4.4 Die Spermien treffen auf die Oozyte - Die Akrosomalreaktion



Der Kontakt mit der Zona pellucida


Wenn die Spermien auf die Zona pellucida auftreffen, binden sie an diese. Nach der Bindung des Spermiums an die Zona pellucida wird durch ZP3 (Zona Protein 3) die Akrosomalreaktion induziert.



Kommentar

Die Veränderungen, zu denen es an der Zellmembran des Spermatozoons beim Durchlaufen der Kapazitation kommt, sind mitentscheidend für ein Gelingen der Akrosomalreaktion. Sowohl die Bindung an die Zona pellucida wie auch die anschliessende Akrosomalreaktion sind von der Funktion der Zellmembran abhängig.



Die Akrosomalreaktion

Bei der Akrosomalreaktion wird der Inhalt des Akrosoms nach aussen freigesetzt. Es verschmilzt die Zellmembran des Spermatozoons mit der darunterliegenden äusseren Membran des Akrosoms. Durch die entstehenden "Poren" gelangt der Inhalt des Akrosoms nach aussen.

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Quiz 21

Abb. 32 - Akrosomalreagierendes Spermatozoon  Legende

1
2
3
4
5
6
A
B
C		 Poren
Austritt von akrosomalem Inhalt
innere Akrosomalmembran
Akrosomaler Inhalt (Enzyme)
äusseren Akrosomalmembran
Zellmembran
Kopf
Hals
Mittelstück

Abb. 32
Für die Akrosomalreaktion verschmilzt die Zellmembran mit der äusseren Akrosomalmembran.


Voraussetzung für ein Gelingen der Akrosomalreaktion ist die vorgängige Bindung des Spermatozoons an die Zona pellucida.



Dass die Zona-Bindung einen entscheidenden Schritt in der Fertilisationskaskade darstellt, lässt sich vielleicht aus der Tatsache ableiten, dass die Zona-Anbindung speziesspezifisch ist; die anschliessende Anbindung an die Eizellmembran, an das Oolemma, hingegen ist es nicht

Wenn die Akrosomalreaktion vollständig abgelaufen ist, wird das Spermatozoon im vorderen Bereich nur noch von der ehemaligen inneren Membran des Akrosoms bedeckt. Für den weiteren Fortgang der Befruchtung ist dies entscheidend, denn es wurden dadurch Strukturen freigelegt, die für einen Kontakt mit der Oozyte unumgänglich sind. Als eine Folge davon treten insbesondere Veränderungen im postakrosomalen Membranbezirk des Spermatozoons auf.



Abb. 33 - Akrosomalreagiertes Spermatozoon  Legende

7
A
B
C		 Abfallende Membranreste
Kopf
Hals
Mittelstück

Abb. 33
Die akrosomale Reaktion ist abgeschlossen. Reste der vesikulierten Membran werden teilweise noch durch einen klebrigen Molekülverband zusammengehalten. Durch die lebhafte Vorwärtsbewegung der Spermien werden jedoch diese Reste schnell zurückgelassen.


Abb. 34 - Akrosomalreagiertes Spermatozoon  Legende

8
A
B
C		 Postakrosomaler Membranbezirk
Kopf
Hals
Mittelstück

Abb. 34
 Der vordere Teil des Spermienkopfs ist nur noch von der ehemaligen inneren Membran des Akrosoms bedeckt. Für die Bindung an die Eizelle sind hingegen der jetzt "aktive" postakrosomale Bezirk entscheidend.



Die Penetration der Zona pellucida

Die in unmittelbarer Nähe der Zona pellucida bei der Akrosomalreaktion freigesetzten Enzyme lösen diese lokal auf und gestatten dem Spermium so den Durchtritt durch die Zona pellucida. Es handelt sich um eine Vielzahl von freigesetzten Enzymen, wovon die bekanntesten die schon erwähnte Hyaluronidase und das Akrosin sind, wobei das Akrosin für den Durchtritt des Spermatozoons durch die Zona pellucida sorgt.



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