Média pro in vitro kapacitaci spermií

Petra Bednářová

Bachelor's thesis

Media for in vitro capacitation

Abstract:

Tato bakalářská práce shromažďuje dosavadní poznatky o kapacitačních médií pro in vitro kapacitaci spermií, u vybraných hospodářských zvířat. Pro pochopení účinku složek jednotlivých médií byly do této práce zahrnuty poznatky o kapacitačních procesech, které určité látky, jako například bikarbonát nebo vápník stimulují. Do kapacitačních procesů se zahrnuje například vystavení plazmatického cholesterolu, vlivem aminofosfolipidové reorganizace membrány. Do kapacitačních znaků se zahrnuje také aktivace proteinkinázy A, která má za následek spuštění dalších signálních drah, které můžou vést k fosforylaci proteinů, jejich tyrosinových residuí, které by mohlo vést k akrozomální reakci a oplodnění oocytu. K dalším účinkům proteinkinázy A, se řadí změna polymerizace aktinu, která je nezbytná pro penetraci oocytu. Aktivovaná proteinkináza A taktéž ovlivňuje některé kinázy a chaperony, které jsou odpovědné za akrozomální reakci. Ke kapacitačním změnám je nutná i iniciace hyperaktivní motility, která napomáhá utvářet sílu potřebnou pro penetraci oocytu. Hyperaktivní motilita je taktéž regulována proteinkinázou A, a stejně jako kapacitační změny v hlavičce spermií, byla iniciována vápníkem a bikarbonátem. V případě in vivo kapacitace, spermie utvářejí ve vejcovodu rezervoár a jsou vystavovány tekutinám vejcovodu. Tyto tekutiny mají různou hodnotu pH, energetického substrátu, v závislosti na živočišném druhu. Také se v tekutině vyskytuje již zmíněný bikarbonát a akceptor cholesterolu HDL (lipoprotein o vysoké hustotě). Oproti tomu, kapacitace in vitro zahrnuje variabilitu kapacitačních médií v závislosti na druhu zvířete. U býčích a kančích spermií bylo osvědčeno již několik modifikovaných médií, avšak hřebčích spermií, například, nebylo prozatím definováno takové kapacitační médium, které by vedlo k následnému úspěšnému oplodnění oocytů.

Abstract:

This bachelor thesis congregates existing knowledge about capacitive media for in vitro capacitance of sperm in selected livestock. To understand the effect of the components of individual media, knowledge about capacitance processes that stimulate certain substances, such as bicarbonate or calcium, was included in this work. Capacitation processes include, for example, exposure to plasma cholesterol due to aminophospholipid membrane reorganization. Capacitatory traits also include protein kinase A activation, which results in the triggering of other signaling pathways that can lead to phosphorylation of proteins, their tyrosine residues, which could lead to an acrosomal response and oocyte fertilization. Other effects of protein kinase A include the change in actin polymerization that is necessary for oocyte penetration. Activated protein kinase A also affects some kinases and chaperones that are responsible for the acrosomal response. Capacitive changes also require the initiation of hyperactive motility, which helps build the force needed for oocyte penetration. Hyperactive motility is also regulated by protein kinase A, and like capacitive changes in the sperm head, it was initiated by calcium and bicarbonate. In the case of in vivo capacitation, sperm form a reservoir in the fallopian tube and are exposed to fallopian tube fluids. These fluids have different pH values, the energy substrate, depending on the animal species. The aforementioned bicarbonate and cholesterol acceptor HDL (high density lipoprotein) are also present in the fluid. In contrast, in vitro capacitance involves the variability of capacitance media depending on the species of animal. Several modified media have been proven in bull and boar sperm, but stallion sperm, for example, have not yet been defined as a capacitive medium that would lead to subsequent successful fertilization of oocytes.

Keywords

kapacitace, média, in vitro, spermie, ejakulát

Keywords

capacitation, media, in vitro, sperm, ejaculate

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Filipa Bubeníčková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Animal Science / Companion Animals