Akrosom adalah organel yang memiliki fungsi deposit dan ditemukan di bagian atas kepala sperma pada manusia dan banyak hewan. Ia memiliki struktur yang mirip dengan organ yang ada dalam sitoplasma sel. Akrosom memiliki bentuk “topi”, yang berasal dari badan Golgi (organel yang hadir dalam semua sel eukariotik), dan pembentukannya berakhir sepenuhnya antara 5 dan 10 tahun setelah maturasi testis.
Akrosom mengandung enzim hidrolitik, terutama hyaluronidase, yang fungsinya adalah, dengan bantuan sel sperma lainnya, untuk mencapai pemisahan sel-sel kluster yang mengelilingi oosit (prekursor sel germinal dari ovula).
Proses ini dilakukan melalui hidrolisis, yaitu penguraian zat organik oleh aksi air. Hidrolisis dilakukan dalam asam hialuronat, yang merupakan polimer yang menyatukan sel-sel yang mengelilingi oosit.
Akrosom memiliki asal selama proses spermatogenesis dan bertujuan untuk memungkinkan sperma menembus sel telur. Ini dicapai melalui proses kompleks yang dikenal sebagai reaksi akrosomik.
Pengertian
Akrosom merupakan produk kompleks Golgi, dan disintesis dan dirakit selama spermiogenesis. Isi akrosom termasuk komponen struktural dan nonstruktural, nonenzimatik dan enzimatik, dan vesikel sekretori ini dibatasi oleh membran akrosom bagian dalam dan luar.
Komponen-komponen akrosom tampaknya memainkan peran penting dalam pembentukan dan pemeliharaan matriks akrosom, dalam dispersi matriks akrosom, dalam penetrasi zona pelusida telur, dan mungkin dalam interaksi antara sperma dan membran plasma telur. Vesikula ini akhirnya terbatas di dalam membran plasma yang menutupi seluruh permukaan sperma. Masih ada beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan pembentukan dan pematangan organel ini.
Akrosom terletak di antara membran plasma di daerah kepala anterior dan selaput nukleus dan memiliki set membran sendiri: membran akrosom bagian dalam yang berbatasan dengan selaput nukleus dan membran akrosom bagian luar, yang dilapis oleh membran plasma dan bergabung dengan struktur itu. Selama eksositosis akrosom, atau reaksi akrosom. Akrosom berasal dari kompleks Golgi spermatid. Akrosom terdiri dari inti matriks protein dan mengandung banyak enzim hidrolitik dan glikolitik, yang penting untuk pembuahan.
Meskipun tidak dideskripsikan untuk sperma kuda jantan secara spesifik, enzim akrosomal yang paling terkenal pada spesies lain adalah proacrosin-acrosin, hyaluronidase, β-galactosidase, berbagai proteinase, neuraminidase, esterase, arylsulfatase, dan fosfolipase A dan C, serta banyak fosfatase dan enzim pengatur dan protein. Sangat mungkin sperma kuda jantan memiliki banyak sistem enzim ini.
Fungsi akrosom
Akrosom memiliki fungsi utama selama proses pembuahan di lokasi persatuan sperma dengan zona pellucida sel telur (yang merupakan lapisan luar sel gamet wanita ini), yang telah ditunjukkan oleh beberapa studi infertilitas yang terkait dengan cacat pada struktur vesikular ini.
Dalam beberapa artikel ilmiah adalah mungkin untuk menemukan deskripsi organel-organel akrosom ini di mana mereka disebut sebagai “mirip dengan lisosom seluler”, karena mereka adalah struktur berbentuk kantung yang melayani berbagai tujuan pencernaan dan pertahanan intraseluler.
Dengan demikian, fungsi akrosom ini adalah untuk mendegradasi komponen zona pellucida sementara sperma menuju telur untuk berfusi dengan membran dan membuahinya.
Morfologi akrosom
Morfologi akrosom sangat bervariasi antara spesies, tetapi hampir selalu merupakan struktur vesikular yang berasal dari kompleks Golgi, yang disintesis dan dirakit selama tahap awal spermiogenesis (diferensiasi spermatid menjadi sperma).
Vesikula akrosom dibatasi oleh dua membran yang dikenal sebagai membran akrosom, yang satu internal dan satu eksternal. Membran ini mengandung komponen struktural dan non-struktural yang berbeda, protein dan enzim dari jenis yang berbeda, yang penting untuk pembentukan matriks internal.
Komponen-komponen internal ini berpartisipasi dalam dispersi matriks akrosom, dalam penetrasi sperma melalui zona pellucida ovula (penutup ekstraseluler) dan dalam interaksi antara membran plasma dari kedua sel gametik.
Bagaimana akrosom terbentuk?
Pada awal spermiogenesis, ketika meiosis selesai, sel-sel haploid bulat mengubah bentuknya menjadi karakteristik sperma.
Selama proses ini, kompleks Golgi adalah sistem menonjol tubulus padat dan vesikel yang didistribusikan di daerah dekat kutub nukleus. Beberapa vesikel yang berasal dari kompleks Golgi meningkatkan ukurannya dan meningkatkan konsentrasi komponen butiran halus.
Setiap butiran halus melepaskan isinya yang kaya glikoprotein di dalam vesikel yang lebih besar ini, dan inilah yang oleh beberapa penulis disebut “sistem akrosom dalam formasi”, dari mana tudung kepala sperma dan akrosom selanjutnya terbentuk.
Bersamaan dengan proses “memuat” granula, vesikel ini juga menerima banyak glikoprotein yang disintesis dan secara aktif diangkut ke dalamnya.
Pada tikus, proses pembentukan dan evolusi sistem sperma akrosom terjadi dalam empat fase selama spermiogenesis. Yang pertama dikenal sebagai fase Golgi dan itu adalah ketika granula “pro-akrosomal” terbentuk dari sakula pada permukaan trans kompleks Golgi.
Selanjutnya, butiran-butiran ini berfusi membentuk butiran akrosom tunggal, yang memperpanjang berkat translokasi protein baru dari kompleks Golgi (fase kedua). Fase ketiga dikenal sebagai fase akrosom dan terdiri dari konformasi struktural hemisfer akrosom.
Fase keempat, juga dikenal sebagai fase pematangan, berkaitan dengan perubahan berbeda yang terjadi dalam morfologi nuklir (akrosom dalam formasi dekat dengan nukleus) dan dengan migrasi akrosom dan distribusinya ke seluruh sel..
Reaksi
Seperti disebutkan, akrosom adalah vesikel yang berbeda dari kompleks Golgi sperma. Proses dimana isi luminal kandung empedu ini dilepaskan sebelum fusi antara telur dan sperma selama reproduksi seksual dikenal sebagai reaksi akrosom.
Reaksi ini, serta morfologi akrosom, sangat bervariasi dari satu spesies ke spesies lain, terutama antara vertebrata dan invertebrata; Namun, dalam kedua kasus itu adalah acara yang sangat diatur.
Reaksi akrosom hanya terjadi ketika sperma dilepaskan oleh laki-laki ke saluran genital wanita dan melakukan perjalanan ke ovarium, di mana telur ditemukan, menyiratkan bahwa sel-sel ini sebelumnya telah mengalami dua proses pematangan:
- Transit melalui epididimis (pada gonad jantan)
- Pelatihan (selama transit melalui saluran genital wanita)
Hanya sperma terlatih yang mampu, secara molekuler, “mengenali” dan bergabung dengan zona pellucida, karena merupakan proses yang dimediasi oleh karbohidrat yang dikenali oleh reseptor spesifik pada membran sperma.
Ketika sperma berikatan dengan zona pellucida sel telur, jalur pensinyalan tergantung-kalsium diaktifkan yang memicu eksositosis akrosom, yang dimulai dengan fusi membran akrosom eksternal dengan membran plasma sperma.
Fertilisasi, yaitu, fusi inti betina dan jantan dalam sitosol ovula hanya dimungkinkan melalui reaksi akrosom, karena sperma menggunakan enzim yang terkandung dalam vesikel ini untuk melintasi zona pelusida dan mencapai membran plasma sel telur.
Enzim
Ada beberapa enzim yang terkandung dalam lumen akrosom; Mirip dengan lisosom adalah beberapa glikohidrolase asam, protease, esterase, fosfatase asam, dan arylsulfatases.
Di antara proteinase dan peptidase akrosomal adalah akrosin, enzim yang paling banyak dipelajari dalam akrosom dan merupakan endoproteinase dengan sifat yang mirip dengan trypsin pankreas. Kehadirannya telah dikonfirmasi di setidaknya semua mamalia. Ini hadir dalam bentuk tidak aktif, proacrosine.
Bagian dari literatur menunjukkan bahwa enzim ini juga dapat ditemukan pada permukaan sperma, di mana kompleks proacrosine / acrosine tampaknya menjadi salah satu reseptor yang diperlukan untuk pengenalan zona pellucida.
Akrosom juga kaya akan enzim glikosidase dan yang paling dikenal adalah hyaluronidase, yang berhubungan dengan membran akrosom eksternal dan membran plasma sperma.
Di antara enzim lipase yang ada dalam akrosom, fosfolipase A2 dan fosfolipase C menonjol. Mereka juga memiliki fosfatase seperti alkali fosfatase dan beberapa ATPase.