Effects of Osmolality and $Ca^{2+}$ on Sperm Motility in Marbled Sole, Limanda yokohamae

삼투질농도와 $Ca^{2+}$이 문치가자미 (Limanda yokohamae) 정자의 운동성에 미치는 영향

A series of experiments were conducted to study effects of osmolality and $Ca^{2+}$ on sperm motility in marbled sole, Limanda yokohamae. Spermatozoa were immotile when the milt was mixed with solutions (electrolyte or non-electrolyte) of lower osmolality than the average seminal plasma osmolality (351 mOsm/kg), but became motile after mixing milt with an hyperosmotic solution. However, with the osmolality above 1,639 mOsm/kg spermatozoa ceased their movement. When the milt was suspended in the $Ca^{2+}$ free artificial seawater (ASW) containing ethylenglycoltriamine (EGTA), the percentage of motile spermatozoa decreased in proportion to the increase of EGTA. Most spermatozoa were quiescent in a medium containing 3 mM EGTA. The motility of spermatozoa prevented by 3 mM EGTA was recovered by the subsequent addition of $Ca^{2+}$ over the concentration of 0.25 mM. Effects of calmodulin antagonist, trifluoperazin (TFP) on spermatozoa were examined to elucidate the possible functions of calmodulin in sperm motility. TFP immobilized spermatozoa 5n ASW at the concentration of 0.5 M. These findings suggest that calcium is an effective external factor in the initiation process of sperm motility.

문치가자미의 성숙한 수컷 15마리를 재료로 하여 삼투질농도와 $Ca^{2+}$이 정자의 운동성에 미치는 영향을 파악하였다. 문치가자미 정자는 전해질 및 비전해질 용액에서 정장의 삼투질농도인 $351{\pm}23.4mOsm/kg$ 이하의 저장액에서 운동이 억제되었으나, 삼투질농도 $466\~l,185mOsm/kg$에서는 활발한 운동을 보였으며, 1,698 mOsm/kg 이상에서 다시 운동이 중지되었다. 인공해수를 희석액으로 하여 pH를 달리하였을 때, 정자는 $pH\;5\~9$에서 운동지수 $3.75\~4.00$로 운동성이 활발하였으나, pH 4에서는 운동지수 2.50로 미약하였다. $Ca^{2+}$의 특이 chelator인 EGTA가 포함된 $Ca^{2+}$ 결여 인공해수 (tris-HCl, pH 7.4)에 정액을 희석하였을 때, EGTA의 농도 증가에 따라 정자 운동성이 낮아졌으며, 3mM 이상의 농도에서는 완전히 정지되었다. 운동이 억제된 정자에 $Ca^{2+}$을 서서히 첨가한 결과, $Ca^{2+}$ 농도 0.25mM 이상부터 운동이 재개되었다. 또한 인공해수속의 정자는 calmodulin 억제제인 TFP의 농도의 증가에 따라 운동성이 감소하여 0.5mM에서 완전히 정지하였다.