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Previous issue date: 2012-02-16 / The outer membrane of mammalian sperm is covered by the glycocalyx, a layer rich
in carbohydrates which is crucial for the functions and interactions of male
gametes with the extracellular environment. Several factors affect the motility and
functional integrity of sperm, being the damage caused by excessive production of
reactive oxygen species (ROS), an important factor. Lectins are proteins that bind
specifically to carbohydrate residues. These proteins are useful tools for investigating
the distribution and changes of membrane glycoconjugates. Studies have
investigated the oxidative stress in sperm cells, however, to date, no studies have
been conducted to evaluate the effect of plant lectins on oxidative stress
in spermatozoa. The present study aimed to investigate the pattern of binding
and the effects of lectins ConA, extracted from Canavalia ensiformis, ConBol,
extracted from C. boliviana, and ConBr, extracted from C. brasiliensis, on
motility, viability, lipid peroxidation, and ROS generation in bovine sperm. The
three lectins bound to sperm, but with some differences. It was observed that the
lectin ConA did not bind to the equatorial segment located between the acrosomal
cap and post-acrosomal region. In 18% of sperm cells labeled with ConBol there was
not binding in the acrosome region and 45% of ConBr labeled cells showed a
fragmented binding to the sperm head. Sperm incubation with Canavalia lectins
produced a decrease in motility. ConA and ConBr demonstrated a strong effect to
decline motility soon after incubation (13.3 ± 3.3% in both lectins vs. 60 ± 5.7%)
(P<0.05). The lowest motility values found was at the 15 µg/ml concentration after 2h
incubation for ConBr (1.6 ±1.7%). The cell viability and lipid peroxidation were not
affected by any lectin tested (P>0.05). However, ConA, ConBol and ConBr lectins
showed similar behavior causing a increase of ROS production over time compared
with control (P<0.05). In conclusion, this study demonstrates that sperm incubation
with ConA, ConBol and ConBr lectins induce a decrease in motility and an increase
generation of ROS that can led to a spermatozoon dysfunction. / A membrana externa dos espermatozoides de mamíferos é coberta pelo glicocálice,
uma camada rica em carboidratos que é crucial para as funções e interações
dos gametas masculinos com o ambiente extracelular. Vários fatores afetam a
motilidade e a integridade funcional dos espermatozoides, sendo o dano causado
pela produção excessiva de espécies reativas de oxigênio (ROS) um importante
fator. Lectinas são proteínas que se ligam de forma especifica a resíduos de
carboidratos. Essas proteínas são ferramentas úteis para a investigação da
distribuição e alteração de glicoconjugados de membrana. Estudos investigaram o
estresse oxidativo em células espermáticas, porém, até o momento, não foram
realizados trabalhos para avaliar o efeito de lectinas vegetais no estresse oxidativo
em espermatozoides. O presente estudo teve por objetivo investigar o padrão de
ligação e os efeitos das lectinas ConA, extraída de Canavalia ensiformis, ConBol,
extraída de C. boliviana, e ConBr, extraída de C. brasiliensis, na motilidade,
viabilidade, peroxidação lipídica, e geração de ROS em espermatozoides bovinos.
Foi observado que as três lectinas se ligaram aos espermatozóides, mas com
algumas diferenças. A lectina ConA não se ligou ao segmento equatorial, localizado
entre a capa acrossomal e a região pós-acrossomal. Em 18% dos espermatozoides
marcados com ConBol não houve ligação da lectina na região do acrossoma. Já em
45% das células marcadas com ConBr houve uma ligação de aspecto fragmentado a
cabeça do espermatozoide. A incubação com as lectinas do gênero Canavalia
produziu um decréscimo na motilidade. ConA e ConBr demonstraram um grande
efeito na diminuição da motilidade espermática logo após a incubação (13.3 ± 3.3%
em ambas as lectinas vs. 60 ± 5.7%) (P<0.05). A motilidade mais baixa ocorreu com
a concentração de 15 µg/ml de ConBr após 2h de incubação (1.6 ±1.7%). A
viabilidade celular e a peroxidação lipídica não foram afetadas por nenhuma das
lectinas testadas (P>0.05). No entanto, as lectinas ConA, ConBol e ConBr
apresentaram comportamento similar causando um aumento na produção de ROS
ao longo do tempo comparado com o controle (P<0.05). Em conclusão, este estudo
demonstra que as lectinas ConA, ConBol e ConBr ligam-se aos carboidratos de
membrana de espermatozoides bovinos e induzem uma diminuição da motilidade e
aumento na geração de ROS, que pode levar a perda da função celular.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpel.edu.br:123456789/1301 |
| Date | 16 February 2012 |
| Creators | Kaefer, Cristian |
| Contributors | CPF:25633015053, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783390T8, Deschamps, João Carlos |
| Publisher | Universidade Federal de Pelotas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFPel, BR, Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPEL, instname:Universidade Federal de Pelotas, instacron:UFPEL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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