Proses Pembentukan Spermatozoa (Spermatogenesis)

Proses Pembentukan Spermatozoa (Spermatogenesis)

Spermatogenesis merupakan proses pembentukan dan pematangan spermatozoa (sel benih pria). Spermatogenesis dimulai dengan pertumbuhan spermatogonium menjadi sel yang lebih besar disebut spermatosit primer. Sel-sel ini membelah secara mitosis menjadi dua spermatosit sekunder yang sama besar, kemudian mengalami pembelahan meiosis menjadi empat spermatid yang sama besar. Spermatid adalah sebuah sel bundar dengan sejumlah besar protoplasma dan merupakan gamet dewasa dengan sejumlah kromosom haploid. Proses ini berlangsung dalam testis (buah zakar) dan lamanya sekitar 72 hari. Proses spermatogenesis sangat bergantung pada mekanisme hormonal tubuh.

Spermatozoa ( sperma) yang normal memiliki kepala dan ekor, di mana kepala mengandung materi genetik DNA, dan ekor yang merupakan alat pergerakan sperma. Sperma yang matang memiliki kepala dengan bentuk lonjong dan datar serta memiliki ekor bergelombang yang berguna mendorong sperma memasuki air mani. Kepala sperma mengandung inti yang memiliki kromosom dan juga memiliki struktur yang disebut akrosom. Akrosom mampu menembus lapisan jelly yang mengelilingi telur dan membuahinya bila perlu. Sperma diproduksi oleh organ yang bernama testis dalam kantung zakar. Hal ini menyebabkan testis terasa lebih dingin dibandingkan anggota tubuh lainnya. Pembentukan sperma berjalan lambat pada suhu normal, tapi terus-menerus terjadi pada suhu yang lebih rendah dalam kantung zakar.

Pada tubulus seminiferus testis terdapat sel-sel induk spermatozoa atau spermatogonium. Selain itu juga terdapat sel Sertoli yang berfungsi memberi makan spermatozoa juga sel Leydig yang terdapat di antara tubulus seminiferus. Sel Leydig berfungsi menghasilkan testosteron.

Spermatogonium berkembang menjadi sel spermatosit primer. Sel spermatosit primer bermiosis menghasilkan spermatosit sekunder. Spermatosit sekunder membelah lagi menghasilkan spermatid. Spermatid berdeferensiasi menjadi spermatozoa masak. Bila spermatogenesis sudah selesai, maka ABP (Androgen Binding Protein) testosteron tidak diperlukan lagi, sel Sertoli akan menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hiposis agar menghentikan sekresi FSH dan LH.

Kemudian spermatozoa akan keluar melalui uretra bersama-sama dengan cairan yang dihasilkan oleh kelenjar vesikula seminalis, kelenjar prostat, dan kelenjar Cowper. Spermatozoa bersama cairan dari kelenjar-kelenjar tersebut dikenal sebagai semen atau air mani. Pada waktu ejakulasi, seorang laki-laki dapat mengeluarkan 300 – 400 juta sel spermatozoa. Pada laki-laki, spermatogenesis terjadi seumur hidup dan pelepasan spermatozoa dapat terjadi setiap saat.

Pada akhir proses, terjadi pertumbuhan dan perkembangan atau diferensiasi yang rumit, tetapi bukan pembelahan sel, yaitu mengubah spermatid menjadi sperma yang fungsional. Nukleus mengecil dan menjadi kepala sperma, sedangkan sebagian besar sitoplasma dibuang. Sperma ini mengandung enzim yang memegang peranan dalam menembus membran sel telur.

Spermatogenesis terjadi secara diklik di semua bagian tubulus seminiferus. Di setiap satu bagian tubulus, berbagai tahapan tersebut berlangsung secara berurutan. Pada bagian tubulus yang berdekatan, sel cenderung berada dalam satu tahapan lebih maju atau lebih dini. Pada manusia, perkembangan spermatogonium menjadi sperma matang membutuhkan waktu 16 hari. Spermatogenesis dipengaruhi oleh hormon gonadotropin, Follicle Stimulating Hormone (FSH), Luteinizing hormone (LH), dan hormon testosteron.

Sudah dijelaskan sebelumnya bahwa sperma diproduksi oleh tubulus seminiferus. Hal yang mengagumkan dari kerja tubulus seminiferus ini adalah mampu memproduksi sperma setiap hari sekitar 100 juta spermatozoa. Jumlah yang normal spermatozoa berkisar antara 35 – 200 juta, tetapi mungkin pada seseorang hanya memproduksi kurang dari 20 juta, maka orang tersebut dapat dikatakan kurang subur. Biasanya faktor usia sangat berpengaruh terhadap produksi sperma. Seorang laki-laki yang berusia lebih dari 55 tahun produksi spermanya berangsur-angsur menurun. Pada usia di atas 90 tahun, seseorang akan kehilangan tingkat kesuburan.

Selain usia, faktor lain yang mengurangi kesuburan adalah frekuensi melakukan hubungan kelamin. Seseorang yang sering melakukan hubungan kelamin akan berkurang kesuburannya. Hal ini disebabkan karena sperma belum sempat dewasa sehingga tidak dapat membuahi sel telur. Berkebalikan dengan hal itu, apabila sperma tidak pernah dikeluarkan maka spermatozoa yang telah tua akan mati lalu diserap oleh tubuh.

1. Struktur Sperma

Sel-sel sperma memiliki struktur yang khusus.

Gambar Struktur sperma manusia

struktur spermatozoa tersebut terlihat mempunyai bentuk mirip seperti kecebong (anak katak yang baru menetas), terdapat bagian kepala dan ekor, dapat terlihat bahwa sel-sel sperma memiliki struktur sebagai berikut.

1) Kepala

Pada bagian ini terdapat inti sel. Bagian kepala dilengkapi dengan suatu bagian yang disebut dengan akrosom, yaitu bagian ujung kepala sperma yang berbentuk agak runcing dan menghasilkan enzim hialuronidase yang berfungsi untuk menembus dinding sel telur. Di bagian kepala ini terdapat 22 kromosom tubuh dan 1 kromosom kelamin yaitu kromosom Xatau Y, kromosom X untuk membentuk bayi berkelamin perempuan, sedangkan kromosom Y untuk membentuk bayi berkelamin laki-laki. Kromosom kelamin laki-laki inilah nantinya yang akan menentukan jenis kelamin pada seorang bayi.

2) Bagian tengah

Bagian tengah mengandung mitokondria yang berfungsi untuk pembentukan energi. Energi tersebut berfungsi untuk pergerakan dan kehidupan sel sperma. Bahan bakar dalam pembentukan energi ini adalah fruktosa.

3) Ekor

Bagian ekor lebih panjang, bersifat motil atau banyak bergerak. Fungsinya adalah untuk alat pergerakan sperma sehingga dapat mencapai sel telur. Pergerakan sel ini maju didorong oleh bagian ekor dengan pergerakan menyerupai sirip belakang ikan.

Pembentukan sperma dipengaruhi oleh hormon FSH (Folicel Stimulating Hormone) dan LH (Lutenizing Hormone). Pembentukan FSH dan LH dikendalikan oleh hormon gonadotropinyaitu hormon yang disekresikan oleh kelenjar hipothalamus dari otak. Proses spermatogenesis juga dibantu oleh hormon testosteron. Sperma yang sudah terbentuk di dalam testis seperti pada proses di atas, kemudian akan disalurkan ke bagian epididimis dan kemudian ke vas deferens, dan bercampur dengan sekret dari kelenjar prostat dan cowperi. Dari tempat itu kemudian dikeluarkan melalui uretra yang terdapat di dalam penis. Seperti yang sudah Anda ketahui, bahwa uretra juga merupakan saluran kencing sehingga mungkin akan timbul pertanyaan, dapatkah sperma ini keluar bersamaan air kencing? Jika hal ini terjadi maka spermatozoa akan mati karena air kencing bersifat asam, sehingga hal ini tidak pernah terjadi. Ada pengaturan oleh saraf-saraf uretra untuk pembagian kedua tugas ini. Ketika seorang laki-laki dan seorang wanita bersenggama (melakukan hubungan seksual) maka saraf akan mengontrol katup uretra agar tidak terbuka. Bahkan, sebelum terjadi ejakulasi, cairan basa dari kelenjar cowperi akan menetralkan sisa-sisa air kencing yang terdapat di dalam saluran tersebut.

2. Hormon reproduksi pada pria

Proses pembentukan spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon. Hormon-hormon tersebut adalah sebagai berikut:

1) Testosteron

Testosteron adalah hormon yang bertanggung jawab terhadap pertumbuhan seks sekunder pria seperti pertumbuhan rambut di wajah (kumis dan jenggot), pertambahan massa otot, dan perubahan suara. Hormon ini diproduksi di testis, yaitu di sel Leydig. Produksinya dipengaruhi oleh FSH (Follicle Stimulating Hormone), yang dihasilkan oleh hipofisis. Hormon ini penting bagi tahap pembelahan sel-sel germinal untuk membentuk sperma, terutama pembelahan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder. Hormon ini berfungsi merangsang perkembangan organ seks primer pada saat embrio, mempengaruhi perkembangan alat reproduksi dan ciri kelamin sekunder serta mendorong spermatogenesis.

2) Luteinizing Hormone/LH

Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar hipofisis anterior. Fungsi LH adalah merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder. Pada pria, awal pubertas antara usia 13 sampai 15 tahun terjadi peningkatan tinggi dan berat badan yang relatif cepat bersamaan dengan pertambahan lingkar bahu dan pertambahan panjang penis dan testis. Rambut pubis dan kumis serta jenggot mulai tumbuh. Pada masa ini, pria akan mengalami mimpi basah.

3) Follicle Stimulating Hormone/FSH

Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar hipofisis anterior. FSH berfungsi untuk merangsang sel Sertoli menghasilkan ABP (Androgen Binding Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses spermatogenesis. Proses pemasakan spermatosit menjadi spermatozoa disebut spermiogenesis. Spermiogenesis terjadi di dalam epididimis dan membutuhkan waktu selama 2 hari.

4) Estrogen

Estrogen dibentuk oleh sel-sel Sertoli ketika distimulasi oleh FSH. Sel-sel Sertoli juga mensekresi suatu protein pengikat androgen yang mengikat testoteron dan estrogen serta membawa keduanya ke dalam cairan pada tubulus seminiferus. Kedua hormon ini tersedia untuk pematangan sperma.

5) Hormon Pertumbuhan

Hormon pertumbuhan diperlukan untuk mengatur metabolisme testis. Hormon pertumbuhan secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada spermatogenesis.

6) Hormon Gonadotropin

Hormon gonadotropin dihasilkan oleh hipotalamus. Hormon ini berfungsi untuk merangsang kelenjar hipofisa bagian depan (anterior) agar mengeluarkan hormon FSH dan LH.