Tahapan Spermatogenesis
Spermatogenesis terdiri dari tiga tahap utama, yaitu spermatositogenesis, meiosis, dan spermiogenesis.
Spermatositogenesis
Spermatositogenesis adalah tahap pertama spermatogenesis, yang melibatkan perbanyakan spermatogonium. Spermatogonium adalah sel induk yang berasal dari germ plasm, yaitu sel gamet primitif yang terdapat di genital ridge. Spermatogonium berada di lapisan basal tubuli seminiferi testis, dan mengalami mitosis secara terus menerus. Sebagian spermatogonium akan berdiferensiasi menjadi spermatosit primer, yang merupakan sel diploid (2n) yang siap untuk memasuki meiosis.
Meiosis
Meiosis adalah tahap kedua spermatogenesis, yang melibatkan pemisahan pasangan kromosom homolog sehingga menghasilkan sel haploid (n). Meiosis terdiri dari dua kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II.
Meiosis I
Meiosis I adalah pembelahan reduktif, yang mengurangi jumlah kromosom menjadi setengahnya. Meiosis I terdiri dari empat sub-tahap, yaitu profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I.
- Profase I: kromosom dalam keadaan kondensasi, dan terjadi crossing-over atau pertukaran materi genetik antara kromatid-kromatid non-saudara dari pasangan kromosom homolog. Crossing-over meningkatkan variasi genetik pada spermatozoa.
- Metafase I: pasangan kromosom homolog bergerak ke bidang ekuator sel, dan melekat pada mikrotubulus spindle dengan bantuan kinetokor.
- Anafase I: pasangan kromosom homolog terpisah dan bergerak ke arah kutub-kutub sel yang berlawanan. Setiap kutub menerima satu set kromosom.
- Telofase I: kromosom mencapai kutub-kutub sel dan membentuk dua inti anak. Sitoplasma juga terbagi menjadi dua sel anakan yang disebut spermatosit sekunder. Spermatosit sekunder merupakan sel haploid (n), tetapi masih memiliki kromosom dobel.
Meiosis II
Meiosis II adalah pembelahan ekuatorial, yang mirip dengan mitosis. Meiosis II juga terdiri dari empat sub-tahap, yaitu profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.
- Profase II: kromosom dalam keadaan kondensasi, tetapi tidak terjadi crossing-over.
- Metafase II: kromosom bergerak ke bidang ekuator sel, dan melekat pada mikrotubulus spindle dengan bantuan kinetokor.
- Anafase II: kromatid-kromatid dari setiap kromosom terpisah dan bergerak ke arah kutub-kutub sel yang berlawanan. Setiap kutub menerima satu set kromatid.
- Telofase II: kromatid-kromatid mencapai kutub-kutub sel dan membentuk empat inti anak. Sitoplasma juga terbagi menjadi empat sel anakan yang disebut spermatid. Spermatid merupakan sel haploid (n) yang memiliki kromosom tunggal.
Spermiogenesis
Spermiogenesis adalah tahap ketiga spermatogenesis, yang melibatkan perubahan struktur dan fungsi spermatid menjadi spermatozoa. Spermiogenesis terdiri dari empat sub-tahap, yaitu golgi phase, cap phase, acrosomal phase, dan maturation phase.
- Golgi phase: aparatus golgi spermatid menghasilkan vesikel proakrosomal yang akan membentuk akrosom pada ujung anterior sel. Akrosom berisi enzim-enzim yang diperlukan untuk menembus zona pelusida sel telur. Selain itu, terbentuk juga sentriol posterior yang akan membentuk flagelum atau ekor sel.
- Cap phase: vesikel proakrosomal bergabung membentuk akrosom yang menutupi sebagian besar inti sel. Inti sel juga mulai memanjang dan mengalami kondensasi lebih lanjut.
- Acrosomal phase: akrosom membentuk struktur seperti helm yang melindungi inti sel. Flagelum mulai berfungsi sebagai alat gerak sel. Mitokondria bergerak ke sekitar flagelum dan membentuk manchette, yaitu struktur yang menghasilkan energi untuk pergerakan sel.
- Maturation phase: sitoplasma berlebih dibuang dengan bantuan sel-sel sertoli yang mengelilingi spermatid. Spermatid menjadi lebih ramping dan ringan. Spermatid yang telah matang disebut spermatozoa.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Spermatogenesis
Spermatogenesis dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik internal maupun eksternal. Beberapa faktor yang berpengaruh adalah sebagai berikut:
- Hormon: spermatogenesis diatur oleh hormon-hormon yang berasal dari hipotalamus, hipofisis anterior, dan testis. Hormon-hormon tersebut adalah gonadotropin-releasing hormone (GnRH), luteinizing hormone (LH), follicle-stimulating hormone (FSH), dan testosteron. GnRH merangsang hipofisis anterior untuk melepaskan LH dan FSH. LH merangsang sel-sel leydig testis untuk memproduksi testosteron, sedangkan FSH merangsang sel-sel sertoli testis untuk mendukung spermatogenesis. Testosteron merupakan hormon steroid yang berperan dalam diferensiasi dan pemasakan spermatozoa, serta pengembangan karakteristik seksual sekunder pada pria.
- Suhu: spermatogenesis membutuhkan suhu yang lebih rendah daripada suhu tubuh normal. Oleh karena itu, testis terletak di luar rongga tubuh, yaitu di dalam skrotum. Skrotum memiliki mekanisme untuk menjaga suhu testis tetap optimal, yaitu sekitar 2°C lebih rendah daripada suhu tubuh. Mekanisme tersebut meliputi kelenjar keringat, pleksus pampiniformis (anyaman vena dari testis), dan otot dartos (otot halus yang mengatur jarak testis dari tubuh). Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat mengganggu spermatogenesis dan menyebabkan infertilitas.
- Nutrisi: spermatogenesis membutuhkan nutrisi yang cukup dan seimbang untuk menyediakan bahan-bahan pembentuk dan energi bagi spermatozoa. Nutrisi yang penting untuk spermatogenesis antara lain adalah protein, asam amino, vitamin, mineral, antioksidan, dan asam lemak esensial. Kekurangan atau kelebihan nutrisi dapat mempengaruhi kualitas dan kuantitas spermatozoa.
- Lingkungan: spermatogenesis dapat dipengaruhi oleh lingkungan yang bersifat fisik, kimia, atau biologis. Faktor-faktor lingkungan yang dapat mengganggu spermatogenesis antara lain adalah radiasi, polusi udara, rokok, alkohol, obat-obatan, pestisida, logam berat, infeksi, stres, dan trauma.
Perbedaan antara Spermatogenesis dan Oogenesis
Spermatogenesis dan oogenesis adalah proses pembentukan sel gamet pada pria dan wanita. Kedua proses ini memiliki beberapa perbedaan, antara lain adalah sebagai berikut:
- Waktu mulai: spermatogenesis dimulai pada saat pubertas dan berlangsung sepanjang hidup pria. Oogenesis dimulai sejak janin di dalam kandungan dan berhenti pada saat menopause.
- Jumlah sel gamet: spermatogenesis menghasilkan empat spermatozoa dari satu spermatosit primer. Oogenesis menghasilkan satu ovum dan tiga badan kutub dari satu oosit primer.
