精子获能以后,精子膜的不稳定性增加,并去除了抑制顶体反应的因子,精子才可能发生顶体反应。
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。