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ev Int Androl. 2014;12(3):104---111

www.elsevier.es/andrologia

EVISIÓN

ias de sinalizacão reguladoras das funcões dospermatozoide

aniel Filipe Cruza,b, Maria João Freitasa,b, António Patrícioc e Margarida Fardilhaa,b,∗

Signal Transduction Laboratory, Centre for Cell Biology, University de Aveiro, Aveiro, PortugalHealth Science Department, University of Aveiro, Aveiro, PortugalUrology Cirurgic Department, Infante D. Pedro Hospital, Aveiro, Portugal

ecebido a 3 de fevereiro de 2014; aceite a 2 de abril de 2014isponível na Internet a 1 de julho de 2014

PALAVRAS-CHAVEEspermatozoide;Mobilidade;Capacitacão;Reacão acrossómica;Proteína cinase A;Cálcio;Espécies reativas dooxigénio;Fosfolipase C

Resumo O espermatozoide é o gâmeta masculino e, como tal, a sua principal funcão é fecun-dar o oócito. Aquando da ejaculacão, esta célula ainda não se encontra madura, pelo quenão consegue realizar a sua funcão. Ao entrar em contato com o trato reprodutor feminino, oespermatozoide sofre a capacitacão. Este processo é caracterizado por alteracões bioquímicase funcionais. A reacão acrossómica é o processo final para a fecundacão e caracteriza-se pelalibertacão das enzimas de proteolíticas que hidrolisam a zona pelúcida. Todos estes processosdependem de vias de sinalizacão. A maioria das vias de sinalizacão descritas para células somáti-cas já foram identificadas no espermatozoide, contudo, os seus efeitos não são completamenteconhecidos. Nesta revisão serão descritas as principais vias de sinalizacão dos espermatozoides,nomeadamente PPP1CC2, cAMP/PKA, fosfolipase C, PI3K-AKT e ROS.© 2014 Asociación Espanola de Andrología, Medicina Sexual y Reproductiva. Publicado porElsevier España, S.L. Todos os direitos reservados.

KEYWORDSSpermatozoa;

Signaling pathways in sperm functions regulation

Motility; Abstract Spermatozoon is the male gamete and its main function is to fertilize the oocyte.is cell is immature and therefore cannot perform its function. When

Capacitation; When ejaculation occurs, th

Acrosome reaction;Protein kinase A;Calcium;

it contacts the female reproductive tract, the sperm undergoes capacitation. This process ischaracterized by biochemical and functional changes. The acrosome reaction is the last processfor fertilization and it is characterized by the release of proteolytic enzymes which hydrolyze

∗ Autor para correspondência.Correio eletrónico: mfardilha@ua.pt (M. Fardilha).

ttp://dx.doi.org/10.1016/j.androl.2014.04.006698-031X/© 2014 Asociación Espanola de Andrología, Medicina Sexual y Reproductiva. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos os direitoseservados.

Vias de sinalizacão reguladoras das funcões do espermatozoide 105

Reactive oxygenspecies;Phospholipase C

the zona pellucida. All of these processes depend of signaling pathways. Most of the signalingpathways described for somatic cells have been identified in the sperm, but their effects are notcompletely known. In this review the main signaling pathways of sperm are described, includingPPP1CC2, cAMP/PKA, phospholipase C, PI3K-AKT and ROS.© 2014 Asociación Espanola de Andrología, Medicina Sexual y Reproductiva. Published by Else-vier España, S.L. All rights reserved.

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Introducão

Os organismos multicelulares apresentam várias caracterís-ticas funcionais e estruturais únicas, sendo que esta situacãose deve à capacidade das células comunicarem entre si, per-mitindo que uma única célula influencie o comportamentode outras células1. As células podem comunicar entre si dediversas maneiras, entre as quais se podem referir osmensageiros químicos, as gap junctions (canais que ligam2 células vizinhas permitindo assim uma troca de moléculas),e as interacões célula-célula. Estas interacões célula-célulaocorrem devido a proteínas de superfície que permitem acomunicacão direta entre 2 células vizinhas1,2.

As comunicacões entre células dependem de vias desinalizacão. Estas vias de sinalizacão ocorrem devido àparticipacão de diferentes moléculas sinalizadoras, deno-minadas de mensageiros. Assim, numa via de sinalizacãocelular, as moléculas que fornecem informacão às células,promovendo o início da via correspondem aos mensageirosprimários. Estes mensageiros ligam-se a recetores específi-cos, que podem estar na membrana plasmática ou no interiorda célula. Os recetores reconhecem o sinal, transmitindo umsinal para os mensageiros secundários, que são moléculasintracelulares, e que, que por sua vez, têm como funcãotransmitir os sinais para alvos moleculares intracelularesespecíficos1,2.

A transducão de sinais intercelulares influencia quasetodas as reacões fisiológicas e ganha particular importân-cia ao assegurar que todas as células têm uma reacãosincronizada1,2.

O espermatozoide é o gâmeta masculino, cuja producãoocorre nos testículos (espermatogénese). Contudo, após aespermatogénese, o espermatozoide não é funcionalmentemaduro. As modificacões funcionais que o espermatozoidesofre no epidídimo e trato reprodutor feminino (aquisicãoda mobilidade, capacitacão e reacão acrossómica) são fun-damentais para a fecundacão do oócito3. Esta revisão iráabordar as principais vias de sinalizacão envolvidas naaquisicão da mobilidade, capacitacão e reacão acrossómicano espermatozoide.

Espermatozoide

O espermatozoide tem como objetivo percorrer o tratoreprodutor feminino e fundir-se com um oócito, de forma aformar um ovo, que posteriormente evolui para embrião4,5.

Esta célula está coberta com uma única membrana plas-mática, designada plasmalema e encontra-se dividida em2 partes: a cabeca e a cauda ou flagelo5.

npea

A cabeca do espermatozoide tem uma forma achatada eontiaguda e é constituída pelo núcleo, pelo acrossoma

por uma membrana celular. O núcleo contém o ácido deso-irribonucleico (ADN) condensado e ligado a protaminas,oléculas que substituem as histonas, conduzindo a umaaior condensacão do ADN. O facto de o ADN estar alta-ente condensado impossibilita a sua transcricão e como

al não existe expressão génica no espermatozoide. O núcleoncontra-se revestido por um envelope nuclear reduzido erotegido pela teca perinuclear5.

A cauda do espermatozoide consiste num arranjo de pares de microtúbulos em círculo e um par central ---xonema flagelar espermático ---, fornecendo a forca deobilidade ao espermatozoide. A cauda encontra-se divi-ida em 4 regiões: peca conectora, peca intermédia, pecarincipal e peca final. Na peca conectora encontram-ses centríolos e corresponde ao local de origem das fibrasensas, que são estruturas que recobrem o axonema. Naeca intermédia encontram-se as mitocôndrias (organelosue fornecem energia para o movimento da cauda), que sencontram a rodear fibras densas e o axonema. A peca prin-ipal é a região mais comprida do espermatozoide e contéms bainhas fibrosas externas que envolvem as fibras densas e

axonema. A peca final contém axonemas duplos e terminaxteriormente com fibras densas e uma camada fibrosa5.

A producão e maturacão dos espermatozoides são dividi-as em 4 processos: (a) espermatogénese (nos testículos),b) maturacão no epidídimo, (c) capacitacão no trato repro-utor feminino e (d) reacão acrossómica3,6---8. É de referirue apenas uma pequena parte dos espermatozoides quentram em contato com o trato reprodutor feminino vãoofrer processos de maturacão6.

A maturacão dos espermatozoides no epidídimoaracteriza-se principalmente pela aquisicão de mobi-idade progressiva. O processo de capacitacão, já no tratoeprodutor feminino, é caracterizado pela mudanca noadrão da mobilidade (hiperativacão) do espermatozoide

a aquisicão de capacidade, para posterior ocorrênciaa reacão do acrossoma3,8. As modificacões preparató-ias que ocorrem na capacitacão referem-se à remocãoe proteínas/glicoproteínas do plasma seminal, adsor-idas na superfície dos espermatozoides ejaculados, eodificacão/reorganizacão das moléculas da superfície dos

spermatozoides, durante a passagem pelo trato reprodutoreminino, resultando na modificacão do plasmalema destasélulas6. A reacão acrossómica caracteriza-se pelo reco-hecimento e ligacão do espermatozoide capacitado à zona

elúcida do oócito, através de uma ligacão ligando-recetor

libertacão do conteúdo acrossómico6,8. Morfologicamente, exocitose de conteúdos acrossomais inicia-se com a fusão

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radual da membrana plasmática do espermatozoide e membrana externa do acrossoma, em diversos locais.

processo é lento e pode ser regulado pelas mudancasas membranas do espermatozoide e nos elementos doitoesqueleto, tal como os filamentos de F-actina presentesntre a membrana plasmática e a membrana externa docrossoma, que podem ajudar o espermatozoide a penetrarradualmente na zona pelúcida. A acão poderosa das enzi-as hidrolíticas libertadas na superfície da zona pelúcida

orna possível a ligacão dos espermatozoides ao oócito, que, assim, fertilizado6,9.

ias de sinalizacão no espermatozoide

al como referido anteriormente, as vias de sinalizacão celu-ar têm início com a ligacão de um mensageiro primário,roduzido por células sinalizadoras, a recetores especí-cos, presentes na membrana plasmática ou no interioras células. Esta ligacão ativa moléculas intracelulares,enominadas mensageiros secundários, que, por sua vez,ransmitem sinais para alvos moleculares intracelularesspecíficos1,2,10.

De entre as vias de sinalizacão celular presentesos espermatozoides, aquelas que têm maior relevân-ia são as que estão relacionadas com o processo dequisicão de mobilidade, capacitacão e com a reacãocrossómica. Seguidamente, serão discutidas as princi-ais vias envolvidas nos processos mencionados: via daosfoproteína fosfatase 1 centro catalítico 2 (phosphopro-ein phosphatase 1 catalitic center 2 --- PPP1CC2), via dadenosina monofosfato cíclico/proteína cinase A (cyclicdenosine monophosphate/protein kinase A --- cAMP/PKA),ia da fosfolipase C (phospholipase C --- PLC), via deosfatidilinositol-3-cinase/proteína cinase B (phosphatidyli-ositide 3-kinase/protein kinase B --- PI3K/AKT) e via dasspécies reativas do oxigénio (reactive oxygen species ---OS). Na tabela 1 são apresentados os mensageiros secundá-ios com relevância para as vias anteriormente referidas1.

inalizacão PPP1CC2/PIPs

pós a espermatogénese, os espermatozoides são mor-ologicamente maduros, mas incapazes de movimento. Aobilidade é adquirida ao longo do epidídimo e aparenta

er dependente da PPP1CC2, uma isoforma da fosfopro-eína fosfatase 1 (PPP1), específica de espermatozoide11.os espermatozoides, níveis elevados de atividade de PPP1stão associados à imobilidade dos espermatozoides noaput do epidídimo. Na zona distal do epidídimo, os níveise atividade da PPP1 são baixos e os espermatozoides apre-entam mobilidade progressiva12. A regulacão da atividadea PPP1CC2 é controlada por proteínas que interagem comsta, «PPP1 interacting proteins» (PIP)11.

Uma PIP que modula a atividade da PPP1CC2 é a regulador da fosfoproteína fosfatase 1 (phosphoprotein phosphatase regulator 2- PPP1R2), um inibidor da PPP1CC2. Quando aPP1CC2 e a PPP1R2 formam um complexo, a atividade da

P1CC2 é inibida. Contudo, no caput do epidídimo, a PPP1R2

fosforilada pelo glicogénio sintase cinase 3 (GSK3) e sofrema mudanca conformacional que resulta na disrupcão doomplexo. Consequentemente, a PPP1CC2 está ativa e os

ncdc

D.F. Cruz et al.

spermatozoides imóveis. Durante a passagem dos esper-atozoides pelo epidídimo, um resíduo de serina GSK3

ofre fosforilacão progressiva por acão da PKB, inibindo estainase. Desta forma, a fosforilacão do PPP1R2 diminui resul-ando na formacão do complexo PPP1CC2-PPP1R2, inibicãoa PPP1CC2 e aquisicão de mobilidade pelos espermatozoi-es. Fardilha et al. identificaram no espermatozoide umasoforma de PPP1R2, a PPP1R2R3. Esta proteína apresentama particularidade: é incapaz de ser fosforilada pela GSK3,endo um inibidor constitutivo da PPP1CC2. Esta proteínaode ser responsável pela inibicão irreversível da PPP1CC2a cauda do epidídimo e assim garantir a mobilidade dosspermatozoides11,13.

Existem outras PIP que regulam a atividade da PPP1CC2o espermatozoide, como por exemplo, sds22. No caput dopidídimo, o sds22, um inibidor da PPP1CC2, está ligado ao17, sendo incapaz de inibir a PPP1CC2. Contudo, na caudao epidídimo, o sds22 deixa de estar ligado ao p17 e assimiga-se a PPP1CC2, inibindo a sua atividade11.

ia de sinalizacão do cAMP/PKA

capacitacão do espermatozoide envolve a ocorrência deiversos eventos moleculares, tais como a remocãoe colesterol da membrana plasmática e o fluxo de iões naembrana. Estes eventos provocam alteracões no potenciale membrana e aumento da fosforilacão de proteínas envol-idas na inducão da hiperativacão e na reacão acrossómicao espermatozoide14.

fluxo de colesterol albumina é a principal proteína nas secrecões dorato reprodutor masculino, desempenhando um papelmportante na capacitacão, destacando-se a remocão doolesterol e outros esteróis da membrana plasmática15. Estaemocão de esteróis, mais especificamente do colesterol,eva a um decréscimo da taxa de colesterol/fosfolípidos,ue, por sua vez, é responsável pela alteracão da fluidez daembrana, devido à redistribuicão das proteínas da mem-rana. As alteracões relacionadas com a capacitacão, quecorrem no comportamento fosfolipídico da bicamada eesultam numa desordem lipídica na membrana, estão asso-iadas à via dependente de adenosina-3’,5’-monofosfatoíclico (cAMP) após a exposicão do espermatozoide a bicar-onato (HCO3

−)14,16.

luxo de iõess espermatozoides estão sujeitos a mudancas significativaso meio extracelular, quer no seu trajeto pelo trato mas-ulino quer pelo trato feminino, sendo que as alteracõesas concentracões de iões extracelulares e a osmolari-ade são os mais significativos. Relativamente aos iõesxtracelulares, os espermatozoides presentes na cauda dopidídimo encontram-se num meio rico em potássio (K+),om baixa concentracão de sódio (Na+) e HCO3

−. No entanto,uando presentes no fluido seminal, após ejaculacão, e

o trato reprodutor feminino, ocorre uma diminuicão daoncentracão de K+ e Na+ e um aumento da concentracãoe HCO3

−. Estas mudancas na concentracão do meio extra-elular desencadeiam uma alteracão da concentracão iónica

Vias de sinalizacão reguladoras das funcões do espermatozoide 107

Tabela 1 Mensageiros secundários envolvidos nas vias de sinalizacão dos espermatozoides. Na tabela encontram-se apresen-tados os locais de producão, de atuacão e o efeito celular destes mensageiros

Tipo de MS Mensageiro secundário Mecanismos deproducão/ativacão

Local de atuacão Efeito celular

Hidrófilos cAMP Adenilil ciclase Citoplasma Ativa proteínas cinasesCa2+ Canais iónicos na

membrana do acrossomae na membranaplasmática

Membrana plasmática,membrana do acrossoma

Ativa proteínas cinases eproteínas moduladas porCa2+

IP3 Acão da fosfolipase C noPIP2

Membrana do acrossoma Ativa canais de Ca2+

Hidrófobos DAG Acão da fosfolipase C noPIP2

Membranacitoplasmática

Ativa a PKC

PIP3 Acão da PI3K no PIP2 Citoplasma Ativa a PKBGases Óxido nítrico Oxido nítrico sintase Citoplasma Ativa guanilil ciclase

hpcH

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V

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MS: mensageiros secundários.

intracelular, levando a uma mudanca do potencial de mem-brana na membrana plasmática dos espermatozoides14,17.

Vias do HCO3− do Ca2+ e da cAMP

A capacitacão é um processo dependente de HCO3−. O

movimento transmembranar dos aniões de bicarbonato émediado por membros da família dos cotransportadoresda Na+/HCO3

−. Este movimento de HCO3− é responsá-

vel pelo aumento do pH intracelular, que ocorre durantea capacitacão18. Para além disso, este anião regula ometabolismo de cAMP, visto que a síntese de cAMPpela adenilil ciclase (AC) é fortemente estimulada peloHCO3

−. Estas alteracões, estimulacão da AC e producãode cAMP, provocadas pelo aumento de HCO3

− e decálcio (Ca2+), desempenham um papel importante nacapacitacão6,14,16,17,19,20. É de notar que nos espermatozoi-des há uma isoforma específica de AC, a adenilil ciclasesolúvel (sAC), que, ao contrário das restantes isoformaspresentes nas células eucarióticas, não é sensível à pro-teína G ou à regulacão pela forskolin, sendo mais ativana presenca de manganésio (Mn2+) do que na presenca demagnésio (Mg2+)6,14,18. Esta via encontra-se representada nafigura 1.

O cálcio é uma importante molécula de sinalizacão paraa capacitacão do espermatozoide. Este catião divalenteexerce o seu efeito através das interacões que estabe-lece com a calmodulina e com outras proteínas de ligacãoao cálcio1,21. Os espermatozoides possuem altos níveis decalmodulina na cabeca e no flagelo, localizacão que estáde acordo com o seu papel fisiológico desempenhado nacapacitacão e na inducão da reacão acrossómica6,14.

Fosforilacão de tirosinaO aumento da fosforilacão da tirosina depende da con-centracão de albumina, de Ca2+ e de HCO3

−. Estasconcentracões são semelhantes às necessárias para o pro-cesso de capacitacão6,14,17.

A fosforilacão da tirosina, induzida pela cAMP, é depen-dente do efluxo de colesterol. Atualmente não se sabese a remocão de colesterol ocorre antes ou simultanea-mente à acão do Ca2+ ou do Na/HCO3

+, contudo, uma das

lécc

ipóteses estudadas refere que a remocão de colesterolrovoca alteracões na fluidez da membrana plasmática eonsequentemente modula os fluxos iónicos de Ca2+ e deCO3

−, que levam à ativacão da sAC6,14,17.A cAMP tem como principal funcão ativar a PKA, uma

inase de tirosinas. O envolvimento desta proteína naosforilacão da tirosina foi corroborado por estudos emue os inibidores da atividade da PKA inibiram, tam-ém, a fosforilacão da tirosina, bem como o processo deapacitacão22. A PKA pode exercer a sua acão atravése 3 mecanismos: (1) estimulacão direta ou indireta dema tirosina cinase; (2) inibicão direta ou indireta da fos-atase fosfotirosina; (3) fosforilacão direta ou indireta deroteínas nos resíduos de serina ou treonina que marcamssas proteínas para consequente fosforilacão dos resíduose tirosina6,14,16,17,20.

ia de sinalizacão da fosfolipase C

glicoproteína da zona pelúcida 3 (ZP3) desempenham papel importante na reacão acrossómica (fig. 2). Estaroteína liga-se a 2 recetores na membrana plasmática:ecetores acoplados a proteínas G inibitórias (recetores Gi)

recetores de tirosina cinase15,23. A ligacão da ZP3 aosecetores Gi ativa a PLC, neste caso a isoforma PLC�1,

regula a atividade da sAC para a producão de cAMP e,ssim, ativar a PKA. Por outro lado, a ligacão da proteínaos recetores de tirosina cinase leva à ativacão da PLC,soforma PLC�. A ativacão de ambas as fosfolipases leva

formacão de Inositol-1,4,5-trifosfato (IP3) e de diacilgli-erol (DAG). O IP3, bem como o PKA, ativam os canais dea2+ presentes na membrana acrossómica externa, promo-endo a transferência de Ca2+ das reservas intracelularesneste caso, o acrossoma) para o citoplasma16. Por sua vez,

DAG ativa a proteína cinase C (PKC) levando à aber-ura dos canais de Ca2+ na membrana plasmática24. Comoesultado destas alteracões, a concentracão de Ca2+ citosó-

ico aumenta enquanto a concentracão de Ca2+ acrossomal

reduzida, o que leva à ativacão do Store-operated Ca2+

hannels (SOC) e a um posterior aumento significativo daoncentracão de Ca2+ citosólico18,25. Os níveis elevados de

108 D.F. Cruz et al.

Efluxo de colesterol

Hco–3

Atp

Camp

Pka

Fosforilação de tirosina

Ca2+

AdenililCiclase

Figura 1 Representacão esquemática da via da cAMP/PKA. A concentracão intracelular de bicarbonato e de cálcio ativam aadenilil ciclase. Esta ativa o cAMP através da sua interacão com o ATP. Por sua vez, a cAMP ativa a PKA que está envolvida nafosforilacão proteica. A fosforilacão de proteínas é o principal mecanismo envolvido na capacitacão dos espermatozoides.ATP: adenosina trifosfato; cAMP: adenosina 3’,5’-monofosfato cíclico; HCO3

−: bicarbonato; PKA --- proteína cinase A. Elementosgráficos retirados da Servier Medical Art.

cAMP

GPCR

PKA

IP3R

IP3

Membranaacrossómica

[Ca2+]i

DAG

PLCβ1

PLCγα

γ

β

Ativação das proteínas de hidrólise da actina

Dispers ão da F-actina

ZP3

TK

PKC

PP

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ativação dos soc

Libertação de Ca2+

Fusão da membrana plasmática com amembrana acrossómica externa

Figura 2 Representacão esquemática da via da fosfolipase C. A ligacão das proteínas ZP3 aos recetores acoplados a proteína Gativa a cAMP e a PLC�1. A cAMP, por sua vez, ativa a PKA, levando à abertura dos canais de cálcio na membrana do acrossoma,com libertacão do cálcio para o meio intracelular. A ligacão da ZP3 aos recetores de tirosina leva à ativacão da PLC�. As PLCativam o IP3 e o DAG. O IP3 ativa os canais de cálcio da membrana do acrossoma, levando à libertacão do cálcio acrossómico parao espaco intracelular. O DAG, ao ativar a PKC, promove a abertura dos canais de cálcio da membrana plasmática. O aumento daconcentracão intracelular de cálcio degrada a actina, levando à fusão das membranas acrossómicas e citoplasmáticas.cAMP: adenosina 3’,5’-monofosfato cíclico; DAG: diacilglicerol; GPCR: recetor acoplado à proteína G; IP3: inositol-1,4,5-trifosfato;IP3R: recetores do inositol-1,4,5-trifosfato; PKA: proteína cinase A; PKC: proteína cinase C; PLC: fosfolipase C; SOC:store-operatedCa2+ channels. Elementos gráficos retirados da Servier Medical Art.

Vias de sinalizacão reguladoras das funcões do espermatozoide 109

H2O2

PKC

RafRaf

Proteínastipo P-MEK

P-Thr-Glu-Tyr-P

Ras

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Grb2

Shc

Pl3K

ROS

Adenililciclase

PDK1

Akt

Nos

NO•

PKA

AMPc

MEK

PTK

Figura 3 Representacão esquemática da via de sinalizacão iniciada pelas ROS. As ROS podem participar no processo de capacitacãopor diversos mecanismos: ativacão das AC, com producão celular de PKA; ativacão das vias do ERK, do PI3K e do PKC, que conduzemà ativacão da PTK, que, por sua vez, é responsável pela fosforilacão de proteínas. A fosforilacão de proteínas pela PKA e pelo PTKestá na base do processo de capacitacão.Akt: fosfolipase B; cAMP: adenosina 3’,5’-monofosfato cíclico; ERK: extracellular signal-regulated kinase; H2O2: peróxido de hidro-génio; PDK1: phosphoinositide-dependent kinase-1; MEK: MAP/ERK cinase; NO: óxido nítrico; PKA: proteína cinase A; NOS: sintetase

a cin

cand

rtp

V

Aedduàcpr(a

do óxido nítrico; PI3K: fosfatidilinositol 3-cinase; PKC: proteínretirados da Servier Medical Art.

cálcio ativam a proteína de hidrólise da actina, de forma adispersar a barreira de f-actina que está presente entrea membrana externa do acrossoma e a membrana plasmáticasubjacente9,16. Desta forma, as 2 membranas podem entrarem contacto, sofrendo uma posterior fusão, num processodesignado reacão acrossómica16,26.

Progesterona e via de sinalizacão da PI3K-AKT

A progesterona é uma hormona esteroide que funciona comoregulador fisiológico da hiperativacão e da reacão acros-sómica no espermatozoide, através da ativacão de cinasespresentes nestas células. A progesterona é produzida pelascélulas do cumulus oophorus e é importante para a quimi-otaxia, a motilidade e a hiperativacão do espermatozoide,bem como a reacão acrossómica27---30. Nas células somáti-cas, a progesterona liga-se aos seus recetores presentesno núcleo e regula a transcricão de genes. No entanto, osespermatozoides não possuem recetores de progesteronaneste organelo. Assim, a progesterona atua na membranaplasmática, iniciando uma série de eventos de sinalizacãointracelular27,19,31. Esta hormona é responsável por aumen-

tar o cálcio intracelular nos espermatozoides, atuando sobreos canais CatSper presentes no flagelo destas células27,28,32.

A progesterona atua, também, como mensageiro primá-rio ao ativar o PI3K. Este por sua vez fosforila a proteína

te

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ase C; ROS: espécies reativas de oxigénio. Elementos gráficos

inase B nos resíduos Thr308 e Ser473, ativando-a. Estativacão ocorre ao longo do flagelo do espermatozoide eecessita do influxo de cálcio, que, por sua vez, está depen-ente da atividade dos canais CatSper4,20,27,32.

Para além do seu papel na via da PI3K-AKT, a progeste-ona é responsável por ativar inúmeras proteínas cinases,ais como o PKA e o PKC, em outras vias de sinalizacãoresentes nos espermatozoides27.

ia de sinalizacão das ROS

s ROS desempenham uma dupla funcão na fisiologia dospermatozoide. Quando presentes em grandes quantida-es desempenham uma funcão crítica no espermatozoide,anificando o seu ADN e membranas, o que pode levar am funcionamento anormal destas células ou até mesmo

morte celular33. No entanto, quando presentes emoncentracões controladas, desempenham um importanteapel na capacitacão. Entre os ROS mais comuns pode-seeferir o anião superóxido (•O2−), o peróxido de hidrogénioH2O2) e o óxido nítrico (NO−)4,20. Estas espécies reativastivam recetores na membrana plasmática dos esperma-

ozoides, dando início a várias vias de sinalizacão celularnvolvidas na capacitacão, representadas na figura 3 4,20.

Um dos possíveis alvos das ROS é a sAC. A estimulacãoa sAC pelas ROS leva a um aumento da cAMP intracelular

1

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10

ue, por sua vez, estimula a PKA4,20,34,33,35. Este processo édêntico ao descrito anteriormente para a via de sinalizacãoa cAMP/PKA.

Para além da via descrita acima, o H2O2 atua sobre a PKCtivando-a, o que leva à fosforilacão da Raf, uma cinaseesponsável pela fosforilacão da MEK e de proteínas tipo-MEK4,20,33,36,37.

O PI3K está presente em várias vias de sinalizacão. Umaas suas acões consiste em fosforilar o 3,4,5-trifosfato deosfatidilinositol (PIP3), um intermediário da ativacãoe várias enzimas, entre as quais a cinase dependente deIP3 (PDK), AKT, a PLC, a PKC, a PKA e a óxido nítrico sin-etase (NOS). A estimulacão da sintetase de NO− pela AKTesulta no aumento dos níveis deste ião, que por sua vez,tiva o Ras4,20,38.

A proteína Shc está presente na região acrossomal dospermatozoide humano e é fosforilada em resíduos de tiro-ina. Contudo, o mecanismo de regulacão desta proteínaelas ROS ainda não foi descrito. Esta proteína, quando fos-orilada, ativa a Grb2, que por sua vez ativa a Sos. Estaltima tem como funcão ativar a Ras. A Ras ativa sequen-ialmente um módulo (denominado ERK) composto por 3inases: Raf (MAPK kinase kinase, uma cinase de serina treo-ina), MEK (com dupla especificidade para a serina/treonina

a tirosina) e proteínas tipo MEK. O MEK fosforila os resíduose treonina e de tirosina presentes nos motivos Thr-Glu-Tyr4,20,39.

onclusão

espermatozoide, após ser produzido nos testículos, neces-ita de passar por várias etapas de desenvolvimento paraer capaz de fertilizar o oócito. As etapas mais importan-es ocorrem no epidídimo, onde adquire a mobilidade, eo trato reprodutor feminino, onde sofre a capacitacão

reacão acrossómica. Estas etapas envolvem a ativacãoe várias vias de sinalizacão celular, que culminam com aosforilacão de várias moléculas. A fosforilacão de moléculasesencadeia várias alteracões nos espermatozoides que lheermitem exercer a sua principal funcão: fertilizar o oócito.s diferentes vias de sinalizacão envolvidas no processo deapacitacão do espermatozoide e na reacão acrossómicaodem interagir entre si, o que significa que modificacõesuma via influenciam outras vias e, consequentemente, aesposta final.

esponsabilidades éticas

ireito à privacidade e consentimento escrito. Os auto-es declaram que não aparecem dados de pacientes nestertigo.

onfidencialidade dos dados. Os autores declaram que nãoparecem dados de pacientes neste artigo

rotecão de pessoas e animais. Os autores declaram queara esta investigacão não se realizaram experiências emeres humanos e/ou animais.

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D.F. Cruz et al.

onflito de interesses

s autores declaram não haver conflito de interesses.

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