Transfort Sperma, Kapasitasi Dan Fertilisasi

TRANSPORT SPERMATOZOA, KAPASITASI DAN FERTILISASIDr. Dasrul, M.SiLab. ReproduksiFakultas Kedokteran Hewan Universitas Syiah Kuala

FERTILISASIProses penyatuan yang kompleks antara sel gamet jantan (spermatozoa) dengan sel Gamet betina (ovum) yang terjadi di daerah ampulla tuba fallpopii, sehingga menghasilkan sel baru zigot.Merupakan suatu proses esensial yang terdiri dari Fusi dua sel gamet (jantan dan betina) dan Pembentukan sel tunggal (ZYGOTE)

Aspek EMBRIOLOGIKKeterlibatan spermatozoa dalam mengaktifkan sel telurTanpa stimulus fertilisasi sel telur tidak mungkin secara normal membelah diri sehingga tidak mungkin terjadi perkembangan embrional.2. Aspek GENETIKTerjadi Introduksi material Herediter dari Spermatozoa terhdp sel telur memungkinkan Terjadinya penurunan sifat/karakter kepada generasi berikutnya.Berguna untuk proses seleksi alami dan buatan materi herediter yang esensial :FERTILISASI adalah PROSES GANDA :

Proses Fertilisasi diawali dengan Pematangan Sel telur (Oosit) dalam Follikel, Ovulasi dan transpor sel telur dalam saluran reproduksi betinaTransportasi sel spermatozoa dalam saluran reproduksi betina, kapasitasi dan reaksi akrosom spermatozoaPenembusan Cumulus Ooforus, Penembusan Corona Radiata, Penembusan zona pelusida, Fusi oosit dan membran plasma, Senggami, Penggabungan pronukleus jantan dengan pronukleus betina) Pembentukan Zigot

a. Transpor sel telurSel telur mamalia diovulasikan dari folikel ovarium sebagai kompleks cumulus-oositPada kebanyakan mamalia, ujung oviduct membentuk suatu struktur seperti corong yang disebut fimbria, yang menutupi sebagian ovarium.Fimbria dipenuhi dengan sel-sel epitel silia yang mengarahkannya ke arah ostium dan mendorong kompleks cumulus-oosit ke oviduct. Pengangkutan (pick up) sel telur ini difasilitasi oleh sel-sel kumulus yang turut dilepaskan bersama oosit (kompleks kumulus-oosit) pada saat ovulasi karena memberikan permukaan yang lebih besar sehingga silia dapat lebih mudah meraihnya.

Pada beberapa spesies seperti rodensia dan anjing, ovarium ditutup secara komplit atau hampir komplit oleh suatu membran tipis yang disebut bursa. Karena ostium oviduct terletak di dalam bursa, sel telur akan terperangkap di dalam bursa setelah ovulasi sehingga tidak ada kemungkinan lain kecuali masuk ke dalam oviduct. Ketika oosit masuk ke dalam oviduct, oosit didorong oleh gerakan silia ke arah ampulla, dimana fertilisasi terjadi. Oviduct memberikan lingkungan yang sesuai tidak hanya untuk fertilisasi, tetapi juga untuk perkembangan embrio awal. Hal ini penting karena embrio tetap berada di oviduct selama 3 hari.

Waktu yang diperlukan dalam perjalanan sel telur di dalam oviduct pada beberapa spesiesSumber: E.S.E. Hafez (2000). Reproduction in Farm Animals. 7th ed, Lea & Febiger, Philadelphia

SpesiesWaktu dalam oviduct (jam)SapiDombaKudaBabiKucingAnjingKeraOpossumWanita90729850148168962448-72

b. Transportasi SpermatozoaPembentukan Spermatozoa di Tubulus seminiferusMaturasi (pendewasaan) diawali di epididimisSpermatozoa testikular ditranspot ke rete testis, epididimis melalui saluran vas eferen (selapis sel epitel kolumnar bersilia & tidak bersilia), vas deferen, uretra, & penisKedua tipe sel epitel vas eferen mempunyai kemampuan untuk endositosisSel bersilia: menggerakkan cairan luminal dan spermatozoasel tidak bersilia: mengabsorbsi air dan ion-ionSaluran eferent mengabsorbsi sebagian besar cairan dari testis, sehingga di epididimis konsentrasi spermatozoa menjadi meningkat

1. Dalam saluran Reproduksi Jantan

Skematis Transportasi Spermatozoa dalam saluran Reproduksi JantanSemen (spermatozoa + Plasma seminalis)

Skematis Pembentukan dan Maturasi Spermatozoa

Skematis Transportasi Spermatozoa dalam saluran Reproduksi Jantan

Semen diejakulasikan dalam saluran kelamin betina berbeda pada berbagai hewan diantaranya adalah;vagina (sebagai contah manusia, sapi, kelinci, dll)Serviks (sebagai contoh babi).uterus (sebagai contoh kuda, dan rodensia).Pada spesies seperti anjing, semen mungkin didepositkan ke dalam vagina, tetapi juga dapat masuk ke dalam uterus secara paksaMeskipun terdapat perbedaan deposisi dan jumlah semen yang diejakulasikan, tetapi hanya sedikit perbedaan (atau sama) jumlah sperma yang mencapai tempat fertilisasi pada berbagai spesies2 . Dalam Saluran Reproduksi Betina

Transportasi Spermatozoa dalam saluran kelamin betina ada 2 macam yaitu;

AKTIF Gerakan Spermatozoa terjadi dalam serviks

PASIF Kontraksi otot Uterus terjadi sejak masuk ke uterus samapi bertemu sel telur

Skematis Transport Spermatozoa Dalam Saluran Reproduksi Betina

Lama waktu transportasi sperma mulai saat koitus (inseminasi) sampai mencapai oviduct pada berbagai jenis mammalia.Sumber: E.S.E. Hafez (2000). Reproduction in Farm Animals. 7th ed, Lea & Febiger, Philadelphia

HewanWaktuBagian tubaMencitTikusHamsterKelinciMarmutAnjingBabiSapiDombaWanita15 menit15-30 menit2-60 menitbeberapa menit15 menit2 menit-beberapa jam15 menit2-13 menit6 menit-beberapa jam5-68 menitAmpullaAmpullaAmpullaAmpullaAmpullaOviductAmpullaAmpullaAmpullaOviduct

Variasi jumlah sperma dan deposisi ejakulasi spermatozoa pada beberapa spesies hewanSumber: E.S.E. Hafez (2000). Reproduction in Farm Animals. 7th ed, Lea & Febiger, Philadelphia

SpesiesRata-rata jumlah sperma/ejakulasi (miliar)Deposisi spermaJumlah sperma yang mencapai ampulla oviductMencitTikusKelinciMarmotSapiDombaBabiManusia505828080300010008000280UterusUterusVaginaVagina/uterusVaginaVaginaUterusVagina

Perkiraan Masa Fertil Spermatozoa berbagai jenis hewanSumber: E.S.E. Hafez (2000). Reproduction in Farm Animals. 7th ed, Lea & Febiger, Philadelphia

SpesiesWaktu dalam oviduct (jam)SapiDombaMencitTikusKelinciManusia28 - 5030 - 4862430 - 3228 - 48

Spermatozoa hasil ejakulasi belum siap untuk fertilisasi, sehingga tahap pertama yang dilakukan adalah kapasitasiKapasitasi adalah Proses perubahan fisiologis dan kimiawi pada permukaan membran spermatozoa untuk mempertinggi kemampuan spermatozoa membuahi sel telur.Perubahan protein plasma seminal, re-organisasi lipid membran plasma dan protein membran plasma, termasuk didalamnya adalah influks kalsium ekstraseluler, peningkatan siklik AMP (cAMP), dan penurunan pH intraselulerC. Kapasitasi Spermatozoa

KAPASITASI PENTING, KARENA :MENGEMBANGKAN MOTILITAS YG HIPERAKTIFMENGANTARKAN PENETRASI SPERMA KE CUMULUS OOPHORUSMEMPERSIAPKAN SPERMA MENJALANI REAKSI AKROSOME

REAKSI AKROSOME :TERJADI PERUBAHAN MEMBRAN KEPALA SPERMA STRUKTUR LIPID ALBUMIN COATING FACTOR

ASPEK-ASPEK DALAM PROSES KAPASITASI :MORFOLOGISFISIOLOGISBIOKIMIAPERUBAHAN LIPIDPERUBAHAN PROTEINREGULASI ION-ION CA2+ >>

Perubahan pada Spermatozoa saat kapasitasi Fluiditas membran plasma spermatozoaMetabolisme sel Spermatozoa Hiperaktivasi spermatozoaKonsentrasi ion intrasellulerAktivitas adenilsiklasePerubahan lipid dan fosfolipid membran plasmaPeningkatan fosforilasi protein kinase

Perubahan pada Spermatozoa saat kapasitasi

Model Reaksi Akrosom

Proses Fertilisasi

PROSES PENETRASI SPERMATOZOA PADA ZONA PELLUSIDA SEL TELUR

Proses penetrasi spermatozoa ke dalam sel telur

Mekanisme blockingDepolarisasi membran plasma akibat fusi dengan sperma disebut fast primary blocking to polyspermyCortical reaction yang disebut secondary blocking to polysperrmyCortical reaction menyebabkan perubahan struktur zona pellucida

*********