Fertilitas

1.         Mekanisme mitosis dan meosis.

A.    Mitosis

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis terjadi di sel somatis. Pembelahan mitosis berlangsung secara bertahap melalui beberapa tahap :

1)      Profase : pembentukan 2 sentriol dari sentrosom, pembentukan kromosom, kromosom duplikat meninggalkan daerah kutubdan berjajar diekuator.

2)      Metafase : proses dimana kromosom menempel pada dinding ekuator.

3)      Anafase : pergerakan kromatid kearah kutub-kutub berlawanan, kinektetor yang masih melekat dibenang spindel akan menunjukan arah bagi kromosom mendekati akan menunjukan arah kromosom mendekati kromatid.

4)      Telofase : kromatid menyusut, selaput inti dan nukleolus terbentuk kembali, dan terjadi proses sitokinesis.

5)      Interfase: proses persiapan energi untuk melakukan pembelahan selanjutnya.

Gambar 1.1 Mitosis
(sumber: http://medical-dictionary.thefreedictionary.com)

B.     Meiosis

Meiosis adalah Proses di mana jumlah kromosom menjadi setengahnya selama pembentukan gamet. Dalam meiosis, sel yang berisi jumlah diploid kromosom diubah menjadi empat sel, masing-masing memiliki jumlah kromosom haploid. Meiosis terjadi di sel gonad. Dalam sel manusia, sel reproduksi yang mengandung 46 kromosom menghasilkan empat sel, masing-masing dengan 23 kromosom. Proses meiosis di jabarkan pada tahapan-tahapan di bawah ini:

2.      Meiosis I

a.       Profase I :

-          Leptonema: Benang kromatin menjadi kromosom.

-          Zigonema  : Kromosom homolog berdekatan / bergandengan.

-          Palunema  : Kiap bagian homolog mengganda dalam satu ikatan sentromer.

-          Diplonema : Kromatid dari tiap-tiap belahan kromosom memendek dan membesar.

-          Diakinetis : Sentrosom membentuk dua sentriol yang masing-masing membentuk benang gelendong pembelahan.

b.      Metafase I            : Tetrad berkumpul di bidang ekuator.

c.       Anafase I  : Benang gelendong pembelah dari tiap kutub menarik kromosom homolog sehingga setiap pasangan berpisah.

d.      Telofase I  : Kromatid memadat selubung inti terbentuk dan nukleolus muncul lagi, kemudian sitokinesis berlangsung.

3.      Meiosis II

a.       Profase II : sentrosom membentuk 2 sentriol yang terletak pada kutub yang berlawanan dan dihubungkan oleh benang gelendong.

b.      Metafase II : kromosom melekati diekuator, kromatid berkelompok dua-dua.

c.       Anafase II : kromosom melekat dikinektetor benang gelendong, lalu ditarik oleh benang gelendong ke kutub yang berlawanan sehingga sentromer terbelah.

d.      Telofase II : kromatid berkumpul pada kutub pembelahan lalu berubah menjadi kromatin kembali. (Guyton, 2014)

Gambar 1.2 Meiosis

(sumber: http://medical-dictionary.thefreedictionary.com)

C.     Perbedaan mitosis dan meiosis.

Mitosis	Meiosis
·         Kromosom homolog tidak pernah berpasangan. ·         Sel induk diploid menghasilkan 2 buah sel anak diploid. ·         Fasenya berlangsung satu kali. ·         Sel anak identik dengan sel induk.	·         Kromosom homolog berpasangan. ·         Sel induk diploid menghasilkan 4 buah sel anak haploid. ·         Fasenya berlangsung dua kali. ·         Sel anak tidak identik dengan sel induk.

(Sadler, 2000:4-10)

2. Proses spermatogenesis dan oogenesis.

a.       Spermatogenesis

Di dalam testis terkemas sekitar 250 m tubulus semiferus penghasil sperma. Di tubulus ini terdapat dua jenis sel yang secara fungsional penting:sel germinativum, yang sebagian besar berada dalam berbagai tahap pembentukan sperma, dan sel sertoli, yang memberi dukungan krusial bagi spermatogenesis. Spermatogenesis adalah suatu proses kompleks ketika sel germinativum primordial yang relatif belum dideferensiasi (primitif atau awal), spermatogonia (masing-masing mengandung komplemen diploid 46 kromosom), berproliferasi dan diubah menjadi spermatozoa yang sangat khusus dan motil (sperma), masing-masing mengandung sel haploid 23 kromosom yang diterima secara acak. Spermatogenesis memerlukan waktu 64 hari untuk pembentukan dari spermatogonium menjadi sperma matang. Setiap saat terdapat berbagai tahapan spermatogenesis pada tubulus semiferus yang berbeda. Setiap hari dapat dihasilkan beberapa ratus juta sperma matang. Spermatogenesis mencakup tiga tahap utama: proliferasi, mitotik, meiosis, dan pengemasan.

Gambar 2.1 Spermatogenesis
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)

1.      Proliferasi mitotik

Spermatogonia yang terletak di lapisan terluar tubulus terus menerus bermitosis, dengan semua sel baru mengandung komplemen lengkap 46 kromosom identik dengan sel induk. Proliferasi ini menghasilkan pasokan sel germinativum baru yang terus menerus. Setelah pembelahan mitotik sebuah spermatogonium, salah satu sel anak tetap di tepi luar tubulus sebagai spermatogonium tak berdiferensiasi, sehingga turunan sel germinativum tetap terpelihara. Sel anak yang lain mulai bergerak ke arah lumen sambil menjalani berbagai tahap yang dibutuhkan untuk membentuk sperma, yang kemudian akan dibebaskan ke dalam lumen. Pada manusia, sel anak penghasil sperma membelah secara mitotik dua kali lagi untuk menghasilkan empat spermatosit primer identik. Setelah pembelahan mitotik terakhir, spermatosit primer masuk ke fase istirahat ketika kromosom-kromosom terduplikasi dan untai-untai rangkap tersebut tetap menyatu sebagai persiapan untuk pembelahan meiosis pertama.

2.      Meiosis

Selama meiosis, setiap spermatosit primer (dengan jumlah diploid 46 kromosom rangkap) membentuk dua spermatosit sekunder (masing-masing dengan jumlah haploid 23 kromosom rangkap) selama pembelahan meiosis pertama, akhirnya menghasilkan empat spermatid (masing-masing dengan 23 kromosom tunggal) akibat pembelahan meiosis kedua.

Setelah tahap spermatogenesis ini tidak terjadi pembelahan lebih lanjyt. Setiap spermatid mengaami remodeling menjadi spermatozoa. Karena setiap spermatogonium secara mitosis menghasilkan empat spermatosit primer dan setiap spermatosit primer secara meiosis menghasilkan empat spermatid, rangkaian spermatogenik pada manusia secara teoritis menghasilkan 16 spermatozoa setiap kali spermatogonium memulai proses ini. Namun, biasanya sebagian sel lenyap di berbagai tahap sehingga efisiensi produksi jarang setinggi ini.

3.      Pengemasan

Bahkan setelah meiosis, spermatid secara struktural masih mirip spermatogonia yang belum berdiferensiasi, kecuali bahwa komplemen yang snagat khusus dan bergerak dari spermatid memerlukan proses remodeling, atau pengemasan, ekstensif elemen-elemen sel, suatu proses yang dikenal sebagai spermatogenesis. (Sherwood, 2014:792-794)

b.      Oogenesis

Gambar 2.2 Oogenesis
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)

1.         Pembentukan oosit primer dan folikel primer

Oosit primer mengandung 46 kromosom replikasi, yang dikumpulkan ke dalam pasangan-pasangan homolog tetapi tidak memisah. Oosit primer tetap berada dalam keadaan meiotic arrest ini selama bertahun-tahun sampai sel ini dipersiapkan untuk ovulasi. Sebelum lahir, setiap oosit primer dikelilingi oleh satu lapisan sel granulosa. Bersama-sama, satu oosit dan sel-sel granulosa di sekitarnya membentuk folikel primer. Saat lahir hanya sekitar 2 juta folikel primer yang tersisa, masing-masing mengandung satu oosit primer yang mampu menghasilkan satu ovum. Paandangan tradisional menyatakan bahwa tidak ada oosit atau folikel yang muncul setelah lahir folikel yang sudah ada di ovarium saat lahir berfungsi sebagai reservoar yang menjadi asal bagi semua ovum sepanjang masa subur wanita yang bersangkutan. Namun, para peneliti baru menemukan, paling tidak pada mencit, bahwa oosit dan folikel baru dapat diproduksi setelah lahir dari sel punca ovarium, yang sebelumnya tidak diketahui mampu menghasilkan sel germinativum primordial atau oogonia. Sampai masa pubertas, semua folikel yang mulai berkembang mengalami atresia pada tahap-tahap awal tanpa pernah berovulasi.

2.      Pembentukan oosit sekunder dan folikel sekunder

Oosit primer di dalam folikel primer masih merupakan suatu sel diploid yang mengandung 46 kromosom ganda. Oosit membesar sekitar seribu kali lipat. Pembesaran oosit ini disebabkan oleh penimbunan badan sitoplasma yang akan dibutuhkan oleh mudigah. Sebelum ovulasi, oosit primer menyelesaikan pembelahan meiotik pertamanya. Pembelahan ini menghasilkan dua sel anak, masing-masing menerima set haploid 23 kromosom ganda, analog dengan pembentukan spermatosit sekunder. Namun hampir semua sitoplasma tetap berada di salah satu sel anak, yang sekarang dinamai oosit sekunder dan di takdirkan untuk menjadi ovum. Kromosom sel anak yang lain bersama dengan sedikit sitoplasmanya membentuk badan polar pertama. Dengan cara ini, calon ovum kehilangan separuh kromosomnya untuk membentuk gamet haploid tetapi mempertahankan sitoplasma yang kaya nutrien. Badan polar yang kekurangan sitoplasma tersebut segera mengalami degenerasi.

3.      Pembentukan ovum matang

Masuknya sperma ke dalam oosit sekunder dibutuhkan untuk memicu pembelahan meiotik kedua. Selama pembelahan, separuh set kromosom bersama dengan sedikit sitoplasma dikeluarkan sebagai badan polar kedua. Separuh set lainnya tetap tertinggal di dalam ovum matang. 23 kromosom ibu menyatu dengan 23 kromosom ayah dari sperma yang masuk untuk menuntaskan pembuahan. Jika badan polar pertama belum berdegenerasi maka sel ini juga mengalami pembelahan meiotik kedua pada saat yang sama ketika oosit sekunder yang di buahinya membagi kromosomnya. (Sherwood, 2014:834-835)

3.  Bentuk dan struktur spermatozoa dan ovum:

a. Spermatozoa

Gambar 3.1 Spermatozoa
(Sumber: www.rugusavay.com)

Kepala mengandung inti dengan serat kromatin padat melingkar, dikelilingi anterior oleh akrosom, yang mengandung enzim yang digunakan untuk menembus sel telur wanita. Midpiece memiliki inti filamen pusat dengan banyak mitokondria berputar di sekitar itu. Pada hewan, sebagian besar energi (ATP) untuk motilitas sperma berasal dari metabolisme fruktosa dilakukan dalam cairan mani. Ini terjadi di mitokondria terletak di midpiece sperma. Energi ini digunakan untuk perjalanan melalui tabung leher rahim, rahim, dan rahim perempuan. Sel sperma motil biasanya bergerak melalui flagela dan memerlukan media air untuk berenang menuju sel telur untuk sel fertilization. Tidak bisa berenang mundur karena sifat propulsi mereka. Sel-sel sperma uniflagellated (dengan satu flagela) hewan yang disebut sebagai spermatozoa. Fungsi dari membran plasma adalah untuk melindungi spermatozoa saat perjalanan menuju ovum. Fungsi dari akrosom adalah untuk mengeluarkan enzim akrosin dan zat-zat serupa tripsin saat menembus zona pelusida. Fungsi dari nucleus adalah untuk menyimpan informasi genetik.

Ada beberapa bentuk dari spermatozoa yang tidak normal, yaitu spermatozoa berkepala lebih besar dari normal, kepala spermatozoa lebih kecil dari normal, berkepala dua, leher besar / ganda, ekor bercabang.

Gambar 3.2 Kelainan morfologi spermatozoa
(Sumber: www.seksualitas.net)

b. Ovum

Gambar 3.3 Sel  Ovum
(Sumber: http://medical-dictionary.thefreedictionary.com)

Nukleus adalah inti sel yang menyimpan informasi genetik. Membran vitellin (sitoplasma) yaitu lapisan transparan di bagian dalam ovum. Membran plasma dari sel telur disebut membran vitelline, dan memiliki fungsi mengontrol apa yang masuk dan keluar dari mereka.

Zona pelusida yaitu lapisan pelidung ovum yang tebal dan terletak di bagian tengah. Terdiri dari protein dan mengandung reseptor untuk spermatozoa. Zona pelusida, lebih dikenal sebagai ‘jelly mantel’. Hal ini juga terlibat dalam pengikatan sperma selama pembuahan dan mencegah lebih dari satu sperma memasuki sel telur.

Korona radiata yaitu merupakan sel-sel granulosa yang melekat disisi luar oosit dan merupakan mantel terluar ovum yang paling tebal. Lapisan terluar ini terdiri dari beberapa baris sel granulosa yang mrmbiarkan telur menempel setelah dikeluarkan dari folikel. Korona radiata menyediakan sel telur dengan protein esensial dan bertindak seperti pembungkus gelembung, melindunginya saat berjalan menuruni tuba falopi.

Ada beberapa kelainan ovum yaitu ovum berinti dua atau ovum berinti tiga. (Sherwood, 2014:818-820)

Gambar 3.4 Ovum berinti dua
(Sumber: www.drpatilfertilityclinic.com)