Studies on mitochondrial activity and bioenergetics in mammalian spermatozoa

L'attività mitocondriale intatta è essenziale per il metabolismo e la fertilità degli spermatozoi dei mammiferi; diverse tecniche di riproduzione artificiale possono compromettere la loro funzione influenzando l'attività e l'integrità mitocondriale. La crioconservazione, una delle TRA più utilizzate per la conservazione dello sperma di toro, ha effetti deleteri sulla loro qualità, in particolare sull’attività mitocondriale. Lo scopo principale di questa tesi di dottorato è definire le caratteristiche della funzione mitocondriale nel seme di toro crioconservato; valutare e definire i migliori parametri per valutare l'attività mitocondriale mediante citometria a flusso e microscopia a fluorescenza; e verificare se la fotostimolazione con luce LED rossa riuscirebbe ad aumentare la fertilità dello sperma di toro congelato-scongelato. Sono stati condotti diversi studi sul seme di toro crioconservato e i risultati indicano: che la sonda JC1 è il miglior marcatore del potenziale della membrana mitocondriale; che la funzione mitocondriale negli spermatozoi di toro congelati e scongelati è compromessa, anche se non completamente; che l'equilibrio tra fosforilazione ossidativa e glicolisi consente agli spermatozoi di toro di ottenere energia independenemente dello stato di disaccoppiamento dei mitochondri, rendendo la motilità degli spermatozoi non strettamente dipendente dalla fosforilazione ossidativa; che la fotostimolazione con luce LED rossa dello sperma di toro scongelato aumenta il consumo di ossigeno ma non migliora significativamente l'accoppiamento mitocondriale; che la fotostimolazione con luce LED rossa durante il processo di scongelamento migliora la fertilità “in vivo” rispetto a campioni sottoposti a un protocollo standard, ma non ha alcun impatto sui parametri misurati “in vitro”. In conclusione, la crioconservazione dello sperma di toro induce danno mitocondriale, tuttavia la funzione e la fertilità vengono mantenute grazie all’ottenimento di energia tramite glicolisi. La fotostimolazione con luce LED è una tecnica promettente per migliorare la fertilità dello sperma di toro scongelato, anche se sono necessari alcuni approfondimenti per comprenderne i meccanismi fisiologici.