Definizione: Cos’è l’acrosoma
L’acrosoma è uno dei componenti principali di una cellula spermatica che sovrasta il nucleo. Si trova nella parte anteriore della testa dello spermatozoo dove serve una serie di ruoli importanti legati alla fecondazione.
* Introdotto nel 1898 da Lenhossek, il termine si traduce in corpo apicale o corpo di punta.
L’acrosoma si sviluppa durante la spermiogenesi ed è il prodotto del complesso di Golgi. Qui, la biogenesi inizia quando le vescicole proacrosomiche si generano dal complesso del Golgi appartenente ai primi spermatidi. Le vescicole si combinano poi formando una singola, densa, vescicola acrosomica che alla fine si estende fino a coprire circa due terzi della superficie nucleare.
Nella testa dello sperma, l’acrosoma si trova tra la membrana plasmatica e la membrana nucleare. Come tale, non è direttamente esposto all’ambiente esterno della cellula. Ha anche un proprio insieme di membrane che consiste nella membrana interna (sopra l’involucro nucleare) e la membrana esterna che si trova sotto la membrana plasmatica della testa dello spermatozoo.
* Durante la reazione acrosomica o esocitosi dell’acrosoma, la membrana plasmatica della cellula spermatica si fonde con la membrana acrosomica esterna.
* Gli spermatozoi di alcuni organismi, come i pesci teleostei, non hanno un acrosoma.
Alcuni dei più importanti contenuti dell’acrosoma includono:
- Leganti primari – Es. galattosiltransferasi (i ligandi primari possono essere situati sull’acrosoma o vicino ad esso)
- Leganti secondari – Acrosina/proacrosina (una serina proteasi) responsabile della lisi locale
* L’acrosoma contiene anche vari altri contenuti tra cui varie glicoidrolasi.
Trasformazione della testa dello sperma
L’acrosoma è coinvolto nella trasformazione (modellamento) della testa dello sperma attraverso il complesso Acrosoma-Acroplaxome-manchette. Qui, le due importanti strutture coinvolte sono l’acroplaxone e la manchette.
L’acroplaxone (composto da actina e cheratina) si sovrappone all’acrosoma e il suo complesso con la manchette contribuisce a quanto segue:
- Sviluppo del sacco acrosomiale
- Ancora l’acrosoma all’involucro nucleare
- Trasformazione della cellula spermatica
* Modellando l’acrosoma, il complesso permette all’acrosoma di modellare la testa dello sperma durante la spermiogenesi.
Riconoscimento dei gameti
In animali come le rane e il riccio di mare, le proteine chiamate ligandi primari hanno dimostrato di avere un ruolo importante nel riconoscimento dei gameti. Anche se questi ligandi sono di solito situati sulla superficie della membrana plasmatica, alcuni sono stati identificati sull’acrosoma, coinvolgendo così l’organello nel riconoscimento dei gameti.
Una volta che i ligandi primari identificano le proteine specifiche nella gelatina che circonda l’uovo, iniziano il legame.
Reazione dell’acrosoma ed esocitosi
Quando gli spermatozoi (o i ligandi primari degli spermatozoi) entrano in contatto con lo strato di jerry che circonda il gamete femminile (l’uovo) si avvia la reazione dell’acrosoma/esocitosi.
Prima che lo spermatozoo possa subire l’esocitosi acrosoma, passa attraverso un processo noto come capacitazione.
Qui, lo sperma subisce una serie di cambiamenti fisiologici che includono:
- La membrana plasmatica dello spermatozoo perde il colesterolo
- La reazione acrosoma solubile è attivata
- Il secondo messaggero AMP ciclico è generato
- Attivazione delle protein chinasi
Una volta che gli spermatozoi sono passati attraverso questi cambiamenti nel tratto riproduttivo femminile, sono pronti per la esocitosi.
Quando la cellula spermatica entra in contatto con il rivestimento esterno del gamete femminile (la zona pellucida), alcuni dei ligandi primari (lectine) si legano alle molecole recettrici della ZP3 (oligosaccaridi e glicani O-linked) legando così i due gameti.
Questo processo è stato collegato al fatto che lo spermatozoo si lega all’uovo in modo specie-selettivo che permette l’esocitosi dell’acrosoma (chiamata anche reazione acrosoma). L’acrosoma è calcio dipendente e comporta l’esocitosi dell’acrosoma.
Qui il legame dello spermatozoo all’uovo è accompagnato dalla formazione di numerosi pori tra la membrana dell’acrosoma e la membrana plasmatica della cellula spermatica in corrispondenza della testa dello spermatozoo.
Questa reazione non solo porta alla fusione delle due membrane, quella plasmatica della cellula spermatica e quella dell’acrosoma, ma permette anche il rilascio del contenuto dell’acrosoma. La reazione dell’acrosoma ha due risultati principali.
Questi includono:
- Rilascio di enzimi che degradano la zona pellucida che circonda la membrana plasmatica del gamete femminile (alla zona pellucida)
- Esponendo la testa dello sperma (il nucleo) all’uovo
Leganti secondari dell’acrosoma
Una volta che la cellula spermatica si lega alla zona pellucida che circonda la membrana plasmatica dell’uovo, si formano dei pori che permettono il rilascio dei componenti dell’acrosoma. È qui che entrano in gioco i ligandi secondari (enzimi idrolitici).
Uno dei componenti principali dell’acrosoma è una serina proteasi nota come acrosina. Nell’acrosoma, la proteina è immagazzinata in una forma inattiva conosciuta come zimogeno.
Una volta che la membrana dell’acrosoma è compromessa, permettendo il rilascio della proteina, questa viene convertita nella sua forma attiva (acrosina) entrando in contatto con le glicoproteine della zona pellucida.
Nella sua forma attiva, l’enzima svolge un ruolo importante nel degradare la zona pellucida dell’uovo al fine di creare un’apertura attraverso la quale lo sperma può penetrare. Questo può richiedere dai 5 ai 20 minuti.
* La lisi della zona pellucida dell’uovo è localizzata intorno all’acrosoma. Di conseguenza, non tutte le parti di questa superficie sono degradate per permettere allo spermatozoo di penetrare nell’uovo
* Sulla base di una serie di studi, è stato dimostrato che l’acrosina manca o non è essenziale per la fecondazione. Questo è stato dimostrato in animali come i topi.
* Confrontando gli animali con acrosina con quelli senza, si è scoperto che durante la reazione acrosomica, l’acrosina accelera la dispersione delle proteine acrosomiche.
Dopo l’esocitosi dell’acrosoma, e quindi la reazione acrosomica, la degradazione della zona pellucida rende possibile la fusione della testa dello spermatozoo con la membrana plasmatica dell’ovocita che a sua volta permette la continuità citoplasmatica tra i gameti.
È questa particolare fusione che porta alla fecondazione che trasforma l’ovocita in uno zigote. La formazione dello zigote impedisce a qualsiasi altro spermatozoo di penetrare nella zona pellucida per la fecondazione.
Quindi, una volta che l’uovo è fecondato, la reazione acrosoma o esocitosi non ha più alcun impatto sulla zona pellucida. Ciò significa che una volta che l’uovo è fecondato, l’acrosoma degli altri spermatozoi non ha più un ruolo da svolgere nella fecondazione.
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