Detection and localization of GLUTs in spermatozoa from different domestic species

Gli spermatozoi di mammifero necessitano di zuccheri per espletare le loro funzioni, come il mantenimento dell’omeostasi membranale ed il movimento. Queste cellule hanno un metabolismo particolare, che non è ancora stato del tutto compreso, anche se è chiaro che ottengano energia da esosi tramite il processo glicolitico e la fosforilazione ossidativa. Gli spermatozoi sono a contatto con ambienti esterni molto diversi: dai fluidi testicolare ed epididimale, per passare al plasma seminale ed infine alle secrezioni dell’apparato genitale femminile. Inoltre, con la diffusione delle biotecnologie riproduttive, il liquido seminale è diluito e conservato in svariati media contenenti diversi substrati energetici. Per sfruttare queste fonti energetiche gli spermatozoi, come le altre cellule eucariotiche, hanno un sistema proteico di membrana ben definito, rappresentato principalmente dalla famiglia dei GLUT. Queste proteine hanno una struttura transmembranale ad alfa elica e funzionano come una pompa enzimatica che permette un trasporto passivo veloce e secondo gradiente di concentrazione delle molecole di zucchero attraverso lo strato lipidico. Alcuni GLUT sono stati studiati negli spermatozoi di uomo, ratto e toro e la presenza di alcuni altri è stata dimostrata in cane e maiale. Gli scopi di questo studio sono stati: • determinare la presenza dei GLUT 1, 2, 3, 4 e 5 in spermatozoi di maiale, cane , stallone e asino e descrivere la loro localizzazione; • studiare eventuali cambi di localizzazione dovuti alla capacitazione o alla reazione acrosomiale in spermatozoi di maiale, cane e stallone; • valutare cambiamenti nella disposizione dei GLUT negli spermatozoi di maiale in seguito a capacitazione stimolata con insulina ed IGF; • valutare possibili cambiamenti di localizzazione dei GLUT a seguito del processo di “sessaggio” mediante citofluorimetro sorter. La presenza e la localizzazione dei GLUT 1, 2, 3 e 5 sono state dimostrate negli spermatozoi di maiale, asino, cavallo e cane mediante le tecniche di western blotting ed immunofluorescenza indiretta; una rilocalizzazione delle proteine dopo capacitazione è stata osservata solo negli spermatozoi di cane e nessun cambiamento è stato registrato nelle altre specie. Per quanto riguarda il maiale, non si sono rilevate rilocalizzazioni dei GLUT a seguito della capacitazione con stimolazione con insulina ed IGF e nemmeno a seguito del processo di “sex sorting”. Concludendo, questo studio conferma la presenza dei GLUT 1, 2, 3 e 5 negli spermatozoi di maiale, cane stallone e asino, mentre il GLUT 4 sembra essere assente, a conferma di alcuni studi precedenti. Solo negli spermatozoi di cane le condizioni capacitanti inducono un cambiamento nella distribuzione dei GLUT, anche se il ruolo fisiologico di questi cambiamenti deve essere ancora approfondito.