Lípidos neutros y polares con ácidos grasos de las series n-6 y n-9 en el tracto reproductor masculino de rata

Thesis

Summary *

En los tejidos de mamífero los glicerofosfolípidos (GPL) se presentan en tres subclases dependiendo de si la cadena hidrofóbica que se une a la posición sn-1 del esqueleto de glicerol es un ácido graso, un alcohol graso, o un aldehído graso unidos a través de una unión éster, 1-O alquil-éter, o 1-alc-1?enil-éter, respectivamente,estando la posición sn-2 ocupada por un ácido graso (las subclases fosfatidil-, plasmanil- o plasmenil- de GPL respectivamente). En la clase triglicéridos (TG) es posible encontrar subclases similares: los bien conocidos triacilgliceroles (TAG), con tres ácidos grasos esterificados al glicerol, y los TG con una unión éter (TUE), esto es, un alcohol graso o un aldehído graso en la posición sn-1 del glicerol y ácidos grasos en las posiciones sn-2 y sn-3 del glicerol (1-O-alquil- y 1-O-alc-1?-enil-, 2,3-diacil-sngliceroles, aquí abreviados como alquil-DAG y alquenil-DAG, respectivamente). En general es escaso y fragmentario el conocimiento actual sobre las características de las subclases individuales de GPL y de TG, y cómo se relacionan entre sí en células y tejidos animales, especialmente en lo que concierne a los TUE. El objetivo de este trabajo de tesis fue el de reunir información sobre la bioquímica de estas subclases, abarcando aspectos de su contenido y composición en distintas áreas del sistema reproductor masculino. Tomando a la rata como modelo, en el testículo y en el epidídimo se estudiaron los cambios de estas subclases durante el desarrollo postnatal y, en el adulto, los efectos que sobre ellas produce el estrés térmico. En espermatozoides se determinó la distribución entre la cabeza y la cola de las subclases de GPL, y los efectos que sobre estas últimas ejercen la capacitación y lareacción acrosomal inducidas in vitro.Durante el desarrollo postnatal, en el testículo aumentaron los contenidos de todas las subclases de GPL de colina y de etanolamina (CGP y EGP, respectivamente), que se enriquecieron en ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) de 20 y 24 carbonos. En función de la edad postnatal, en ellas disminuyó la proporción de ácido araquidónico (20:4n-6) y aumentó notoriamente la de ácido docosapentaenoico (22:5n-6). En el adulto los dos plasmalógenos, en especial la plasmeniletanolamina, fueron muy ricos en 22:5n-6. Un cambio en el mismo sentido se produjo durante la diferenciación celular desde espermatocitos en paquiteno a espermátidas redondas, con una relación entre 22:5n-6 y 20:4n-6 cercana a 1 en fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, y muy superior a 1 en los correspondientes plasmalógenos, en especial plasmeniletanolamina. Ambas células espermatogénicas contuvieron los 1-O-alquil GPL plasmanilcolina y plasmaniletanolamina, la primera potencial precursora del lípido bioactivo PAF y la segunda precursora de la abundante plasmeniletanolamina. Los TUE sufrieron incrementos en su concentración por gramo de tejido en dos etapas clave de la primera onda de espermatogénesis: los días postnatales 21 y 45 (PN 21 y PN45), en los que se sabe que un número importante de los primeros espermatocitosprimarios y de las primeras espermátidas, respectivamente, mueren por apoptosis.La exposición transitoria e intermitente de los testículos a la hipertermia (15 min a 43ºC, una vez por día durante 5 días consecutivos) llevó a la pérdida selectiva de espermatocitos primarios y espermátidas jóvenes durante las primeras 1-2 semanas después del tratamiento, recomenzando luego la espermatogénesis a partir de las espermatogonias supervivientes. En este lapso, disminuyeron tanto las células como sus subclases lipídicas características, recuperándose ambas luego con larecuperación de la espermatogénesis. Las especies de los GPL de colina y de etanolamina ricas en 20:4n-6 reaparecieron antes que las ricas en 22:5n-6, a semejanza de lo que ocurrió en el desarrollo normal, pues primero reaparecieron los espermatocitos y luego las espermátidas. Durante las primeras semanas posttratamiento, cuando los túbulos seminíferos exhibieron una gran pérdida de células germinales con supervivencia de las células de Sertoli, sobre todo en la primera ysegunda semanas, los niveles de TAG y de TUE, así como de ésteres de colesterol, aumentaron varias veces, para volver a disminuir luego. Atribuimos este aumento transitorio a la actividad fagocítica de las células de Sertoli. En el tejido epididimal normal del animal adulto estuvieron presentes las tres subclases de GPL. Con respecto a los lípidos neutros, además de grandes cantidades de TAG, se hallaron las dos subclases de TUE, alquil-DAG y alquenil-DAG, en cantidades mayores que el tejido testicular. En ambos tejidos los primeros predominaron sobre los segundos. Otra diferencia notable fue que en los lípidos deltejido epididimal coexistieron PUFA de 20 y 22 carbonos de las series n-6 (20:4n-6, 22:5n-6) y n-9 (22:3n-9, 22:4n-9). Al día postnatal 30, aún con escasa diferenciación y sin espermatozoides en sus conductos, el epidídimo contenía niveles de plasmeniletanolamina con niveles dePUFA n-9 más altos que las demás subclases. Con el avance del desarrollo, estosmPUFA se incrementaron en las demás subclases, primero en la fosfatidilcolina (P49-P55) y luego en la plasmanil y en la plasmenicolina (P55-adultez). Por su parte los TUE epididimales se incrementaron notablemente el día posnatal 49, en coincidencia con el hecho de que poco antes (P45) había llegado a su lumen una oleada transitoria de células germinales desde el testículo, que en pocos días fueron reemplazadas por los primeros espermatozoides.Dado que los espermatozoides de rata se enriquecen progresivamente enplasmenilcolina con 22:4n-9 a medida que maduran en el epidídimo, esperábamos encontrarla en mayor concentración en alguno de los segmentos epididimales. Sin embargo, en las tres regiones epididimales el porcentaje de plasmeniletanolamina fue mayor que el de plasmenilcolina. La pequeña región del corpus fue la que exhibió lamás alta concentración (μg por gramo de tejido) de plasmeniletanolamina y de su precursora la plasmaniletanolamina, además de alquil-DAG y alquenil-DAG, todos ellos ricos en PUFA n-9. La plasmeniletanolamina del corpus podría ser la precursora de la plasmenilcolina y ésta ser transferida a los espermatozoides en tránsito. Los mecanismos involucrados deben aún establecerse. Los efectos de la hipertermia sobre el epidídimo fueron muy distintos de los descritos en el testículo. Los conductos epididimales se vaciaron progresivamente de los espermatozoides que contenían inicialmente en el lapso de unas seis semanas posttratamiento, lo que concordó con el hecho de que los lípidos epididimales se empobrecieron en 22:5n-6 y que la plasmenicolina con 22:4n-9 de la cauda disminuyó.Sin embargo, los niveles de fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, y los correspondientes plasmalógenos, sobre todo en el caput se incrementaron sobre los niveles de los controles no tratados durante el mismo período. Llamativamente, los contenidos por gramo de tejido, tanto alquenil-DAG como alquil-DAG, se incrementaron agudamente en las tres regiones del epidídimo (caput, corpus,cauda) durante la primera semana post-hipertermia, y habían bajado nuevamente a la semana 2, con una divergencia interesante: en el caso de las especies con PUFA n-6,continuaron bajando, pero en el caso de las especies con 18:1n-9 y PUFA n-9 del caput, volvieron a incrementarse hacia la semana 6. Dado que el tejido testicular en este momento (día 42 post-hipertermia) estaba en vías de recuperación, este incremento podría reflejar una reacción celular específica de las células epididimales.Entre estas, merecen investigarse algunas células del sistema mononuclear fagocítico (células dendríticas, macrófagos), que están normalmente presentes en el compartimiento basal del epitelio epididimal, especialmente en el segmento inicial delcaput. En el animal adulto en condiciones fisiológicas, la expresión (mRNA) de la alquilgliceronafosfato sintasa (AGPS), una enzima peroxisomal clave involucrada en la síntesis de lípidos con uniones éteres, fue significativamente menor en el testículo que en el epidídimo. En este último, la AGPS se expresó más activamente en el corpus que en caput y en éste más que en la cauda. Esto demostró la importancia de los dos primeros segmentos del epidídimo en la biosíntesis de lípidos con uniones éteres.Inmediatamente después del último de los 5 episodios de hipertermia aplicados, en el testículo se detuvo temporariamente la expresión de AGPS, mientras que en el epidídimo no. En contraste, a la semana 2 post-hipertermia el nivel de mRNA de la enzima en el testículo se había recuperado, mientras en el epidídimo se habíareducido, tanto en el caput como en el corpus. Estos resultados sugieren que en el epidídimo la presencia de espermatozoides en el lumen es importante para que las enzimas involucradas en la biosíntesis de lípidos con una unión éter se expresen en las células del epitelio.En la primera parte del tercer capítulo se determinó la distribución entre la cabeza y la cola espermáticas de las subclases de los GPL de colina y de etanolamina. Un hallazgo original fue que la cabeza espermática, pese a su pequeño tamaño, concentró una proporción mayor de la plasmenilcolina total rica en 22:4n-9 que la cola.La cola a su vez contuvo más fosfatidiletanolamina rica en 20:4n-6 y 22:5n-6 y fosfatidilcolina rica en 22:5n-6, que la cabeza. Llamó la atención además que la cola contuviera plasmanilcolina y plasmaniletanolamina muy ricas en PUFA n-6.En la segunda parte de este capítulo se investigó la participación de las cuatro subclases principales de GPL del espermatozoide en la capacitación y la reacciónacrosomal. Con respecto a controles no incubados, se produjeron hidrólisis de GPL de intensidad creciente en el siguiente orden: controles incubados sin agregados, gametas capacitadas, y gametas capacitadas que sufrieron la reacción acrosomal. Tal hidrólisis fue selectiva, pues afectó con intensidad creciente, en ese mismo orden, alas subclases fosfatidilcolina y fosfatidietanolamina. Por lo tanto estos eventos, importantes para la función de los espermatozoides, resultaron en un enriquecimiento relativo de las gametas en plasmalógenos. Los resultados de esta tesis abrieron nuevos interrogantes que serán objeto de futuros estudios sobre el rol biológico, propiedades, biosíntesis y catabolismo de los GPL y TG con una unión éter en células del tracto reproductor Information provided by the agent in SIGEVA