Kinetics of human sperm acrosomal exocytosis

Autores
Sosa, Claudia Marcela; Pavarotti, Martin Alejandro; Zanetti, Maria Natalia; Zoppino, Felipe Carlos Martin; de Blas, Gerardo Andrés; Mayorga, Luis Segundo
Año de publicación
2014
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The acrosome reaction is a unique event in the lifespan of sperm characterized by the exocytosis of the acrosomal content and the release of hybrid vesicles formed by patches of the outer acrosomal membrane and the plasma membrane. This unique regulated exocytosis is mediated by essentially the same membrane fusion machinery present in neuroendocrine cells. However, whereas secretion in neuroendocrine cells occurs in less than a second, the acrosome reaction is normally assessed after several minutes of incubation with inducers. In this report, we measured the kinetics of human sperm exocytosis triggered by two stimuli (calcium ionophore and progesterone) by using electron microscopy and three different approaches based on the incorporation of fluorescent Pisum sativum agglutinin into the acrosome upon opening of fusion pores connecting the extracellular medium with the acrosomal lumen. The results with the different methods are consistent with a slow kinetics (t1/2 = 14 min). We also manipulated the system to measure different steps of the process. We observed that cytosolic calcium increased with a relatively fast kinetics (t1/2 = 0.1 min). In contrast, the swelling of the acrosomal granule that precedes exocytosiswas a slow process (t1/2 = 13 min). Whenswelling wascompleted, the fusion pore opening wasfast (t1/2 = 0.2 min). The results indicate that acrosomal swelling is the slowest step and it determines the kinetics of the acrosome reaction. After the swelling is completed, the efflux of calcium from intracellular stores triggers fusion pores opening and the release of hybrid vesicles in seconds.
Fil: Sosa, Claudia Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Pavarotti, Martin Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Zanetti, Maria Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Zoppino, Felipe Carlos Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; Argentina
Fil: de Blas, Gerardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Mayorga, Luis Segundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Materia
Acrosomal Swelling
Acrosome Reaction
Fusion Pore
Regulated Exocytosis
Secretion Kinetics
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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In this report, we measured the kinetics of human sperm exocytosis triggered by two stimuli (calcium ionophore and progesterone) by using electron microscopy and three different approaches based on the incorporation of fluorescent Pisum sativum agglutinin into the acrosome upon opening of fusion pores connecting the extracellular medium with the acrosomal lumen. The results with the different methods are consistent with a slow kinetics (t1/2 = 14 min). We also manipulated the system to measure different steps of the process. We observed that cytosolic calcium increased with a relatively fast kinetics (t1/2 = 0.1 min). In contrast, the swelling of the acrosomal granule that precedes exocytosiswas a slow process (t1/2 = 13 min). Whenswelling wascompleted, the fusion pore opening wasfast (t1/2 = 0.2 min). The results indicate that acrosomal swelling is the slowest step and it determines the kinetics of the acrosome reaction. 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Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Zoppino, Felipe Carlos Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo; ArgentinaFil: de Blas, Gerardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Mayorga, Luis Segundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. 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Fil: Sosa, Claudia Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
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