肌酸磷酸和肌酸磷酸激酶在精子运动中的作用

人精子中的肌酸含量

Huszar等人测定了34份正常男性精液和23份少精子症患者精液标本中肌酸的含量,前者精子浓度为(56±6.6)×106/ml,后者为(10.5±0.9)×106/ml。肌酸含量分别为(0.86±1.1)和(5.26±2.31)mmol/106精子,P=0.02,二者之间肌酸的水平有6倍的差异。

肌酸磷酸对精子运动的作用

Huszar等人发现将肌酸磷酸(creatine phosphate)加入到精子培养液中,能显著增加精子的活力和前向运动能力,同时发现肌酸磷酸的这一作用与钙离子内流无关。

我们对冷冻复苏后精液加入肌酸磷酸后在0、60、120、180min观察发现肌酸磷酸有延长精子在体外活动的时间及存活时间,延缓精子活率和存活率的快速下降。

精子中肌酸磷酸激酶的活力

精子中有两种肌酸磷酸激酶(CK)异构体,即CKM和CKB,Huszar等人(1985年)建立人精子CK的检测方法后,测定了180份人精子中CK的活性,发现精子浓度大于30×106/ml,CK活力为(0.106± 0.09)IU/108精子;精子浓度小于10×106/ml,CK活力为(2.24±4.6)IU/108精子;精子浓度为10~20× 106/ml,CK活力为(2.24±0.46)IU/108精子,提示少精子症组精子CK活力显著高于精子数目正常组。他们将90份精液标本根据精子活率不同分为3组,活率分别为<30%、30%~45%和>45%,测得CK活力分别为(0.10±0.03)、(0.19±0.06)和(0.13±0.01)IU/108精子,提示精子活率与CK活力之间没有显著性差异。

肌酸和肌酸磷酸的穿梭作用

尽管精子原地运动和作前向运动都需要消耗ATP,肌酸磷酸(CP)和肌酸磷酸激酶(CK)在精子运动功能中对ATP的生成与利用起十分重要的作用。在位于精子尾部中段的线粒体和中部以下的部位,肌酸磷酸激酶加速磷酸的转移是一种被称为肌酸磷酸穿梭作用的机制为精子提供所需ATP(下图),CP的穿梭概念和肌酸磷酸激酶的关键作用已在海胆和鸡的精子中证实。

 精子中肌酸磷酸穿梭模型

精子中肌酸磷酸穿梭模型

有学者将肌酸磷酸激酶视为精子能量生成转移和利用的关键酶。提出的假设理论认为,与肌组织类似,肌酸磷酸激酶是能量运输和再生的工具。Fakih等人(1986年)的实验表明,CP对离体精子的活率和运动速度均有正性作用,CP是肌酸磷酸激酶发挥作用的重要底物。CP在能量方面对精子的作用机制是在线粒体部位,肌酸与ATP在酶的作用下,ATP变成ADP,肌酸与ATP脱下来的磷酸结合形成磷酸肌酸,后者带至精子尾部,脱去磷酸,转变成肌酸,肌酸又扩散到线粒体部位与ATP再次生成肌酸磷酸。在精子尾部脱下的高能磷酸键与ADP生成ATP,后者在纤维蛋白ATP酶的作用下释放ADP和供精子运动的能量。肌酸磷酸激酶在肌酸的穿梭作用中起重要作用。

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