De biochemie van de acrosoomreactie

De binding van de spermatozoïde aan de oöcyt zona pellucida (ZP) gebeurt via specifieke receptoren die gelokaliseerd zijn boven het voorste hoofdgebied van de spermatozoïde. Binding aan de zona pellucida stimuleert de spermatozoa om de acrosoomreactie te ondergaan, waarbij hydrolytische enzymen vrijkomen en nieuwe membraandomeinen worden blootgelegd, die beide essentieel zijn voor de bevruchting. Wij stellen voor dat ZP bindt aan ten minste twee verschillende receptoren in het plasmamembraan. De ene (R) is een Gi-gekoppelde receptor die fosfolipase C (PLC) beta 1 activeert. De andere (TK) is een tyrosinekinase-receptor die gekoppeld is aan PLC gamma. Binding met R zou adenylyl cyclase (AC) reguleren, hetgeen leidt tot verhoging van cAMP en activering van proteïnekinase (PKA). De PKA activeert een spanningsafhankelijk Ca2+-kanaal in het buitenste acrosomale membraan, waardoor Ca2+ van het binnenste van het acrosoom naar het cytosol vrijkomt. Dit is de eerste, relatief kleine, stijging van i (I) die leidt tot activering van de PLC gamma. De producten van de hydrolyse van fosfatidyl-inositol-bisfosfaat (PIP2) door PLC-diacylglycerol (DAG) en inositol-trisfosfaat (IP3) zullen leiden tot de translocatie van PKC naar de plasmamembraan en de activering ervan. PKC opent een spanningsafhankelijk Ca2+-kanaal (L) in de plasmamembraan, wat leidt tot de tweede (II) hogere stijging van i. De Gi of TK kan ook een Na+/H+-wisselaar activeren, wat leidt tot alkalisatie van het cytosol. PKC activeert ook fosfolipase A2 (PLA2) om arachidonzuur (AA) uit membraanfosfolipiden te genereren. AA wordt omgezet in prostaglandines (PG) en leukotrienen (LT) door respectievelijk de enzymen cyclooxygenase (COX) en lipoxygenase (LOX). De verhoging van i en pH leidt tot membraanfusie en acrosomale exocytose.