Abstract
This work was aimed to explore the details of the ion channels gating and there physiological role in sperm in the future. Mouse spermatozoa express a pH-dependent K+ current (KSper) thought to induce hyperpolarization to enhance Ca2+ influx via alkaline-activated calcium channel (Catsper) to initial a so-called sperm capacitation by NH4Cl during travelling in female genital tract for fertilization. However, the regulating mechanism of the Ksper and Catsper channels by membrane potential and pHi remains uncertain, because the complexities of two channel kinetics in sperms is hardly to be overcame at this stage. Here we show that difference of the intracellular [Ca2+]i between the wild type (Wt) and knockout (KO) Ksper (or Slo3/) mice in the application of the Slo3 blockers, Guinidine (QD) and Clofilium, and NH4Cl, indicating that Ksper channels, encoding Slo3 gene, dominates the membrane potential of mouse sperms to increase the intracellular [Ca2+]i and [pH]i during the capacitation process to play a vital role in fertility. Furthermore, a HH model sperm built directly with the native Ksper and Catsper currents in sperms reveals two functions of membrane potential and intracellular pHi, allowing us to calculate the intracellular pHi by NH4Cl, based on membrane potentials recording from current-clamp experiments. During modeling, we found a caton channel with Vrev= +20 mV in mouse sperm from the double-KO (i.e. Catsper-/- and Ksper-/-) mice, which is definitely necessary for a model able to match the data.
Keywords
Ca2+ channel
Cation channel
fertility
Ko mice
Abstract
كان الهدف من هذا العمل هو استكشاف تفاصيل قنوات الأيونات ، و دورها الفسيولوجي في الحيوانات المنوية في المستقبل.عبرت الحيوانات المنوية للفئران باعتمادها على الاس الهيدروجيني لتيار قناة البوتاسيوم والذي يعتقد انه يحفز فرط الاستقطاب لتعجيل تدفق ايونات الكالسيوم من خلال التنشيط القاعدي لقنوات الكالسيوم لبدئ مايسمى بتهيئة الحيوانات المنوية للاخصاب بواسطة كلوريد الامونيوم خلال رحلتها في القناة التناسلية الانثوية لغرض الاخصاب.ومع ذلك ، فإن آلية تنظيم قنوات البوتاسيوم والكالسيوم من خلال جهد الغشاء والاس الهيدروجيني لاتزال غير مؤكدة، بسبب تعقيدات حركية اثنين من القنوات يصعب التغلب عليها في هذه المرحلة. هنا نوضح الاختلاف في تركيز ايونات الكالسيوم داخل الخلية مابين نوع الفئران من النمط البري والمطفرة جينيا ( تم اعاقة عمل قناة البوتاسيوم) من خلال تعريضها لمثبطات قناة البوتاسيوم، الكواندين والكلوفيليوم وكلوريد الامونيوم ، اشرت الى ان قنوات البوتاسيوم وشفرة المورث هيمنت على جهد الغشاء لنطف الفئران لزيادة ايونات الكالسيوم والاس الهيدروجيني داخل الخلية من خلال عملية تهيئة النطف لممارسة دور مهم في عملية الاخصاب. علاوة على ذلك فأن النموذج المصصم لعمل النطف بنيت بشكل مباشر مع تيارات البوتاسيوم والكالسيوم في النطف والتي اظهرت وظيفتين لجهد الغشاء والاس الهيدروجيني داخل الخلية ، مما سمح لنا بحساب الاس الهيدروجيني داخل الخلية بواسطة كلوريد الامونيوم ، بناءأ على جهد الغشاء المسجل من تجارب المشبك الحالي . خلال النمذجة ، وجدنا قناة موجبة مع تيار+20 ملي فولت في نطف الفئران المطفرة وراثيا ( لقنوات الكالسيوم والبوتاسيوم) ، وهي بالتحديد ضرورية للنموذج للمقدرة على مطابقة البيانات.من الواضح، ان العمل الحالي ضروري لاستكشاف تفاصيل عمل هذه القنوات والدور الفسلجي للنطف في المستقبل