Wenn ein Spermium auf ein Ei trifft, muss es die äußere Schicht des Eies durchdringen, um es zu befruchten. Das Spermium heftet sich zuerst an die Eizelle, dann setzt es Enzyme frei, die ein Loch in das Ei für das Spermium bohren. Schließlich treibt der Schwanz des Spermas es durch das Loch hinein. Die Akrosomreaktion bezieht sich auf die Freisetzung von Enzymen, nachdem sich die Spermien an die Eizelle angeheftet haben.
Die äußere Schicht eines Eies wird als Zona Pellucida bezeichnet. Diese Schicht enthält eine bestimmte Art von Kohlenhydratmolekül, das herausragt und an Spermien haftet. Es wird angenommen, dass das Sperma auf seiner Oberfläche auch Moleküle hat, die sich an der Zona pellucida anlagern. Die genaue Art des Kohlenhydratrezeptors variiert je nach Tierart, was einer der Gründe ist, warum sich verschiedene Arten normalerweise nicht miteinander vermehren können.
Ein Sperma hat einen großen Kopf, einen kleinen Körper und einen wackeligen Schwanz. Der große Kopf enthält die meisten nützlichen Teile, einschließlich des genetischen Materials, das schließlich die Hälfte der Gene des Neugeborenen bilden wird. Es ist der Kopf, der an der Außenseite des Eies klebt. Um den Spermienkopf herum befindet sich eine äußere Schicht, die einen großen Pool von Enzymen enthält, die als Akrosom bezeichnet werden. Acrosin und Hyaluronidase sind Beispiele für die Enzyme im Inneren des Spermienkopfes.
Nachdem sich der Spermienkopf an der Zona pellucida befestigt hat, bauen die daran haftenden Kohlenhydratmoleküle auch die äußere Schicht des Spermienkopfes ab. Dadurch werden die Enzyme des Akrosoms freigesetzt, die wiederum die äußere Eischicht aufbrechen. Diese Akrosomreaktion gibt den Spermien, jetzt mit einem kleineren Kopf, einen Weg in die Eizelle. Der Vortrieb des Schwanzes des Spermas hilft ihm auch, sich einzudringen.
Wenn das Spermium die Eizelle erfolgreich befruchtet, verändert sich die Eizelle so, dass eine Befruchtung durch andere Spermien unmöglich wird. Spermien, die versuchen, über die Akrosomreaktion durch die Zona pellucida zu gelangen, werden daran gehindert, da die Zona pellucida härter wird. Die Kohlenhydratrezeptoren der Zona pellucida fallen ebenfalls ab und verhindern, dass sich neue Spermien anlagern.
Dies ist wichtig, da Eizellen, die mit mehr als einem Spermium befruchtet werden, aufgrund des Vorhandenseins von zu viel genetischem Material keinen funktionsfähigen Organismus bilden können. Eine normale Akrosomreaktion ist beim Menschen für die Befruchtung unerlässlich, da Spermien ohne die akrosomalen Enzyme auf der Vorderseite des Kopfes nicht in die Eizelle gelangen können. Der Mangel an akrosomalen Enzymen ist eine der möglichen Ursachen für Unfruchtbarkeit bei Männern und kann unter dem Mikroskop beobachtet werden.