Sel Sperma dan Spermatogenesis

Sperma mamalia terbagi atas tiga bagian utama yaitu kepala, bagian tengah dan ekor. Pada bagian kepala sperma terdapat inti sel dan akrosom yang berisi enzim-enzim yang berperan dalam proses fertilisasi (Martini, 2001). 

Berdasarkan letak akrosom, kepala sperma dapat dibagi atas dua daerah yaitu daerah acrosomal dan daerah post acrosomal. Daerah acrosomal terbagi lagi atas dua daerah yaitu segmen principal dan segmen equatorial. Segmen principal terlibat dalam inisiasi ikatan dengan zona pelusida sedang segmen equatorial bertanggung jawab pada inisiasi fusi dengan membran plasma sel telur (McLeskey et al, 1998).

Sebelum berinteraksi dengan sel telur, sperma terlebih dahulu harus menembus lapisan kumulus yang mengelilingi telur. Kemampuan untuk melewati lapisan kumulus didapat setelah sperma mengalami kapasitasi yang terjadi pada saluran reproduksi betina (McLeskey et al, 1998). Saat kapasitasi, terjadi pelepasan lapisan molekul glikoprotein dari permukaan sperma yang diperoleh sperma dari epididimis dan cairan semen (Johnson & Everitt, 2000). 

Kapasitasi pada sperma menyebabkan perubahan pola motilitas yang disebut hiperaktivasi dan sperma memperoleh kemampuan untuk berikatan ZP3 sehingga bisa masuk ke tahap reaksi akrosom (Baldi et al., 1996). Setelah sperma menembus lapisan kumulus telur, terjadi ikatan primer antara ZP3 dengan protein-protein yang terdapat pada membran akrosom bagian segmen principal yang merangsang terjadinya reaksi akrosom (McLeskey et al,1998).

 

Spermatogenesis
 

Pembentukan sel kelamin vertebrata maupun invertebrata mempunyai tahapan yang sama yaitu : tingkat perbanyakan (mitosis); pertumbuhan (sintesis); pemasakan (miosis); pengeluaran dari dalam gonade. Calon sel kelamin jantan embrional dapat dibedakan sel lain karena ukurannya yang  relatif lebih besar, bentuk epitelial dan intinya juga lebih besar. Sintesis DNA terjadi pada stadium perbanyakan untuk membentuk inti baru sel anakan setelah itu istirahat menunggu stimulasi hormon sampai stadium pertumbuhan dimulai.

Sintesis DNA dan RNA terjadi pada stadium pertumbuhan sampai terbentuk  spermatosit I. Ukuran sel ini yang terbesar karena kaya DNA dan RNA. Asam nukleat ini khusus untuk dicurahkan ke dalam sel telur pada waktu fertilisasi. Pertumbuhan berakhir pada spermatosit I, kemudian mengalami pembelahan pemasakan menjadi spermatosit II. Pembelahan sekali lagi menjadi spermatid yang haploid. Inti spermatid menjadi lebih padat, seolah olah tidak terjadi aktifitas sintesis. 

Perkembangan berikutnya adalah spermiogenesis, merupakan perubahan bentuk dari sel yang pasif menjadi sel yang dapat bergerak. Perubahan bentuk ini dikendalikan oleh inti yang haploid. Sebagian sitoplasma dibuang ke luar sel. Spermatozoon kaya akan mitokrondria sebagai pembangkit tenaga gerak. Protein khusus yang disintesis selama spermiogenesis adalah tubulin yang berada dalam leher dan filament sebagai ekornya. Kedua protein ini yang menyebabkan spermatozoon dapat bergerak aktif. Gen yang mengendalikan sintesis protein itu didukung dalam kromosom Y. 

Gambar. Spermatogenesis

Spermatozoon juga mensintesis enzim yang digunakan untuk melisiskan selaput telur. Enzim itu disekresikan oleh Apparatus Golgi dan disimpan dalam akrosoma. Enzim hialuronidase pada spermatozoon mammalia dan acrosin pada invertebrata. Spermatogenesis terjadi di dalam testis. Pada mammalia terjadi di dalam tubulus seminiferus.  Testis vertebrata jumlahnya sepasang, besarnya berbanding langsung dengan ukuran tubuh.  Sel kelamin jantan dalam berbagai tingkat perkembangan terdapat pada dinding tubulus seminiferus.

Spermatogonium letaknya berada di dekat membrana basalis.  Dalam proses perkembangannya, sel kelamin jantan berangsur bergerak menuju ke arah lumen.  Spermatosit I berukuran paling besar, spermatosit II lebih kecil dan spermatid paling kecil.  Spermatozoa berada dalam lumen yang sebelumnya menempel pada sel Sertoli. Struktur spermatozoon vertebrata terdiri dari : akrosoma berisi enzim untuk melisiskan selaput telur.  Bagian kepala mengandung inti, leher mengandung sentriol, bagian tengah mengandung mitokondria sebagai penghasil tenaga gerak dan mengandung mikrotubule yang kontraktil.  Bagian prinsipal mengandung filamen aksial dan bagian ujung sebagai flagellum.
 

Gambar . Perubahan Calon Spermatozoon selama Proses Spermatogenesis
 

Proses pembentukan spermatozoon meliputi 2 komponen yaitu perkembangan inti dan sitoplasma.  Perkembangan sitoplasma spermatogonium sampai spermatosit I bertambah banyak untuk kemudian terbagi dalam pembelahan meiosis sama besar.  Sitoplasma pada perkembangan dari spermatid ke spermatozoon sebagian besar dikeluarkan dari sel agar sel menjadi langsing dan lincah.


Sumber:

Carlson,  Bruce  M.  (1988). Patten's Foundations   of   Embryology.  Fifth Edition. Mc Graw Hill Book Company. New York.

Gilbert,  S.  F.  (2000).  Developmental  Biology.  4-th.  Edition.  Sinauer  Association Inc., Massachusetts.