FERTILISASIFERTILISASI

• Fertilisasi adalah pertemuan antara sel telur dengan sperma (pembuahan)Fertilisasi adalah pertemuan antara sel telur dengan sperma (pembuahan)

• Tahapan:Tahapan:

1. Transportasi1. Transportasi

a. spermaa. sperma

b. sel telurb. sel telur

2. Fertilisasi dan Pembelahan Awal2. Fertilisasi dan Pembelahan Awal

3.Pembelahan dan Pembentukan Blastosis3.Pembelahan dan Pembentukan Blastosis

Transportasi Gamet

Transportasi Sperma

• Tempat fertilisasi: oviduct (tuba fallopi’i)

• Tujuan: memberikan peluang bagi sperma untuk mengalami kapasitasi

• Proses perjalanan:

- Deposisi semen: Vagina (manusia, sapi, kambing, dll)

Uterus (kuda, babi, dan rodensia)

- Jumlah sperma:Variasi jumlah sperma dan deposisi ejakulasi spermatozoa pada beberapa spesies hewan Spesies Rata-rata jumlah

sperma/ejakulasi (miliar) Deposisi sperma Jumlah sperma yang

mencapai ampulla oviduct

Mencit Tikus Kelinci Marmot Sapi Domba Babi Manusia

50 58 280 80 3000 1000 8000 280

Uterus Uterus Vagina Vagina/uterus Vagina Vagina Uterus Vagina

<100 500 250-500 25-50 Beberapa 600-700 1000 200

Lama waktu transportasi sperma mulai saat koitus (inseminasi) sampai mencapai oviduct. Hewan Waktu Bagian tuba Mencit Tikus Hamster Kelinci Marmut Anjing Babi Sapi Domba Wanita

15 menit 15-30 menit 2-60 menit beberapa menit 15 menit 2 menit-beberapa jam 15 menit 2-13 menit 6 menit-beberapa jam 5-68 menit

Ampulla Ampulla Ampulla Ampulla Ampulla Oviduct Ampulla Ampulla Ampulla Oviduct

Vagina

• pH vagina 5,7

• pH plasma seminal 7,2-7,8

• persentase sperma yang mencapai uterus relatif kecil

• saat koitus:

- sebagian sperma mampu mencapai oviduct karena kontraksi waktu koitus

- sebagian terdorong ke uterus oleh kontraksi vagina

- sebagian besar mati

Serviks

• Menghubungkan vagina dan uterus

• Konsistensinya di bawah kontrol endokrin

- Estrogen: tipis dan berair, memfasilitasi perjalanan sperma

- Progesteron:tebal dan mukus kental, menghalangi sperma masuk

• Perjalanan sperma pada serviks tergantung motilitas sperma itu sendiri

• Fase perjalanan sperma pada serviks

1. Fase cepat: sperma segera ditemukan pada oviduct setelah 5 menit koitus

2. Fase kolonisasi:sperma masuk dalam kripta-kripta glandula serviks

3. Fase lambat:

• Adanya fase ini membuat peluang terjadinya fertilisasi lebih besar

• Merupakan barier untuk sperma

Uterus

• Perjalanan pada uterus karena kontraksi uterus

- sperma bergerak cepat dari distal uterus ke oviduct, uterus sangat panjang, sperma akan mati apabila bergerak dengan motilitasnya sendiri

• Kontraksi uterus karena pengaruh PGF2 alpha dan oksitosin

• Tempat yang tidak menguntungkan untuk sperma

UTJ

• Bagian yang menghubungkan ujung kornua uterus dengan oviduct

• Katup di bawah pengaruh hormonal

• Bukti sebagai barier: pada hewan dengan deposisi semen di uterus

Deposisi miliaran, ditemukan di oviduct jutaan sperma

OVIDUCT

• Unik karena gamet berjalan berlawanan arah tetapi bertemu di ampulla

• Sperma : mukus sel- sel oviduct

• Ovum : silia

Transportasi sel telur

• Sel telur yang dilepaskan COC’s

• Sel telur masuk ke oviduct melalui ostium

• Fimbriae mengarahkan ovum ke ostium (ovataxis)

• Pengangkutan difasilitasi oleh sel-sel kumulus sehingga mudah ditangkap oleh silia fimbriae

• Lama transportasi ovum ke oviduct:

Variasi waktu yang diperlukan dalam perjalanan sel telur di dalam oviduct pada beberapa spesies

Spesies Waktu dalam oviduct (jam) Sapi Domba Kuda Babi Kucing Anjing Kera Opossum Wanita

90 72 98 50 148 168 96 24 48-72

Fertilisasi dan Pembelahan Awal

Sperma harus mengenali, berikatan pada dan akhirnya melewati zona pellucida

yang mengelilingi oosit. Sperma kemudian harus berikatan pada membran sel telur

(membrane vitellin).

Sel telur tidak hanya harus respon terhadap sperma, tetapi juga harus secara aktif

mencegah lebih dari satu sperma yang memfertilisasi. Fertilisasi oleh dari satu

sperma adalah tidak baik.

• Proses yang terjadi pada sperma

1. Kapasitasi

- Suatu perubahan fisiologis pada sperma sehingga mampu mengadakan fertilisasi/proses pelepasan bahan-bahan pelapis membran spermatozoa terutama pada bagian akrosom sehingga dapat berinteraksi dengan sel telur

- Tempat: saluran reproduksi betina (lihat Gambar)

2. Reaksi Akrosom

- Ikatan sperma dengan oosit harus melewati zona pellucida

- Untuk dapat menembus oosit sperma harus mengalami reaksi akrosom

- Reaksi akrosom: pecahnya akrosom dan pelepasan isinya

- Akrosom terutama terdiri dari enzim hyaluronidase dan acrosin

Fase reaksi akrosom spermatozoa. a) akrosom utuh b) eksositosis dan terbentuknya vesikel akrosom c) hilangnya akrosom pada spermatozoa yang membuahi AC=akrosom, OA=membran akrosom luar, PM=membran

plasma, ES=segmen ekuator, IA=membran akrosom dalam

Penetrasi pada Zona

a. hipotesis mekanik (faktor motilitas)

Penembusan spermatozoa dalam sel telur pada hipotesis ini didasarkan oleh gerakan

mekanik ekor spermatozoa yang membuka zona secara mekanik dengan cara

menggerakkan ekor secara kuat.

b. hipotesis enzimatis (faktor enzim)

Berlawanan dengan hipotesis di atas, spermatozoa menerobos pelindung telur tergantung enzim. Hyaluronidase akrosom dilepas ketika spermatozoa menembus kumulus. Hyaluronidase adalah enzim yang dihasilkan dalam testis. Enzim ini berfungsi melarutkan asam hyaluronat yang merekatkan sel-sel kumulus. Peranan hyaluronidase banyak diragukan, sebab meski beberapa hewan ada yang tidak mempunyai enzim itu (contohnya anjing) namun spermatozoa juga dapat membuahi. Tetapi, ternak oligospermia jika diberi tambahan ekstrak hyaluronidase dapat menjadi fertil

Pencegahan Polispermi

1. Reaksi Zona

1. Zona pellucida mengeras. Hal ini menyebabkan sperma tidak dapat melanjutkan

perjalanan dan berhenti di dalam zona.

2. Reseptor sperma di dalam zona pellucida dihancurkan. Oleh karena itu, sperma lain

yang belum berikatan pada zona pellucida tidak dapat lagi berikatan sehingga hanya

sperma tunggal yang dapat memfertilisasi sel telur.

2. Blokade Vitellin

Sperma yang memfertilisasi secara aktif ditelan oleh vitellin, tetapi berikutnya, permukaan vitellin tidak respon pada kontak sperma dan selanjutnya tidak ditelan (ditangkap)

Gambaran Fertilisasi

Pembelahan dan Pembentukan Blastosis

Lama KebuntinganLama kebuntingan pada beberapa mamalia

Hewan Lama Bunting (Hari)

Hewan Lama Bunting (Hari)

Unta 406 Hyena 110

Kucing 62 Kanguru 40

Sapi 280 Singa 108

Simpanse 237 Mink 50

Anjing 62 Monkey, rhesus 164

Lumba-lumba 276 Tikus 21

Gajah Afrika 640 Opposum 13

Musang 42 Orangutan 245-275

Rubah 52 Babi 113

Jerapah 395-425 Kelinci 32

Kambing 151 Mencit 21

Marmut 68 Reindeer 215-245

Hamster 16 Seal, northern fur 350

Landak 35-40 Domba 148

Kuda 337 Skunk 62

Wanita 266 Squirrel, grey 44

Pencegahan Polispermi

Reaksi Zona dan Blokade VitellinSperma harus melewati 2 membran pada sel telur agar terjadi

fertilisasi yang komplit. Membran luar pertama yang harus dilewati sperma adalah zona pellucida. Masuknya sperma ke dalam zona pellucida difasilitasi oleh enzim proteolitik yang dilepaskan dari kepala sperma ketika kehilangan akrosomnya yakni acrosin. Zona pellucida mengalami beberapa perubahan setelah dilalui sperma yang membuatnya tidak mudah untuk dimasuki oleh sperma berikutnya. Ini disebut dengan reaksi zona dan diperlukan untuk pencegahan terjadinya polispermi.

Efek ini adalah hasil 2 perubahan induksi di dalam zona pellucida: 1. Zona pellucida mengeras. Hal ini menyebabkan sperma tidak dapat

melanjutkan perjalanan dan berhenti di dalam zona. 2. Reseptor sperma di dalam zona pellucida dihancurkan. Oleh karena

itu, sperma lain yang belum berikatan pada zona pellucida tidak dapat lagi berikatan sehingga hanya sperma tunggal yang dapat memfertilisasi sel telur.

Mekanisme pertahanan yang lain mencegah polispermi diperlihatkan oleh membran vitellin yang dikenal dengan istilah blokade vitellin (vitellin block). Sperma yang memfertilisasi secara aktif ditelan oleh vitellin, tetapi berikutnya, permukaan vitellin tidak respon pada kontak sperma dan selanjutnya tidak ditelan (ditangkap).