Aktivierung von Apoptose-Signalkaskaden in ejakulierten Spermatozoen: ein biologischer Faktor der m nnlichen Infertilit t

Der als Apoptose benannte, universell in nahezu allen K rperzellen ausführbare, programmierte Zelltod (PCD) ist durch charakteristische Ver nderungen der betreffenden Zelle und nachfolgende Phagozytose im Zellverband gekennzeichnet. Caspasen (CP, Cysteinyl-Aspartat-spezifische Proteinasen) sind Proteasen, die in ihrem aktiven Zentrum die Aminos ure Cystein enthalten und Proteine nach der Aminos ure Aspartat spalten. Sie spielen auch bei der durch den PCD gesteuerten Ausreifung des humanen Germinalepithels die zentrale Rolle in der Transduktion der apoptotischen Signale. In Abh ngigkeit ihrer Reife und der Integrit t der Plasmamembran finden sich in ejakulierten Spermatozoen sowohl inaktive als auch aktivierte Caspasen. Funktionell unterscheidet man zwischen Initiatorcaspasen, die am Anfang der Signalkette z. B. Todesrezeptoren nachgeschaltet sind, und Effektorcaspasen, die das Todessignal terminal umsetzen. Die staffelf rmige Aktivierung der Caspasen (aCP) erfolgt durch Proteolyse inaktiver Pro-Caspasen (pCP, Zymogene). Bisher sind 14 Vertreter dieser Enzymfamilie in menschlichen Zellen bekannt. Mehr als 250 verschiedene Zellsubstrate werden von CP-3 degradiert, die die entscheidende Rolle in der terminalen Exekution des Todessignales spielt. Die Universalit t des Todesprogrammes erfordert zum Erhalt der Gewebshom ostase eine sehr fein ausbalancierte Kontrolle auf molekularer Ebene, reguliert durch endokrine, physikalische und biochemische Faktoren. Im Germinalepithel erm glicht die Aktivierung und exakte Regulation der Caspasen die Steuerung der Reifung m nnlicher Gameten. St rungen dieses Maturationsprozesses führen u. a. zu DNA-Fragmentationen, zu morphologisch unreifen Spermatozoen mit zytoplasmatischen Droplets oder auch zu eingeschr nkter Funktion beim ejakulierten Spermatozoon. Neue Einblicke in die molekulare Steuerung der Differenzierung des Germinalepithels werden die Entwicklung des physiologischen Verst ndnisses und pathophysiologischer Konzepte stimulieren. Caspasen spielen auch bei der immunologischen Infertilit t, der Varikozele und bei der Hodentorsion eine wesentliche Rolle. Die zielgerichtete Blockade oder Stimulation der apoptotischen Signaltransduktion wird es au erdem erm glichen, innovative Ansatzpunkte zur Kontrazeption bzw. Therapie der Infertilit t zu entwickeln.