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4.3 Der Weg der Spermien bis zur Oozyte - Die Kapazitation
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Die Kapazitation der Spermien
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Die Spermien durchlaufen nach der Ejakulation im weiblichen Genitaltrakt einige essentielle physiologische Veränderungen, bevor sie schliesslich die Zellmembran der Eizelle durchdringen können.
Die erste Veränderung in dieser Kaskade ist die Kapazitation. Sie wird von den Spermien während der Aszension des Genitaltrakts (im Kontakt mit dessen Sekreten) vollzogen. Es handelt sich um einen physiologischen Reifungsprozess der Spermienzellmembran, der als Voraussetzung für den nachfolgenden Schritt, die Akrosomalreaktion gilt.
Die Kapazitation ist eine funktionelle Reifung des Spermatozoons. Die Veränderungen laufen über die Spermienzellmembran ab, bei der durch das Abtragen einer Glycoproteinschicht möglicherweise Rezeptoren freigegeben werden. Auch der Bereich der Akrosomal-Kappe wird dadurch so verändert, dass die Akrosomalreaktion möglich wird.
Durch die Membranveränderungen ändern sich auch die motilen Eigenschaften des Spermatozoons. Es kommt zu ausladenden Peitschenschlagbewegungen des Schwanzes gepaart mit grösseren seitlichen Pendelbewegungen des Kopfes. Diese Art der Motilität wird als Hyperaktivität bezeichnet. Man kann also sagen, dass die sichtbare Folge der Kapazitation in einer Hyperaktivität des Spermatozoons besteht.
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Als Kapazitation bezeichnet man die Veränderungen, die zur Hyperaktivität des Spermatozoons führen und die es dem Spermatozoon später gestatten, auch die Akrosomalreaktion zu durchlaufen.
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| Abb. 29 - vor Kapazitation |
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Abb. 30 - nach Kapazitation |
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Legende |
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Abb. 29, Abb. 30
Das sind Bildschirm-
aufnahmen eines Apparates, der die Bewegungsbahnen der jeweiligen Spermienköpfe (weisse Punkte) während eines bestimmten Zeitraums aufzeichnet und mit einer grünen Linie darstellt. Vor der Kapazitation sind die Linien mehrheitlich gerade. Nach der Kapazitation sind fast alle Spermien dazu übergegangen stark mit dem Kopf zu pendeln, was sich in gezackten Linien widerspiegelt.
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Da sich der genaue Zeitpunkt, wann sich Oozyte und Spermatozoon treffen, nicht voraussagen lässt, sind die Reifungsmechanismen so ausgelegt, dass verschiedene Gruppen (Pulks) von Spermien über einen relativ langen Zeitraum nach der Kohabitation die Befruchtungschancen aufrecht erhalten. Die ejakulierten Spermien werden zu diesem Zweck nicht alle gleichzeitig ihre Kapazitation beenden, so dass es zur Bildung heteroger Gruppen von Spermien kommt.
Die Gruppen haben eine unterschiedliche Geschichte hinter sich, was ihr Alter und was ihre Lagerungsbedingungen angeht. Sie liegen folglich bezüglich Reifung/Kapazitation nicht auf dem gleichen Niveau, was es möglich macht, über einen längeren Zeitraum befruchtungsfähige Spermien zu erhalten weil sie gestaffelt ausreifen. (Man kann sich vorstellen, dass jeweils eine kleine Population an Spermatozoen Ihre Kapazitation beendet und so bereit ist, eine eventuell in den ampullären Teil der Tuba uterina vorgedrungene Oozyte zu befruchten.)
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