Influencia del pH ambiental en la motilidad del esperma de la anguila europea (Anguilla anguilla)

Abstract

[ES] A diferencia de lo que ocurre en mamíferos, los espermatozoides de la mayoría de los peces se encuentran inactivos en los testículos. Su activación se produce como consecuencia de un choque osmótico (hiper o hipoosmótico, según se trate de especies de agua salada o dulce), cuando son liberados al medio externo. Sin embargo, no existe un consenso en la comunidad científica sobre cuál es el mecanismo fisiológico que induce la activación espermática. En la anguila europea, objeto de estudio, trabajos previos han mostrado que la composición iónica del plasma seminal es más importante para la activación que la del medio activador; además, han presentado al pH como el factor más importante de este último. El principal objetivo de este trabajo es estudiar la influencia del pH del medio extracelular (pHe), tanto del plasma seminal como del agua de mar, en la activación de la motilidad espermática en la anguila europea. Un grupo de machos de anguila europea fue sometido semanalmente a inyecciones de gonadotropina coriónica humana recombinante (rec-hCG) para inducir en ellos la maduración sexual y, a partir de la sexta dosis suministrada, la espermiación. Veinticuatro horas después de cada inyección se extrajeron las muestras de esperma y se evaluó, en diferentes condiciones, la motilidad total y otros parámetros cinéticos de las mismas, mediante sistemas CASA (Computer Assisted Sperm Analysis). El pH intracelular (pHi) se evaluó por medio de citometría de flujo. Los ensayos que se llevaron a cabo en el seno de este proyecto, incluyen: estudio del efecto del pH del medio diluyente (plasma seminal artificial) y del medio activador (agua de mar) en la motilidad del esperma y en el pH intracelular; estudio de la interacción del pH con el potasio (K+ ) del medio diluyente en la motilidad espermática; y análisis del efecto del pH intracelular en la motilidad de los espermatozoides, mediante el uso de un intercambiador de iones K+ /H+ . Los resultados mostraron que el pH del medio activador tiene una mayor influencia sobre la motilidad espermática que el pH del medio diluyente. Asimismo, se observó la existencia de un gradiente de pH entre el interior y el exterior celular en estado quiescente, así como de variaciones en el pH intracelular tras el inicio de la motilidad. Por último, no se observó efecto alguno de la interacción del pH con el potasio del medio diluyente sobre la motilidad espermática, pero sí del pH intracelular fijado con nigericin sobre esta.

[EN] Unlike what happens in mammals, most fish sperm is inactive in the testicles. Its activation occurs as a consequence of an osmotic shock (hyper or hypoosmotic, depending on whether it is marine or freshwater species), when they are released to the external environment. However, there is no consensus in the scientific community about what is the physiological mechanism that induces sperm activation. In the European eel, object of study, previous research projects have shown that the ionic composition of the seminal plasma is more important for the activation than that of the activating medium; in addition, pH was shown as the most important factor of the latter. The main objective of this paper is to study the influence of the pH of the extracellular medium (pHe), both seminal plasma and seawater, in the activation of sperm motility in European eel. A group of European eel males underwent weekly injections of recombinant human chorionic gonadotropin (rec-hCG) to induce sexual maturation and, from the sixth dose supplied, the spermiation. Twenty-four hours after each injection, the sperm samples were collected and, under different conditions, the total motility and other kinetic parameters of the same were evaluated by means of CASA (Computer Assisted Sperm Analysis) systems. The intracellular pH (pHi) was evaluated via flow cytometry. The tests that were carried out within this project include: study of the effect of the pH of the diluting medium (artificial seminal plasma) and the activating medium (seawater) on sperm motility and intracellular pH; study of the interaction of the pH and the potassium (K+ ) of the diluent in sperm motility; and analysis of the effect of intracellular pH on sperm motility, through the use of a K+ /H+ ion exchanger. The results showed that the pH of the activating medium has a greater influence on sperm motility than the pH of the diluting medium. Likewise, the existence of a pH gradient between cellular interior and exterior in a quiescent state, as well as variations in intracellular pH after the onset of motility were observed. Finally, no effect of the interaction of the pH and the potassium of the diluent medium was observed on sperm motility, but the intracellular pH fixed with nigericin had an effect on it.

[CA] A diferència del que passa en mamífers, els espermatozoides de la majoria dels peixos es troben inactius als testicles. La seva activació es produeix com a conseqüència d'un xoc osmòtic (hiper o hipoosmòtic, segons es tracti de peixos d'aigua salada o dolça), quan són alliberats al medi extern. No obstant això, no existeix un consens en la comunitat científica sobre quin és el mecanisme fisiològic que indueix l'activació espermàtica. En l'anguila europea, objecte d'estudi, treballs previs han mostrat que la composició iònica del plasma seminal és més important per a l'activació que la del medi activador; a més, han presentat el pH com el factor més important d'aquest últim. El principal objectiu d'aquest treball és estudiar la influència del pH del medi extracel·lular (pHe), tant del plasma seminal com de l'aigua de mar, en l'activació de la motilitat espermàtica de l'anguila europea. Un grup de mascles d'anguila europea va ser sotmès setmanalment a injeccions de gonadotropina coriònica humana recombinant (rec-hCG) per induir la maduració sexual i, a partir de la sisena dosi subministrada, l’espermiació. Vint-i-quatre hores després de cada injecció es van extraure les mostres d'esperma i es va avaluar, en diferents condicions, la motilitat total i altres paràmetres cinètics de les mateixes mitjançant sistemes CASA (Computer Assisted Sperm Analysis). El pH intracel·lular (pHi) es va avaluar per mitjà de citometria de flux. Els assajos que es van dur a terme en el si d'aquest projecte, inclouen: estudi de l'efecte del pH del medi diluent (plasma seminal artificial) i del medi activador (aigua de mar) en la motilitat de l'esperma i en el pH intracel·lular; estudi de la interacció del pH amb el potassi (K+ ) del medi diluent en la motilitat espermàtica; i anàlisi de l'efecte del pH intracel·lular en la motilitat dels espermatozoides, fent ús d'un intercanviador d'ions K+ /H+ . Els resultats van mostrar que el pH del medi activador té una major influència sobre la motilitat espermàtica que el pH del medi diluent. Així mateix, es va observar l'existència d'un gradient de pH entre l'interior i l'exterior cel·lular en estat quiescent, així com de variacions en el pH intracel·lular després de l'inici de la motilitat. Per últim, no es va observar cap efecte de la interacció del pH amb el potassi del medi diluent sobre la motilitat espermàtica, però sí del pH intracel·lular fixat amb nigericin sobre aquesta.