenas especializadas en la regionalizacion de estasen sitios adecuados para un rearreglo de la capa su-perficial de las glucoprotenas, dejando libre la re-gion acrosomal; este reacomodo parece deberse al in-tercambio de glucoprotenas provenientes de las se-creciones propias del aparato genital femenino y lamembrana espermatica.

Se ha demostrado que los cambios le generan la ca-pacidad fertilizante a los espermatozoides, son inicia-dos por la fosforilacion dependiente de AMPc y si-multaneamente por los cambios de los lpidos mem-branales (Gadella, 2008). Un ejemplo claro de loscambios superficiales se ve con los grupos sulfhi-drilo y amino. Si se bloquean estos sitios se inter-fiere con la reaccion acrosomal. La composicion delos fosfolpidos y su relacion molar con el coleste-rol que regulan la fluidez y la permeabilidad ioni-ca en las membranas cambia durante la capacita-cion, este fenomeno esta asociado a protenas cap-

tadoras de esteroles en el medio (Topfer-Petersen ycol., 2008).

Hiper activacion

Son los cambios en la movilidad espermatica, carac-terizado en:

a) aumento en el movimiento y flexion del flagelo,b) gran amplitud del desplazamiento lateral de lacabeza yc) trayectoria curva y tortuosa.

Genera la fuerza requerida para la penetracion dela capa de celulas de la granulosa y la insercion

inicial del espermatozoide con el ovocito (Tulsiani,2006). Para inducirla se requiere Ca++ extracelu-lar, elevacion intracelular de AMPc y disminuciondel pH intracelular. La hiper activacion del flage-lo se debe al Ca++ que se une a protenas fijado-ras en el brazo externo de la dinena (en la parte in-terna del flagelo) induciendo el movimiento asimetri-co (Inaba, 2003). Este Ca++ proviene de variasfuentes:

Figura 3. Cambios en el movimiento flagelar hasta al-canzar la hiperactivacion; figura tomada de: www.fz-juelich.de/.../26/Figure %202-Homepage.jpg

a) Reservas intracelulares mediada por los recepto-

res de inositol 1,4,5 trifosfato (IP3),b) Mitocondria,c) o el que ingresa por sistemas de transporte

Na+/H+ y Na+/Ca++ ( Gadellaet. al, 2008 ).

Transporte de iones

Los espermatozoides mantienen gradientes ionicosprecisos a traves de su membrana plasmatica, mis-mos que son regulados por ATPasas dependientes deNA+/K+ y Ca++, as, la alteracion en la concentra-cion ionica activa adenilato ciclasas, enzimas de ori-gen acrosomal y enzimas relacionadas con los cam-bios en la movilidad (Gadella, 2008).

Se ha reportado que una ATPasa dependiente deCa++ en la membrana acrosomal externa, estimulala reaccion acrosomal, y cuando esta ultima es indu-cida, se genera la desaparicion del potencial de mem-brana. Se ha visto tambien que, la exocitosis es in-hibida por una alta concentracion de Ca++ y un au-mento en la captacion de Ca++ y Na+, as como la li-beracion de H+/K+.

En mamferos, se ha demostradoin vitroque un au-mento en la relacion K+/Na+ en el medio, aumen-ta la tasa de fecundacion; aunque en otras especies elK+ extracelular inhibe la capacitacion, posiblemen-te porque la ATPasa funciona permitiendo el inter-cambio Na+/K+ y manteniendo una baja concentra-cion intracelular de Na+.

La zona pelucida (ZP) se une al menos con dos dife-rentes receptores en la membrana plasmatica del es-permatozoide. Uno es el G1 o tirocin cinasa, que acti-va la fosfolipasa C1; el otro es un receptor tirocin ci-nasa acoplado a fosfolipasa C. La union con el re-


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ceptor podra regular la adenilato ciclasa provocan-do el aumento del AMPc y la activacion de la protencinasa, misma, que activa los canales de Ca++ de-pendientes de voltaje en la cara externa de la mem-brana acrosomal, la cual libera Ca++ desde el ci-

tosol del acrosoma. Este es el primer aumento deCa++, el cual promueve la activacion de la fosfoli-pasa C. Los productos de la hidrolisis del fosfati-dil inositol bifosfato por la fosfolipasa C, diacilgli-cerol e inositol-trifosfato, promueven la traslocacionde la proten cinasas y su activacion. La proten ci-nasa abre un canal de Ca++ dependiente de vol-taje en la membrana plasmatica, provocando un se-gundo aumento de Ca++. El G1 puede tambien acti-var la fosfolipasa A2 para generar acido araquidoni-co a partir de fosfolpidos de membrana. El acido ara-quidonico sera convertido a prostaglandina y leucoci-totrienos por las enzimas, ciclooxigenasas y lipooxi-

genasas, respectivamente. El aumento de Ca++ y elpH, sumado con lo anterior, provocan la fusion mem-branal y la exocitosis acrosomal.

Actividad enzimatica

El inicio y mantenimiento de la movilidad espermati-ca, estan asociados con la activacion de sistemasenzimaticos, hay evidencias de que la actividad dela adenilato ciclasa aumenta durante la capacita-cion, la cual eleva la concentracion intracelular deAMPc. Estos cambios favorecen la movilidad vigo-rosa y estimulan la actividad de las cinasas depen-

dientes de este nucleotido. La fosforilacion de pro-tenas es inducida por AMPc e induce cambios fi-siologicos de la membrana, a traves de modificar lasestructuras de las protenas presentes en ella. La ac-tividad de la fosfolipasa A esta asociada con los even-tos de fusion caractersticos de la reaccion acroso-mal. La accion de esta enzima sobre los fosfolpi-dos de la membrana provoca la acumulacion de liso-fosfolpidos, que son compuestos capaces de produ-cir fusion y lisis membranal (Flesch y Gadella, 2000).

La reaccion acrosomal

Es especie especfica, e implica la existencia de

moleculas para el reconocimiento entre los game-tos masculino y femenino y generar la repuesta fi-siologica adecuada. Se sabe de la presencia en el flui-do oviductal de factores para senalizacion extracelu-lar y para el reconocimiento del ovocito. La reaccionacrosomal puede ocurrir espontaneamente, y es posi-ble inducirlain vitro. Es indispensable para la fecun-dacion y se genera como resultado de la accion de in-ductores adecuados (Rosado, 1988).

Morfologicamente, el acrosoma es parecido a un ca-puchon con una gran cantidad de enzimas hidro-litcas, se deriva del aparato de Golgi durante la es-permiogenesis y por su origen, estructura y funcioncelular, es comparable a un lisosoma (figura 4; Ga-

della y col., 2008). Pero a diferencia de este, pre-senta exocitosis regulada por el metabolismo de fos-foinostidos, interaccion de nucleotidos endogenos yexogenos, Ca++, calmodulina, microtubulos y micro-filamentos. Hay fusion de membrana plasmatica yacrosomal externa en varios sitios, formando vescu-las que se desprenden, quedando la membrana acro-somal interna ahora como nueva membrana de su-perficie (figura 5). Las vesculas liberan su conteni-do a medida que el espermatozoide penetra a travesde la ZP. A partir del modelo de reaccion acro-somal han sido numerosos los grupos de investiga-cion que han trabajado en este aspecto, sin embar-

go, no se conoce en la actualidad de manera preci-sa, la cascada de eventos que ocurren antes de la fu-sion de la membrana. Hay evidencias que senalan quela reaccion acrosomal in vivo comienza con la esti-mulacion de un agonista natural como es la proges-terona o la ZP. Este estmulo provoca una entra-da de Ca++ al espermatozoide. Por otro lado, se sa-be que es posible inducir la reaccion acrosomal conel ionoforo A23187, el cual provoca la entrada deCa++. Se ha propuesto un modelo en el que inter-vienen ATPasas de membranas cuya funcion es man-tener bajos niveles de Na+ y Ca++ y altos nivelesde K+.

Figura 4. Imagenes con microscopa electroni-ca de la reaccion acrosomal; imagen tomada de:http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/veterinaria/2003897


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La entrada de Ca++ provoca la desactivacion de lasATPasas, ademas de un aumento del Na+ intracelu-lar con una salida de H+ y en consecuencia, un au-mento del pH intraacrosomal, lo que induce la ac-tivacion de enzimas como la acrosina. Ademas, se

ha observado como el aumento de Ca++ intracelu-lar, tambien conduce a una serie de modificacionesen los lpidos como la formacion de segundos mensa-

jeros, que se incorporan a una cascada de aconteci-mientos que ocurre durante la reaccion acrosomica yla activacion de determinadas enzimas como una fos-folipasa A2, especfica de la fosfatidilcolina, que ge-nera lisofosfatidilcolina y acido araquidonico, sustan-cias conocidas por sus propiedades de fusion necesa-rias en la reaccion acrosomal.

Figura 5. Esquema que representan los pa-sos de la reaccion acrosomal; figura tomada de:www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/picrender.fcgi. . .

La induccion de la reaccion acrosomal se ha carac-terizado al microscpio electronico en 5 etapas, fig. 2,4 y 5 (Gadella et. al, 2008):

1) Acrosoma, membrana acrosomal y plasmatica in-tactas, matriz acrosomal homogenea y compacta.

2) Hinchamiento de la matriz acrosomal, membra-nas intactas.

3) Invaginacion de la membrana acrosomal externa,con la presencia de muchas vesculas dentro delcapuchon acrosomal por la fusion de membranas.

4) Fusion de membrana plasmatica y acrosomal;perdida de casi toda la matriz acrosomal.

5) Perdida de las membranas plasmatica, acroso-mal, y de toda matriz acrosomal.

Bioqumicamente la reaccion acrosomal se caracteri-za por la activacion de las enzimas acrosomales y lasecrecion de algunas de ellas, antes de la formaci onde vesculas. El calcio desempena un papel funda-mental en todos los mecanismos de exocitosis, prin-

cipalmente el Ca++ extracelular.In vitro, en medioslibres de Ca++ no hay reaccion acrosomal, aun adi-cionando al medio agentes inductores (Gadella y Ha-rrison, 2000). Otra caracterstica es la necesidad deglucosa en el medio de incubacion para que el pro-ceso se lleve a cabo normalmente, aunque esta pro-piedad parece ser dependiente de la especie, pues-to que en algunas es posible inducirla sin su presen-cia (Topfer-Petersen y col., 2008). La mayora de losestudios realizados al respecto han sido in vitroy esdifcil extrapolar estos resultados a las condiciones fi-siologicasin vivo. Hay consenso de que la ZP es in-ductora y que los ionoforos de Ca++ imitan su efec-

to (Gadella y Harrison, 2000). El reconocimiento es-pecfico de los gametos, la fijacion del espermatozoi-de con su acrosoma intacto, la induccion de la reac-cion acrosomal y del bloqueo para la polispermiaestan relacionados con la ZP, as que su estructu-ra glucoproteica, hace que el mecanismo de interac-cion sea por un sistema de reconocimiento antgeno-anticuerpo (Gadella y col., 2008). La fraccion cono-cida como ZP3, es la protena involucrada en la fi-

jacion y reaccion acrosomal, ocurrida esta, el esper-matozoide puede entonces penetrar (Gadella y Ha-rrison 2000) e interaccionar con la ZP2, la cual man-tiene firme esta interaccion. Bajo condicionesin vitrovarias hormonas, neurotransmisores e intermediariosdel metabolismo de lpidos funcionan como inducto-res, la mayora de ellos estan presentes en el lqui-do folicular y son las catecolaminas, prostaglandinas,esteroides, serotonina y acidos grasos (Flesch y Ga-della 2000). La progesterona es inductora a travesde un mecanismo de receptores especficos presen-tes en la membrana plasmatica de la region acroso-mal, causando un transporte de Ca++ hacia el in-terior y en consecuencia elevando considerablemen-te su concentracion.

Transduccion de senales en capacitacion yreaccion acrosomal.

En este proceso interviene la protena G (PG, es unafamilia de protenas, caracterizada por ser un com-plejo de protena-GDP (Guanosn difosfato) con ac-tividad de GTPasa), GDP, GTP y AMPc. Los sis-temas transductores de senales estan disenados pa-ra responder a cambios en el estado de equilibriode la protena G, GDP, GTP. En condiciones basa-


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les la actividad de GTPasa supera la velocidad de in-tercambio GDP/GTP inactivando a la protena G(PG). La estimulacion depende del intercambio deGDP por GTP en la PG activada y de la veloci-dad de hidrolisis de la GTP. La constante intrnse-

ca de hidrolisis es de 0.5 a 5 min y los efectores laaceleran de 10 a 50 veces. La protena G se formapor las subunidades alfa, beta y gama, durante el ci-clo de GTPasa. La subunidad alfa pasa por tres con-formaciones:

a) Complejo heterometrico inactivo, alfa-GDP-beta-gama, hay gran afinidad por beta y gama.b) Transicion alfa-V, la estimulacion por union al li-gando disminuye la afinidad al complejo heteromeri-co, formandose otro estabilizador de la union yc) Activa, se forma el complejo alfa-GTP, separa-cion del receptor activado, beta y gama, la hidroli-

sis del GTP cierra el ciclo, inactivandose alfa.Se ha estudiado el papel de las protenas G en raton,toro y humano, su inactivacion no interfiere con la fi-

jacion del espermatozoide a la ZP, pero inhibe ca-si por completo la reaccion acrosomal (Almog y Noar2008, Rosado 1988). Algunas de sus funciones son:Activacion o inhibicion de la adenilato ciclasa, es-timulacion de la fosfodiesterasa retiniana y de lahidrolisis de fosfoinostidos y finalmente la regula-cion de canales ionicos.

En resumen, la secuencia de activacion para la ca-pacitacion y reaccion acrosomal es como se descri-

be a continuacion: el complejo heteromerico es inca-paz de activar la adenilato ciclasa, al unirse el ligan-do hormona-receptor libera el GDP, sustituido porGTP formandose el intermediario activo. La subuni-dad alfa fija el GTP, separandose de beta y gama, ac-tivando la adenilato ciclasa, la cual genera AMPc,este a su vez, activa las protein cinasas. La PG esGTPasa de accion lenta, el GTP pegado a alfa pro-voca la extincion progresiva de la senal transmiti-da por el ligando. La estimulacion depende del in-tercambio de GDP por GTP en la protena G ac-tivada y de la velocidad de hidrolisis del GTP. Latransduccion funciona como un circuito de amplifica-

cion de la senal desde que el ligando se une al recep-tor. La senal se ampla conforme se activan mas pro-tenas G, generando a su vez mas AMPc. Finalmen-te cada proten cinasa activada, fosforila mas pro-tenas, lo cual es el paso final del mecanismo de ac-tivacion. Muchos de los efectos del AMPc en celu-las eucariontes es a traves de la activacion de pro-tein cinasas de dos subunidades, una reguladora uni-da al AMPc y otra cataltica. En ausencia de AMPc

el complejo es inactivo, al unirse este se separa elcomplejo y se activa la actividad enzimatica (Al-mog y Naor, 2008).

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