Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma dimana haploid spermatozoa berkembang dari sel germinal dalam tubulus seminiferus pada testis. Proses ini dimulai dengan pembelahan mitosis dari sel induk yang berada dekat dengan membran basal tubulus. Sel-sel ini disebut sel induk spermatogonial. Pembelahan mitosis yang merupakan proses pembentukan sperma ini menghasilkan dua jenis sel. Sel tipe A mengisi kembali sel induk, dan sel tipe B berdiferensiasi menjadi spermatosit primer.
Spermatosit primer membelah secara meiotik atau Meiosis I menjadi dua spermatosit sekunder; setiap spermatosit sekunder membelah menjadi dua spermatid haploid yang sama melalui Meiosis II. Spermatid diubah menjadi spermatozoa (sperma) melalui proses spermiogenesis. Proses pembentukan sperma selanjutya adalah berkembang menjadi spermatozoa matang, juga dikenal sebagai sel sperma. Dari hasil pembelahan ini, spermatosit primer menghasilkan dua sel, spermatosit sekunder. Kemudian dua spermatosit sekunder tersebut membelah menjadi empat spermatozoa dan empat sel haploid.
Spermatozoa adalah gamet jantan dewasa yang terbentuk melalui proses pembentukan sperma. Dengan demikian, spermatogenesis adalah versi gametogenesis laki-laki yang setara dengan perempuan adalah oogenesis. Proses tersebut terjadi di tubulus seminiferus pada testis laki-laki secara bertahap. Spermatogenesis sangat tergantung pada kondisi optimal agar proses terjadi dengan benar. Metilasi DNA dan modifikasi histon telah terlibat dalam regulasi proses ini. Proses tersebut telah dimulai sejak pubertas dan jika tidak ada gangguan proses ini akan berlangsung hingga kematian. Meskipun seringkali terjadi penurunan jumlah sperma seiring dengan bertambahnya usia.
Spermatogenesis dimulai di bagian bawah tabung seminiferus dan secara progresif, sel-sel masuk lebih dalam ke tabung dan bergerak sepanjang itu sampai spermatozoa matang mencapai lumen, dimana spermatozoa matang disimpan. Sekelompok sel dengan keadaan pematangan berbeda yang dihasilkan pada saat yang sama disebut gelombang spermatogenik. Spermatozoa, atau gamet jantan, adalah sel kecil dengan ukuran 3µ lebar dan 60µ panjang. Memiliki bentuk yang dirancang untuk bergerak atau berenang dengan tujuan membawa kromosom ayah ke dalam oosit. Proses pembentukan sperma disebut juga spermatogenesis.
Sperma terdiri dari 3 bagian, yaitu:
● Kepala. Bagian ini terdiri dari inti yang mengandung kromosom dan akrosom yaitu kantung berisi enzim yang diperlukan untuk penetrasi ke oosit.
● Bagian perantara. Bagian ini sangat kaya akan mitokondria yang menyediakan energi yang diperlukan untuk bergerak.
● Flagela. Ini adalah organ mendorong sperma untuk bergerak.
Obesitas, kanker, dan penyakit jantung dapat mengganggu kesehatan sperma.
Definisi spermatogenesis
Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel sperma matang melalui serangkaian pembelahan mitosis dan meiosis disertai perubahan metamorf pada sel sperma yang belum matang. Perbedaan spermatogenesis dan oogenesis salah satunya adalah produk yang dihasilkannya. Spermatogenesis dikenal juga sebagai proses gametogenesis jantan yang menghasilkan pembentukan gamet jantan dewasa. Spermatogenesis membutuhkan kondisi yang optimal untuk terjadi dan sangat penting untuk reproduksi seksual.
Proses lengkap spermatogenesis terjadi dalam berbagai tahap yang terjadi dalam struktur yang berbeda dalam sistem reproduksi pria. Proses spermatogenesis dimulai di tubulus seminiferus di dalam testis dan kemudian berlanjut ke epididimis dimana pematangan gamet jantan terjadi, dan selanjutnya disimpan di bawah saluran ejakulasi. Spermatogenesis dimulai pada pria setelah pubertas, dan berlanjut sepanjang hidup. meskipun sperma terus menerus terbentuk di testis, tidak semua area testis dapat membentuk sperma pada saat yang bersamaan.
Sperma dalam berbagai tahap perkembangannya dapat ditemukan di testis. Pembentukan sperma dimulai dengan spermatosit primer yang mengalami banyak perubahan untuk berkembang menjadi sel sperma yang motil dan matang. Proses pematangan gamet jantan membutuhkan waktu selama 74 hari. Sel benih yang belum matang untuk berkembang menjadi gamet jantan dewasa dalam kurun waktu tersebut. Selama prosesnya ada banyak tahap istirahat intermiten.
Satu spermatosit primer menghasilkan empat spermatozoa fungsional setelah proses meiosis, yang masing-masing berkembang secara terpisah menjadi sel sperma. Proses spermatogenesis diselesaikan melalui tiga tahap yang dikenal dengan spermatositogenesis, spermatogenesis, dan spermiogenesis. Semua tahapan ini dilakukan di dalam testis sampai spermatozoa yang terbentuk akhirnya mencapai epididimis dan memperoleh motilitas. Sperma manusia adalah sel motil yang dibagi menjadi kepala, tubuh, dan ekor panjang. Kepala sel sperma terdiri dari akrosom yang mengeluarkan enzim dan membantu masuknya sperma ke dalam sel telur.
Keseluruhan proses spermatogenesis diatur oleh berbagai kelenjar dan produknya. Hormon luteinizing oleh kelenjar pituitari mengatur pembentukan sperma dan produksi testosteron dalam sistem reproduksi pria. Hormon perangsang folikel, yang disekresikan oleh hipofisis dan testis bersama-sama mengatur keseluruhan proses spermatogenesis.
Hormon testosteron bertanggung jawab untuk aktivasi gen yang mengkode gamet jantan, dan juga memberikan nutrisi ke sel sperma selama perkembangannya. Proses spermatogenesis merupakan dasar dari reproduksi seksual yang memungkinkan terjadinya rekombinasi genetik, sehingga terjadi variasi genetik antar spesies.
Spermatogonium membentuk empat spermatozoa. Satu spermatosit primer bertanggung jawab untuk produksi dua spermatosit sekunder. Pada manusia jumlah kromosom adalah 46, karena tidak ada pembelahan meiosis pada spermatogonium, jumlah kromosom akan tetap sama. Namun apabila spermatosit primer selanjutnya melalui pembelahan sel meiosis 1 dan 2, maka jumlah kromosom menjadi setengahnya yaitu 46 pada spermatosit primer dan 23 pada spermatosit sekunder, spermatid, dan sperma.
Dalam satu kali ejakulasi, penis akan mengeluarkan 200-300 juta sperma. Ini terdiri dari 60% non-motil dan 40% sperma motil. Ukuran normal dari jumlah sperma adalah 100 juta/ml air mani pada pria. Jika jumlahnya kurang maka terjadi kondisi Oligospermia yang menyebabkan kemandulan.
Struktur sperma
Sperma terdiri dari tiga bagian kepala, leher, dan ekor. Masing – masing memiliki peran yang penting dalam proses kesuburan.
Berikut struktur sperma :
● Kepala. Terdiri dari akrosom yang ada di ujung dan diproduksi oleh badan Golgi. Ini mengandung enzim yang dikenal sebagai Sperma lisin. Enzim tersebut melakukan peran penting yang memasuki sel telur dengan mencerna membrannya. Nukleus yang tidak terkondensasi juga hadir tanpa nukleoplasma.
● Leher. Bagian ini terdiri dari sentriol proksimal yang diperlukan untuk pembelahan pertama dan sentriol Distal yang mempertahankan filamen aksial.
● Bagian tengah. Bagian tersebut terdiri dari filamen aksial yang terdiri dari mitokondria terorganisir. Mitokondria ini berjumlah sekitar 25 yang menyediakan energi untuk pergerakan flagela.
● Ekor. Memiliki bentuk memanjang dan motil dikelilingi oleh selubung flagellar.
Pembentukan semen
Spermatozoa, setelah matang, dilepaskan di dalam tubulus seminiferus dan akan disimpan di epididimis. Di tempat ini sperma akan menunggu matang atau biasa disebut akuisisi mobilitas. Selama ejakulasi, spermatozoa serta sekresi epididimis akan masuk ke vas deferens, bercampur dengan sekresi vesikula seminalis kemudian dari prostat, yang memungkinkan pembentukan sperma. Air mani kemudian masuk ke uretra dan ejakulasi keluar di tingkat kelenjar.
Pengaturan fungsi testis
Seperti ovarium, testis berada di bawah kendali hormon FSH dan LH yang akan merangsang spermatogenesis dan sintesis androgen. Di sisi lain, di sini operasinya tidak siklis tetapi kontinu. Selain itu, testis dikendalikan oleh suhu. Memang, posisi eksternal bursa memungkinkan testis disimpan pada suhu sekitar 35° dan bukan 37° seperti bagian tubuh lainnya. Suhu rendah ini penting untuk spermatogenesis dan setiap kenaikan suhu dapat menghalanginya.
Referensi :
- chu-toulouse : Formation des spermatozoïdes et éjaculation : https://www.chu-toulouse.fr/formation-des-spermatozoides-et
- teachmephysiology : Gametogenesis : https://teachmephysiology.com/reproductive-system/embryology/gametogenesis/
- toppr : Difference Between Spermatogenesis and Oogenesis : https://www.toppr.com/guides/biology/difference-between/spermatogenesis-and-oogenesis/