顶体系在精子细胞核头端的一个特殊的结构,它包绕在细胞核头端的三分之二处。顶体是一特异的溶酶体,外包单层膜,呈扁平囊状。其近细胞膜的部分称顶体外膜,贴近核膜的部分称顶体内膜。内、外膜之间的狭窄腔隙中存有均质性的顶体内容物,内含糖蛋白和多种水解酶,如透明质酸酶、唾液酸苷酶、酸性磷酸酶、β-N-乙酰氨基葡糖苷酶、芳基硫酸酯酶和类胰蛋白酶等。
精子开始发生顶体反应时,精子顶体外膜与其相贴的细胞膜发生多点融合而破裂,继而出现小孔。顶体酶就是通过这些小孔释放出去,直至顶体内膜完全暴露。顶体反应完成的标志是顶体内膜与精子细胞膜的完全融合。
对于哺乳动物精子来说,钙离子是激发顶体反应的必要条件。在发生顶体反应时,可见大量钙离子内流。在生理条件下,附睾液中钙离子浓度低,输卵管液中钙离子浓度高,显然后者有利于顶体反应。
在输卵管内许多精子经历顶体反应后释放大量水解酶,使卵子周围的卵丘细胞分散并去除放射冠,这样使一些尚未发生顶体反应的精子得以与透明带接近,相互识别。
这里需要补充一句,在精子获能过程中,由于去除了糖链末端的唾液酸,可使精子的膜结构发生显著改变,表现为膜内蛋白重排成簇现象,这可能与精子与卵子识别有密切关系。
精子与卵子透明带结合后也发生顶体反应,释放顶体蛋白酶,分解透明带,逐步穿入。其中一个精子与卵细胞膜靠近,精子顶体内膜与卵细胞膜相互融合,最终雄性原核和雌性原核合二为一,完成了受精过程。
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