Definición: Qué es un acrosoma
El acrosoma es uno de los componentes principales de un espermatozoide que recubre el núcleo. Está situado en la parte anterior de la cabeza del espermatozoide, donde cumple una serie de funciones importantes relacionadas con la fecundación.
* Introducido en 1898 por Lenhossek, el término se traduce como cuerpo apical o cuerpo de la punta.
El acrosoma se desarrolla durante la espermiogénesis y es el producto del complejo de Golgi. Aquí, la biogénesis comienza cuando las vesículas proacrosómicas se generan a partir del complejo de Golgi perteneciente a las espermátidas tempranas. A continuación, las vesículas se combinan formando una única y densa vesícula acrosómica que, en última instancia, se extiende hasta cubrir aproximadamente dos tercios de la superficie nuclear.
En la cabeza del espermatozoide, el acrosoma está situado entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Como tal, no está directamente expuesto al entorno exterior de la célula. También tiene su propio conjunto de membranas que consiste en la membrana interna (por encima de la envoltura nuclear) y la membrana externa que se encuentra debajo de la membrana plasmática de la cabeza del espermatozoide.
* Durante la reacción acrosómica o exocitosis del acrosoma, la membrana plasmática del espermatozoide se fusiona con la membrana acrosómica externa.
* Los espermatozoides de algunos organismos, como los peces teleósteos, no tienen acrosoma.
Algunos de los contenidos más importantes del acrosoma son:
- Ligandos primarios – Ej. galactosiltransferasa (los ligandos primarios pueden estar localizados en el acrosoma o cerca de él)
- Ligandos secundarios – Acrosina/proacrosina (una proteasa de serina) responsable de la lisis local
* El acrosoma también contiene varios otros contenidos, incluyendo varias glicohidrolasas.
Transformación de la cabeza del espermatozoide
El acrosoma está implicado en la transformación (conformación) de la cabeza del espermatozoide a través del complejo acrosoma-acroplaxoma-mancheta. Aquí, las dos estructuras importantes implicadas son la acroplaxona y la mancheta.
La acroplaxona (formada por actina y queratina) se superpone al acrosoma y su complejo con el manchette contribuyen a lo siguiente:
- Desarrollo del saco acrosomal
- Anclaje del acrosoma a la envoltura nuclear
- Transformación del espermatozoide
* Al dar forma al acrosoma, el complejo permite que éste dé forma a la cabeza del espermatozoide durante la espermiogénesis.
Reconocimiento de gametos
En animales como las ranas y el erizo de mar, se ha demostrado que las proteínas denominadas ligandos primarios desempeñan un papel importante en el reconocimiento de gametos. Aunque estos ligandos suelen localizarse en la superficie de la membrana plasmática, algunos se han identificado en el acrosoma, implicando así a este orgánulo en el reconocimiento de los gametos.
Una vez que los ligandos primarios identifican proteínas específicas en la jalea que rodea al óvulo, inician la unión.
Reacción acrosómica y exocitosis
Cuando los espermatozoides (o los ligandos primarios del esperma) entran en contacto con la capa de jerry que rodea al gameto femenino (el óvulo) se inicia la reacción acrosómica/exocitosis.
Antes de que el espermatozoide pueda sufrir la exocitosis acrosómica, pasa por un proceso conocido como capacitación.
Aquí, el espermatozoide experimenta una serie de cambios fisiológicos que incluyen:
- La membrana plasmática del espermatozoide pierde colesterol
- Se activa la reacción del acrosoma soluble
- Se genera el segundo mensajero AMP cíclico
- Activación de las proteínas quinasas
Una vez que los espermatozoides han pasado por estos cambios en el tracto reproductor femenino, están listos para la exocitosis.
Cuando el espermatozoide entra en contacto con la cubierta externa del gameto femenino (la zona pelúcida), algunos de los ligandos primarios (lectinas) se unen a las moléculas receptoras de la ZP3 (oligosacáridos ligados a O y glicanos) uniendo así los dos gametos.
Este proceso se ha relacionado con la garantía de que el espermatozoide se une al óvulo de una manera selectiva para la especie que permite la exocitosis del acrosoma (también denominada reacción del acrosoma). El acrosoma es dependiente del calcio e implica la exocitosis del acrosoma.
Aquí, la unión del espermatozoide al óvulo va acompañada de la formación de numerosos poros entre la membrana del acrosoma y la membrana plasmática del espermatozoide en la cabeza del mismo.
Esta reacción no sólo da lugar a la fusión de las dos membranas, la membrana plasmática del espermatozoide y la membrana del acrosoma, sino que también permite que se libere el contenido del acrosoma. La reacción del acrosoma tiene dos resultados principales.
Estos incluyen:
- Liberación de enzimas que degradan la zona pelúcida que rodea la membrana plasmática del gameto femenino (en la zona pelúcida)
- Exposición de la cabeza del espermatozoide (el núcleo) al óvulo
Ligandos secundarios del acrosoma
Una vez que el espermatozoide se une a la zona pelúcida que rodea la membrana plasmática del óvulo, se forman poros que permiten la liberación de los componentes del acrosoma. Aquí es donde entran en juego los ligandos secundarios (enzimas hidrolíticas).
Uno de los principales componentes del acrosoma es una serina proteasa conocida como acrosina. En el acrosoma, la proteína se almacena en una forma inactiva conocida como zimógeno.
Una vez que la membrana del acrosoma se ve comprometida, permitiendo la liberación de la proteína, ésta se convierte en su forma activa (acrosina) al entrar en contacto con las glicoproteínas de la zona pelúcida.
En su forma activa, la enzima desempeña un importante papel de degradación de la zona pelúcida del óvulo para crear una abertura por la que pueda penetrar el esperma. Esto puede tardar entre 5 y 20 minutos.
* La lisis de la zona pelúcida del óvulo se localiza alrededor del acrosoma. Como resultado, no todas las partes de esta superficie se degradan para permitir que el espermatozoide penetre en el óvulo
* Basándose en una serie de estudios, se ha demostrado que la acrosina no existe o no es esencial para la fertilización. Esto se ha demostrado en animales como los ratones.
* Al comparar animales con acrosina con los que no la tienen, se descubrió que durante la reacción del acrosoma, la acrosina acelera la dispersión de las proteínas del acrosoma.
Después de la exocitosis del acrosoma, y por tanto de la reacción acrosómica, la degradación de la zona pelúcida hace posible que la cabeza del espermatozoide se fusione con la membrana plasmática del ovocito, lo que a su vez permite la continuidad citoplasmática entre los gametos.
Es esta fusión particular la que da lugar a la fecundación que convierte al ovocito en cigoto. La formación del cigoto impide que cualquier otro espermatozoide penetre en la zona pelúcida para la fecundación.
Por lo tanto, una vez que el óvulo es fecundado, la reacción acrosómica o la exocitosis ya no tienen ningún impacto en la zona pelúcida. Esto significa que una vez que el óvulo es fecundado, el acrosoma de los otros espermatozoides ya no tiene un papel que desempeñar en la fecundación.
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