Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

In-vitro-Untersuchungen zur Regulation der Funktion porziner Spermatozoen durch Bindung am Oviduktepithel

Friedrich, Julia

Nachdem die bei der Bedeckung oder Insemination ins weibliche Genitale gelangten Spermatozoen den Eileiter erreicht haben, werden sie unter Ausbildung eines engen Kontakts zum Epithel im Oviduktisthmus gespeichert; hier findet die Koordination essentieller Ereignisse des Kapazitationsprozesses statt. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss der Spermienbindung am Oviduktepithel auf die Regulation der Spermienfunktion zu untersuchen und Fragen hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit der Spermienzellen, des Ablaufs der Kapazitationsvorgänge und einer eventuellen Selektion einer bestimmten Spermienpopulation zu beantworten. Hierzu erfolgte die Koinkubation von Eberspermatozoen mit primären Oviduktepithel- zellkulturen von Eileitern postpuberaler Sauen unter Kapazitationsbedingungen. Die Epithelzellen wurden durch Ausstrippen der Ovidukte gewonnen, auf mit Biomatrix-Lösung beschichtete Chamber Slides gesät und 5-7 Tage lang bei 39°C und 5 % CO2 kultiviert. Die Überprüfung der epithelialen Eigenschaften der Zellen erfolgte mittels immunhistochemischer Nachweise der Intermediärfilamente Zytokeratin und Vimentin. Zur Untersuchung der kapazitationsabhängigen Parameter Membranintegrität, Tyrosinphosphorylierung und zytosoler Calciumgehalt wurden die Epithelzellen für 3 Stunden mit der Spermiensuspension in TALP-Medium koinkubiert. Nach 3, 30, 60, 90 und 180 Minuten erfolgte die Gewinnung der ungebundenen Spermienzellen durch vorsichtiges Waschen der Zellkulturen; die an den Epithelzellen gebundenen sowie die freischwimmenden und ausschließlich in Medium inkubierten Spermatozoen wurden mit Hilfe von Fluoreszenzfarbstoffen (Propidiumjodid, Cy 3 und Fluo-3 AM) fluoreszenzmikroskopisch beurteilt. Die gebundenen Zellen wiesen bereits zum ersten Untersuchungszeitpunkt nach 3 Minuten einen geringen intrazellulären Calciumgehalt, eine stark verzögerte Tyrosinphosphorylierung von Membranproteinen und ein im Gegensatz zu den freischwimmenden oder in Medium inkubierten Spermien deutlich geringeres Maß an Membrandefekten auf. Zudem zeigten sie einen höheren Anteil motiler Zellen als die ungebundene Spermatozoen. Im Vergleich zu den freischwimmenden und in Medium inkubierten Spermienzellen zeigten die mit dem Epithel in Kontakt stehenden Zellen während der dreistündigen Inkubation eine wesentlich verzögerte Zunahme des zytosolen Calciumgehalts und der Anzahl an Membrandefekten sowie einen deutlich verlangsamten Motilitätsverlust. Die Tyrosinphosphorylierung blieb über die gesamte Inkubationszeit konstant herabgesetzt, wohingegen die ungebundenen oder nur in Medium inkubierten Spermatozoen einen signifikanten Anstieg der Tyrosinphosphorylierungsaktivität zeigten. Diese Ergebnisse weisen auf eine durch die Bindung am Oviduktepithel zu Ausdruck kommende Selektion vitaler und motiler Spermienzellen mit niedrigem zytosolen Calciumgehalt und unterdrückter Tyrosinphosphorylierung hin. Die überprüften Kapazitationsereignisse werden durch die Bindung am Epithel verzögert, was die Aufrechterhaltung der Spermienvitalität und -motilität gewährleistet. Die Interaktion zwischen Spermatozoen und Oviduktepithel stellt somit vermutlich einen Mechanismus zur Selektion einer lebens- und befruchtungsfähigen Spermien- population dar, wobei die Vitalität der Spermienzellen durch das Verzögern der Kapazitationsprozesse erhalten wird.

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Friedrich, Julia: In-vitro-Untersuchungen zur Regulation der Funktion porziner Spermatozoen durch Bindung am Oviduktepithel. Hannover 2001. Tierärztliche Hochschule.

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