Spermiogenesis: Pengertian, tahapan, Faktor, Gangguan, fungsi

Spermiogenesis adalah tahap spermatogenesis di mana spermatid berdiferensiasi menjadi spermatozoa dewasa. Sebelum tahap ini, sel-sel germinal mengalami serangkaian pembelahan sel, terutama mitosis (spermatositogenesis) dan meiosis (spermatidogenesis). Singkatnya, sel-sel germinal primordial pria yang disebut spermatogonia membelah secara mitosis untuk menghasilkan lebih banyak spermatogonia.

Beberapa sel ini akan berhenti membelah dan menjadi spermatosit yang akan memasuki meiosis untuk menghasilkan spermatid haploid. Masih besar dan bulat, spermatid memasuki spermiogenesis. Selama tahap ini, spermatid mengalami perubahan morfologis menjadi spermatozoa yang dipadatkan dan dirampingkan (sel sperma). Fitur-fitur ini termasuk akrosom di atas kepalanya yang dipadatkan, bagian tengahnya berisi cincin mitokondria, dan flagel untuk motilitas.

Spermiogenesis terdiri dari empat fase. Fase-fase ini adalah (1) Fase Golgi, (2) Fase Topi, (3) Fase Ekor, dan (4) Fase Pematangan. Mengikuti spermiogenesis adalah spermiasi. Spermatozoa dilepaskan dari tubulus seminiferus untuk bermigrasi ke epididimis tempat mereka menjadi spermatozoa motil yang berdiferensiasi penuh. Gangguan pada fase-fase ini dapat memunculkan sel sperma dengan morfologi abnormal, yang pada gilirannya dapat mempengaruhi kesuburan pria.

Etimologi

Istilah spermiogenesis, mirip dengan istilah spermatogenesis, berasal dari kata Yunani sperma (yang berarti “benih”) dan genesis (yang berarti “kelahiran”, “asal”, “penciptaan”). Sinonim: spermiohistogenesis, spermateliosis.
Konsep dasar

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang spermiogenesis, tinjauan konsep-konsep yang berkaitan dengan subjek dapat berguna. Sel germinal adalah sel biologis yang memunculkan sel kelamin atau gamet. Selama perkembangan embrionik, sel-sel germinal dari garis primitif bermigrasi ke gonad yang sedang berkembang. Pada manusia, produksi gamet jantan dimulai saat pubertas. Prosesnya disebut spermatogenesis. Ini terjadi di tubulus seminiferus gonad jantan (testis).

Pada mamalia, sel-sel benih jantan termasuk spermatogonium, spermatosit, dan spermatid. Spermatogonium (jamak: spermatogonia) adalah sel germinal yang aktif dan tidak aktif. Itu terletak di sebelah lamina basal. Spermatosit adalah gametosit jantan yang muncul dari spermatogonium. Sel germinal ini mengalami meiosis. Spermatosit yang melakukan meiosis I disebut spermatosit primer sedangkan spermatosit yang melewati meiosis II disebut spermatosit sekunder. Spermatosit primer adalah diploid (seperti halnya spermatogonium). Spermatosit sekunder adalah haploid. Spermatid adalah produk spermatosit setelah meiosis. Ini juga merupakan sel benih haploid. Ini matang menjadi spermatozoon non-motil melalui spermiogenesis.

Tahap spermiogenesis

Sebelum spermiogenesis, spermatid masih bulat dan besar karena struktur sitoplasma yang masih utuh. Mereka akan melalui perubahan dalam bentuk mereka sehingga mereka menjadi terbiasa untuk pembuahan. Mereka akan memiliki kepala yang berbeda, lebih padat, lebih kecil, dan ramping dengan akrosom anterior, potongan tengah menebal yang mengandung cincin mitokondria, dan flagel di posterior. (1) Spermiogenesis umumnya terdiri dari empat fase utama: ( 1) Fase Golgi, (2) Fase Cap, (3) Fase Ekor, dan (4) Fase Pematangan.

Fase Golgi

Fase Golgi adalah set awal kejadian spermiogenesis. Selama fase ini, spermatid dipersiapkan untuk memperoleh bagian utama dari sel sperma: kepala, bagian tengah, dan ekor. Alasan mengapa fase ini disebut demikian adalah karena aktivitas intensif dari perangkat Golgi. Selama fase ini, organel ini menghasilkan dan melepaskan enzim litik yang akan berkumpul di dalam akrosom masa depan (fase kap). Di ujung lain spermatid, membentuk area tengah. Area menebal saat mitokondria mengisi bagian ini. Juga selama fase ini, materi genetik (DNA) mengalami pengemasan karena protamin menggantikan histon. (2) Pada akhir fase ini, materi genetik padat, sangat padat, dan tidak aktif secara transkripsi.

Fase kap

Setelah fase Golgi adalah fase kap. Fase ini ditandai oleh peristiwa yang mengarah pada pembentukan topi akrosom (dengan demikian, namanya). Tutup akrosom atau akrosom adalah kompartemen terikat membran di ujung kepala spermatid. Ini terbentuk ketika aparatus Golgi mengelilingi anterior spermatid untuk membentuk akrosom. Kompleks acrosome-acroplaxome-manchette mencirikan tahap ini. Kompleks adalah pendorong utama untuk membentuk kepala spermatid yang sedang berkembang. (2)

Fase ekor

Fase ekor ditandai oleh pemanjangan mikrotubulus pada salah satu sentriol spermatid menjadi ekor. Mikrotubulus membentuk aksonema. Aksonom berisi mikrotubulus yang diatur dalam konfigurasi 9 + 2. Ini berarti bahwa sepasang mikrotubulus terletak di tengah dan kemudian dikelilingi oleh 9 mikrotubulus doublet luar. (2) Sel germinal yang berkembang mengarahkan dirinya sedemikian rupa sehingga ekor yang tumbuh diarahkan ke pusat lumen tubulus seminiferus.

Fase pematangan

Fase pematangan adalah fase terakhir. Pada fase ini, sitoplasma residual telah dibuang. Diistilahkan sebagai sisa tubuh regaud, yaitu sitoplasma dan organel yang tersisa, diangkat oleh fagositosis.

Sel-sel Sertoli adalah sel-sel epitel tubulus seminiferus yang memiliki beberapa peran penting dalam spermatogenesis. Selama tahap awal, mereka memberi makan sel-sel benih yang melekat padanya. Mereka juga bertanggung jawab atas sekresi faktor penentu testis, yang memusatkan testosteron dalam jarak dekat. Kemudian dalam spermiogenesis, sel-sel ini bertanggung jawab atas fagositosis sitoplasma sisa.

Produk akhir spermiogenesis adalah spermatozoon dewasa yang tidak motil. Dengan demikian, spermatozoa setelah tahap ini akan tetap steril karena belum motil. Mereka menjadi sel motil ketika mereka berkembang lebih lanjut dalam epididimis. Migrasi spermatozoon ke epididimis menjadi sel sperma yang motil disebut spermiasi.

Peristiwa post-spermiogenesis

Spermiasi mengacu pada kejadian-kejadian setelah spermiogenesis. Sel-sel Sertoli melepaskan spermatozoa yang sekarang memanjang namun tidak-motil ke dalam lumen tubulus seminiferus untuk diangkut ke epididimis di mana mereka akan menjadi spermatozoa motil. Karena spermatozoa belum bergerak, sel-sel Sertoli mengeluarkan cairan testis untuk membantu mereka ketika mereka melakukan perjalanan dari tubulus seminiferus ke testis rete di mediastinum testis, ke saluran eferen, dan akhirnya ke epididimis melalui kontraksi peristaltik. Epididimis adalah tubulus berbelit-belit di mana mereka akan menjadi motil dan disimpan untuk dilepaskan (ejakulasi).

Spermatozon motil adalah gamet jantan dewasa yang berdiferensiasi penuh. Ini lebih dikenal sebagai sel sperma (atau secara kolektif, sperma). Dari spermatid ke spermatozoon yang berfungsi penuh, sel memperoleh transformasi morfologis yang membuatnya beradaptasi untuk membuahi sel telur. Misalnya, ujung anterior sel sperma adalah akrosom yang penuh dengan enzim yang akan membantu menghancurkan dinding sel telur (sel telur) sehingga sperma dapat membuahinya. Bagian tengah berisi mitokondria yang mengelilingi aksonem. Mitokondria ini adalah kunci untuk produksi energi kimia (ATP) untuk bahan bakar pergerakan bintang. Ekor adalah flagel yang mendorong sel ke depan.

Faktor-faktor

Temperatur yang meningkat dapat menyebabkan efek yang merugikan atau merugikan pada sel benih di tubulus seminiferus. Pada manusia, misalnya, suhu optimal pada 2 ° C lebih rendah dari suhu inti tubuh. Tubuh laki-laki mampu mempertahankan suhu optimal melalui pengaturan aliran darah. Selain itu, testis manusia dikelilingi oleh kantong kulit yang disebut skrotum karena letaknya secara eksternal. Posisi testis yang dieksternalisasi ini adalah fitur dari kelompok mamalia tertentu (boreoeutheria) yang bertentangan dengan yang lain yang testisnya terletak secara internal.

Faktor-faktor lain yang mungkin mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan germline termasuk defisiensi vitamin B, E, dan A, stres oksidatif, dan paparan sinar-X, alkohol, steroid anabolik, kadmium, timbal, atau pestisida.

Lesi dan gangguan

Apa yang saat ini diketahui tentang spermiogenesis adalah spermatid mengalami diferensiasi dan tidak ada pembelahan sel lebih lanjut terjadi. Pada tikus dan tikus, periode tersebut biasanya dua hingga tiga minggu untuk mengubah spermatid bulat menjadi spermatozoa yang disederhanakan. Kejadian spermiasi diatur secara genetik dan hormonal. Testosteron, misalnya, adalah hormon androgenik utama yang menghasut ekspresi gen nuklir yang terkait dengan peristiwa spermiogenik. Gangguan pada gen-gen ini dapat menyebabkan spermatozoa yang tidak berfungsi dan cacat. Contoh lesi tanda tangan yang menunjukkan adanya gangguan pada tahap spermatogenesis ini adalah kepala cacat, ekor cacat, dan multinukleasi.

Akrosom abnormal

Gangguan selama pembentukan akrosom dapat menyebabkan kepala spermatozun cacat. Contoh-contoh gangguan mungkin dalam bentuk penghambatan dinamis mikrotubulus atau deposisi abnormal butiran akrosom di sekitar nukleus, terutama selama fase awal. (3) Ada beberapa contoh ketika spermatid gagal membentuk akrosom, seperti dalam kasus globozoospermia. Globozoospermia adalah kelainan langka (kejadian <0,1%) dan salah satu penyebab infertilitas pria. Individu dengan kondisi ini menghasilkan spermatozoa tanpa akrosom.

Ekor yang tidak normal

Kelainan ekor spermatozoa bisa disebabkan oleh cacat pada tubulin atau perakitan aksonem abnormal. Ada beberapa contoh ketika konfigurasi aksonema 9 + 2 tidak tercapai, mis. kekurangan sepasang mikrotubulus sentral atau hilangnya doublet luar.

Multinukleasi

Spermaatid, saat mereka tumbuh dan melalui spermiogenesis, tetap terhubung satu sama lain melalui jembatan antar sel. Koneksi ini memungkinkan organel dan badan kromatoid melewatinya. Dengan demikian, hasilnya adalah multinukleasi dan sinkositium spermatid karena sitokinesis meiosis belum sepenuhnya lengkap antara spermatid yang timbul dari spermatosit tunggal. Tidak hanya organel yang dibagikan melalui koneksi ini tetapi juga produk gen. Melalui jembatan ini, spermatid dapat berbagi dengan produk gen yang kurang. Perhatikan bahwa spermatid pada tahap ini sudah haploid setelah kromosom terpisah saat meiosis. Oleh karena itu, mereka secara genetik berbeda dan dapat mengandung atau kekurangan gen tertentu, mis. satu spermatid mengandung kromosom X sedangkan spermatid lainnya berisi kromosom Y. Jembatan-jembatan ini juga ditemukan memiliki diameter yang bervariasi selama spermiogenesis. Misalnya, pada tikus, diameter jembatan telah ditemukan 1,8 m antara spermatid langkah 1 awal, dan hingga 3μm antara spermatid langkah 18.

Spermatid yang berinti banyak juga bisa berarti gangguan. Namun, itu mungkin disebabkan tidak hanya oleh faktor-faktor selama spermiogenesis tetapi juga mungkin oleh kegagalan fungsi sel Sertoli.

Gangguan ini dapat menyebabkan retensi spermatid pada lumen tubulus seminiferus.

Pentingnya Spermiogenesis

Spermiogenesis adalah proses biologis yang penting karena mengarah pada transformasi spermatid menjadi spermatozoa dewasa. Meskipun tidak ada lagi perubahan genetik dan pembelahan sel yang terjadi pada titik ini, spermatid mengalami perubahan morfologis untuk mempersiapkan mereka menjadi sel sperma motil yang sepenuhnya terdiferensiasi. Sel-sel Sertoli, sel-sel epitel khusus dalam tubulus seminiferus, membantu dengan memelihara mereka dan merawat mereka menjadi spermatozoa dewasa. Dengan demikian, pada saat sel-sel dibebaskan dari tubulus seminiferus untuk bermigrasi ke epididimis, mereka siap menjalani diferensiasi menjadi sel sperma motil. Setiap gangguan atau gangguan dalam proses spermiogenesis dapat menyebabkan spermatozoa cacat atau disfungsional. Kelainan pada kepala, bagian tengah, ekor, kandungan genetik, dan struktur subselular dapat menyebabkan sel sperma yang tidak berfungsi, dan dengan demikian, menyebabkan infertilitas pria.

Tinggalkan Balasan