Download (BIOQUIMICA)_Libro_-_capitulo_20_bioquimica_semen

CAPÍTULO 20
METABOLISMO DEL SEMEN
20.1 COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DEL PLASMA SEMINAL
Antes de estudiar la composición bioquímica del plasma seminal y del nemaspermo
debemos hacer referencia, a manera de introducción, del origen de estos elementos. El
semen o eyaculado contiene las células reproductoras masculinas, conocidas por
nemaspermos o espermatozoides, los cuales se desarrollan en los tubos seminíferos
del testículo y se almacenan en el epidídimo, y el plasma seminal proviene de las
glándulas accesorias.
El nemaspermo constituye la parte principal del semen y el mismo contiene el DNA
portador del material genético paterno para la formación del futuro ser, mientras que el
plasma sirve como vehículo, proporcionando la fuente de energía y protección del
mismo.
La composición bioquímica del plasma seminal es muy variada y dependen del tipo de
eyaculado, ya sea del tipo uterino o vaginal. En general existen en el plasma, proteínas,
glúcidos, lípidos, minerales, enzimas y otros muchos componentes; mientras el
nemaspermo, como toda célula, contiene diferentes proteínas, poliglúcidos, lípidos
complejos, minerales, vitaminas, ácidos nucleicos y otros elementos más.
Los estudios electroforéticos del plasma seminal han identificado diferentes fracciones
proteicas tanto del tipo de las seroalbúminas como seroglobulinas. Parece ser que la
alfa globulina es la fracción principal, aunque existen beta globulinas e inclusive gamma
globulinas aunque en concentraciones muy bajas. Se encuentra también lipoproteínas
y glucoproteínas. Es de señalar la existencia de algunos péptidos y gran cantidad de
aminoácidos de todos los tipos.
En conclusión el plasma seminal puede contener del 3 al 8% de proteínas. También
existen compuestos nitrogenados no proteicos representados por la urea y otros
componentes. Es de señalar que el contenido de NNP se incrementa con el tiempo de
eyaculado.
El contenido de lípidos del plasma es escaso y se trata sobre todo de fosfolípidos
estando presentes lecitinas y cefalinas. También está presente el colesterol libre o
esterificado.
En cuanto a los glúcidos presentes en el plasma seminal se destaca el caso de la
fructosa que prevalece en el semen del toro, del hombre y del morueco, mientras en
otras especies predomina la glucosa como es el caso de las aves.
La concentración de fructosa en el semen del toro puede llegar a más de 500 mg %.
Esta fructosa tiene su origen en la glucosa sanguínea siendo aportada por la vesícula
seminal a partir de su nivel de glucógeno.
El plasma seminal contiene también muchas enzimas y gran cantidad de sustancias
orgánicas, destacando dentro de ellas el ácido cítrico.
En el plasma seminal se encuentran gran cantidad de minerales entre los que se
destacan el cloro, el sodio, el potasio, calcio, fósforo y magnesio y otros micro
elementos, también como Fe, Zn, Cu, Co, etc. Estos minerales cumplen numerosas
funciones, entre otras la regulación de la presión osmótica, la activación enzimática y el
caso del fósforo ligado a la captación de energía junto al AMP, ADP y ATP.
Por último se encuentran en el plasma seminal numerosas vitaminas, tales como, ácido
nicotínico, inositol, ácido pantoténico y otras vitaminas.
Es de señalar la gran cantidad de vitamina C, (ácido ascórbico) presente en el plasma
que puede alcanzar valores de hasta 8 mg % manteniendo una estrecha relación con la
fertilidad del semen. La concentración acuosa varía mucho con la especie y va desde el
85% hasta el 97%.
A manera de resumen damos la constitución del semen de varias especies en la tabla
20.1.
TABLA 20.1 Constitución del semen de varias especies.
20.2. CONSTITUCIÓN BIOQUIMICA DEL NEMASPERMO
Pasemos a continuación a considerar la constitución química del nemaspermo en sus
aspectos más esenciales, pues, como es de suponer toda una serie de compuestos
característicos de todas las células están presentes también en el nemaspermo. Así
vemos que contiene un grupo numeroso de proteínas, sistemas enzimáticos complejos,
glúcidos, lípidos, lipoproteínas, minerales, ácidos nucleicos y vitaminas.
En su membrana, el nemaspermo contiene proteínas de tipo de las queratinas con gran
cantidad de histidina, arginina y aminoácidos azufrados, mientras la membrana nuclear
es rica en fosfolípidos y lipoproteínas.
En la cabeza del nemaspermo existe gran cantidad de ácido desoxirribonucleico (DNA)
que constituye el material portador de la información genética. El DNA del nemaspermo
es el 50% del contenido de las demás células.
En la superficie de la cabeza o capuchón cefálico está presente en cantidades
apreciables la enzima hialuronidasa, enzima que hidroliza el ácido hialurónico presente
en las estructuras celulares de la membrana del óvulo.
En la cola del nemaspermo se encuentra un lípido complejo, el plasmalógeno en
proporciones bastante elevadas.
Este fosfolípido está formado por un ácido graso, un aldehído de ácido graso, glicerol,
fósforo y colina. Este plasmalógeno es un sustrato de primer orden en el proceso de la
respiración del nemaspermo. Las fibrillas de la cola tienen constitución proteica
principalmente.
20.3 METABOLISMO DEL NEMASPERMO
La observación del eyaculado al microscopio muestra a los nemaspermos con una
motilidad característica, la cual es indicativa de su extenso metabolismo. En efecto,
esas células especializadas para la reproducción poseen, al igual que todas las demás
células, su propio metabolismo, el cual tiene como objetivo principal la síntesis de ATP
como fuente de energía directa para el trabajo celular mecánico, conocido el intenso
movimiento de las mismas.
El metabolismo de los nemaspermos, al igual que otras vías metabólicas analizadas,
puede transcurrir por vías aerobias y por vías anaerobias.
El metabolismo aerobio requiere, por supuesto, del aporte de oxígeno y se realiza con
la participación directa de la cadena respiratoria y del ciclo de Krebs y recibe el nombre
genérico de respiración. El metabolismo anaerobio sigue rutas similares a las ya
estudiadas en otros capítulos como la ruta de Meyerhoff y se conoce como fructolisis,
por ser la fructosa el principal carbohidrato usado en esta vía. Pasemos a continuación
a reseñar los aspectos más significativos de ambos procesos.
En presencia de oxigeno el nemaspermo puede oxidar diferentes sustratos para
obtener energía (ATP). Los principales sustratos de estas vías son el plasmalógeno
(que contiene ácido graso), aminoácidos, glucosa, glicerina y otros productos de sus
reservas celulares. Todos estos compuestos siguen vías similares a las ya estudiadas,
conducentes todas a productos que, por medio del ciclo de Krebs, se oxidan a CO 2
liberando NADH2 y FADH2 para la síntesis de ATP. Es de señalar que la reserva de
materiales oxidables del nemaspermo es muy limitada, por ello el metabolismo aerobio
(respiración) del mismo también es limitado. Este metabolismo se estimula por la
presencia de O2
Existen pruebas de que los nemaspermos poseen numerosas enzimas del ciclo de
Krebs y el sistema de la citocromo oxidasa, así como numerosos intermediarios del
ciclo de Krebs, por ello estas vías son opciones posibles con vista a la obtención de
ATP.
El metabolismo anaerobio del nemaspermo es conocido como fructolisis, por ser la
fructosa el principal producto metabolizado bajo esta condición. La fructosa proviene
del plasma seminal, el cual, como ya señalamos, es muy rico en esta hexosa, sobre
todo en el caso del toro, siendo sintetizada a partir del glucógeno (Figura 20.1)
La fructolisis es en esencia un mecanismo similar a la glucólisis anaerobia pero a partir
de la fructosa. La vía transcurre a partir de la fosforilación de la fructosa por la
fructocinasa. Por la vía de Meyerhoff se produce ácido pirúvico el cual es reducido a
láctico (Figura 20.2).
La vía de la fructolisis produce como balance final dos ATP, por cuanto en la etapa
inicial se gastan dos ATP y posteriormente en las demás etapas, que deben
considerarse dobles pues se producen dos triosas a partir de la fructosa, se producen
cuatro ATP.
La eficiencia energética de esta vía es muy poca siendo necesario metabolizar grandes
cantidades de fructosa para suplir las necesidades energéticas de nemaspermo.
La cantidad de fructosa que se consume está en relación con la concentración y
vitalidad de los nemaspermos, expresándose por el índice de fructolisis, que representa
al consumo de fructosa por 10 nemaspermos durante una hora a 37°C
Figura 20.2 Frutolisis