if(typeof __ez_fad_position != ‘undefined’){__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0’)};AcrosoomDefinitie, functie, reactie en exocytose

Definitie: Wat is een acrosoom

Het acrosoom is een van de belangrijkste onderdelen van een spermacel die zich boven de kern bevindt. Het bevindt zich op het voorste deel van de kop van het sperma, waar het een aantal belangrijke functies vervult in verband met de bevruchting.

* De term werd in 1898 geïntroduceerd door Lenhossek en betekent apicaal lichaam of tiplichaam.

Het acrosoom ontwikkelt zich tijdens de spermiogenese en is het product van het Golgi-complex. De biogenese begint hier wanneer proacrosomische blaasjes ontstaan uit het Golgicomplex van de vroege spermatiden. De blaasjes worden vervolgens samengevoegd tot één dicht acrosomisch blaasje dat uiteindelijk ongeveer tweederde van het kernoppervlak beslaat.

In de spermakop bevindt het acrosoom zich tussen het plasmamembraan en het kernmembraan. Als zodanig is het niet direct blootgesteld aan de buitenste omgeving van de cel. Het heeft ook zijn eigen stel membranen, bestaande uit het binnenmembraan (boven het kernmembraan) en het buitenmembraan dat onder het plasmamembraan van de zaadcelkop ligt.

* Tijdens de acrosoomreactie of exocytose van het acrosoom versmelt het plasmamembraan van de spermacel met het buitenste acrosomembraan.

* Spermacellen van sommige organismen, zoals teleostvissen, hebben geen acrosoom.

Enkele van de belangrijkste acrosoominhouden zijn:

• Primaire liganden – Bijv. galactosyltransferase (primaire liganden kunnen zich op of nabij het acrosoom bevinden)
• Secundaire liganden – Acrosine/ proacrosine (een serine protease) verantwoordelijk voor lokale lysis

* Het acrosoom bevat ook diverse andere inhoudsstoffen waaronder diverse glycohydrolasen.

Transformatie van de spermakop

Het acrosoom is betrokken bij de transformatie (vormgeving) van de spermakop via het Acrosoom-Acroplaxoom-manchette-complex. De twee belangrijkste structuren die hierbij betrokken zijn, zijn acroplaxon en manchette.

Het acroplaxon (bestaande uit actine en keratine) overlapt het acrosoom en zijn complex met manchette draagt bij tot het volgende:

• Ontwikkeling van acrosomale zak
• Aanhechting acrosoom aan de nucleaire envelop
• Omvorming van de spermacel

*Door de vorming van het acrosoom stelt het complex het acrosoom in staat de spermakop te vormen tijdens de spermiogenese.

Gameteherkenning

Bij dieren als kikkers en zee-egels is aangetoond dat eiwitten, die primaire liganden worden genoemd, een belangrijke rol spelen bij de herkenning van gameten. Hoewel deze liganden zich gewoonlijk op het oppervlak van de plasmamembraan bevinden, zijn sommige geïdentificeerd op het acrosoom, waardoor dit organel bij de gameteherkenning wordt betrokken.

Zodra de primaire liganden specifieke eiwitten in de kers rondom het ei identificeren, zetten zij de binding in gang.

Acrose Reactie en Exocytose

Wanneer de spermatozoa (of de primaire liganden van het sperma) in contact komen met de kiemlaag die de vrouwelijke gameet (de eicel) omringt, wordt de acrosoomreactie/exocytose in gang gezet.

Voordat het sperma acrosome exocytose kan ondergaan, doorloopt het een proces dat bekend staat als capacitatie.

Hierbij ondergaat het sperma een aantal fysiologische veranderingen, waaronder:

• De plasmamembraan van het sperma verliest cholesterol
• De oplosbare acrosoomreactie wordt geactiveerd
• De tweede boodschapper cyclisch AMP wordt gegenereerd
• Activering van de proteïnekinasen

Als de spermacellen deze veranderingen in het vrouwelijke voortplantingskanaal hebben doorgemaakt, zijn ze klaar voor exocytose.

Wanneer de zaadcel in contact komt met de buitenmantel van de vrouwelijke gameet (de zona pellucida), binden sommige van de primaire liganden (lectines) zich aan de receptormoleculen van ZP3 (O-gekoppelde oligosacchariden en glycanen), waardoor de twee gameten worden gebonden.

Dit proces is in verband gebracht met het feit dat het sperma zich op een species-selectieve wijze aan de eicel bindt, waardoor acrosome exocytose (ook wel acrosoomreactie genoemd) mogelijk wordt. De acrosoomreactie is calciumafhankelijk en gaat gepaard met acrosomexocytose.

Hierbij gaat de binding van het sperma aan de eicel gepaard met de vorming van talrijke poriën tussen het acrosoommembraan en het plasmamembraan van de spermacel ter hoogte van de kop van het sperma.

Deze reactie resulteert niet alleen in de fusie van de twee membranen, het plasmamembraan van de spermacel en het acrosoommembraan, maar maakt het ook mogelijk dat de inhoud van het acrosoom wordt vrijgemaakt. De acrosoomreactie heeft twee belangrijke uitkomsten.

Deze omvatten:

1. Vrijkomen van enzymen die de zona pellucida rond het plasmamembraan van de vrouwelijke gameet afbreken (bij de zona pellucida)
2. Blootstelling van de spermakop (de kern) aan de eicel

Acrosoom secundaire liganden

Als de spermacel zich eenmaal bindt aan de zona pellucida die het plasmamembraan van de eicel omgeeft, worden poriën gevormd waardoor acrosoombestanddelen kunnen vrijkomen. Dit is waar secundaire liganden (hydrolytische enzymen) in het spel komen.

Een van de hoofdbestanddelen van het acrosoom is een serine-protease dat acrosine wordt genoemd. In het acrosoom wordt het eiwit opgeslagen in een inactieve vorm die bekend staat als zymogeen.

Als het acrosoommembraan eenmaal is gecompromitteerd, waardoor het eiwit kan vrijkomen, wordt het omgezet in zijn actieve vorm (acrosine) door het in contact te komen met de glycoproteïnen van de zona pellucida.

In zijn actieve vorm speelt het enzym een belangrijke rol bij de afbraak van de zona pellucida van de eicel om een opening te creëren waardoor het sperma kan binnendringen. Dit kan ongeveer 5 tot 20 minuten duren.

* De afbraak van de zona pellucida van de eicel is gelokaliseerd rond het acrosoom. Daardoor worden niet alle delen van dit oppervlak afgebroken om de zaadcel in staat te stellen de eicel binnen te dringen

* Op grond van een aantal studies is aangetoond dat acrosine ontbreekt, of niet essentieel is voor de bevruchting. Dit is aangetoond bij dieren zoals muizen.

* Door dieren met acrosine te vergelijken met dieren zonder acrosine, werd ontdekt dat acrosine tijdens de acrosoomreactie de verspreiding van acrosomeiwitten versnelt.

Na de exocytose van het acrosoom, en dus de acrosoomreactie, maakt de afbraak van de zona pellucida het mogelijk dat de kop van het spermatozoön versmelt met het plasmamembraan van de oöcyt, wat op zijn beurt cytoplasmatische continuïteit tussen de gameten mogelijk maakt.

Het is deze specifieke versmelting die resulteert in de bevruchting die de oöcyt in een zygote omzet. De vorming van de zygote verhindert dat een andere spermatozoïde de zona pellucida binnendringt voor bevruchting.

Zodra de eicel bevrucht is, heeft de acrosoomreactie of exocytose dan ook geen invloed meer op de zona pellucida. Dit betekent dat wanneer de eicel eenmaal bevrucht is, de acrosomen van de andere zaadcellen geen rol meer spelen bij de bevruchting.

Lees ook over Sertolicellen.

Terug naar Celbiologie

Terug naar Zaadcellen

Terug van het leren over het acrosoom naar MicroscopeMaster Home

Reporteer deze advertentie