Akrosomalreaktion

• Akrosomalreaktion


  Enzyme werden freigesetzt; die Hyaluronidase löst die Interzelluläre Matrix zwischen den Kumuluszellen auf, andere Enzyme lösen die um die Eizelle gelegene Zona pellucida auf
• Befruchtung


  1. Spermien treffen auf die Oozyte

  2. Penetration der Kumuluszellen

  3. Kontakt mit der Zona pellucida

  4. Akrosomalreaktion

  5. Penetration der Zona pellucida

  6. Penetration der Kumuluszellen
• Bei einer Befruchtung im Reagenzglas muss die dazugegebene Menge an Spermien streng beachtet werden, denn ein Zuwenig ergibt keine Befruchtung
• Ein kleiner Prozentsatz der Spermien läuft die Akrosomalreaktion spontan ab, so wie es auch bei einem kleinen Prozentsatz der Spermien gleich nach der Ejakulation spontan zur Kapazitation kommt
• Hyperaktivität


  Die durch die Kapazitation erworbene Hyperaktivität des Spermatozoons ist ein entscheidender Faktor, der dazu beiträgt, dass sich das Spermatozoon mit peitschenschlagartigen Schwanzbewegungen durch den Kumuluszellhaufen treiben kann
• Es handelt sich um einen dirigierten "Angriff" vieler Spermien auf die die Eizelle umgebenden Strukturen, letztlich mit dem Ziel, einem einzigen Spermatozoon die Vereinigung mit der Eizelle zu ermöglichen
• Insemination durch intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI)
• Befruchtung


  1. Spermien treffen auf Oozyte

  2. Penetration der Kumuluszellen

  3. Kontakt mit der Zona pellucida

  4. Akrosomalreaktion

  5. Penetration der Zona pellucida
• Akrosomalreaktion


  Verschmelzung der Zellmembran des Spermatozoons mit der darunterliegenden äußeren Membran des Akrosoms, wodurch der Inhalt des Akrosoms nach außen freigesetzt wird
• Voraussetzung für ein Gelingen der Akrosomalreaktion ist die vorgängige Bindung des Spermatozoons an die Zona pellucida
• Die Zona-Bindung ist speziesspezifisch, die anschließende Anbindung an die Eizellmembran 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, da dadurch Strukturen freigelegt wurden, die für einen Kontakt mit der Oozyte unumgänglich sind
• 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
• Das Akrosin sorgt für den Durchtritt des Spermatozoons durch die Zona pellucida
• Andockmechanismus des Spermatozoons an die Oozyte

  Schlüssel-Schloss Prinzip
• Polyspermieblock


  Eindringen weiterer Spermien soll verhindert werden
• Aufnahme des Spermatozoons in die Oozyte

  Imprägnation
• Beenden der 2. Reifeteilung der Oozyte


  Ausstossen des 3. Polkörpers
• Vorbereitungen auf molekularer Ebene in der Oozyte

  Entpackung der väterlichen DNS
• Spermatozoon


  • Trägt den "Schlüssel"
  • Membranstelle am Kopf muss freigelegt werden durch Akrosomalreaktion
• Oozyte


  • Trägt die "Schlösser" (Rezeptoren)
• Akrosomalreaktion


  1. Enzyme werden freigesetzt, die zur Schwächung und lokalen Auflösung der Zona pellucida beitragen

  2. Spermatozoon penetriert die Zona pellucida und gelangt in den perivitellinen Spalt
• Andocken des Spermatozoons


  Löst Kaskade von Ereignissen in der Oozyte aus
• Durch das Andocken des Spermatozoons wird in der Oozyte eine Kaskade von Ereignissen ausgelöst
• Wenn das akrosomalreagierte Spermatozoon nach der Penetration der Zona pellucida auf das Oolemma trifft und dieser entlang streift, verbinden sich die gegenseitigen Membranrezeptoren
• Der postakrosomale Membranbezirk des Spermatozoons hat sich mit dem Ooloemma verbunden
• Der "Inhalt" des Spermiums ist vollständig ins Zytoplasma der Oozyte aufgenommem worden
• Andockmechanismus des Spermatozoons an die Oozyte

  Schlüssel-Schloss Prinzip
• Polyspermieblock


  1. Veränderungen am Oolemma

  2. Veränderungen an der Zona pellucida

  3. Depolarisationswelle am Oolemma

  4. Ausschütten von Vesikeln in den perivitellinen Spalt

  5. Verhärtung der Zona pellucida
• Aufnahme des Spermatozoons in die Oozyte (Imprägnation)

  1. Verschmelzen der Membranen von Spermatozoon und Oozyte

  2. Gelangen von Strukturen des Spermatozoons ins Zytoplasma der Oozyte

  3. Dekondensation des väterlichen Erbmaterials

  4. Rolle des Zentrosoms bei Annäherung der Vorkerne und Ausbildung der ersten Teilungsspindel

  5. Eliminierung von Bestandteilen des Spermatozoons wie Kinozilien und väterliche Mitochondrien
• In seltenen Fällen können väterliche Mitochondrien in der Oozyte überleben und auf das Kind übertragen werden, was zu Krankheiten führen kann
• Befruchtung


  Das Eindringen des Spermatozoons in die Oozyte
• Andockmechanismus des Spermatozoons an die Oozyte

  Schlüssel-Schloss Prinzip
• Polyspermieblock


  Verhindert das Eindringen weiterer Spermien in die Oozyte
• Aufnahme des Spermatozoons in die Oozyte

  Imprägnation
• Beenden der zweiten Reifeteilung der Oozyte


  1. Teilungsspindel wird aktiv

  2. Signal vom Spermatozoon zur Wiederaufnahme und Beendigung der zweiten Reifeteilung

  3. Imprägnierte Oozyte
• Sekundäre Oozyte zum Zeitpunkt der Imprägnation


  • Teilungsspindel in Metaphase der zweiten Reifeteilung arretiert
  • Zona pellucida
  • Perivitelliner Spalt
  • Zellmembran
  • Spermatozoon (Rest als Anhängsel)
  • Kinozilium
  • Kern (kompakt) des Spermatozoons
  • Proximales Zentrosom des Spermatozoons
• Unmittelbar nach der Imprägnation


  1. Keine Merkmale der Imprägnation erkennbar

  2. Eizelle mit erstem Polkörper
• In den folgenden zwei Stunden nach der Imprägnation


  1. Teilungsspindel zieht Chromatiden auseinander

  2. Neuer zweiter Polkörper entsteht

  3. Erster Polkörper teilt sich ebenfalls