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.

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.

Gesponsorde koppelingen

Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 5
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie leven

Het Weesgegroet, wat is het nou eigenlijk?

Het Weesgegroet, wat is het nou eigenlijk? Hier wordt ingegaan op de herkomst en het gebruik.

Het Veld - De zoektocht naar de geheime kracht van het universum ; Lynne McTaggart (recensie)

Recensie van : Het veld - Lynne McTaggart

Sterrenbeelden.

Wat is een sterrenbeeld en welke zijn er?

Geloven in jezelf of in een God

Geloven in jezelf of in een God, is er een verschil?

De Bijbel

Wat is de Bijbel en uit welke boeken bestaat de Bijbel

De Dictator

Tiran is in mindere mate autocraat waarbij Dictator niet titulair gebruikt wordt

18 jaar en zwanger, hoe moet dat nu?

Je bent 18 jaar en zwanger. Hoe gaat dit met je opleiding? Geld? een huis? hoe vertel je het aan je ouders?

Sterrenbeeld: Kreeft

Beschrijving van het sterrenbeeld Kreeft.

Moeder in je eentje

Moeder zijn in je eentje

Weer aan het werk na zwangerschapsverlof

Veel moeders vinden het zwangerschapsverlof van 16 weken te kort. Waar lopen zij tegen aan en hoe gaan zij ermee om.

Tips om geld te besparen

Praktische tips om eenvoudig geld te besparen in het dagelijks leven.

Taalontwikkeling en -stimulering 0 tot 5 jaar

de taalontwikkeling en -stimulering van nul tot vijf jaar in het kort

Beoordelingsfouten

Hoe beoordelen wij als mensen anderen en situaties.

Kinderen en fantaseren

Fantaseert je kind erop los? Of voert hij hele gesprekken met een onzichtbare vriendje? Geniet ervan! Fantaseren hoort erbij. Het is zelfs een teken van intelligentie en creativiteit.

Welke obstakels creëer jij om niet voluit te leven?

We werpen zelf belemmeringen op om voluit te leven.

Een rugzakje vol met verdriet

Jouw verleden, die voor meer verdriet zorgt dan je toegeeft.

Lachen met open mond wordt meer gewaardeerd.

Als mensen met hun open mond lachen,krijgen ze meer positieve reacties dan dat ze de lippen stijf op elkaar houden.

Omarm je woede - Thich Nhat Hanh (recensie)

Hoe op een Boeddhistische manier om te gaan met woede

Kanker, maar dan chronisch...

Ook met kanker kan het leven nog mooi zijn. In mijn geval dan...

Obsessief-compulsieve stoornis

Dit artikel heeft geen beschrijving.

Doelgroep tienermoeders

Tienermoeder in de huidige maatschappij

De trappisten

Het ontstaan van de monniken die uw trappist, die u op een zomerse namiddag op en gezellig terrasje zit te drinken, hebben gebrouwen.

Dagboek van een gescheiden man...stap 2.

Hoe gebeurd een scheiding? Waar begint het en waar gaat het naar toe. Een kijk op een scheidingsverhaal in 10 delen waarvan dit deel 2 is.

Pershoudingen bij een bevalling

Wat zijn de pershoudingen bij een bevalling?

DNA ontrafeld

De opbouw en structuur van DNA.