SEGMENTAZIONE: Anfiosso.

L'anfiosso è un cefalocordato, una breve descrizione la potete trovare sul post di Biosproject: earth del mese di febbraio: urocordati e cefalocordati.

Perchè studiare la segmentazione dell'anfiosso?

La risposta è presto data, prove di natura genetica e molecolare associate a dati paleontologici sembrano corroborare un modello filogenetico che individua l'anfiosso come la categoria sistematica più vicina ai vertabrati. Per tale motivo sembra utile e di rilevante importanza studiare i meccanismi di sviluppo di questo organismo che è il principale rappresentante dei cefalocordati.

La segmentazione dell'anfiosso è di tipo radiale, segue nelle prime divisioni uno schema molto simile a quello del riccio di mare, quindi la segmentazione è radiale, ovviamente vi sono delle differenze.

Schematizzando le prime dvisioni come abbiamo fatto nel riccio di mare:

La primo piano di segmentazione è meridiano, e porta alla formazione di due blastomeri di uguali dimensioni, il secondo piano di segmentazione è sempre meridiano ma perpendicolare al primo, portando alla formazione di quattro blastomeri di uguali dimensioni, la terza divisione è caratterizata da un piano di segmentazione equatoriale che divide il polo animale da quello vegetativo portando alla formazione di quattro blastomeri in entrambi i poli.

Nonostante questo schema di divisione cellulare sia molto simile a quello del riccio di mare vi sono delle
differenze.

Nell'anfiosso al polo vegetativo è presente una concentrazione maggiore di vitello paragonata a quella del riccio di mare, ciò influisce leggermente nello schema di divisione cellulare, facendo si che il fuso mitotico nella terza divisione di segmentazione sia leggermente spostato verso il polo animale, ne consegue  che i blastomeri che derivano saranno di dimensioni diverse, infatti quelli del polo animale avranno una dimensione leggermente più piccola di quelli del polo vegetativo, li chiameremo rispettivamente micromeri e macromeri.

Durante la quarta e la quinta divisione questi blastomeri si divideranno simultaneamente secondo un piano di divisione meridiano, portando alla formazione di due file sovrapposte di otto blastomeri ciascuna.

Allo stadio di 32 cellule inizia a formarsi il blastocele e si completerà allo stadio di 64 blastomeri che corrisonde allo stadi di blastula. Le cellule della blastula sono disposte in un unico strato e le loro dimensioni vanno gradatamente crescendo dal polo animale al polo vegetativo. Da questo momento in poi la segmentazione non segue più un preciso schema di divisione cellulare e quando l'embrione raggiunge lo stadio di 256 cellule inizia il processo della gastrulazione.

SEGMENTAZIONE: riccio di mare.

Dopo la fecondazione lo zigote è pronto per entrare nel successivo stadio del ciclo vitale. La segmentazione. Le uova dell'echinoderma riccio di mare sono isolecitiche, quindi vanno incontro a segmentazione oloblastica, cioè la formazione del solco di segmentazione coinvolgerà completamente lo zigote.

Il primo piano di segmentazione è meridiano e attraversa il polo animale-vegetativo, il fuso mitotico è disposto all'equatore della cellula ed è orientato perpendicolarmente all'asse animale vegetativo, lo zigote viene suddiviso in due cellule (blastomeri) di uguali dimensioni.

Il secondo piano di segmentazione è sempre meridiano ma perpendicolare al precedente, ciò porta alla formazione di quattro blastomeri di uguali dimensioni.

Il terzo piano di segmentazione è equatoriale,  portando così alla formazione di otto blastomeri; quattro al polo animale e quattro al polo vegetativo.

Durante la quarta divisione, i blastomeri del polo animale si dividono secondo un piano meridiano portando alla formazione di otto blastomeri di media grandezza  noti come mesomeri.

I fusi mitotici dei blastomeri dell'emisfero vegetativo sono invece fortemente spostati vero il margine del polo vegetativo, e il piano di segmentazione è equatoriale, portando alla formazione di blastomeri di grandezza diversa che chiameremo macromeri quelli più grandi e micromeri quelli più piccoli.

Durante la quinta divisione di segmentazione, i blastomeri del polo animale si dividono sempre secondo un piano di divisione meridiano portando alla formazione di due file di bastomeri noti come an1 e an2.

I macromeri si dividono invece secondo un piano di divisione meridiano portando alla formazione di una fila di otto macromeri; i micromeri si dividono equatorialmente e in maniera diseguale portando alla formazione di micromeri di grandezza diversa, noti come grandi micromeri e piccoli micromeri.

La sesta divisione di segmentazione porterà alla formazione di un embrione di 60 cellule.

Durante tale divisione le cellule del polo animale si dividono secondo piani di divisione meridiani, i macromeri del polo vegetativo si dividono secondo piani di divisione equatoriali, portando alla formazione di due file di blastomeri che chiameremo veg1 e veg2; i micromeri più grandi andranno incontro a divisione cellulare mentre i piccoli micromeri salteranno questo ciclo di divisione cellulare.

Nell'immagine sotto sono presenti in sequenza da sinistra a destra, la quarta, la quinta, la sesta divisione di segmentazione.

Con il proseguire delle divsioni l'embrione raggiungerà lo stadio di blastula (128 blastomeri) caratterizzata dalla presenza di un ampia cavità nota come blastocele una cavità piena di fluido proteico che rappresenta la prima cavità dell'embrione.

Con il proseguire delle divisioni le cellule del polo animale si dispongono in un unico strato portando alla formazione del blastoderma che delimita il blastocele. Una tale disposizione dei bastomeri è favorita soprattutto dalle adesioni che si stabiliscono con lo strato ialino formatosi durante la reazione dei granuli corticali, sia dalla formazione di giunzioni strette tra i blastomeri in corrispondenza della loro regione apicale che prende contatto con lo strato ialino.

In seguito sulla superficie dei blastomeri del polo animale si vengono a creare numerose ciglia particolarmente lunghe che danno la possibità all'embrione di ruotare all'interno della membrana di fecondazione, le cellule del polo vegetativo invece iniziano ad ispessirsi portando alla formazione di una piasta vegetativa. Inoltre le cellule dell'emisfero animale iniziano a sintetizzare e rilasciare specifici enzimi che avranno la funzionalità di degradare la membrana di fecondazione, una volta che ciò sarà avvenuto l'embrione sarà libero di nuotare nell'ambiente marino circostante e continuare il suo sviluppo.

La segmentazione del riccio di mare, durante le prime divisioni porta alla formazione di blastomeri di differente dimensione, e divide l'embrione in due metà simmetriche, per tale motivo la segmentazione dell'echinoderma riccio di mare viene definita oloblastica radiale ineguale.

SEGMENTAZIONE: Ascidia

L'ascidia appartiene al gruppo dei tunicata (urocordati) una descrizione viene data su Biosproject: Earth al seguente link: Urocordati e cefalocordati.

L'ascidia porta avanti una segmentazione oloblastica di tipo bilaterale riportato nell'immagine sotto.

Sono caratterizzate sia da una polarità animale-vegetativa, sia da una polarità antero-posteriore dovuta alla ineguale distribuzione delle varie componenti citoplasmatiche.

Il primo piano di segmentazione passa attraverso il polo animale vegetativo dividendo lo zigote in due porzioni di uguali dimensioni, tale piano di segmentazione dividerà l'embrione nelle sue future parti destra e sinistra. Le divisioni successive saranno orientate tutte secondo questo piano di divisione, ciò farà si che il mezzo embrione che si forma da un lato sarà l'immagine speculare del mezzo embrione formato dall'altro lato.
 Il secondo piano di segmentazione è parallelo al primo ma spostato leggermente verso la parte posteriore dell'embrione, ne consegue che si verranno a formare quattro blastomeri, dei quali i due anteriori saranno più grandi di quelli posteriori, i blastomeri dei due lati erediteranno citoplasmi di diversa composizione chimica. Ogni lato dell'embrione in questo modo sarà costituito da un blastomero grande e da un blastomero piccolo. Durante le successive divisioni la simmetria bilaterale sarà marcata notevolmente da differenze nelle dimensioni e nella forma dei blastomeri. Allo stadio di 64 cellule si forma un piccolo blastocele e inizia la gastrulazione.

LA SEGMENTAZIONE: caratteristiche generali.

Per quanto sia straordinario il processo della fecondazione non è che l'inizio dello sviluppo di un nuovo organismo. Dopo l'avvenuta fusione tra spermatozoo e cellula uovo, lo zigote (termine con il quale indichiamo la cellula uovo fecondata) va incontro ad un processo noto come segmentazione, durate il quale l'enorme volume citoplasmatico della cellula uovo viene suddiviso in numerose cellule nucleate più piccole. Al processo della segmentazione seguirà lo stadio noto come gastrulazione durante il quale le cellule derivate dal processo di segmentazione andranno incontro a drammatici movimenti facendo si che tali cellule acquisiscano nuove relazioni spaziali.

Durante la segmentazione e la gastrulazione si verificano quindi importanti eventi che permetteranno la formazione dei tre assi embrionali:

1)l'asse antero-posteriore detto anche cefalocaudale.

2) L'asse sinistra-destra.

3)l'asse dorso-ventrale.

Come accenato qualche rigo sopra durante la segmentazione, l'enorme volume della cellula uovo viene suddiviso in numerose cellule nucleate più piccole, un processo di divisione cellulare insomma, ma è molto più di questo. Innanzitutto le cellule che derivano da queste divisioni cellulari vengono chiamate blastomeri, i blastomeri portano avanti un ciclo cellulare bifasico, costituito dalla sola fase S (replicazione del DNA) e dalla fase M (mitosi) le fasi gap (G1, G2) sono abolite, ciò fa si che il volume dello zigote durante tale processo non aumenti di volume, e di conseguenza viene suddiviso in numerose cellule più piccole.

 Inoltre le divisioni cellulari avvengono ad una velocità mai osservata in nessun altro processo di divisione cellulare, neanche nelle cellule neoplastiche.

Il passaggio dal processo della fecondazione a quello della segentazione è caratterizzato dall'attivazione di un complesso proteico noto come MPF (fattore che promuove la mitosi), è costituito da due proteine, ciclina B (con funzionalità regolatoria) e cdk1 (chinasi dipendente dalla ciclina), la sua funzionalità è di fosforilare specifiche poteine bersaglio (lamine dell'involucro nucleare, istoni, miosina citoplasmatica ecc...) proteine che svolgono un ruolo di fondamentale importanza nella mitosi.

La chinasi dipendente dalla ciclina non funziona in assenza di ciclina B, e nei blastomeri l'MPF presenta un andamento ciclico, si accumula prima della fase M per poi diminuire drasticamente durante la faseS.

La ciclina B viene sintetizzata e degradata da proteine accumulate precedentemente nel citoplasma della cellula uovo.

Nei primi stadi della segmentazione, in molti organismi eccezion fatta per i mammiferi, i blastomeri sono indipendenti dal nucleo, in quanto molte componenti (mRNA, rRNA, tRNA necessari per la sintesi delle  proteine, e solo per citare questi) necessari per il corretto funzionamento delle cellule sono già stati accumulati durante la maturazione della cellula uovo, ne consegue che le divisioni cellulari nei primi stadi della segmentazione sono molto rapide e sincronizzate, ovviamente tali componenti che precedentemente erano state accumulate, non sono infinite, e una volta che sono state consumate entra in gioco il nucleo.

L'embrione entra in questo modo nello stadio di blastula intermedia, nel quale i blastomeri perdono la loro sincronia nelle divisioni cellulari (blastomeri diversi inizieranno a sintetizzare differenti regolatori dell'MPF), e inoltre si instaurano quelle fasi del ciclo cellulare che nei primi stadi erano assenti (fasi G1 e G2), ciò comporta anche un incremento nelle dimensioni delle cellule durante il ciclo cellulare e prima della divisione. Altra caratteristica importante vengono trascritti nuovi mRNA, molte delle proteine che saranno sintetizzate grazie a questi acidi nucleici, saranno di fondamentale importanza anche per il successivo stadio, la gastrulazione. Infatti in molte specie se si blocca la trascrizione la divisione cellulare si verifica ancora normalmente, ma l'embrione non riesce ad iniziare la gastrulazione.

Quanti tipi di segmentazione?

organismi diversi atuano la segmentazione in maniera differente. La segmentazione è determinata da due parametri principali: 1) la presenza e la quantità di vitello che viene distribuita nei blastomeri; 2) fattori cellulari che influenzano l'orientamento dei vari blastomeri, influendo sull'orientamento del fuso mitotico al momento della sua formazione.

La presenza del vitello influisce molto nel processo della segmentazione, infatti le placchette di vitello rappresentano un impedimento alla formazione del solco di segmentazione. La quantità di vitello che viene accumulata in un embrione ( il vitello è costituito principalmente da carboidrati, lipidi, glicoproteine) fondamentale per la nutrizione gli embrioni di molte specie, tende ad essere accumulato principalmente al polo vegetativo. In un embrione possiamo individuare due poli, quello animale costituito da una piccola percentuale di vitello e dalla presenza del nucleo, tale polo è anche caratterizzato da divisioni cellulari che si susseguono ad un ritmo molto più veloce di quelle del polo vegetativo, caratterizzato da una maggiore quantitàò di vitello.

A seconda degli organismi che prendiamo in considerazione possiamo individuare cellule uovo con una scarsa quantità di vitello, come nei mammiferi, echinodermi, chiocciole, definite uova isolecitiche, tali cellule possiedono una quantità scarsa e uniformemente distribuita di vitello.

In tali cellule il solco di segmentazione coinvolge interamente lo zigote e viene definita segmentazione oloblastica (totale). Essendo dotate di poco vitello gli embrioni di tali organismi devono trovare diversi modi per nutrirsi, infatti alcune specie producono forme larvali particolarmente voraci, i mammiferi ad esempio ottengono nutrizione dalla madre grazie alla placenta.

Vi sono organismi che all'opposto possiedono una grande quantità di vitello (uova degli insetti, pesci, uccelli, rettili) che occupano la quasi totalità dello zigote. In tali organismi la segmentazione si dice meroblastica (parziale), perchè la grande quantità di vitello fa si che la segmentazione interessi solo parte del citoplasma dello zigote. Le uova degli insetti ad esempio hanno il vitello situato al centro (centrolecitiche), le divisioni cellulari coinvolgono solo la superficie dello zigote, (segmentazione superficiale). Nelle uova di uccelli e pesci invece il vitello occupa quasi interamente la cellula uovo, le divisioni cellulari in queste cellule coinvolgono solo una ristretta porzione del futuro zigote, un piccolo disco di citoplasma che si trova all'apice del polo animale (segmentazione discoidale) tali uova vengono definite telolecitiche.

Tuttavia queste caratteristiche che abbiamo brevemente elencato sono solo delle regole generiche, specie strettamente correlate possono in diversi ambienti, sviluppare modalità differenti di segmentazione.

Il vitello rappresenta solo uno dei fattori che concorrono a determinare un certo tipo di segmentazione.

Infatti esistono dei modelli ereditari di divisione cellulare che si sovrappongono alle limitazioni imposte dal vitello. Ciò lo possiamo osservare nelle uova isolecitiche (segmentazione oloblastica), infatti ricci di mare, mammiferi, chiocciole non hanno lo stesso schema di divisioni cellulari, quando parliamo di segmentazione oloblastica dobbiamo distinguere quattro tipi:

1) segmentazione oloblastica radiale (ricci di mare, anfiosso)

2) segmentazione oloblastica a spirale (chiocciole)

3) segmentazione oloblastica bilaterale (ascidie)

4)segmentazione oloblastica rotazionele (mammiferi)

Gli anfibi rientrano nel gruppo di organismi che subiscono un tipi di segmentazione oloblastica ma le sue uova possiedono, soprattutto al polo vegetativo, una cospicua quantità di vitello. La segmentazione degli anfibi è nota come segmentazione radiale ineguale e le sue uova sono definite mesolecitiche.

FUSIONE MEMBRANA SPERMATOZOO.-CELLULA UOVO ...E QUALCHE ALTRA INFORMAZIONE SULLA POLISPERMIA

Ecco il primo post di Biosproject del 2012, si lo so sono un poco in ritardo, sono passati una decina di giorni dall'inizio dell'anno; ma volevo organizzarmi bene, i buoni propositi per il blog sono tanti, speriamo di rispettarli.

Da oggi a domenica, vorrei proporvi una serie di post con il quale concludere il discorso della fecondazione iniziato qualche post fa.

Nell'ultimo post riguardande la fecondazione avevo accennato ad alcuni processi che impediscono qualsiasi fecondazione secondaria (inibizione della polispermia), prima di questo avevo solo accennato brevemente a come si verifica la fusione tra membrane plasmatiche dello spermatozoo e della cellula uovo.

Il legame dello spermatozoo con la cellula uovo induce in quest'ultima la polimerizzazione delle molecole di actina che porteranno alla formazione di una struttura nota come cono di fecondazione. Vi è un omologia in questo tra spermatozoo e uovo in quanto anche nello spermatozoo la formazione del processo digitiforme (processo acrosomico) è mediato da actina. L'azione congiunta del processo acrosomico e del cono di fecondazione porterà alla formazione di un vero e proprio ponte citoplasmatico che favorirà l'ingresso dello spermatozoo nella cellula uovo.

In organismi come il riccio di mare la fusione tra spermatozoo e cellula uovo può avvenire in tutte le regioni della membrana della cellula uovo, mentre in altre specie, tipo i mammiferi, la fusione sembra avvenire in particolari porzioni della membrana cellulare. Nel riccio di mare sembra che un ruolo importante nella fusione cone la cellula uovo sia determinato sempre dalla bindina, la quale nell'estremità amminoterminale sembra avere un lungo tratto di amminoacidi idrofobici che permettano la fusione con la membrana.

Fusione dei gameti che è strettamente correlato con l'attivazione della cellula uovo.

Ancora sul blocco rapido alla polispermia..

Nel post sull'inibizione della polispermia avevamo visto come l'introduzione di ioni sodio all'iterno dell'ambiente della cellula uovo determinasse un cambiamento del potenziale di membrana che impediva ad altri spermatozooi, dopo l'avvenuta fusione con il primo, di interagire e fecondare ancora la cellula uovo.

Questo ingresso di ioni sodio al primo contatto con lo spermatozoo sembra essere dovuto ad un particolare gruppo di recettori per l'acetilcolina nella membrana dell'uovo. In particolar modo Chambers (1997) ha dimostrato che questi recettori sembrano essere molto simili se non identici a quelli presenti nella placca motrice della membrana neuromuscolare.

Più recentemente è stato dimostrato che l'acrosoma di ricci di mare possiedono enzimi nori come colino-acetiltransferasi, gli enzim coinvolti nella sintesi dell'acetilcolina.

Il flusso di ioni sodio dura solo pochi secondi esso viene poi sostituito da un flusso massiccio di ioni calcio da depositi interni di reticolo endoplasmatico.

La modalità specifica con cui si realizza questo rilascio non è ancora conosciuta nei dettagli, ma sembra che un ruoloimportante sia svolto dall'IP3 (inositolo trifosfato).

E'stata evidenziata la presenza, nello spazio compreso tra la vescicola acrosomica e il nucleo dello spermatozoo, la presenza di un enzima, noto come ossido nitrico sintetasi, coinvolto nell formazione dell'ossido nitrico, che ritroviamo anche nel sistema nervoso agendo come neurotrasmettitore, l'unico in forma gassosa.

Durante il passaggio attraverso la gelatina della cellula uovo, la Nos viene attivata producendo ossido nitrico il quale una volta riversato all'interno della cellula uovo, innesca una catena di trasduzione del segnale che culmina con la produzione di IP3 e rilasio di ioni calcio. Durante la reazione di formazione dell'IP3 viene prodotto anche DAG il qualche innesca la produzione di molecole che amplificheranno ulteriormente il rilascio di ioni calcio. Insomma viene innescato un rilascio di ioni calcio e di reazioni che a loro volta indurrano un rilascio di ioni calcio ancora maggiore.

La modalità con cui lo ione calcio si rilascia è stato studiato anche nelle uova di medaka, il pesce rosso giapponese. Sono state usate le uova di questo organismo in quanto abbastanza grandi da poter essere maneggiate con facilità in laboratorio; il rilasico di ioni calcio è stato osservato usando particolari macchine fotografiche stroboscopiche in grado di scattare immagini in successione ad altissima velocità.  E'stata sfruttata una proteina nota come equorina in grado di produrre luce quando lega gli ioni calcio, in questo modo è stato possibile osservare la produzione di una vera e propria onda di clacio che si propagava da punto in cui era penetrato lo spermatozoo. l'equorina venne estratta da batteri simbionti della medusa aequorea.

AUGURI DI BUON NATALE!

                                      Tanti auguri di Buon Natale a tutti i lettori di Biosproject !

INIBIZIONE DELLA POLISPERMIA.

Nel post precedente avevamo accennato ai vari meccanismi che nel riccio di mare e nei mammiferi determinano il riconoscimento e la fusione delle membrane dello spermatozoo e della cellula uovo. Una volta avvenuta la fecondazione, la propensione della cellula uovo ad essere fecondata diventa pericolosa.  Con la fusione tra spermatozoo e cellula uovo e l'unione dei loro nuclei aploidi viene ripristinato il normale corredo cromosomico della specie. Ne consegue che fecondazioni secondarie porterebbero ad uno squilibrio nel numero di cromosomi, con effetti deleteri sullo sviluppo di un nuovo organismo. Infatti esiste un particolare processo che impedisce fecondazioni secondarie; ed è noto come inibizione della polispermia.

Inoltre lo spermatozoo oltre al nucleo aploide fornisce all'uovo anche il centriolo.

Nella normale monospermia, in cui nell'uovo penetra un solo spermatozoo, il centriolo fornito da quest'ultimo va incontro a divisione per formare i due poli del fuso mitotico di segmentazione.

Grazie ad esso la cellula si divide in due nella prima divisione mitotica che determina l'inizio della segmentazione.

L'ingresso di più spermatozooi è noto con il termine di polispermia e in genere ha conseguenze che, come accennato precedentemente, sono distratrose per lo sviluppo del nuovo organismo. Facciamo un esempio: supponiamo che siano due gli spermatozooi a fecondare una cellula uovo, ciò che ne deriva è un nucleo triploide, cioè ogni cromosoma risulta presente in triplice copia anzichè in due, inoltre saranno presenti due centrioli, e dopo che si saranno divisi ne saranno presenti 4; la cellula non contiente istruzioni che le permettano di risolvere questo genere di problemi, non esistono meccanismi che permetteranno una corretta segregazione dei cromosomi nelle cellule che si formeranno, ne nel numero e nel tipo corretto di cromosomi, ciò che ne deriva saranno cellule contenenti un eccesso di geni e cellule contenenti meno cromosomi del necessario.

Gli organismi hanno sviluppato svariate strategie per imperdire fecondazioni secondarie possiamo

Blocco rapido alla polispermia.

E' caratterizzato da un cambiamento nel potenziale di membrana che impedisce agli spermatozooi di interagire con la superficie dell'uovo. Prendiamo come punto di riferimento anche in questo caso il riccio di mare. Come accennato l'importante ruolo della membrana della cellula uovo è quella di mettere in relazione tale cellula con lambiente circostante, ciò fa si che la concentrazione degli ioni ella cellula uovo differisca enormemente da quella dell'ambiente circostante nel quale è immerso. Tale differenza è particolarmente significativa per quanto riguarda gli ioni sodio e potassio. La concentrazione dello ione sodio è di gran lunga più elevata nell'ambiente marino esterno che in quello cellulare, mentre per il potassio il discorso vale all'inverso. Tale condizione (non parleremo qua di quali meccanismi mantengono continuamente tale differenza di concentrazioni tra i due lati della membrana), viene mantenuta dalla membrana cellulare che continuamente impedisce l'ingresso degli ioni sodio e l'uscita del potassio. Se si inserisce un elettrodo all'interno dela cellula uovo e si colloca un secondo elettrodo al di fuori di esso si può misurare la differenza di potenziale tra i due lati che in genere ha un potenziale di -70mV; con l'interno della cellula più negativo rispetto all'esterno.

Dopo il legame con lo spermatozoo e la relativa fusione delle membrane delle cellule germinali, il potenziale di membrana si modifica assumendo un valore di circa + 20 mV circa. La variazione del potenziale di membrana è dovuta ad un ingresso di ioni sodio nell'uovo. E' stato osservato che gli spermatozooi sembrano essere in grado i legarsi alla membrana della cellula uovo quando essa presenta un potenziale d imembrana di -70 mV, mentre non sembrano in grado di legarsi a membrane delle cellule uovo che presentano un potenziale di riposo positivo. L'importanza degli ioni sodio e della loro influenza sull'entrata degli spermatozooiè stata ampiamente accertata attraverso vari esperimenti, e si è visto che il blocco rapido viene rimosso se nella soluzione in cui sono inseriti i ricci di mare la concentrazione degli ioni sodio viene ridotta notevolmente, anche mantenendo la membrana con un potenziale negativo non vi era blocco. Non si conoscono con precisione i meccanismi che impediscono algi spermatozooi di entrare in una cellula uov una volta che il suo potenziale di membrana è diventato positivo. Molto probabilmente la presenza di proteine con carica netta positiva a cui viene impedito il legame con componenti della cellula uovo.

Blocco lento alla polispermia.

Il blocco rapido alla polispermia non è eterno, la modificazione del potenziale di membrana dura per breve tempo. Entro un minuto infatti la membrana tende a tornare nuovamente al suo stato di riposo, ciò comporta un ritorno della membrana ad essere potenzialmente fecondata da altri spermatozooi, per evitare che questo avvenga e rimuovere eventuali spermatozooi che si legano nuovamente alla superficie, si innesca un secondo processo noto come blocco lento alla polispermia. Evento principale è l'esocitosi dei granuli corticali.

Come accennato nel post precedente nel riccio di mare i granuli corticali sono migliaia, possiedono enzimi, proteine ialine, mucopolisaccaridi ecc...

Viene definito blocco lento in quanto si instaura circa un minuto dopo l'avvenuta fusione dello spermatozoo con la cellula uovo. Quando lo spermatozoo entra questi granuli corticali si fondono con la membrana plasmatica dell'uovo e liberano il loro contenuto nello spazio compreso tra la membrana cellulare e la membrana vitellina. Sono diverse le proteine che vengono rilasciate, una di esse è la serinproteasi dei granuli corticali, un enzima simile alla tripsina. La sua funzionalità è quella di interrompere le connessioni proteiche esitenti tra la membrana cellulare e la membrana vitellina. consentendo in tal modo un distacco dei recettori della bindina con tutti gli spermatozooi ad essi associati. In secondo luogo i mucopolisaccaridi rilasciati dai dai granuli corticali determinano un gradiente osmotico che richiama acqua determinando un rigonfiamento nello spazio tra la membrana vitellina e quella cellulare facendo rigonfiare la membrana vitellina e iniziando in questo mo quel processo noto come formazione della membrana di fecondazione. Altre proteine rilasciate dai granuli corticali sono enzimi come la perossidasi che rende più resistente la membrana di fecondazione stabilndo legami crociati tra i residui di tirosina di proteine adiacenti. La membrana di fecondazione inizia a formarsi nel punto di ingresso dello spermatozoo e continua a formarsi avvolgendo l'intera cellula uovo, durante la sua formazione gli spermatozooi si distaccano dalla cellula. Le proteine ialine svolgono un altro ruolo importante in quanto forma un rivestimento attorno alla cellula uovo. Inoltre durante questo processo la cellula uovo emette lunghi microvilli che daranno sostegno alle future cellule durante il processo della segmentazione.