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Literaturübersicht
Bikarbonat gilt als stärkster Promotor der Kapazitation (HARRISON u. GADELLA
2005). Auf welchem Weg das Molekül in die Zelle kommt, ist bislang noch nicht
geklärt; es werden jedoch die Beteiligung eines Na + -
/HCO 3 Kotransporters
(DEMARCO et al. 2003) oder die Diffusion von CO 2 über die Plasmamembran
(FLESH u. GADELLA 2000) in diesem Zusammenhang diskutiert. Im Spermium wird
durch Bikarbonat eine lösliche Adenylatcyclase (sAC) aktiviert (LITVIN et al. 2003,
HARRISON u. GADELLA 2005), wodurch der Gehalt an cyclischem Adenosin 3´,5´monophosphat
(cAMP) ansteigt. Dadurch wird wiederum die cAMP-abhängige
Proteinkinase A (PKA) aktiviert, welche zu einer Phosphorylierung von Proteinen
führt (GADELLA u. HARRISON 2002, OKAMURA et al. 1985, VISCONTI et al. 1998).
Letztere wirken als Initiatoren verschiedenster Signalkaskaden (HARRISON u.
MILLER 2000, HARRISON 2004). Der Anstieg an cAMP und die PKA-abhängige
Proteinphosphorylierung beginnen bereits wenige Sekunden nach Kontakt mit
Bikarbonat. Nach dem initialen Anstieg sinkt der cAMP-Level jedoch zunächst
wieder, um nach einigen Minuten erneut langsam anzusteigen. Auch die
Proteinphosphorylierung folgt einem ähnlichen kinetischen Verlauf, wenn auch
zeitversetzt (HARRISON u. GADELLA 2005). Als Grund für den vorrübergehenden
Abfall der cAMP-Konzentration werden Rückkopplungsmechanismen diskutiert,
wobei die PKA durch Phosphorylierung einer Phosphodiesterase deren Aktivität
steigert, so dass mehr cAMP abgebaut wird (MEHATS et al. 2002). Die gleichzeitige
Phosphorylierung der Adenylatcyclase vermindert wiederum die Aktivität der
Phosphodiesterase (HANOUNE et al. 2001) und der cAMP-Gehalt steigt wieder.
Über den sAC/cAMP/PKA Signalübertragungsweg bewirkt Bikarbonat auch
Veränderungen in der Lipidarchitektur der Plasmamembran (GADELLA u.
HARRISON 2000). Während der Kapazitation kommt es zum Zusammenbruch der
asymmetrischen Verteilung der Phospholipide in der Lipiddoppelschicht, vor allem
durch eine gesteigerte Exposition von Phosphatidylserin (PS) und
Phosphatidylethanolamin (PE) im äußeren Blatt der Zellmembran (GADELLA u.
HARRISON 2002). Als Ursache für diesen als „phospholipid scrambling“
bezeichneten Vorgang wird gemeinhin eine Aktivierung der Scramblase
angenommen; dieses Protein ist für die Translokation von Phospholipiden zwischen
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