II
PEMBAHASAN
2.1 Proses Pembentukan Spermatozoa
Proses pembentukan sel kelamin jantan berupa sel spermatozoa yang berlangsung di dalam tubuli seminiferi dalam testis disebut spermatogenesis. Spermatogenesis meliputi serangkaian tahapan dalam pembentukan spermatozoa yaitu (Frandson, 1992) :
1. Spermatogonia, sel-sel yang pada umumnya terdapat pada perifer tubulus seminiferus, jumlahnya bertambah secara mitosis, suatu tipe pembelahan yang mana sel-sel anakan hamper sama dengan sel induk.
2. Spermotosit Primer, dihasilkan oleh spermatogonia, mengalami migrasi menuju ke pusat tubulus dan mengalami pembelahan meiosis yang mana kromosom-kromosom bergabung dalam pasangan-pasangan dan kemudian satu dari masing-masing pasangan menuju ke masing-masing dari dua spermatosit sekunder. Jadi jumlah kromosom dibagi dalam spermatosit sekunder.
3. Dua Spermatosit Sekunder, yang terbentuk dari masing-masing spermatosit primer terbagi secara mitosis menjadi empat spermatid.
4. Masing-masing spermatid mengalami serangkaian perubahan nucleus dan sitoplasma (spermiogenesis) dari sel yang bersifat non motil menjadi sel motil (sel yang mampu bergerak) dengan membentuk flagelum (ekor) untuk membentuk spermatozoa.
5. Spermatozoa adalah sel kelamin jantan yang ukurannya sangat kecil dan memiliki bentuk yang khas yang tidak bertumbuh dan membelah diri.
kromosom), tampak sekitar 2/3 bagian tertutup acrosom. Tempat sambungan dasar acrosom dan kepala disebut cincin nucleus. Diantara kepala dan badan terdapat sambungan pendek, yaitu leher yang berisi centriole proximal , yang kadang-kadang dinyatakan sebagai pusat kenetik aktivitas spermatozoa. Bagian badan dimulai dari leher dan berlanjut ke cincin centriole. Bagian badan dan ekor mampu bergerak bebas, meskipun tanpa kepala. Ekor berupa cambuk, membantu mendorong spermatozoa untuk bergerak maju (Salisbury, 1985).
Semen berasal dari bahasa Yunani yang mempunyai arti biji. Semen dalam ilmu reproduksi diartikan sekresi kelamin jantan yang secara normal di ejakulasikan ke dalam saluran kelamin betina sewaktu kopulasi, dan dapat juga ditampung dalam tempat sementara sebagi inseminasi buatan (Partodiharjo, 1992).
Spermatozoa sendiri dihasilkan di dalam testis yang disebut dengan tubuli seminiferi, sedangakan plasma semen adalah campuran seksresi yang dibuat oleh epididymis dan kelenjar-kelenjar kelamin pelengkap yaitu kelenjar vasikularis dan kelenjar prostat. Reproduksi sperma atau plasma semen keduanya dikontrol dengan hormon (Toelihere, 1993).
Perbedaan anatomik kelenjar kelamin pelengkap pada berbagai jenis hewan menyebabkan pula perbedaan-perbedaan volume dan komposisi semen bagi spesies-spesies tersebut. Pada hewan yang tidak memiliki epididymis, testis mengambil fungsinya sebagai tempat perkembangan serta maturasi sperma. Pada hewan tersebut sperma yang matang, mempunyai motilitas dan mempunyai kemampuan untuk membuahi sel telur, sedangkan pada hewan yang mempunyai epididymis sperma yang berada pada tubulus seminiferus atau yang dikeluarkan dari testis sebelum motil, motilitasnya baru diperoleh setelah mengalami aktivasi atau pematangan fisiologis di dalam epididymis.
2.2 Proses Perkembangan Spermatozoa
secara random pada bidang equatorial. Kemudian dari tetrad menjadi 2 sel dengan n chromosom yang dinamakan spermatocyte sekunder atau 2 n chromatid. Spermatocyte primer kemudian pecah menjadi 4 spermatid masing-masing terdiri n chromosom, jumlahnya haploid. Kemudian diikuti pembelahan kedua, tiap spermatid mengalami metamorphose. Gamet yang masak disebut spermatozoa.
Pembentukan spermatozoa dari spermatogonia di dalam testis disebut spermatogenesis. Proses ini meliputi poliferasi spermatogonia melalui pembelahan mitosis yang terulang dan tumbuh membentuk spermatocyte primer, kemudian melalui pembelahan reduksi (meiosis) membentuk spermatocyte sekunder. Sprmatozoit sekunder membelah menjadi spermatid yang mengadakan metamorphose menjadi gamet yang dapat bergerak dan mempunyai potensi fungsional yang dinamakan spermatozoa. Proses metamorphose spermatid sering dinamakan spermatogenesis.
2.3 Mekanisme Hormonal
Hipotalamus menghasilkan hormone Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH) yang menstimulasi hipofisa anterior untuk mensekresikan FSH dan LH. Dimana LH menstimulasi pelepasan testosterone dari sel Leydig pada Testis. Testosteron berfungsi untuk meningkatkan libido akan tetapi testosterone memiliki umpan balik negative terhadap hipotalamus dan hipofisa untuk menekan pelepasan hormone FSH dan LH. Sedangkan pada FSH mempengaruhi sel-sel Sertoli untuk mensekresikan Inhibin yang memiliki umpan balik negative terhadap hipofisa anterior yang menekan pelepasan FSH dan LH.
Konsentrasi tinggi testosterone akan menghambat pelepasan GnRH, FSH dan LH, sedangkan konsentrasi rendah sebaliknya.
Spermatogonium berkembang menjadi sel spermatosit primer. Sel spermatosit primer bermiosis menghasilkan spermatosit sekunder, spermatosit sekunder membelah lagi menghasilkan spermatid, spermatid berdiferensiasi menjadi spermatozoa masak. Bila spermatogenesis sudah selesai, maka ABP testosteron (Androgen Binding Protein Testosteron) tidak diperlukan lagi, sel sertoli akan menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hipofisis agar menghentikan sekresi FSH dan LH.
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. Proses spermatogenesis distimulasi oleh sejumlah hormon, yaitu :
a. Testoteron
Testoteron disekresi oleh sel-sel Leydig yang terdapat di antara tubulus seminiferus. Hormon ini penting bagi tahap pembelahan sel-sel germinal untuk membentuk sperma, terutama pembelahan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder. Hormon testosteron sangat berpengaruh terhadap kesuburan kelenjar asesorius dan ciri khas kelamin jantan (secondary sex characteristic). Kastratsi sebelum datangnya dewasa kelamin menyebabkan perkembangannya kelenjar tersebut berhenti, sedangkan kastrasi pada umur dewasa menyebabkan kemunduran secara bertahap kelenjar asesorius. Secara histologi telah dibuktikan bahwa sel kelenjar mengecil dan aktivitas bersekresi mundur. Selanjutnya parenkim kelenjar mengalami involusi dan digantikan dengan jaringan ikat ( Yatim, 1990). Sel leydig menghasilkan hormon testosteron yang berfungsi ( Yatim, 1990) :
• mengatur aktivitas kelenjar assesorius, terutama kelenjar prostat. • Memelihara tanda khas jantan (secondary sex characteristics)
b. LH (Luteinizing Hormone)
LH disekresi oleh kelenjar hipofisis anterior. LH berfungsi menstimulasi sel-sel Leydig untuk mensekresi testoteron. Hormon LH atau ICSH mengatur aktivitas sel leidig pengaruh ini semakin jelas bila sekaligus ditambah dengan FSH. Di dalam tubuh hewan memang terjadi inter-relasi antara kelenjar endokrin tertentu dalam mengatur aktivitas alat reproduksi, misalnya kelenjar hipophisa, adrenal dan testis sendiri ( Yatim, 1990).
c. FSH (Follicle Stimulating Hormone)
FSH juga disekresi oleh sel-sel kelenjar hipofisis anterior dan berfungsi menstimulasi sel-sel sertoli. Tanpa stimulasi ini, pengubahan spermatid menjadi sperma (spermiasi) tidak akan terjadi.
d. 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.
e. Hormon Pertumbuhan
Hormon pertumbuhan diperlukan untuk mengatur fungsi metabolisme testis. Hormon pertumbuhan secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada spermatogenesis.
2.4 Masa Pubertas, Mekanisme Ereksi dan Ejakulasi
dan berat hewan sewaktu timbulnya pubertas berbeda – beda menurut species. Karena pengaruh lingkungan, estrus sering terjadi pada umur yang sedemikian rendahnya sehingga apabila terjadi konsepsi maka kelahiran akan berbahaya bagi ternak. Masa Pubertas hewan ternak berbeda-beda tergantung pada jenis dan bangsa. Pada kuda pubertas terjadi saat mencapai usia 10 – 24 bulan, sapi bangsa Bos taurus 6 – 18 bulan, sapi bangsa Bos indicus 12 – 30 bulan, kerbau 2 - 3 tahun, domba 6 – 12 bulan, dan babi 5 - 8 bulan ( Toelihere, 1993 ).
Pubertas di control oleh mekanisme – mekanisme fisiologik tertentu yang melibatkan gonad dan kelenjar adenohypophisa, maka pubertas tidak luput dari pengaruh factor herediter dan lingkungan yang bekerja melalui organ – organ tersebut ( Toelihere, 1993 ). Faktor – faktor yang memepengaruhi pubertas : a. Musim
Pemeriksaan ovaria pada babi di rumah potong menunjukkan bahwa musim pemotongan, jadi musim kelahiran, mempunyai pengaruh sangat nyata terhadap pubertas ( Toelihere, 1993 ).
b. Suhu
Pengaruh suhu lingkungan yang konstan terhadap timbulnya pubertas pada sapi – sapi dara Brahman ( Zebu ). Pada sapi – sapi dara yang dikandangkan pada suhu 800F ( 28.90C ) pubertas dicapai pada rata – rata umur 398 hari dibandingkan dengan 300 hari pada 500 F (100C). Pada sapi – sapi dara yang ditempatkan dengan kondisi luar, pubertas dicapai pada umur 320 hari.
c. Makanan
Makanan yang cukup perlu untuk fungsi endokrin yang normal. Tingkatan makanan tampaknya mempengaruhi sintesa pelepasan hormone dari kelenjar – kelenjar endokrin ( Toelihere, 1993 ).
d. Faktor – faktor genetic
Ereksi merupakan peningkatan turgiditas organ yang disebabkan pemasukan darah lebih besar daripada pengeluaran yang menghasilkan penambahan tekanan dalam penis. Faktor-faktor yang menyebabkan ereksi antara lain vasodilatasi pada arteri (disebabkan oleh ransangan saraf pelvis yang disebut saraf erigentes dari pleksus pelvis) dan pengurangan aliran vena dari pelvis. Pada kuda dan anjing saat berereksi terjadi penambahan diameter maupun panjang penis sebab spesies ini mempunyai jaringan erektil lebih banyak daripada jaringan pengikat lainnya. Ereksi pada ruminansia dan babi terjadi dengan meluruskan fleksura sigmoid (Frandson, 1992).
Ejakulasi adalah suatu gerak refleks yang mengosongkan epididimis, uretra dan kelenjar-kelenjar kelamin aksesori pada jantan. Dapat terjadi karena ransangan pada glans penis. Dapat juga ditimbulkan dengan cara masase kelenjar kelamin aksesori melalui rectum atau dengan menggunakan electric ejaculator (Frandson, 1992). Proses ejakulasi berada di bawah pengaruh saraf otonom. Asetilkolin berperan sepagai neurotransmiter ketika saraf simpatis mengaktivasi kontraksi dari leher kandung kemih, vesikula seminalis, dan vas deferens. Refleks ejakulasi berasal dari kontraksi otot bulbokavernosus dan ischiokavernosus serta dikontrol oleh saraf pudendus. Singkatnya, ejakulasi terjadi karena mekanisme refleks yang dicetuskan oleh rangsangan pada penis melalui saraf sensorik pudendus yang terhubung dengan persarafan tulang belakang (T12-L2) dan korteks sensorik (salah satu bagian otak).
2.5 Sperma pada Unggas
Spermatozoa unggas terdiri dari bagian kepala, tengah dan bagian ekor. Akrosom terbentuk dari pengembangan apparatus golgi pada saat terjadinya spermatogenesis, sedangkan bagian tengah dan bagian ekor terbentuk dari perkembangan mitokondria dan cytoskeleton, dimana bagian tengah dan bagian ekor menentukan motilitas spermatozoa (Etches, 1996). Toelihere (1993) menyatakan bahwa sperma unggas mempunyai bentuk yang jauh berbeda dengan sperma ternak lainnya. Sperma unggas mempunyai kepala yang berbentuk silinder panjang dan akrosom yang runcing. Spermatozoa unggas mempunyai panjang 100 µm, lebar o,5 µm, volume 10 µm3, dan berdiameter 6µm (Etches, 1996).
Plasma sperma pada ayam terdiri dari komponen-komponen seperti glukosa, glutamat, laktat, piruvat, α-ketoglutamat, karnilin, asetil karnitin, protein, dan ion-ion seperti Cl-, Na+, K+, Ca2+ (Etches, 1996). Cairan dalam sperma
merupakan plasma yang mengandung sejumlah bahan organik dan anorganik. Ion organik utama adalah sodium dan khlorin, di samping itu terdapat kalsium dan magnesium dalam jumlah sedikit, dan potasium dalam jumlah yang banyak. Selanjutnya dijelaskan bahwa ion anorganik tersebut dalam viabilitas spermatozoa (Bearden and Fuquay, 1997).
Daftar Pustaka
Bearden, J. and Fuquay John W. 1997. Applied Reproductoin Fourth Edition. Printice Hall, Inc : USA.
Etches, R. J. 1996. Reproduction in Poultry. CABI Publishing : USA.
Frandson, R.D. 1992. Anatomi dan Fisiologi Ternak (Terjemahan). Edisi ke empat, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hafez, B. 2000. Reproduction in Farm Animal. Philadelphia.
Hardjopranjoto, S. 1995. Ilmu Kemajiran pada Ternak. Airlangga University Press : Surabaya
Nalbandov, A. V. 1990. Fisiologi Reproduksi Pada Mamalia dan Unggas. UI Press : Jakarta.
Inseminasi Buatan Pada Sapi. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta.
