Akrozomální reakce spermií

Michaela Závorková

Bakalářská práce

Sperm acrosome reaction

Anotace:

Bakalářská práce je sepsána formou literární rešerše, která se zabývá akrozomální reakcí spermií. Akrozomální reakci předcházejí procesy, jejichž správný průběh umožňuje spermiím akrozomální reakci podstoupit. Mezi tyto procesy se řadí spermatogeneze, epididymální zrání, kontakt spermií se semennou plazmou a kapacitace spermií. Kapacitace spermií probíhá v samičím pohlavním ústrojí a je zásadní událostí, která modifikuje plazmatickou membránu spermie do té úrovně, aby byla schopná akrozomální reakci podstoupit. Akrozomální reakce je děj, při kterém dochází ke splynutí plazmatické membrány spermie s vnější akrozomální membránou za vzniku hybridních vezikul, díky čemuž dochází k uvolnění obsahu akrozomu nacházejícího se v přední části hlavičky spermie. Akrozom obsahuje hydrolytické enzymy, které slouží k rozrušení obalu oocytu označovaný jako zona pellucida. Spermie jsou pak schopny proniknout skrz tento obal a oocyt oplodnit.Akrozomání reakce spermií probíhá na základě vazby ligandu na specifický receptor spermie. Spermie obsahuje několik receptorů jako receptory spřažené s G proteinem, P2-purinoreceptor, EGFR receptor, angiotensin II receptor a například GABAA-like receptor. Nejvýznamnějším ligandem je ZP3 (glykoprotein zony pellucidy), ale akrozomální reakci dokáží vyvolat i progesteron, prostaglandiny, glykosaminoglykany, epidermální růstový faktor, atriopeptin, PAF, ATP a angiotensin II. V případě in vitro podmínek akrozomální reakci spouštějí vápníkový ionofor, neoglykoproteiny či lektiny. Vazba ligandu na receptor způsobuje otevření vápníkových kanálů, přes které do spermie pronikají Ca2+ a spouštějí signální kaskádu, která zahrnuje zejména působení fosfolipázy A2 a C, PIP2, DAG, IP3, proteinkinázy A a C, což vede k fúzi plazmatické a vnější akrozomální membrány. K tomu je zapotřebí relativně vysoká koncentrace intracelulárních Ca2+, proto dochází také k mobilizaci Ca2+ z akrozomu, který slouží jako jejich zásobárna. Důležitým jevem během akrozomální reakce je depolymerizace aktinu, která dovoluje spojování membrán. Fúze plazmatické a vnější akrozomální membrány se účastní SNARE proteiny, NSF, α-SNAP, Rab proteiny a synaptotagmin, které vytvářejí trans-SNARE komplexy, které umožňují přiblížení membrán.

Abstract:

The bachelor thesis is written in the form of literary research, which deals with sperm acrosome reaction. The acrosome reaction is preceded by processes whose proper course allows the sperm to undergo acrosome reaction. These processes include spermatogenesis, epididymal maturation, sperm contact with seminal plasma, and sperm capacitation. Sperm capacitation occurs in the female genital tract and is a significant event that modifies the sperm plasma membrane to a level that is capable for acrosome reaction to undergo. Acrosome reaction is a process in which the plasma membrane of the sperm merges with the outer acrosomal membrane to form hybrid vesicles, thereby releasing the acrosome content found in the anterior part of the sperm head. The acrosome contains hydrolytic enzymes that serve to disrupt the oocyte’s cover referred to as the zona pellucida. The sperm are then able to penetrate through this envelope and fertilize the oocyte.Inducing of sperm acrosome reaction is based on ligand binding to a specific sperm receptor. The sperm contains several receptors such as G protein-coupled receptors, P2-purinoreceptor, EGFR receptor, angiotensin II receptor and, for example, GABAA-like receptor. The most important ligand is ZP3 (glycoprotein zona pellucida), but progesterone, prostaglandins, glycosaminoglycans, epidermal growth factor, atriopeptin, PAF, ATP and angiotensin II can also cause acrosome reaction. In the case of in vitro conditions, calcium ionophore, neoglycoproteins or lectins trigger the acrosomal reaction. Binding of the ligand to the receptor causes the opening of calcium channels allowing Ca2+ enter into the sperm and trigger a signaling cascade that includes, in particular, the effect of phospholipases A2 and C, PIP2, DAG, IP3, proteinkinases A and C, resulting in fusion of plasma and outer acrosomal membrane. A relatively high concentration of intracellular Ca2+ is required for a fusion of this membranes, therefore, Ca2+ mobilization from acrosome, which serves as their reservoir, also occurs. An important event during the acrosome reaction is the depolymerization of actin, which allows membranes to join. Fusion of plasma and outer acrosomal membranes is involved in SNARE proteins, NSF, α-SNAP, Rab proteins and synaptotagmin, which create trans-SNARE complexes that allow membranes to approach.

Klíčová slova

spermie, akrozomální reakce, akrozomální exocytóza

Keywords

acrosome reaction, acrosomal exocytosis, spermatozoa

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jiří Šichtař, Ph.D.
• Oponent: Filipa Bubeníčková, Ing.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Bakalářský studijní program / obor:
Zemědělství, zahradnictví a rozvoj venkova / Chovatelství