Describen un proceso fisiológico que influye en la calidad del semen

La activación del proceso de autofagia celular aumenta la viabilidad y movilidad de los espermatozoides en el hombre

20/12/2016. La calidad del semen en el hombre está hoy en día cuestionada. El último informe de la Organización Mundial de la Salud en el año 2010 modificó a la baja los valores de referencia en el seminograma, la prueba que mide, entre otros parámetros, el volumen del semen, la concentración de espermatozoides, así como también, su motilidad y vitalidad. Si en 1999 el mínimo de referencia de concentración de espermatozoides estaba en 20 millones por milímetro, ahora este número ha descendido a 15 millones, casi un 25% menos. En este contexto, los estudios fisiológicos del espermatozoide son importantes ya que permiten conocer los factores que influyen en la viabilidad del semen en los tratamientos  de fertilidad.

Investigadores del Departamento de Fisiología en la Facultad de Veterinaria de la UEx han demostrado que las proteínas relacionadas con la autofagia celular están activas también en los espermatozoides humanos. Esto quiere decir que la activación de la autofagia puede estar implicada en la regulación de la supervivencia celular y la motilidad de los espermatozoides. En los ensayos realizados en muestras de 33 donantes sanos no fumadores, los resultados han mostrado que la activación de la autofagia induce un aumento significativo en la motilidad de los espermatozoides, y por el contrario, la inhibición de la autofagia resulta en una disminución de la motilidad y viabilidad de éstos. Este proceso puede resultar útil, por tanto, en la investigación del diagnóstico y tratamiento de la infertilidad en el hombre.

Esta es la primera vez que se ha descrito el proceso de autofagia en las células del semen. La autofagia es un proceso celular cuya función es desechar las proteínas celulares y los orgánulos en mal estado.  De esta manera, la célula consigue energía degradando los residuos y logra mantener el equilibrio celular. A pesar de la gran importancia que tiene el proceso de autofagia en la regulación de la supervivencia celular, hasta ahora no se había  investigado su papel en la regulación de la fisiología del esperma del hombre. “Comenzamos nuestro estudio porque habíamos constatado en muestras de semen fresco que existía una correlación positiva entre la activación de la autofagia y la viabilidad del esperma, y que dicha activación era diferente según el donante. Por ello, nuestro objetivo era investigar si las proteínas implicadas en la regulación de la autofagia están presentes de manera funcional en los espermatozoides humanos”, indica Inés Aparicio, investigadora de este estudio publicado en Scientific Reports.

“Comprobamos que las proteínas claves que regulan el proceso de autofagia estaban presentes y funcionales, y a su vez, identificamos los cambios en la movilidad de los espermatozoides y su supervivencia con la activación o inhibición de la autofagia de manera general en la célula. Asimismo, mediante microscopia electrónica observamos que se acumulaban muchas vesículas (que engloban los contenidos a desechar) en la pieza intermedia del espermatozoide, donde están las mitocondrias, los orgánulos responsables de proporcionar la energía al espermatozoide y mantener la motilidad y la supervivencia de la célula”, explica Aparicio. De manera que, el equipo de investigadores decidió estudiar los cambios en las proteínas asociadas a las membranas de estos orgánulos al activar o inhibir el proceso de autofagia. Y observaron que, se da un proceso específico de la autofagia llamado mitofagia, que implica la degradación de mitocondrias dañadas al activar el proceso de autofagia. En los espermatozoides humanos, la disfunción mitocondrial se ha asociado también con baja motilidad e infertilidad.

El procesamiento, la preparación y posterior análisis de muestras al microscopio electrónico se han realizado en el Servicio de Técnicas Aplicadas a la Biociencia y el Servicio de Análisis y Caracterización de Sólidos y Superficies de la Universidad de Extremadura.

Referencia:

I.M. Aparicio, J. Espino, I. Bejarano, A. Gallardo-Soler, M. L. Campo, G. M. Salido, J. A. Pariente, F. J. Peña & J. A. Tapia. “Autophagy-related proteins are functionally active in human spermatozoa and may be involved in the regulation of cell survival and motility”. Scientific Reports 6, Article number: 33647 (2016) doi:10.1038/srep33647