Het sperma van zoogdieren legt een lange en uitdagende reis af door het vrouwelijke voortplantingsstelsel om de eicel te bereiken voor bevruchting. Ze worden geconfronteerd met verschillende obstakels en zware omstandigheden die hun delicate structuur en DNA kunnen beschadigen, waardoor hun vermogen om de eicel succesvol te bevruchten in gevaar komt. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, zijn spermacellen uitgerust met een beschermend schild van eiwitten die een cruciale rol spelen bij het beschermen van hun integriteit en functionaliteit tijdens hun reis.

1. Spermaplasmamembraaneiwitten :Het spermaplasmamembraan, dat de buitenste laag van de spermacel vormt, bevat verschillende eiwitten die bijdragen aan de bescherming van het sperma. Deze omvatten:

- ADAM-eiwitten (desintegrine- en metalloproteïnase-domeinbevattende eiwitten) :ADAM-eiwitten zijn betrokken bij de fusie van sperma en eicellen en spelen een rol bij het beschermen van het sperma tegen voortijdige activering.

- CD59 :CD59 is een glycoproteïne dat het complementsysteem remt, een onderdeel van de immuunrespons dat anders spermacellen zou kunnen aanvallen en beschadigen.

- Integrinen :Integrinen zijn betrokken bij de binding van sperma en eicellen en beschermen sperma ook tegen fagocytose door immuuncellen.

2. Acrosomale eiwitten in sperma :Het acrosoom, een gespecialiseerde structuur aan de punt van de spermakop, bevat een verscheidenheid aan eiwitten die essentieel zijn voor de penetratie van het sperma in de beschermende lagen van het ei.

- Acrosin :Acrosine is een proteolytisch enzym dat het sperma helpt de zona pellucida van de eicel binnen te dringen, een taaie glycoproteïnelaag rond de eicel.

- Zona Pellucida-bindende eiwitten :Deze eiwitten zorgen ervoor dat het sperma specifiek aan de zona pellucida kan binden, waardoor de initiële hechting en daaropvolgende penetratie van het ei wordt vergemakkelijkt.

3. Seminale plasma-eiwitten :Zaadplasma, een vloeistof die sperma uit het mannelijke voortplantingsstelsel vervoert, bevat een complex mengsel van eiwitten die bijdragen aan de bescherming van het sperma. Deze eiwitten omvatten:

- Semenogelinen :Semengelinen zijn gelvormende eiwitten die een beschermende omgeving bieden voor sperma tijdens de ejaculatie en helpen de beweeglijkheid van het sperma te behouden.

- Prostasine :Prostasin is een serineprotease dat betrokken is bij de verwerking en activering van andere rudimentaire plasma-eiwitten. Het heeft ook antibacteriële eigenschappen en beschermt sperma tegen infecties.

- Clusterin :Clusterin is betrokken bij de capacitatie van sperma, een proces dat sperma voorbereidt op bevruchting, en heeft antioxiderende en anti-apoptotische eigenschappen, waardoor sperma wordt beschermd tegen schade en vroegtijdige sterfte.

4. Epididymale eiwitten :De epididymis, een lange, opgerolde buis in het mannelijke voortplantingsstelsel, biedt een omgeving die bevorderlijk is voor de rijping en opslag van sperma. Epididymale eiwitten dragen bij aan de bescherming en rijping van het sperma, waaronder:

- Cystatines :Cystatines zijn proteaseremmers die sperma beschermen tegen proteolytische afbraak.

- Heparine-bindende eiwitten :Heparinebindende eiwitten helpen de beweeglijkheid van het sperma te behouden en beschermen het tegen capacitatie, wat optreedt wanneer sperma voortijdig wordt geactiveerd.

5. Sperma-Zona Pellucida-interactie-eiwitten :Deze eiwitten, aanwezig op het spermaoppervlak, vergemakkelijken de interactie en binding van sperma aan de zona pellucida, een cruciale stap in het bevruchtingsproces.

Naast deze eiwitten dragen ook andere moleculen zoals koolhydraten, lipiden en kleine RNA's bij aan de bescherming en functionaliteit van sperma tijdens hun reis naar de eicel. Het complexe samenspel van deze eiwitten en andere factoren zorgt ervoor dat spermacellen levensvatbaar blijven en in staat zijn tot bevruchting, waardoor uiteindelijk de kansen op een succesvolle voortplanting toenemen.