Hoe zorgt het lichaam ervoor dat er meerdere spermacellen een eicel binnendringen?


Publicatie datum:

Kunnen meerdere spermacellen tegelijk een eicel binnendringen? Zo ja, wat gebeurt er dan? Welke mechanismen voorkomen dat er meer dan één spermacel naar binnen gaat?

Gesponsorde koppelingen

De corticale reactie verhindert dat meerdere spermacellen de eicel binnendringen. Sommige spermacellen zijn echter zo efficiënt en goed in het bereiken en binnendringen van de eicel dat het toch mogelijk is dat meerdere spermacellen de eicel doorboren. Deze polyspermie resulteert meestal in een niet levensvatbare zygote.

Gesponsorde koppelingen

De corticale reactie wordt geactiveerd door corticale granules (lett.: korreltjes met betrekking tot de schors). Deze blaasjes die net onder het celmembraan van de eicel, aan de rand van het cytoplasma, liggen, smelten samen met het plasmamembraan van de eicel als gevolg van een verhoogde Ca2+-concentratie in de eicel. Het binden van een spermacel aan een eicel brengt namelijk een signaal transductie pathway op gang die er voor zorgt dat het endoplasmatisch reticulum calciumionen uitscheidt in het cytosol. Deze verhoogde Ca2+-concentratie activeert de cortical granules die als reactie hierop moleculen afgeven aan de perivitelline ruimte, een laag die tussen het plasmamembraan en de vitellinelaag (zona pellucida bij zoogdieren) in ligt. Deze enzymen en andere macromoleculen duwen de vitellinelaag weg van het plasmamembraan en verharden de laag, zodat er een beschermende fertalization envelope gevormd wordt die andere spermacellen verhindert de eicel binnen te dringen. Eén van de door de cortical granules uitgescheiden moleculen is een enzym dat de spermareceptoren op het plasmamembraan van de eicel doorknipt. Zo worden andere eventueel gebonden spermacellen alsnog verwijderd van de eicel. Deze manier van blokkeren van andere spermacellen (het doorknippen van de receptoren en het creëren van een fertalization envelope) wordt slow block to polyspermy genoemd. De fast block to polyspermy houdt spermacellen buiten door een snelle depolarisatie van het plasmamembraan van de eicel. Deze wordt geïnitieerd na één tot drie seconden dat de spermacel aan de eicel gebonden is aan een eicelmembraaneiwit en houdt slechts één minuut stand. De slow block to polyspermy begint nadat de fast block to polyspermy is geëindigd en houdt veel langer stand.

Polyspermie houdt in dat een eicel wordt bevrucht door meerdere spermacellen. Diploïde organismen bevatten normaal gesproken twee versies van elk chromosoom, één van elke ouder. Bij polyspermie resulteert dit echter in drie of meer versies van elk chromosoom, één van de eicel en meerdere van de zaadcellen. Dit zorgt normaal gesproken voor niet levensvatbare zygotes. Ondanks de fast en slow block to polyspermy kunnen er zulke sterke en snelle spermacellen voortgekomen zijn door de evolutie dat er toch meerdere spermacellen de eicel kunnen binnendringen. Deze male-male competitie tussen spermacellen is dan noodlottig voor het vrouwtje.

 

Bevruchting bij zee-egels

Ondanks dat zee-egels behoren tot de echinodermata en niet behoren tot de vertebraten of zelfs maar de chordaten, hebben ze de deuterostome ontwikkeling gemeenschappelijk met deze twee groepen. Ondanks kleine verschillen met de vertebraten zijn zee-egels uitstekend te gebruiken als voorbeeld van bevruchting.

De bevruchting van zee-egels vindt extern plaats in het zeewater. De geleiachtige mantel om de eicel (laag van follikelcellen bij zoogdieren) geeft signalen af die de spermacellen naar zich toetrekt. Als de spermacel contact maakt met de mantel zorgen moleculen in deze mantel voor de acrosomale reactie in de spermacel. Dit houdt in dat een blaasje in de kop van de spermacel, het acrosoom, hydrolytische enzymen afgeeft die mantel kunnen verteren. Nu kan er een actinefilament, het acrosomaal proces, uit de kop van de spermacel de mantel verder doorboren. Dit acrosomaal proces kan vervolgens binnen aan een van de spermareceptoren aan de buitenkant van het plasmamembraan van de eicel.

 

Bevruchting bij zoogdieren

In tegenstelling tot externe bevruchting van de zee-egel en de meeste andere zee-invertebraten is de bevruchting van landdieren, inclusief zoogdieren, meestal intern. Hier moet dus sprake zijn van een vochtig milieu waar de spermacellen zich door kunnen bewegen op weg naar de eicel. Bepaalde secreties in de voortplantingsorganen van het zoogdiervrouwtje zorgen ervoor dat de spermacellen zich meer gaan bewegen.

De eicel van een zoogdier is omhuld met follikelcellen die tijdens de ovulatie van de eicel zijn uitgescheiden. Een spermacel moet door deze laag van follikelcellen heen om de zona pellucida te bereiken. Dit is de extracellulaire matrix van de eicel. Deze matrix bevat ook receptoren voor de spermacel. Als een spermacel zich hieraan bindt wordt een acrosomische reactie gelijk aan die van die in een zee-egel op gang gebracht. Dit vergemakkelijkt de doorgang van de spermacel door de zona pellucida naar de eicel en laat een eiwit van de spermacel naar buiten komen dat kan binden aan het plasmamembraan van de eicel. Op dit moment fuseren de twee geslachtscellen.

Net als bij de bevruchting van een zee-egel zorgt het binden van een spermacel aan de eicel voor een verandering in de eicel die leidt tot de corticale reactie; de afgifte van enzymen uit corticale granules naar de buitenkant van de eicel via exocytose. Deze enzymen zorgen voor een reactie in de zona pellucida die er voor zorgt dat er geen andere spermacellen de cel kunnen binnendringen. Dit heet de slow block to polyspermy, fast block komt niet voor in zoogdieren.


Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 5
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie leven

Westerse astrologie: Weegschaal

Weegschaal als sterrenbeeld

Hoe om te gaan met een kind met ODD

In dit artikel gaan we in op de gedragsstoornis ODD en hoe om te gaan met kinderen met ODD

Korte beschrijving van de zeven waardensystemen

welke kleur past bij u? een leuk spel om te doen bij bijvoorbeeld een bedrijfsuitje

Alles voor een goede hechtingsrelatie.

Hechting is nodig voor een goede relatie tussen kind en verzorger. Hieronder de 5 factoren voor een goede hechtingsrelatie.

Domestic Violence

Huishoudelijk Geweld, Huwlijkse Mishandeling is een Legale Mishandeling binnen het Legale Huwlijk