Localization of Alkaline Phosphatase and NADH Diaphorase in the Principal Cells of the Guinea Pig Epididymis

Adams, Caroline

doi:10.1159/000145736

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“…It is suggested that NADH + H + may be one of the reducing factors that play a role in the reduction of resazurin dye. This hypothesis is supported by the fact that NADH diaphorase activity has, indeed, been detected in spermatozoa ( Caldwell, 1976; Adams, 1983; Atanassov et al ., 1987 ; Gavella et al ., 1995 ), and that this enzyme was found to be highly expressed in the sperm midpiece ( Gomez et al ., 1996 ). In the resazurin reaction, the diaphorase enzyme transfers electrons from NADH + H + to the resazurin dye (blue) which becomes reduced to resorufin (pink). )…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 78%

The correlates and alleged biochemical background of the resazurin reduction test in semen

et al. 1998

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Reduction of the blue dye resazurin to pink resorufin is used to estimate the concentration of metabolically active spermatozoa in semen samples. In order to quantify the reduction of resazurin, a spectrophotometric method was developed measuring the change from blue to pink in the butanol extracted colour. The biochemical mechanisms involved in the reduction of resazurin by motile spermatozoa and seminal plasma were investigated. Addition of NADH + H+ to sperm suspension or seminal plasma increased the reduction of resazurin. The reduction reaction was inhibited by high concentrations of dicoumarol, a specific inhibitor of the diaphorase enzyme, in a dose-dependent manner. It is suggested that the sperm diaphorase enzyme transfers electrons from NADH + H+ to resazurin, reducing it to resorufin. The degree of resazurin reduction was strongly correlated with the concentration of motile spermatozoa recovered from the 90% Percoll fraction (r = 0.98, p < 0.001). A positive correlation was also found between the reducing capacity of seminal plasma (n = 62) on the one hand, and sperm concentration (r = 0.72, p < 0.0001), progressive motility (r = 0.45, p < 0.01), normal morphology (r = 0.50, p < 0.01), and gamma-glutamyltransferase (r = 0.36, p < 0.05) on the other hand. These findings, together with our previous observations that the reduction reaction is inhibited by reactive oxygen species and polymorphonuclear white blood cells, increase our understanding of the biochemical basis of the resazurin test and may provide better insight into the interpretation of this test.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 78%

The correlates and alleged biochemical background of the resazurin reduction test in semen

et al. 1998

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“…Foi observada principalmente na porção apical do epitélio de revestimento tubular, englobando o citoplasma supranuclear e apical das células P e apicais 15 . Estas observações são, até certo ponto, similares àquelas caracterizadas no epidídimo de algumas outras espécies de mamíferos, embora no rato e no cobaio as células P não mostraram reatividades para esta enzima 3,4 . Por outro lado, à semelhança das observações anteriores, feitas no rato e em outros mamíferos 4 e no cobaio 3 , a membrana basal tubular epididimária do gerbilo mostrou reatividade predominantemente forte à FoAl, cujo significado histofisiológico é a mediação enzimática que a FoAl exerce entre as células epiteliais e os capilares do estroma peritubular, no transporte de açúcares e outras moléculas orgânicas 3 .…”

Section: Discussionunclassified

Section: Introductionunclassified

“…Atualmente, se conhece que a função hidrolítica da FoAc está ligada aos processos de digestão autofágica e heterofágica dos lisossomos, os quais estão presentes principalmente no citoplasma apical de células epiteliais dos dúc-tulos eferentes 8 e do ducto epididimário 6,9 , justificando a sua atividade enzimática na parte apical do epitélio tubular destes ductos da via espermática 8 . A sugestão proposta de que o segmento inicial é a principal região epididimária associada à reabsorção de fluido seminal 6 fora antes sugerida 3,6,10 pelas reações distintas para adenosina trifosfatase (ATPase) e fosfatase alcalina na margem microvilosa do segmento inicial. Ademais, um ciclo ativo de ácido tricarboxílico poderia ser esperado para possibilitar a formação de quantidades significativas de ATP, para ser utilizado no transporte ativo de metabólitos e íons para dentro ou para fora do lúmen tubular epididimário.…”

Section: Introductionunclassified

“…Assim sendo, a FoAl reagia positivamente na borda microvilosa (de estereocílios) de todo o epidídimo, enquanto que a FoAc reagia fortemente nos dois segmentos epididimários proximais, localizados na cabeça epididimal de alguns mamíferos, como o coelho, cavalo, touro e carneiro 1,2 . Estes resultados foram similares às descrições feitas no epidídimo de outros mamíferos, destacando-se os roedores laboratoriais 3,4 .A FoAc usualmente está associada com absorção e quebra de compostos sob condições ácidas, a nível lisosomal 5 , estando também envolvida no catabolismo de substâncias, previamente absorvidas do lúmen do ducto epididimal 6,7 . Atualmente, se conhece que a função hidrolítica da FoAc está ligada aos processos de digestão autofágica e heterofágica dos lisossomos, os quais estão presentes principalmente no citoplasma apical de células epiteliais dos dúc-tulos eferentes 8 e do ducto epididimário 6,9 , justificando a sua atividade enzimática na parte apical do epitélio tubular destes ductos da via espermática 8 .…”

unclassified

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Localização histoquímica de algumas hidrolases no epidídimo do gerbilo

Domeniconi

Orsi

Dal-Pai-Silva

et al. 2006

Braz. J. Vet. Res. Anim. Sci.

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ResumoNeste estudo verificou-se, principalmente, que a expressão tissular da FoAl esteve presente nas regiões proximais do epidídimo de gerbilo. As reatividades da FoAc e da ATPase foram intensas (fortes), na maioria das regiões do epidídimo caracterizadas, marcadamente ao nível do citoplasma apical das células do epitélio tubular, exceto no corpo epididimal um delgado ístmo de conexão da cabeça à cauda epididimárias nesta espécie, com notória hiporeatividade enzimática a praticamente todas as enzimas aqui estudadas. A SDH mostrou também fraca atividade em todas as regiões, e estruturas do ducto epididimário do gerbilo, exceto no compartimento intraluminal onde se verificou atividade SDH-intensa nos espermatozóides estocados no lúmen. As reações enzimáticas caracterizadas foram correlacionadas com alguns papéis histofisiológicos tais como a mediação enzimática das fosfatases e ATPase em processos como endocitose, secreção, absorção e processo de transporte ativo das células do epitélio tubular. Uma possível marcação específica de mitocôndrias da peça média dos espermatozóides intraluminais pela SDH foi sugerida, com embasamento em processos metabólicos das mitocôndrias. Palavras-chave:Histoquímica. Hidrolases. Epidídimo. Gerbilo. IntroduçãoA fosfatase ácida (FoAc) e a fosfatase alcalina (FoAl) mostraram localizações distintas no epitélio epididimário de alguns mamíferos. Assim sendo, a FoAl reagia positivamente na borda microvilosa (de estereocílios) de todo o epidídimo, enquanto que a FoAc reagia fortemente nos dois segmentos epididimários proximais, localizados na cabeça epididimal de alguns mamíferos, como o coelho, cavalo, touro e carneiro 1,2 . Estes resultados foram similares às descrições feitas no epidídimo de outros mamíferos, destacando-se os roedores laboratoriais 3,4 .A FoAc usualmente está associada com absorção e quebra de compostos sob condições ácidas, a nível lisosomal 5 , estando também envolvida no catabolismo de substâncias, previamente absorvidas do lúmen do ducto epididimal 6,7 . Atualmente, se conhece que a função hidrolítica da FoAc está ligada aos processos de digestão autofágica e heterofágica dos lisossomos, os quais estão presentes principalmente no citoplasma apical de células epiteliais dos dúc-tulos eferentes 8 e do ducto epididimário 6,9 , justificando a sua atividade enzimática na parte apical do epitélio tubular destes ductos da via espermática 8 . A sugestão proposta de que o segmento inicial é a principal região epididimária associada à reabsorção de

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Development of an Image Analysis System to Monitor the Retention of Residual Cytoplasm by Human Spermatozoa: Correlation With Biochemical Markers of the Cytoplasmic Space, Oxidative Stress, and Sperm Function

Gomez,

Buckingham,

Brindle

et al. 1996

Journal of Andrology

261

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A method has been developed for quantifying the residual cytoplasm present in the midpiece of human spermatozoa, based upon the imaging of NADH oxidoreductase activity. This procedure used NADH and nitroblue tetrazolium as electron donor and acceptor, respectively, and resulted in the discrete staining of the entire midpiece area, including the residual cytoplasm. Image analysis techniques were then used to generate binary images of the midpiece, from which objective measurements of this cellular domain could be undertaken. Such data were found to be highly correlated with biochemical markers of the cytoplasmic space, such as creatine kinase (CK) and glucose‐6‐phosphate dehydrogenase (G‐6‐PDH), in sperm populations depleted of detectable leukocyte contamination. Morphometric analysis of the sperm midpiece was also found to reflect semen quality in that it predicted the proportion of the ejaculate that would be recovered from the high‐density region of Percoll gradients and was negatively correlated with the movement and morphology of the spermatozoa in semen. Variation in the retention of excess residual cytoplasm was also associated with differences in the functional competence of washed sperm preparations, both within and between ejaculates. Thus, within‐ejaculate comparisons of high‐ and low‐density sperm subpopulations revealed a relative disruption of sperm function in the low‐density fraction. This disruption was associated with the presence of excess residual cytoplasm in the midpiece, high concentrations of cytoplasmic enzymes, and the enhanced‐generation reactive oxygen species (ROS). Functional differences between individual high‐density Percoll preparations were also negatively correlated with the area of the midpiece and the corresponding capacity of the spermatozoa to generate ROS. These findings suggest that one of the factors involved in the etiology of defective sperm function is the incomplete extrusion of germ cell cytoplasm during spermiogenesis as a consequence of which the spermatozoa experience a loss of function associated with the induction of oxidative stress.

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Localization of Alkaline Phosphatase and NADH Diaphorase in the Principal Cells of the Guinea Pig Epididymis

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The correlates and alleged biochemical background of the resazurin reduction test in semen

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Localização histoquímica de algumas hidrolases no epidídimo do gerbilo

Development of an Image Analysis System to Monitor the Retention of Residual Cytoplasm by Human Spermatozoa: Correlation With Biochemical Markers of the Cytoplasmic Space, Oxidative Stress, and Sperm Function

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