Mechanismy zajištění monospermie a jejich porovnání mezi vybranými živočišnými druhy

Abstract

Monospermy, defined as the fertilization of an oocyte by a single sperm, is essential for the formation of a viable zygote. The entry of multiple sperm, referred to as polyspermy, usually disrupts embryonic development; therefore, animals have evolved mechanisms to prevent it. The aim of this thesis is to summarize current knowledge of the molecular mechanisms involved in the prevention of polyspermy and to compare their interspecific differences. Mechanisms preventing polyspermy differ considerably among animal groups. In environments with high sperm concentrations, a fast electrical block based on changes in membrane potential can be observed. The slow block to polyspermy involves the cortical reaction, including the exocytosis of cortical granules and subsequent remodeling of the egg's extracellular envelopes. In mammals, changes at the level of the oocyte plasma membrane and the zona pellucida also contribute to the prevention of polyspermy.A specific mechanism is the spatial restriction of sperm entry to a single site, for example through the micropyle in fish. In some species, physiological polyspermy occurs, in which multiple sperm enter the egg, but only one male pronucleus fuses with the female pronucleus and contributes to zygote formation. Polyspermy is also relevant to human...

Monospermie, tedy oplození oocytu jednou spermií, je základním předpokladem vzniku životaschopné zygoty. Vstup více spermií, označovaný jako polyspermie, zpravidla narušuje embryonální vývoj, a proto se u živočichů vyvinuly mechanismy, které tomuto jevu zabraňují. Cílem této práce je shrnout současné poznatky o molekulárních mechanismech, které se podílejí na prevenci polyspermie, a porovnat jejich mezidruhové odlišnosti. Mechanismy blokace polyspermie se mezi jednotlivými živočišnými skupinami výrazně liší. V prostředí s vysokou koncentrací spermií se uplatňuje rychlý elektrický blok založený na změně membránového potenciálu. Pomalý blok polyspermie je spojen s kortikální reakcí, exocytózou kortikálních granul a přestavbou extracelulárních obalů vajíčka. U savců se na prevenci polyspermie podílejí také změny na úrovni plazmatické membrány oocytu a zony pellucidy. Specifickým mechanismem je prostorové omezení místa průniku spermie na jediné místo, například v oblasti mikropyle u ryb. U některých druhů se vyskytuje fyziologická polyspermie, při níž do vajíčka vstupuje více spermií, avšak pouze jedno samčí prvojádro splývá se samičím a podílí se na vzniku zygoty. Problematika polyspermie má význam i v humánní reprodukční medicíně, zejména v souvislosti s metodami asistované reprodukce, kde její...