Akrosom

Das Akrosom bedeckt beim Menschen kappenartig etwa die vorderen zwei Drittel des Zellkerns und ist durch zwei Membrananteile begrenzt:

• äußere Akrosomenmembran (fusioniert bei der Akrosomreaktion mit der Plasmamembran)
• innere Akrosomenmembran (liegt dem Kern eng an)

Die Begriffe "innen" und "außen" charakterisieren dabei nur die Lage der Membranen in Bezug auf den Zellkern. An den Rändern gehen die Membranen ineinander über.

Zwischen beiden Membrananteilen befindet sich der akrosomale Inhalt mit zahlreichen Enzymen. Der Übergangsbereich zwischen akrosomalem und postakrosomalem Anteil des Spermienkopfes wird als Äquatorialsegment bezeichnet.

Die genaue Morphologie des Akrosoms variiert zwischen Spezies. Während es bei einigen Säugetieren hakenförmig ausgeprägt sein kann, erscheint es beim Menschen kappenartig ohne ausgeprägte Hakenstruktur.

Ultrastrukturell zeigt das Akrosom eine hohe Elektronendichte und weist typische Eigenschaften sekretorischer Vesikel auf.

Das Akrosom enthält eine Vielzahl proteolytischer Enzyme (u.a. Hyaluronidase und Akrosin), die dem kapazitierten Spermium während der Fertilisation die Penetration der Eizellhüllen (Corona radiata und Zona pellucida) ermöglichen. Bei dieser sogenannten Akrosomreaktion fusionieren Plasmamembran und äußere Akrosomenmembran, wodurch der akrosomale Inhalt exozytiert wird. Gleichzeitig wird die innere Akrosomenmembran freigelegt, die für die weitere Interaktion mit der Oozyte notwendig ist.

Die Penetration der Eizellhüllen erfolgt durch ein komplexes Zusammenspiel enzymatischer Aktivität und mechanischer Vorwärtsbewegung des Spermiums.

Die Akrosombildung bei Säugetieren geht mit der Spermatidendifferenzierung während der Spermiogenese einher. Mehrere ER- und Golgi-assoziierte Proteine sind aktiv an der Akrosomenbildung beteiligt. Vesikelbildung und -transport sind dabei Schlüsselprozesse der Akrosomenbildung.

Bei der Globozoospermie fehlt das Akrosom ganz oder ist nur rudimentär ausgebildet. Die betroffenen Spermien zeigen einen rundlichen Kopf ohne akrosomale Kappe, was zu einer schweren Fertilisationsstörung führt.

Im Rahmen der Fertilitätsdiagnostik kann die Funktion der Akrosomen durch einen Akrosomreaktionstest (ARIC) evaluiert werden. Seine diagnostische Aussagekraft ist allerdings relativ gering.

• Moreno, Human globozoospermia-related genes and their role in acrosome biogenesis, WIREs Mech Dis, 2023