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Biochimica et biophysica acta2000Apr05Vol.1464issue(2)

グルコースは、プロトンイオノフォアCCCPによる血漿膜電位の変化の誘導ヒト精子におけるNa(+)、K(+) - ATPase依存性過渡高分極を誘導します。

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

グルコースを剥奪された培地でヒトの精子をインキュベートした場合、グルコースの回復により、血漿膜の一時的な高極性化が引き起こされました。この過分極は、フルクトースによっても誘導されましたが、代謝できない基質である2-デオキシグルコースによっては誘導されませんでした。高分極は、解糖阻害剤であるNAFによって阻害されましたが、ミトコンドリア阻害剤(シアン化物、ロテノン、抗マイシン)によっては阻害され、解糖に依存していることが示唆されました。さらに、高分極は依然として高濃度のKClを含む培地で誘導され、K(+)チャネルブロッカーティーとCl( - )チャネルブロッカーニフルム酸に鈍感でしたが、Ouabainによってブロックされました。これは、グルコース添加時にATPの濃度が増加し、それがNa(+)、K(+) - ATPase活性を増加させることを示唆しました。このポンプは電気形成(2K(+)/3NA(+))であるため、血漿膜は過分極しています。一方、プロトンイオノフォアであるCCCPは、グルコースによって誘導される過分極を阻害しました。CCCPがグルコース処理過分極精子に添加されたとき、電圧依存性カルシウムチャネルの阻害剤であるニッケルに敏感なCa(2+)流入を引き起こす脱分極を引き起こしました。さらに、CCCPは、精子を脱分極する既知の状態であるカルシウムなしで培地でインキュベートされた精子の過分極を引き起こしました。これは、CCCPが膜電位をE(h)に対応する値に変化させることができる原形質膜でプロトン透過性を誘導し、それをクランプすることができ、グルコースによって誘導される高分極を防ぐことができることを示しています。

グルコースを剥奪された培地でヒトの精子をインキュベートした場合、グルコースの回復により、血漿膜の一時的な高極性化が引き起こされました。この過分極は、フルクトースによっても誘導されましたが、代謝できない基質である2-デオキシグルコースによっては誘導されませんでした。高分極は、解糖阻害剤であるNAFによって阻害されましたが、ミトコンドリア阻害剤(シアン化物、ロテノン、抗マイシン)によっては阻害され、解糖に依存していることが示唆されました。さらに、高分極は依然として高濃度のKClを含む培地で誘導され、K(+)チャネルブロッカーティーとCl( - )チャネルブロッカーニフルム酸に鈍感でしたが、Ouabainによってブロックされました。これは、グルコース添加時にATPの濃度が増加し、それがNa(+)、K(+) - ATPase活性を増加させることを示唆しました。このポンプは電気形成(2K(+)/3NA(+))であるため、血漿膜は過分極しています。一方、プロトンイオノフォアであるCCCPは、グルコースによって誘導される過分極を阻害しました。CCCPがグルコース処理過分極精子に添加されたとき、電圧依存性カルシウムチャネルの阻害剤であるニッケルに敏感なCa(2+)流入を引き起こす脱分極を引き起こしました。さらに、CCCPは、精子を脱分極する既知の状態であるカルシウムなしで培地でインキュベートされた精子の過分極を引き起こしました。これは、CCCPが膜電位をE(h)に対応する値に変化させることができる原形質膜でプロトン透過性を誘導し、それをクランプすることができ、グルコースによって誘導される高分極を防ぐことができることを示しています。

When human sperm was incubated in medium deprived of glucose, glucose restoration caused a transient hyperpolarization of the plasma membrane. This hyperpolarization was also induced by fructose but not by 2-deoxyglucose, a substrate that cannot be metabolized. The hyperpolarization was inhibited by NaF, a glycolysis inhibitor, but not by mitochondrial inhibitors (cyanide, rotenone and antimycin), suggesting that it depended on glycolysis. Furthermore, the hyperpolarization was still induced in medium containing a high concentration of KCl and was insensitive to the K(+) channel blocker TEA and the Cl(-) channel blocker niflumic acid, but it was blocked by ouabain. This suggested that upon glucose addition, there was an increase in the concentration of ATP, that in turns increased the Na(+),K(+)-ATPase activity. Since this pump is electrogenic (2K(+)/3Na(+)) the plasma membrane hyperpolarized. On the other hand, CCCP, a proton ionophore, inhibited the hyperpolarization induced by glucose. When CCCP was added to glucose-treated hyperpolarized sperm, it caused a depolarization that triggered a Ca(2+) influx sensitive to nickel, an inhibitor of voltage-dependent calcium channels. Moreover, CCCP caused hyperpolarization in sperm incubated in medium without calcium, a known condition that depolarizes sperm. This indicated that CCCP induced proton permeability in the plasma membrane that was able to change the membrane potential to a value corresponding to the E(H) and that was also able to clamp it, so that it prevented the hyperpolarization induced by glucose.

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