Đang tải... (xem toàn văn)
Cau tao ty the va vai tro cua ty the o tinh trung. ty the la nha may cung cap nang luong cho te bao. Tinh trung de hoat dong duoc, dac biet la su van dong cua tinh trung khong the thieu duoc vai tro cua ty the. o chuyen de nay cung cap cho doc gia co cai nhin bao qua ve cau truc ty the tinh trung va vai tro cua no.
I Cấu tạo quan sinh dục nam Cơ quan sinh dục nam bao gồm quan sinh dục Tinh hoàn quan sản xuất tinh trùng hormone sinh dục nam giới (testosterone) Trong tinh hoàn có ống sinh tinh xoắn Các ống sinh tinh chứa loại tế bào: tế bào mầm (tinh trùng chưa trưởng thành) tế bào Sertoli (Hình 1) Hình Hình vẽ cắt ngang tinh hoàn thể ống sinh tinh tế bào Leydig ( theo hiệp hội nam học Úc) Nằm ống sinh tinh xoắn tế bào Leydig Tế bào Sertoli nuôi dưỡng tế bào mầm, Leydig có trách nhiệm sản xuất testosterone (rất cần thiết cho trình sinh tinh) Dưới ảnh hưởng tế bào Leydig Sertoli, tế bào mầm phát triển thành tinh trùng trưởng thành Quá trình diễn liên tục cần 72-74 ngày Trong 50 ngày lưu lại tinh hoàn thời gian lại nằm hệ thống ống tuyến sinh dục (mào tinh, ống dẫn tinh, túi tinh…) (Hình 2) Khi trưởng thành, tinh trùng di chuyển từ tinh hoàn qua hệ thống ống mào tinh ngoằn ngoèo (mào tinh quan nuôi dưỡng tinh trùng phát triển) Mặc dù lúc tinh trùng có đuôi để di chuyển bình thường chúng cần 18-24 Chúng cần thêm 14 ngày để di chuyển qua mào tinh Từ mào tinh, tinh trùng qua ống dẫn tinh để vào túi tinh (một quan sản xuất phần lớn thành phần có tinh dịch) Hình Cấu tạo quan sinh dục nam (Brooks et al., 2001) II Quá trình sinh tinh nam giới Quá trình sinh tinh phụ thuộc trước hết vào hình thành phát triển tinh hoàn thời kỳ bào thai Vào tuần lễ thứ bào thai, xuất gờ sinh dục Sự biệt hóa gờ sinh dục để hình thành tinh hoàn độc lập với hình thành tế bào mầm sinh dục nguyên thủy Các tế bào mầm sinh dục nguyên thủy di cư tới gờ sinh dục Sự kết hợp thành phần khởi thủy với tế bào Sertoli để hình thành dây trục tinh hoàn nguyên thủy Tại tế bào mầm sinh dục nguyên thủy bắt đầu tăng sinh, biệt hóa thành tiền tinh nguyên bào ngừng giai đoạn Vào thời gian từ sinh đến tháng tuổi, tiền tinh nguyên bào tăng sinh, biệt hóa thành tinh nguyên bào ngừng giai đoạn Đến tuổi dậy tinh nguyên bào bắt đầu nhiều lần phân chia tế bào biệt hóa để tạo tinh bào Tinh trùng sinh từ tinh bào ống sinh tinh, sau chúng di chuyển vào mào tinh để trải qua giai đoạn trưởng thành cuối trước xuất tinh Trong trình xuất tinh, từ mào tinh hoàn, tinh trùng phóng theo ống dẫn tinh, sau trộn lẫn với dịch tiết tuyến tiền liệt (30%), túi tinh (60%), tuyến hành niệu đạo (10%) cuối tống qua đường niệu đạo Nếu không xuất tinh, tinh trùng chết hấp thụ biểu mô mào tinh Từ nam giới đến tuổi dậy thì, số tinh nguyên bào bước vào giảm phân tượng xảy liên tục cá thể từ tuổi dậy chết Quá trình sinh tinh trình hiệu quả, ngày có từ vài chục đến vài trăm triệu tinh trùng sinh tinh hoàn Nhưng trình thụ tinh trình không hiệu quả, hàng chục đến hàng trăm triệu tinh trùng phóng vào đường sinh dục nữ để cuối có tinh trùng thực thụ tinh với trứng Vì trình sinh tinh bị suy giảm, dẫn đến vô sinh, số lượng chất lượng tinh trùng giảm Các tế bào sinh tinh trải qua nhiều lần phân bào nguyên nhiễm giai đoạn mà tế bào có tên tinh nguyên bào Các tinh nguyên bào, tinh bào thường xuyên trạng thái phân chia tế bào nên chúng nhạy cảm với thay đổi vật lý, hóa học sinh học bên bên thể Hai lần phân bào sau trình tạo giao tử giảm phân Sau nhiều lần phân bào, tinh nguyên bào ngừng phân chia, tăng kích thước gọi tinh bào I Tinh bào I giảm nhiễm I để tạo nên hai tinh bào II Mỗi tinh bào II giảm nhiễm II để tạo tinh tử (tiền tinh trùng) Tiền tinh trùng khả sinh sản, chúng biệt hóa thành tinh trùng qua trình phức tạp (hình 3) Hình Sự phát sinh tinh (từ Taber’s Medical dictionary, 2013) Như vậy, tinh trùng có nhiễm sắc thể đơn bội có loại tinh trùng: loại mang thể nhiễm sắc X loại mang thể nhiễm sắc Y Như vậy, trình tạo giao tử, tinh bào với nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n= 46 qua trình giảm phân sinh tinh trùng, tinh trùng mang nhiễm sắc thể đơn bội n= 23, với loại tinh trùng 22,X 22,Y Tinh trùng tế bào biệt hóa cao độ không khả sinh sản có cấu trúc phức tạp Việc nghiên cứu trình sinh tinh để hiểu biết trình sinh sản người, nhằm mục đích điều trị bệnh lý vô sinh nam giới mà sở để nghiên cứu biện pháp ngừa thai nam giới, góp phần thực tốt kế hoạch hóa gia đình III Cấu tạo vai trò ty thể tinh trùng Cấu tạo ty thể Tùy thuộc loại tế bào, ty thể có cấu trúc tổng thể khác Tinh trùng có nhiều ty thể nằm phần thân Cấu tạo ty thể tế bào giống có lớp màng kép Các màng ty thể chia ty thể thành hai khoang khác biệt nhau: khoang "chứa chất bản" nằm bên ty thể khoang "liên màng" hay gian màng nằm lớp màng màng (Hình 4) Hình Cấu trúc ty thể Màng bao trùm toàn ty thể, tạo nên ranh giới Màng màng cấu trúc gồm lớp photpholipid kép gắn với protein, trông giống với màng tế bào điển hình Lớp màng bao bọc ty thể bao gồm 50% trọng lượng photpholipid chứa enzyme hay men liên quan đến hoạt động khác oxi hóa epinephrine (adrenaline), phân hủy tryptophan, trình tổng hợp kéo dài chuỗi axit béo Lớp màng có chứa nhiều protein tích hợp gọi porin hay cổng, chúng có chứa bên kênh tương đối lớn (khoảng 2-3 nm) cho phép ion phân tử nhỏ di chuyển vào ty thể Tuy nhiên phân tử lớn xuyên qua lớp màng Lớp màng tạo thành nếp gấp hay gọi mào (cristae), hướng vào tâm Mào nơi chứa nhà máy hay phận cần thiết cho trình hô hấp hiếu khí hay hô hấp khí tổng hợp ATP, cấu trúc gấp nếp giúp gia tăng diện tích lớp màng ty thể Tuy nhiên lớp màng chứa cổng porin nên tính thấm cao; hầu hết ion phân tử cần phải có chất vận chuyển đặc biệt để di chuyển vào bên khoang hay khoang chứa chất Bên cạnh enzymes, ty thể chứa ribosome nhiều phân tử DNA Vì ty thể có vật chất di tryền riêng nó, nhà máy để sản xuất RNAvà protein DNA không thuộc nhiễm sắc thể mã hóa cho số nhỏ peptide ty thể (13 peptide người) peptide gắn kết vào lớp màng trong, với polypeptide mă hóa gen nằm nhân tế bào Vai trò ty thể tinh trùng 2.1 Giới thiệu Tế bào cần nhiều lượng để trì sống: từ việc chép, sửa chửa cấu trúc di truyền nhiễm sắc thể; tạo thành phần cấu tạo tế bào, lấy thức ăn vào, thải chất bả ra, giữ cho độ pH nồng độ ion cân bằng, tinh trùng di chuyển… Nếu lượng không cung cấp phản ứng xảy sống tế bào ngừng lại Trong tế bào, hô hấp tạo lượng để cung cấp cho tất hoạt động tế bào Vậy ATP tổng hợp ty thể giúp tinh trùng di chuyển nào? Quá trình phosphoryl hóa oxi hóa (oxidative phosphorylation: OXPHOS) đường phân (glycolytic) đóng vai trò gì? (Elsevier Inc, 2007) Có nhiều quan điểm lĩnh vực nghiên cứu giao tử (Ford, 2006) Đầu tiên, vận động tinh trùng co nguồn cung cấp ATP cần nguồn ATP thủy phân để thay nhiều đường trao đổi chất cung cấp ATP ưu đường định thời điểm cụ thể phụ thuộc vào loạt thông số: nguồn carbon hỗ trợ oxy, tỷ lệ đào thải lactate Trên thực tế, hầu hết loại tế bào có trình đường phân OXPHOS Thứ hai, trình đường phân OXPHOS trình trao đổi chất hỗ trợ cho Tuy nhiên, việc sản xuất ATP, trình đường phân kỵ khí không hiệu lý đó, sử dụng chủ yếu điều kiện thiếu oxy chất trình đường phân dồi Oxy không bị hạn chế glucose có sẵn bị hạn chế, tế bào dựa vào hiệu trình OXPHOS để lấy ATP cho hoạt động tế bào Trong phần vai trò ty thể, tập trung vào khía cạnh sau đây: (1) vật chất di truyền phân tử giúp giữ trì vai trò ty thể OXPHOS trình biệt hóa giao tử (2) tinh trùng có khả phân hủy (degrading) glucose thành CO2 H2O trình đường phân, chu trình tricarboxylic, OXPHOS (3) Các nguồn chất sẵn có (nguồn carbon oxy) để giúp tinh trùng đua bơi lội đến tế bào trứng (4) Nhiều minh chứng cho thấy vận động tinh trùng bị suy yếu trình glucose phân hủy (catabolic glucose) (hoặc đường phân OXPHOS) bị suy yếu 2.2 Sự loại bỏ nhiều thứ cần thiết trình sinh tinh Tinh trùng chứa gen đơn bội để thực vai trò Vì vậy, trình biệt hóa thực Do đó, trưởng thành tinh trùng đòi hỏi phải loại bỏ cấu trúc không cần thiết cho việc tạo giao tử Cấu trúc tinh trùng đơn giản gồm có đầu, thân đuôi (Hình 5) Trong phần đầu, thể đỉnh (acrosome) có chứa enzyme thủy phân cần thiết để xâm nhập đưa nhân tế bào tinh trùng vào bên trứng Đuôi roi bao gồm sợi trung gian (midpiece) đóng gói chặt chẽ với ty thể sợi Cả hai thành phần cần thiết cho vận động tinh trùng; màng ty thể thiếu không phát triển đầy đủ Những roi chứa số nguyên sinh chất đoạn cuối khả vận động mức thấp không tồn Tuy nhiên, loại thứ 3, màng ty thể hoàn chỉnh, khả vận động roi cao Vì vậy, trình biệt hóa hoàn toàn sợi trung gian cần thiết cho vận động (Baccetti et al, 1984; Holstein et al, 1986; Perotti et al, 1981; Toyama et al, 1995) Hơn nữa, độ dài đuôi tương quan với chức sợi trung gian tương quan lượng ty thể với chiều dài roi tần suất beating (Cardullo Baltz, 1991) Ở nam tinh dịch (asthenozoospermic), sợi trung gian tinh trùng nhỏ bình thường với số lượng ty thể thấp xếp bất thường bào quan (Mundy et al., 1995) Hình Cấu tạo tinh trùng người Đáng ý, ty thể tinh trùng biệt hóa hoàn toàn mà chúng trải qua thay đổi đáng kể suốt trình sinh tinh Chúng hoàn chỉnh vị trí, hình thái, trao đổi chất tế bào Do đó, quan tử tinh nguyên bào hình bầu dục với mào lamellar nằm quanh nhân (De Martino et al., 1979) Tuy nhiên, ty thể kết đặc lại giai đoạn muộn tiếp hợp (pachytene) kì đầu nếp gấp vào (cristae) chiếm hầu hết tế bào chất ty thể (De Martino et al, 1979.) Trong giai đoạn tiếp hợp này, ty thể kéo dài phân chia để tạo cụm bào quan dạng vòng nhỏ phân bố ngẫu nhiên tế bào chất (De Martino et al., 1979) Ty thể nằm gần với màng sinh chất tế bào tinh tử (spermatids) Quá trình tinh tử trưởng thành, ty thể phát triển nếp gấp vào trong, khoảng cách nếp gấp giảm số chúng di chuyển đến roi (flagellum) Còn ty thể không biệt hóa phần lại quan tử tế bào bị Tinh trùng tinh hoàn, ty thể roi bao bọc xung quanh nếp gấp chất (matrix) tạo thành hệ thống đồng tâm (concentric system) (Baradi Rao, 1979; Cieciura Klimek, 1988; De Martino et al, 1979) Tất thay đổi mặt cấu trúc trình sinh tinh xảy biệt hóa trao đổi chất Vì vậy, số tiểu đơn vị trình OXPHOS cytochrome c tiểu đơn vị VIB-2 cytochrome c oxidase (COX) có tế bào mầm (Hess et al, 1993; Huttemann et al., 2003) Hơn nữa, hoạt động COX tinh trùng cao tinh nguyên bào giai đoạn tiếp hợp kỳ đầu giảm phân (De Martino et al., 1979); màng ty thể tăng khả lên đến sáu lần suốt trình sinh tinh hoạt động phụ thuộc vào hoạt động OXPHOS (Petit et al., 1995; Saunders et al, 1993) Điều khác với biệt hóa hồng cầu Những tế bào không yêu cầu ty thể để chúng thực vai trò Vì vậy, chúng bị loại bỏ Sau đó, tế bào giảm đáng kể khối lượng cách loại bỏ cấu trúc thừa giữ lại ty thể chuyên biệt? Ty thể chứa gen riêng mình, DNA ty thể (mtDNA), mã hóa gen cần thiết cho chức trình OXPHOS (Enriquez et al., 1999) Do đó, tinh trùng giữ ty thể tế bào để giúp giữ thông tin di truyền nam đến tế bào trứng, bao gồm mtDNA Tuy nhiên, người ta chứng minh ty thể mtDNA bị suy thoái hợp tử phôi (Sutovsky et al., 1999) Những trường hợp bình thường, mtDNA từ mẹ di truyền cho (Giles et al., 1980) Do đó, việc chuyển mtDNA tinh trùng đến noãn bào mục đích để giữ lại ty thể tế bào tinh trùng 2.3 Ty thể tinh trùng cần để thực chức Ty thể đóng vai trò đường chuyển hóa Nó điều hòa mức độ second messenger tế bào, chẳng hạn canxi reactive oxygen species, tham gia vào việc kiểm soát trình chết tế bào có chương trình (Kroemer et al., 1997) Những đường sinh hóa ty thể quan trọng khác chu trình Krebs hệ thống OXPHOS Những đường sinh hóa giúp cho hội nhập (integration) chuyển hóa tế bào Vì vậy, trình phân hủy đường, axit béo, axit amin có liên quan đến trình đồng hóa (anabolic) tổng hợp pyrimidin, chu trình urê Tuy nhiên, tinh trùng tế bào terminal đường đồng hóa ty thể có nhiều khả nhiều liên quan OXPHOS không hiệu 15 lần so với trình đường phân yếm khí để sản xuất ATP mà làm tăng số lượng biến đổi chất OXPHOS cung cấp lượng giúp cho vận động tinh trùng, ty thể có chức trình sinh tinh 2.3.1 Tinh trùng vận động nhờ vào trình OXPHOS Phân tích tác động trình OXPHOS việc cung cấp lượng cho vận động tinh trùng đơn giản Đầu tiên, loạt chất ức chế OXPHOS đặc hiệu ảnh hưởng chất lên hoạt động roi (flagellum) khả vận động tinh trùng dễ dàng để đánh giá Thứ hai, biogenesis OXPHOS phụ thuộc vào việc trì biểu mtDNA gen mã hóa nhân biết (Fernandez-Silva et al., 2003) Sau đó, phương pháp di truyền phát Khả di chuyển tinh trùng liên quan đến hoạt động ty thể (Gopalkrishnan et al., 1995) Như vậy, nam giới có tinh dịch đồ bình thường vận động sức sống tinh trùng cao hoạt động ty thể cao so với nam giới bị thiểu tinh (tinh trùng < 15x10 6/ml, WHO 2010) Sự vận động mật độ tinh trùng cải thiện potential màng ty thể cao (Δѱ m) (Donnellyetal, 2000; Marchettietal, 2002; Troiano et al., 1998) Hơn nữa, Δѱ m cao làm tăng tỷ lệ thụ tinh ống nghiệm (IVF: in vitro fertilization) Những kết cho thấy người, việc phân tích Δѱ m ty thể test nhạy cảm để xác định chất lượng tinh trùng khả vận động tinh trùng liên quan đến chức ty thể (Marchetti et al., 2002) Kết tương tự xuất loài khác chuột ram (Auger et al., 1989, 1993; Evenson et al, 1982; Gravance et al, 2001; Kramer et al, 1993; Ronot Auger, 1990; Windsor, 1997) Phân tích sinh hóa gián tiếp đánh giá vận động tinh trùng qua trình OXPHOS Tiêu thụ oxy vận động tinh trùng có mối tương quan với (Ford Harrison, 1981; Halangk et al, 1990) Mối tương quan tìm thấy tế bào với trao đổi chất xác định cách sử dụng chất ức chế chuyển hóa (Halangk Bohnensack, 1986) Nucleotide vòng chất ức chế phosphodiesterase kích thích hô hấp gia tăng khả vận động tinh trùng (Garbers et al., 1971) Mặt khác, tỷ lệ dẫn truyền tinh trùng chuột cao với allele đột biến t n, alen locus T truyền lại không theo quy luật Mendel (transmitted in a non-Mendelian), kèm với tỷ lệ NADH/NAD+ thấp, làm tiêu thụ oxy vận động nhiều (Ginsberg Hillman, 1974) Δѱm ty thể việc tiêu thụ oxy phụ thuộc vào hoạt động chuỗi vận chuyển electron ty thể (ETC: electron transport chain) enzym tổng hợp ATP (cả tạo thành hệ thống OXPHOS) Bốn phức hô hấp (I-IV) tạo thành chuỗi vận chuyển electron ty thể Các hoạt động tất bốn khu phức hợp hô hấp cao tinh trùng di chuyển nhiều (Ruiz-Pesini et al., 1998) Hơn nữa, việc sử dụng loại thuốc ức chế phức hợp (complexes) hô hấp làm giảm đáng kể khả vận động tinh trùng Đặc biệt, rotenon, chất ức chế complex I hô hấp làm cạn kiệt ATP giảm khả vận động tinh trùng người (de Lamirande Gagnon, 1992; Halangk et al, 1985a; Rikmenspoel, 1965; Ruiz-Pesini et al, 2000) Rotenon, không ức chế trình đường phân, làm giảm khả sinh sản cừu thụ tinh qua cổ tử cung, cho thấy hô hấp ty thể đóng vai trò quan trọng xâm nhập tinh trùng vào cổ tử cung (Windsor, 1997) Antimycin A, chất ức chế 10 et al, 2005; Brusco et al., 2006) Tất nghiên cứu thực cho thấy biến đổi gen bệnh lý trình OXPHOS liên quan đến suy giảm chất lượng tinh trùng đặc biệt khả vận động 2.3.2 Vai trò trình đường phân vận động tinh trùng Báo cáo gần đưa chứng glycolysis cần thiết cho vận động tinh trùng Tuy nhiên, glucose sản xuất ATP liên quan đến trình đường phân OXPHOS, cần thiết để thiết lập liệu ATP cần thiết cho vận động tinh trùng có nguồn gốc glycolytic tinh khiết (lên men) Điều đề xuất vì: (1) vắng mặt ty thể phần cuối đuôi tinh trùng khó khăn nhu cầu đáp ứng ATP roi đuôi (2) số quan sát công bố giải thích phát chúng chứng cho thấy OXPHOS không cần thiết cho vận động tinh trùng Phân phối ATP với tỷ lệ thích hợp đến ATPase dynein với roi vấn đề chưa hiểu đầy đủ Người ta đề xuất lực lượng (forces) vật chất có nguồn gốc sóng tế bào chất (cytoplasmic waves) tạo thuận lợi cho việc cung cấp ATP đến phần cuối đuôi Những lực lượng bắt nguồn từ chuyển động tiên mao (flagellum) Ngoài ra, chuyển hóa đặc hiệu adenylate kinase phosphoglycerate kinase góp phần cung cấp ATP (Ford, 2006) Những vai trò sinh hóa mechanical thúc đẩy khuếch tán nhanh chóng ATP ty thể từ đoạn trung gian (midpiece) tới đuôi Mikiet al (2004) cung cấp chứng mạnh mẽ cho thấy vai trò quan trọng trình đường phân đến vận động tinh trùng Họ tạo chuột knockout cho isoform glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDHs) đặc hiệu tinh trùng, enzyme đường phân Các chuột knockout đồng hợp tử (homozygote) vô sinh có khiếm khuyết sâu sắc tính di động tinh trùng, di chuyển chậm chạp, không tiến tới (Miki et al., 2004) Chỉ có khoảng 3% tinh trùng cho thấy vận động tiến tới sau di chuyển từ mào tinh hoàn ngoài, điều không trì sau ủ (incubation) Tuy nhiên, có tới 60% số tinh trùng chuột từ GAPDH -/giữ vài di chuyển không tiến tới chí sau ủ Rất thú vị, tác giả nhấn mạnh roi nằm đoạn không truyền cách hiệu dọc theo đoạn đuôi tinh trùng Nói cách khác, flagella beating dường 13 khởi đầu phần đầu đuôi không truyền dọc theo roi (Miki et al., 2004) Các GAPDH-/- chuột cho thấy đặc tính bật khác mức độ ATP thấp (10% control) Điều thiếu tổng hợp ATP chứng cho thấy ATP không sản xuất ty thể tinh trùng Tuy nhiên, GAPDH-/- tinh trùng làm trì phản ứng đường phân mà giúp tiêu thụ ATP Trong thực tế, tinh trùng từ chuột đột biến sử dụng ATP để phosphorylate glucose fructose 6-phosphate bước trình đường phân cuối chúng tích lũy glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) gấp lần nhiều so với nhóm chứng (Miki et al., 2004) Nếu ATP tinh trùng sản xuất trình đường phân, nguồn ATP mà tạo tích tụ bất thường G3P gì? Do đó, nguồn bổ sung ATP khác trình đường phân sử dụng nguồn từ OXPHOS Khi GAPDH enzym đường phân lại nằm phần vỏ xơ roi (fibrous sheath) (Bunch et al., 1998) từ ty thể, tích tụ G3P ATP ty thể khuếch tán đoạn xa (distal) roi Thật thú vị, vanadate, chất ức chế dynein ATPase ảnh hưởng đến di động tinh trùng làm giảm hô hấp ty thể (Halangk et al., 1985b) ADP tác nhân kích thích hoạt động OXPHOS Vì vậy, ức chế dynein ATPase làm giảm sản xuất ADP sau kích thích ty thể, có nghĩa ADP quay trở lại ty thể không tiêu thụ roi trình đường phân Vì vậy, chuột bị đột biến chuyển trình đường phân từ cách tạo ATP đến cách sử dụng ATP (Hình 1) Kết là, trình đường phân cạnh tranh với dynein ATPase cho ATP, góp phần gây khiếm khuyết khả vận động Trong thực tế, incubation tinh trùng từ GAPDH -/- diện glucose tiếp tục làm giảm nồng độ ATP từ 10% đến 1,9% loại bỏ dấu vết tinh trùng di động tiến tới (Miki et al., 2004) Tinh trùng nhiều loài bao gồm tinh trùng người giữ vận động media mà glucose (glucose-free media) Thật thú vị, cách sử dụng chất ức chế GAPDHs, người ta thấy tinh trùng động vật có vú không di chuyển môi trường có diện glucose, chúng cử động dễ dàng đường thay chất trình hô hấp (Ford, 2006) 14 Một số nghiên cứu gần cho thấy tinh trùng có khả gluconeogenesis tổng hợp glycogen để giúp tế bào di chuyển Tinh trùng di chuyển tiêu thụ lượng mâu thuẫn với đường dị hóa (catabolic) trình đường phân (glycolysis) trình đồng hóa (anabolic) khác (gluconeogenesis tổng hợp glycogen), hoạt động lúc tế bào sử dụng chất Hơn nữa, gluconeogenesis tiêu thụ ATP gấp ba lần so với ATP sản xuất trình đường phân (Pilkis Granner, 1992) Nó vô lý để kích hoạt gluconeogenesis sản xuất glucose để sử dụng trình đường phân Tuy nhiên, có lợi để kích hoạt gluconeogenesis scenarios nơi mà đủ lượng thu từ hô hấp sử dụng vận động tinh trùng nồng độ lại sử dụng để lưu trữ lượng Hình Quá trình đường phân Con đường đường phân chứa hai giai đoạn: trình tiêu thụ ATP trình lại sản xuất ATP GAPDHs chuột knockout trì giai đoạn sử dụng ATP 2.4 Các chất (cơ chất) hỗ trợ cho việc cung cấp lượng Một vấn đề quan trọng việc xác định trình trao đổi sản xuất ATP cho vận động tinh trùng chất có sẵn Điều thường bị bỏ qua mô hình đề xuất để giải thích đa dạng nghiên cứu trước Như vậy, chất trình đường phân, chất đường hô 15 hấp, hai cần thiết cho tinh trùng với số lượng đầy đủ vào thời điểm Nhưng chất đường hô hấp nồng độ oxy (Max, 1992) dồi với tracts sinh sản nam nữ để hỗ trợ hoạt động OXPHOS (Hình 7) Sự kích thích tế bào Sertoli FSH (FSH: Follicle stimulating hormone) làm tăng sản xuất pyruvate tiết lactate vào lumen biểu mô sinh tinh (Jutte et al, 1983; Sylvester Griswold, 1994) lactate chất chuyển hóa lượng trung tâm sử dụng tế bào mầm (Grootegoed et al., 1984; Mita et al, 1982) Hình Các nồng độ Oxygen, lactate, glucose levels quan sinh dục nữ A Nồng độ oxy B Tỉ lệ Lactate/glucose cho trình đồng hóa quan sinh dục nữ: người (human (H)) (Dickens et al., 1995; Gardner et al., 1996; Tay et al., 1997), heo (swine (S)) (Nichol et al., 1992), chuột (mouse (M)) (Harris et al., 2005) Lactate có nhiều cổ tử cung âm đạo, nơi mà nồng độ đường trình thủy phân thấp (Jones, 1998; Windsor, 1997) Nồng độ lactate nhiều máu nồng độ glucose thấp Sự tổng hợp RNA protein, thêm vào tiêu thụ oxy tinh trùng tinh tử isolated, kích thích lactate ngoại sinh glucose (Boussouar Benahmed, 2004) Spermatids sở hữu (possess) tất hoạt động enzyme cho đường glycolytic Tuy nhiên, trình chuyển hóa glucose trì content ATP tế bào, tinh tử isolated tiếp xúc với glucose mà chất cung cấp lượng dẫn đến suy giảm ATP (Grootegoed et al, 1984; Mita et al, 1982) Việc sử dụng lactate 16 chất lượng tinh dịch chế để kiểm tra thiếu hụt hoạt động OXPHOS tế bào mầm đáp ứng tinh trùng trưởng thành phiên mã trơ (transcriptionally inert ) (DiezSanchez et al., 2003b) Hơn nữa, mào tinh hoàn động vật có vú giàu lactate việc giảm loại đường không thấy lòng ống mào tinh (epididymal lumen) (Jones Murdoch, 1996) Plasma tinh dịch giàu fructose lại âm đạo có tinh trùng di chuyển đến chất nhầy cổ tử cung (Haas Bia, 1986) Lactobacillus từ lâu coi flora bảo vệ có âm đạo Axit lactic sản xuất vi sinh vật làm giảm độ pH âm đạo tác dụng chống lại tác nhân gây bệnh đường âm đạo Vì vậy, âm đạo giàu lactate Điều thú vị là, phụ nữ mắc bệnh tiểu đường, người ta thấy mối liên quan đường huyết (glycemia) tỷ lệ nhiễm nấm (Nowakowska et al., 2004) Như vậy, nồng độ (level) loại đường phân âm đạo chiếm tỷ lệ thấp Nồng độ lactate từ cao 15-, 10-, 38 lần so với glucose tử cung, buồng trứng, dịch nang trứng chuột (Harris et al., 2005) dịch buồng trứng bovine chứa 100 mM glucose (Galantino-Homer et al., 2004) Tất chứng cho thấy vai trò quan trọng lactate, chất đường hô hấp, nguồn lượng quan trọng tinh trùng Với quan điểm này, có isozyme lactate dehydrogenase đặc hiệu tinh hoàn [lactate dehydrogenase C4 (LDH-C4)] Nó có vai trò khởi đầu hoạt động tế bào sinh tinh (spermatogenic) tế bào mầm (gametogenic cells) từ tinh trùng giai đoạn tiền sợi mảnh (preleptotene) đến tinh tử Nó thể hình thức chủ yếu LDH tinh trùng trưởng thành tồn nơi (dual localization), bào tương tinh nguyên bào, tinh tử, tinh trùng, chất ty thể tinh trùng (Burgos et al., 1995) Hơn nữa, có tương quan LDH-C4, số lượng tinh trùng di động, hoạt động ty thể (Sawane et al., 2002) Nó lactate, pyruvate, mà vào ty thể tạo thành hệ thống vận chuyển lactate-pyruvate tế bào tái sinh NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) tế bào chất (Jones, 1997) Một isoenzyme đặc hiệu tinh trùng downstream trình đường phân pyruvate dehydrogenase (PDH) Malate làm tăng đáng kể hoạt động PDH tinh trùng L-malate với số lượng giúp điều hòa complex PDH giao tử (Gerez de Burgos et al., 1994) Rất thú vị, acetoacetate hydroxybutyrate giúp tinh trùng di chuyển Các chất ức chế trình đường phân ngăn chặn di 17 chuyển tinh trùng mediated glucose quan có ketone (Tanaka et al., 2004) Hơn nữa, succinyl CoA transferase ty thể (SCOT-t), cần thiết cho trao đổi chất ketone body, mô tả có xuất tế bào mầm tinh hoàn tinh trùng chất thay cho isoform tế bào soma (Tanaka et al., 2002) Cần lưu ý ketone body tiêu thụ hệ thống OXPHOS KẾT LUẬN Ty thể có tất tế bào, nhiều hay tuỳ theo tế bào ATP tạo sử dụng cho hoạt động tế bào: (1) vận chuyển chất qua màng tế bào (vận chuyển chủ động); (2) sinh tổng hợp chất (3) thực công học (co cơ, cử động tế bào di động tinh trùng…) Khi xuất tinh, tinh trùng tồn chúng phải có thay đổi tích cực để thực chức tiếp cận với trứng Các chứng cho thấy tinh trùng có trình chuyển hóa hiệu để tồn nguồn 18 lượng khác OXPHOS trình cung cấp lượng cho hoạt động Tính linh hoạt quan trọng giúp đảm bảo thành công thụ tinh TÀI LIỆU THAM KHẢO Aknin‐Seifer, I E., Touraine, R L., Lejeune, H., Jimenez, C., Chouteau, J., SiVroi, J P., McElreavey, K., Bienvenu, T., Patrat, C., and Levy, R (2005) Is the CAG repeat of mitochondrial DNA polymerase gamma (POLG) associated with male infertility? A multicentre French study Hum Reprod 20, 736–740 Auger, J., Ronot, X., and Dadoune, J P (1989) Human sperm mitochondrial function related to motility: A flow and image cytometric assessment J Androl 10, 439–448 19 Auger, J., Leonce, S., Jouannet, P., and Ronot, X (1993) Flow cytometric sorting of living, highly motile human spermatozoa based on evaluation of their mitochondrial activity J Histochem Cytochem 41, 1247–1251 Baccetti, B., Selmi, M G., and Soldani, P (1984) Morphogenesis of ‘decapitated’ spermatozoa in a man J Reprod Fertil 70, 395–397 Baradi, A F., and Rao, N S (1979) On the development of midpiece mitochondria of mouse spermatozoa Cell Tissue Res 199, 349–352 Boussouar, F., and Benahmed, M (2004) Lactate and energy metabolism in male germ cells Trends Endocrinol Metab 15, 345–350 Breitbart, H., Mayevsky, A., and Nass‐Arden, L (1989) Molecular mechanisms of gossypol action on sperm motility Int J Biochem 21, 1097– 1102 Brown, G C (1995) Nitric oxide regulates mitochondrial respiration and cell functions by inhibiting cytochrome oxidase FEBS Lett 369, 136–139 Brusco, A., Michielotto, C., Gatta, V., Foresta, C., Matullo, G., Zeviani, M., Ferrari, G., Dragone, E., Calabrese, G., Rossato, M., Stuppia, L., and Migone, N (2006) The polymorphic polyglutamine repeat in the mitochondrial DNA polymerase gamma gene is not associated with oligozoospermia J Endocrinol Invest 29, – 10 Bunch,D.O.,Welch,J.E.,Magyar,P.L.,Eddy,E.M.,andO’Brien,D.A (1998).Glyceraldehyde 3‐phosphate dehydrogenase‐S protein distribution during mouse spermatogenesis Biol Reprod 58, 834–841 11 Burgos, C., Maldonado, C., Gerez de Burgos, N M., Aoki, A., and Blanco, A (1995) Intracellular localization of the testicular and sperm‐specific lactate dehydrogenase isozyme C4 in mice Biol Reprod 53, 84–92 12 Cardullo,R.A.,andBaltz,J.M (1991).Metabolicregulationinmammaliansperm:Mitochondrial volume determines sperm length and flagellar beat frequency Cell Motil Cytoskeleton 19 , 180–188 13 Cieciura, L., and Klimek, I (1988) Stereological studies on germ cell mitochondria of rat during spermatogenesis and spermiogenesis Folia Histochem Cytobiol 26, 177–183 de Lamirande, E., and Gagnon, C (1992) Reactive oxygen species and human spermatozoa II Depletion of adenosine triphosphate plays an important role in the inhibition of sperm motility J Androl 13, 379–386 20 14 De Martino, C., Floridi, A., Marcante, M L., Malorni, W., Scorza Barcellona, P., Bellocci, M., and Silvestrini, B (1979) Morphological, histochemical and biochemical studies on germ cell mitochondria of normal rats Cell Tissue Res 196, 1–22 15 Dickens, C J., Maguiness, S D., Comer, M T., Palmer, A., Rutherford, A J., and Leese, H J (1995) Human tubal fluid: Formation and composition during vascular perfusion of the fallopian tube Hum Reprod 10, 505–508 16 Diez‐Sanchez, C., Ruiz‐Pesini, E., Lapena, A C., Montoya, J., Perez‐Martos, A., Enriquez, J A., and Lopez‐Perez, M J (2003a) Mitochondrial DNA content of human spermatozoa Biol Reprod 68, 180–185 17 Diez‐Sanchez, C., Ruiz‐Pesini, E., Montoya, J., Perez‐Martos, A., Enriquez, J A., and LopezPerez, M J (2003b) Mitochondria from ejaculated human spermatozoa not synthesize proteins FEBS Lett 553, 205–208 18 Donnelly, E T., O’Connell, M., McClure, N., and Lewis, S E (2000) Differences in nuclear DNA fragmentation and mitochondrial integrity of semen and prepared human spermatozoa Hum Reprod 15, 1552–1561 19 Dreanno, C., Cosson, J., Suquet, M., Seguin, F., Dorange, G., and Billard, R (1999) Nucleotide content, oxidative phosphorylation, morphology, and fertilizing capacity of turbot (Psetta maxima) spermatozoa during the motility period Mol Reprod Dev 53 , 230–243 20 Enriquez, J A., Fernandez‐Silva, P., and Montoya, J (1999) Autonomous regulation in mammalian mitochondrial DNA transcription Biol Chem 380, 737–747 21 Evenson, D P., Darzynkiewicz, Z., and Melamed, M R (1982) Simultaneous measurement by flow cytometry of sperm cell viability and mitochondrial membrane potential related to cell motility J Histochem Cytochem 30, 279–280 22 Fernandez‐Silva, P., Enriquez, J A., and Montoya, J (2003) Replication and transcription of mammalian mitochondrial DNA Exp Physiol 88, 41–56 23 Folgero, T., Bertheussen, K., Lindal, S., Torbergsen, T., and Oian, P (1993) Mitochondrial disease and reduced sperm motility Hum Reprod 8, 1863–1868 24 Ford, W C (2006) Glycolysis and sperm motility: Does a spoonful of sugar help the flagellum go round? Hum Reprod Update 12, 269–274 25 Ford, W C., and Harrison, A (1981) The role of oxidative phosphorylation in the generation of ATP in human spermatozoa J Reprod Fertil 63, 271–278 21 26 Galantino‐Homer, H L., Florman, H M., Storey, B T., Dobrinski, I., and Kopf, G S (2004) Bovine sperm capacitation: Assessment of phosphodiesterase activity and intracellular alkalinization on capacitation‐associated protein tyrosine phosphorylation Mol Reprod Dev 67, 487–500 27 Garbers, D L., First, N L., Sullivan, J J., and Lardy, H A (1971) Stimulation and maintenance of ejaculated bovine spermatozoan respiration and motility by caVeine Biol Reprod 5, 336–339 28 Gardner, D K., Lane, M., Calderon, I., and Leeton, J (1996) Environment of the preimplantation human embryo in vivo: Metabolite analysis of oviduct and uterine fluids and metabolism of cumulus cells Fertil Steril 65, 349–353 29 Gerez de Burgos, N M., Gallina, F., Burgos, C., and Blanco, A (1994) Effect of L‐malate on pyruvate dehydrogenase activity of spermatozoa Arch Biochem Biophys 308, 520–524 30 Giles, R E., Blanc, H., Cann, H M., and Wallace, D C (1980) Maternal inheritance of human mitochondrial DNA Proc Natl Acad Sci USA 77, 6715– 6719 31 Ginsberg, L., and Hillman, N (1974) Meiotic drive in tn‐bearing mouse spermatozoa: A relationship between aerobic respiration and transmission frequency J Reprod Fertil 38, 157–163 32 Gopalkrishnan, K., Padwal, V., D’Souza, S., and Shah, R (1995) Severe asthenozoospermia: A structural and functional study Int J Androl 18(Suppl 1), 67–74 33 Gravance, C G., Garner, D L., Miller, M G., and Berger, T (2001) Fluorescent probes and flow cytometry to assess rat sperm integrity and mitochondrial function Reprod Toxicol 15, 5–10 34 Grootegoed, J A., Jansen, R., and Van der Molen, H J (1984) The role of glucose, pyruvate and lactate in ATP production by rat spermatocytes and spermatids Biochim Biophys Acta 767, 248–256 35 Haas, G G., Jr., and Beer, A E (1986) Immunologic influences on reproductive biology: Sperm gametogenesis and maturation in the male and female genital tracts Fertil Steril 46, 753–766 36 Halangk, W., and Bohnensack, R (1986) Quantification of sperm motility by a turbidimetric assay Correlation to cellular respiration Biomed Biochim Acta 45, 331–341 22 37 Halangk, W., Bohnensack, R., Frank, K., and Kunz, W (1985a) EVect of various substrates on mitochondrial and cellular energy state of intact spermatozoa Biomed Biochim Acta 44, 411–420 38 Halangk, W., Bohnensack, R., and Kunz, W (1985b) Interdependence of mitochondrial ATP production and extramitochondrial ATP utilization in intact spermatozoa Biochim Biophys Acta 808, 316–322 39 Halangk, W., Troger, U., and Bohnensack, R (1990) Quantification of aerobic energy turnover in epididymal bull spermatozoa Biochim Biophys Acta 1015, 243–247 40 Harris, S E., Gopichandran, N., Picton, H M., Leese, H J., and Orsi, N M (2005) Nutrient concentrations in murine follicular fluid and the female reproductive tract Theriogenology 64, 992–1006 41 Hess, R A., Miller, L A., Kirby, J D., Margoliash, E., and Goldberg, E (1993) Immunoelectron microscopic localization of testicular and somatic cytochromes c in the seminiferous epithelium of the rat Biol Reprod 48, 1299– 1308 42 Holstein, A F., Schill, W B., and Breucker, H (1986) Dissociated centriole development as a cause of spermatid malformation in man J Reprod Fertil 78, 719–725 43 Huttemann, M., Jaradat, S., and Grossman, L I (2003) Cytochrome c oxidase of mammals contains a testes‐specific isoform of subunit VIb—the counterpart to testes‐specific cytochrome c? Mol Reprod Dev 66, 8–16 44 Jensen, M., LeVers, H., Petersen, J H., Nyboe Andersen, A., Jorgensen, N., Carlsen, E., Jensen, T K., Skakkebaek, N E., and Rajpert‐De Meyts, E (2004) Frequent polymorphism of the mitochondrial DNA polymerase gamma gene (POLG) in patients with normal spermiograms and unexplained subfertility Hum Reprod 19, 65–70 45 Jones, A R (1997) Metabolism of lactate by mature boar spermatozoa Reprod Fertil Dev , 227–232 46 Jones, A R (1998) Chemical interference with sperm metabolic pathways J Reprod Fertil Suppl 53, 227–234 47 Jones, R C., and Murdoch, R N (1996) Regulation of the motility and metabolism of spermatozoa for storage in the epididymis of eutherian and marsupial mammals Reprod Fertil Dev 8, 553–568 23 48 Jutte, N H., Jansen, R., Grootegoed, J A., Rommerts, F F., and van der Molen, H J (1983) FSH stimulation of the production of pyruvate and lactate by rat Sertoli cells may be involved in hormonal regulation of spermatogenesis J Reprod Fertil 68, 219–226 49 Kao, S., Chao, H T., and Wei, Y H (1995) Mitochondrial deoxyribonucleic acid 4977‐bp deletion is associated with diminished fertility and motility of human sperm Biol Reprod 52, 729–736 50 Kao, S H., Chao, H T., Liu, H W., Liao, T L., and Wei, Y H (2004) Sperm mitochondrial DNA depletion in men with asthenospermia Fertil Steril 82, 66–73 51 Kim, I C., Waller, D P., Marcelle, G B., Cordell, G A., Fong, H H., Pirkle, W H., Pilla, L., and Matlin, S A (1984) Comparative in vitro spermicidal effects of (þ/)‐gossypol, (þ)‐gossypol, ()‐gossypol and gossypolone Contraception 30, 253–259 52 Kramer, R Y., Garner, D L., Bruns, E S., Ericsson, S A., and Prins, G S (1993) Comparison of motility and flow cytometric assessments of seminal quality in fresh, 24‐hour extended and cryopreserved human spermatozoa J Androl 14, 374–384 53 Kroemer, G., Zamzami, N., and Susin, S A (1997) Mitochondrial control of apoptosis Immunol Today 18, 44–51 54 Krzyzosiak, J., Molan, P., and Vishwanath, R (1999) Measurements of bovine sperm velocities under true anaerobic and aerobic conditions Anim Reprod Sci 55, 163–173 55 Marchetti, C., Obert, G., DeVosez, A., Formstecher, P., and Marchetti, P (2002) Study of mitochondrial membrane potential, reactive oxygen species, DNA fragmentation and cell viability by flow cytometry in human sperm Hum Reprod 17, 1257–1265 56 Max, B (1992) This and that: Hair pigments, the hypoxic basis of life and the Virgilian journey of the spermatozoon Trends Pharmacol Sci 13, 272–276 57 May‐Panloup, P., Chretien, M F., Savagner, F., Vasseur, C., Jean, M., Malthiery, Y., and Reynier, P (2003) Increased sperm mitochondrial DNA content in male infertility Hum Reprod 18, 550–556 58 McKinney, K A., Boyle, P., and Thompson, W (1995) Effect of glyceryl trinitrate on sperm motility and lipid peroxidation in normozoospermic men Int J Androl 18, 307–312 24 59 Miki, K., Qu, W., Goulding, E H., Willis, W D., Bunch, D O., Strader, L F., Perreault, S D., Eddy, E M., and O’Brien, D A (2004) Glyceraldehyde 3‐ phosphate dehydrogenase‐S, a sperm‐specific glycolytic enzyme, is required for sperm motility and male fertility Proc Natl Acad Sci USA 101, 16501–16506 60 Mita, M., Price, J M., and Hall, P F (1982) Stimulation by follicle‐ stimulating hormone of synthesis of lactate by Sertoli cells from rat testis Endocrinology 110, 1535–1541 61 Montiel‐Sosa, F., Ruiz‐Pesini, E., Enriquez, J A., Marcuello, A., Diez‐ Sanchez, C., Montoya, J., Wallace, D C., and Lopez‐Perez, M J (2006) DiVerences of sperm motility in mitochondrial DNA haplogroup U sublineages Gene 368C, 21–27 62 Mundy, A J., Ryder, T A., and Edmonds, D K (1995) Asthenozoospermia and the human sperm mid‐piece Hum Reprod 10, 116–119 63 Narisawa, S., Hecht, N B., Goldberg, E., Boatright, K M., Reed, J C., and Millan, J L (2002) Testis‐specific cytochrome c‐null mice produce functional sperm but undergo early testicular atrophy Mol Cell Biol 22, 5554–5562 64 Nichol, R., Hunter, R H., Gardner, D K., Leese, H J., and Cooke, G M (1992) Concentrations of energy substrates in oviductal fluid and blood plasma of pigs during the peri‐ovulatory period J Reprod Fertil 96, 699–707 65 Nowakowska, D., Kurnatowska, A., Stray‐Pedersen, B., and Wilczynski, J (2004) Species distribution and influence of glycemic control on fungal infections in pregnant women with diabetes J Infect 48, 339–346 66 Pascual, M L., Cebrian‐Perez, J A., Lopez‐Perez, M J., and Muino‐Blanco, T (1996) Shortterm inhibition of the energy metabolism aVects motility but not surface properties of sperm cells Biosci Rep 16, 35–40 67 Perotti, M E., Giarola, A., and Gioria, M (1981) Ultrastructural study of the decapitated sperm defect in an infertile man J Reprod Fertil 63, 543–549 68 Petit, J M., Ratinaud, M H., Cordelli, E., Spano, M., and Julien, R (1995) Mouse testis cell sorting according to DNA and mitochondrial changes during spermatogenesis Cytometry 19, 304–312 69 Pilkis, S J., and Granner, D K (1992) Molecular physiology of the regulation of hepatic gluconeogenesis and glycolysis Annu Rev Physiol 54, 885–909 70 Rikmenspoel, R (1965) The inhibition by amytal of respiration and motility of bull spermatozoa Exp Cell Res 37, 312–326 25 71 Ronot, X., and Auger, J (1990) Flow and image cytometry for quality assessment of fresh and frozen human sperm samples Anal Cell Pathol 2, 313– 322 72 Rovio, A T., Marchington, D R., Donat, S., Schuppe, H C., Abel, J., Fritsche, E., Elliott, D J., Laippala, P., Ahola, A L., McNay, D., Harrison, R F., Hughes, B., et al (2001) Mutations at the mitochondrial DNA polymerase (POLG) locus associated with male infertility Nat Genet 29, 261–262 73 Ruiz‐Pesini, E., Diez, C., Lapena, A C., Perez‐Martos, A., Montoya, J., Alvarez, E., Arenas, J., and Lopez‐Perez, M J (1998) Correlation of sperm motility with mitochondrial enzymatic activities Clin Chem 44, 1616–1620 74 Ruiz‐Pesini, E., Lapena, A C., Diez‐Sanchez, C., Perez‐Martos, A., Montoya, J., Alvarez, E., Diaz, M., Urries, A., Montoro, L., Lopez‐Perez, M J., and Enriquez, J A (2000) Human mtDNA haplogroups associated with high or reduced spermatozoa motility Am J Hum Genet 67, 682–696 75 Ruiz‐Pesini, E., Mishmar, D., Brandon, M., Procaccio, V., and Wallace, D C (2004) EVects of purifying and adaptive selection on regional variation in human mtDNA Science 303 , 223–226 76 Saunders, P T., Millar, M R., West, A P., and Sharpe, R M (1993) Mitochondrial cytochrome C oxidase II messenger ribonucleic acid is expressed in pachytene spermatocytes at high levels and in a stage‐dependent manner during spermatogenesis in the rat Biol Reprod 48, 57–67 77 Sawane, M V., Kaore, S B., Gaikwad, R D., Patil, P M., Patankar, S S., and Deshkar, A M (2002) Seminal LDH‐C4 isoenzyme and sperm mitochondrial activity: A study in male partners of infertile couples Indian J Med Sci 56, 560–566 78 Spiropoulos, J., Turnbull, D M., and Chinnery, P F (2002) Can mitochondrial DNA mutations cause sperm dysfunction? Mol Hum Reprod 8, 719–721 79 Sutovsky, P., Moreno, R D., Ramalho‐Santos, J., Dominko, T., Simerly, C., and Schatten, G (1999) Ubiquitin tag for sperm mitochondria Nature 402, 371– 372 80 Sylvester, S R., and Griswold, M D (1994) The testicular iron shuttle: A ‘‘nurse’’ function of the Sertoli cells J Androl 15, 381–385 26 81 Tanaka, H., Kohroki, J., Iguchi, N., Onishi, M., and Nishimune, Y (2002) Cloning and characterization of a human orthologue of testis‐specific succinyl CoA: 3‐Oxo acid CoA transferase (Scot‐t) cDNA Mol Hum Reprod 8, 16–23 82 Tanaka, H., Takahashi, T., Iguchi, N., Kitamura, K., Miyagawa, Y., Tsujimura, A., Matsumiya, K., Okuyama, A., and Nishimune, Y (2004) Ketone bodies could support the motility but not the acrosome reaction of mouse sperm Int J Androl 27, 172–177 83 Tay, J I., Rutherford, A J., Killick, S R., Maguiness, S D., Partridge, R J., and Leese, H J (1997) Human tubal fluid: Production, nutrient composition and response to adrenergic agents Hum Reprod 12, 2451–2456 84 Toyama, Y., Kazama, T., Fuse, H., and Katayama, T (1995) A case of decapitated spermatozoa in an infertile man Andrologia 27, 165–170 85 Trifunovic, A., Wredenberg, A., Falkenberg, M., Spelbrink, J N., Rovio, A T., Bruder, C E., Bohlooly, Y M., Gidlof, S., Oldfors, A., Wibom, R., Tornell, J., Jacobs, H T., et al (2004) Premature ageing in mice expressing defective mitochondrial DNA polymerase Nature 429, 417–423 86 Troiano, L., Granata, A R., Cossarizza, A., Kalashnikova, G., Bianchi, R., Pini, G., Tropea, F., Carani, C., and Franceschi, C (1998) Mitochondrial membrane potential and DNA stainability in human sperm cells: A flow cytometry analysis with implications for male infertility Exp Cell Res 241, 384–393 87 Weinberg, J B., Doty, E., Bonaventura, J., and Haney, A F (1995) Nitric oxide inhibition of human sperm motility Fertil Steril 64, 408–413 88 Windsor, D P (1997) Mitochondrial function and ram sperm fertility Reprod Fertil Dev , 279–284 89 WHO (1999) ‘‘World Health Organization Laboratory Manual for the Examination of Human Semen and Semen‐Cervical Mucus Interaction,’’ p 138 The Press Syndicate Cambridge, Cambridge 27 [...]... and sperm motility: Does a spoonful of sugar help the flagellum go round? Hum Reprod Update 12, 269–274 25 Ford, W C., and Harrison, A (1981) The role of oxidative phosphorylation in the generation of ATP in human spermatozoa J Reprod Fertil 63, 271–278 21 26 Galantino‐Homer, H L., Florman, H M., Storey, B T., Dobrinski, I., and Kopf, G S (2004) Bovine sperm capacitation: Assessment of phosphodiesterase... Cell Motil Cytoskeleton 19 , 180–188 13 Cieciura, L., and Klimek, I (1988) Stereological studies on germ cell mitochondria of rat during spermatogenesis and spermiogenesis Folia Histochem Cytobiol 26, 177–183 de Lamirande, E., and Gagnon, C (1992) Reactive oxygen species and human spermatozoa II Depletion of adenosine triphosphate plays an important role in the inhibition of sperm motility J Androl 13,... living, highly motile human spermatozoa based on evaluation of their mitochondrial activity J Histochem Cytochem 41, 1247–1251 4 Baccetti, B., Selmi, M G., and Soldani, P (1984) Morphogenesis of ‘decapitated’ spermatozoa in a man J Reprod Fertil 70, 395–397 5 Baradi, A F., and Rao, N S (1979) On the development of midpiece mitochondria of mouse spermatozoa Cell Tissue Res 199, 349–352 6 Boussouar, F., and... and van der Molen, H J (1983) FSH stimulation of the production of pyruvate and lactate by rat Sertoli cells may be involved in hormonal regulation of spermatogenesis J Reprod Fertil 68, 219–226 49 Kao, S., Chao, H T., and Wei, Y H (1995) Mitochondrial deoxyribonucleic acid 4977‐bp deletion is associated with diminished fertility and motility of human sperm Biol Reprod 52, 729–736 50 Kao, S H., Chao,... spermatozoa Biochim Biophys Acta 1015, 243–247 40 Harris, S E., Gopichandran, N., Picton, H M., Leese, H J., and Orsi, N M (2005) Nutrient concentrations in murine follicular fluid and the female reproductive tract Theriogenology 64, 992–1006 41 Hess, R A., Miller, L A., Kirby, J D., Margoliash, E., and Goldberg, E (1993) Immunoelectron microscopic localization of testicular and somatic cytochromes c in the. .. spermatozoa do not synthesize proteins FEBS Lett 553, 205–208 18 Donnelly, E T., O Connell, M., McClure, N., and Lewis, S E (2000) Differences in nuclear DNA fragmentation and mitochondrial integrity of semen and prepared human spermatozoa Hum Reprod 15, 1552–1561 19 Dreanno, C., Cosson, J., Suquet, M., Seguin, F., Dorange, G., and Billard, R (1999) Nucleotide content, oxidative phosphorylation, morphology,... S., Ericsson, S A., and Prins, G S (1993) Comparison of motility and flow cytometric assessments of seminal quality in fresh, 24‐hour extended and cryopreserved human spermatozoa J Androl 14, 374–384 53 Kroemer, G., Zamzami, N., and Susin, S A (1997) Mitochondrial control of apoptosis Immunol Today 18, 44–51 54 Krzyzosiak, J., Molan, P., and Vishwanath, R (1999) Measurements of bovine sperm velocities... Is the CAG repeat of mitochondrial DNA polymerase gamma (POLG) associated with male infertility? A multicentre French study Hum Reprod 20, 736–740 2 Auger, J., Ronot, X., and Dadoune, J P (1989) Human sperm mitochondrial function related to motility: A flow and image cytometric assessment J Androl 10, 439–448 19 3 Auger, J., Leonce, S., Jouannet, P., and Ronot, X (1993) Flow cytometric sorting of living,... fertilizing capacity of turbot (Psetta maxima) spermatozoa during the motility period Mol Reprod Dev 53 , 230–243 20 Enriquez, J A., Fernandez‐Silva, P., and Montoya, J (1999) Autonomous regulation in mammalian mitochondrial DNA transcription Biol Chem 380, 737–747 21 Evenson, D P., Darzynkiewicz, Z., and Melamed, M R (1982) Simultaneous measurement by flow cytometry of sperm cell viability and mitochondrial... spermatogenesis Cytometry 19, 304–312 69 Pilkis, S J., and Granner, D K (1992) Molecular physiology of the regulation of hepatic gluconeogenesis and glycolysis Annu Rev Physiol 54, 885–909 70 Rikmenspoel, R (1965) The inhibition by amytal of respiration and motility of bull spermatozoa Exp Cell Res 37, 312–326 25 71 Ronot, X., and Auger, J (1990) Flow and image cytometry for quality assessment of fresh and frozen