Acrossomo é o termo usado para descrever uma organela vesicular que precede o núcleo das células espermáticas (espermatozóides) de animais vertebrados e invertebrados e é composta de proteínas e enzimas especialmente configuradas.
Os espermatozoides são os gametas ou células sexuais masculinas. Possuem metade da carga genética do organismo que lhes dá origem, ou seja, são células haplóides, e sua principal função é fertilizar o óvulo produzido por uma fêmea, para formar um novo indivíduo geneticamente diferente.
Na maioria dos animais, os espermatozoides são células móveis cujo corpo é dividido em duas regiões bem definidas: uma cabeça e uma cauda, ambas cobertas pela mesma membrana plasmática. A cabeça é a porção que contém o núcleo e grande parte do citosol, enquanto a cauda é uma estrutura flagelar que serve para a motilidade.
O acrossomo está localizado na cabeça das células espermáticas, especificamente na extremidade distal, cobrindo praticamente toda a superfície da célula, e as proteínas contidas nesta vesícula têm funções especiais durante o processo de fertilização.
Funções do Acrossomo
Esquema da estrutura de um esperma e da localização do acrossoma (Fonte: Gevictor via Wikimedia Commons)
Os acrossomas têm uma função primária durante o processo de fertilização no local de fixação do espermatozóide com a zona pelúcida do óvulo (que é a cobertura externa desta célula gamética feminina), o que foi demonstrado por alguns estudos de infertilidade relacionados com defeitos nesta estrutura vesicular.
Em alguns artigos científicos é possível encontrar descrições dessas organelas onde são referidas como "semelhantes a lisossomas celulares", por serem estruturas em forma de sáculo que servem a diferentes propósitos digestivos e de defesa intracelulares.
Assim, a função dessas vesículas de esperma é degradar os componentes da zona pelúcida enquanto o esperma segue em direção ao óvulo para se fundir com sua membrana e fertilizá-lo.
Treinamento
A morfologia acrossômica varia muito entre as espécies, mas quase sempre é uma estrutura vesicular derivada do complexo de Golgi, que é sintetizada e montada durante os estágios iniciais da espermiogênese (diferenciação das espermátides em espermatozoides).
A vesícula acrossomal é delimitada por duas membranas conhecidas como membranas acrossomais, que são uma interna e outra externa. Essas membranas contêm diferentes componentes estruturais e não estruturais, proteínas e enzimas de diferentes tipos, que são importantes para o estabelecimento de uma matriz interna.
Esses componentes internos participam da dispersão da matriz acrossomal, da penetração dos espermatozoides pela zona pelúcida do óvulo (revestimento extracelular) e da interação entre as membranas plasmáticas de ambas as células gaméticas.
Como o acrossoma é formado?
No início da espermiogênese, quando a meiose está completa, as células haplóides arredondadas mudam sua forma para a característica do esperma.
Durante esse processo, o complexo de Golgi é um sistema proeminente de túbulos e vesículas densamente compactados que se distribuem nas regiões próximas aos pólos do núcleo. Algumas vesículas derivadas do complexo de Golgi aumentam de tamanho e aumentam sua concentração de componentes granulares finos.
Cada grânulo fino libera seu rico conteúdo de glicoproteínas dentro dessas vesículas maiores, e isso é o que alguns autores chamam de “sistema acrossomal em formação”, a partir do qual o capuz da cabeça do esperma e o acrossoma são posteriormente formados.
Concomitante com o processo de “carregamento” dos grânulos, essas vesículas também recebem várias glicoproteínas que são sintetizadas e ativamente transportadas para dentro delas.
Em roedores, o processo de formação e evolução do sistema espermático acrossomal ocorre em quatro fases durante a espermiogênese. A primeira é conhecida como fase de Golgi e é quando os grânulos “pró-acrossomais” são formados a partir dos sáculos da face trans do complexo de Golgi.
Posteriormente, esses grânulos se fundem para formar um único grânulo acrossomal, que é alongado graças à translocação de novas proteínas do complexo de Golgi (segunda fase). A terceira fase é conhecida como fase acrosômica e consiste na conformação estrutural hemisférica do acrossoma.
A quarta fase, também conhecida como fase de maturação, tem a ver com diferentes mudanças que ocorrem na morfologia nuclear (o acrossoma em formação está muito próximo do núcleo) e com a migração do acrossoma e sua distribuição pela célula..
Reação
Como mencionado, o acrossomo é uma vesícula que difere do complexo de Golgi do esperma. O processo pelo qual o conteúdo luminal dessa vesícula é liberado antes da fusão entre o óvulo e o esperma durante a reprodução sexual é conhecido como reação acrossômica.
Esta reação, assim como a morfologia dos acrossomas, varia amplamente de uma espécie para outra, especialmente entre vertebrados e invertebrados; no entanto, em ambos os casos, é um evento altamente regulamentado.
Reação acrossômica (Fonte: Cremaster via Wikimedia Commons)
fundo
A reação acrossomal só ocorre quando os espermatozoides são liberados por um homem no trato genital de uma mulher e viajam até os ovários, onde estão localizados os óvulos, o que implica que essas células tenham passado anteriormente por dois processos de maturação:
- O trânsito pelo epidídimo (nas gônadas masculinas)
- Treinamento (durante o trânsito pelo trato genital feminino)
Somente os espermatozoides treinados são capazes, molecularmente falando, de "reconhecer" a zona pelúcida e unir-se a ela, pois é um processo mediado por carboidratos que são reconhecidos por receptores específicos na membrana espermática.
Quando um espermatozóide se une à zona pelúcida de um óvulo, as vias de sinalização dependentes de cálcio são ativadas e desencadeiam a exocitose acrossômica, que começa com a fusão da membrana acrossomal externa com a membrana plasmática do esperma.
A fecundação, ou seja, a fusão dos núcleos feminino e masculino no citosol do óvulo só é possível por meio da reação acrossômica, pois o espermatozóide utiliza as enzimas contidas nesta vesícula para atravessar a zona pelúcida e atingir a membrana. plasma do óvulo.
Enzimas
Existem várias enzimas contidas no lúmen acrossomal; Semelhante aos dos lisossomas, encontram-se algumas glicohidrolases ácidas, proteases, esterases, fosfatases ácidas e arilsulfatases.
Entre as proteinases e peptidases acrossomais estão a acrosina, a enzima mais estudada do acrossoma e que é uma endoproteinase com propriedades semelhantes às da tripsina pancreática. Sua presença foi confirmada pelo menos em todos os mamíferos. Ele está presente em sua forma inativa, a proacrosina.
Parte da literatura sugere que essa enzima também pode ser encontrada na superfície dos espermatozoides, onde o complexo proacrosina / acrosina parece ser um dos receptores necessários para o reconhecimento da zona pelúcida.
Os acrossomos também são ricos em enzimas glicosidase e a mais conhecida é a hialuronidase, que está associada à membrana acrossomal externa e à membrana plasmática do esperma.
Dentre as enzimas lipases presentes nos acrossomas, destacam-se a fosfolipase A2 e a fosfolipase C. Também possuem fosfatases, como a fosfatase alcalina e algumas ATPases.
Referências
- Abou-Haila, A., & Tulsiani, DR (2000). Acrossoma de espermatozoides de mamíferos: formação, conteúdo e função. Archives of biochemistry and biophysics, 379 (2), 173-182.
- Berruti, G., & Paiardi, C. (2011). Biogênese do acrossomo: revisitando velhas questões para produzir novos insights. Spermatogenesis, 1 (2), 95-98.
- Dan, JC (1956). A reação acrossômica. Em International review of cytology (Vol. 5, pp. 365-393). Academic Press.
- Dan, JC (1967). Reação acrossômica e lisinas. Em Fertilization (pp. 237-293). Academic Press.
- Khawar, MB, Gao, H., & Li, W. (2019). Mecanismo de biogênese de acrossomos em mamíferos. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 7, 195.
- Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (9ª ed.). Brooks / Cole, Cengage Learning: EUA.
- Zaneveld, LJD e De Jonge, CJ (1991). Enzimas acrossomais de espermatozoides de mamíferos e a reação acrossômica. Em Uma visão geral comparativa da fertilização em mamíferos (pp. 63-79). Springer, Boston, MA.