Fertilisasi pada Manusia: Proses dan Signifikansinya!
Fertilisasi (juga disebut syngamy) melibatkan perpaduan gamet jantan dan betina haploid untuk membentuk zigot diploid. Fertilisasi pada manusia bersifat internal dan terjadi di persimpangan ampullary-isthmic tuba falopi wanita.
Proses:
Pemupukan melibatkan proses berikut:
1. Pendekatan sperma ke ovum:
Selama persetubuhan, pejantan memasukkan penis ereksinya ke dalam vagina betina dan mengeluarkan sekitar 3,5 ml cairan mani. Proses ini disebut ejakulasi. Cairan mani mengandung sebanyak 200-300 juta sperma.
Hal ini memastikan tercapainya sejumlah sperma ke ovum karena banyak sperma (sekitar 50%) dibunuh oleh keasaman saluran genital wanita dan banyak sperma ditelan oleh fagosit epitel vagina sehingga hanya sekitar 100 sperma yang mencapai tuba falopi. tabung.
Sperma berenang di cairan mani dengan gerakan memukul ekornya dengan kecepatan 1-4 mm per menit. Sperma berenang menuju tuba falopi melalui rahim. Ini dibantu oleh aksi aspirasi rahim dan gerakan peristaltik tuba falopi.
Kapasitasi adalah fenomena pematangan fisiologis sperma di dalam saluran kelamin wanita. Ini terjadi dengan adanya cairan kental yang dikeluarkan dari sel sekretori lapisan epitel mukosa oviduk. Dibutuhkan sekitar 5-6 jam.
Ini melibatkan perubahan berikut:
(i) Hilangnya faktor dekapasitasi.
(ii) Masuknya kalsium ke dalam sperma.
(iii) Gerakan flagellar sperma berubah dari tipe bergelombang menjadi whiplash.
Ovum dilepaskan dari folikel Graaf ovarium pada hari ke-14 siklus menstruasi dan prosesnya disebut ovulasi. Ovum terperangkap oleh fimbriae ampula tuba falopi. Ovum bergerak di dalam tabung menuju rahim dengan gerakan peristaltik dan silia. Pada saat ovulasi, sel telur berada pada tahap oosit sekunder.
Kesuburan dan kelangsungan hidup gamet terbatas bervariasi dari beberapa menit hingga beberapa jam atau hari. Pembuahan sperma manusia di saluran genital wanita sekitar 48 jam sedangkan nilai kelangsungan hidupnya hingga 3 hari. Kedua ovum bersifat non-motil dan kandungan energi sperma juga sangat rendah sehingga sperma harus mendekati sel telur secepat mungkin. Masa fertilisasi sel telur hanya 24 jam meskipun dapat hidup sekitar 72 jam.
Untuk menipiskan jumlah sperma, ovum mengeluarkan zat kimia yang disebut fertilizin, yang memiliki sejumlah situs spermofilik di permukaannya di mana sperma dari jenis spesies tertentu dapat diikat oleh situs antifertilizinnya. Reaksi fertilizin—antifertilizin ini merupakan reaksi yang sangat spesifik spesiesnya (bertindak sebagai gembok dan anak kunci) (Gbr. 3.21).
Tujuan utama reaksi ini adalah menipiskan jumlah sperma untuk mengurangi kemungkinan polispermi.
2. Penetrasi sperma (Gbr. 3.23 A, B):
Sekresi vesikula seminalis, kelenjar prostat dan kelenjar Cowper membentuk bagian utama dari cairan mani. Sekresi ini mengaktifkan sperma dalam membuahi sel telur dan menetralkan keasaman dalam vagina. Sperma umumnya bersentuhan dengan ovum di kutub animal (sisi ovum dengan nukleus eksentrik) sedangkan sisi berlawanan dari ovum disebut kutub vegetal. Ovulasi dalam Penetrasi sperma adalah mekanisme kimiawi.
Dalam akrosom ini sperma mengalami reaksi akrosom dan melepaskan lisin sperma tertentu yang melarutkan sel telur secara lokal dan membuat jalan untuk penetrasi sperma. Lisin sperma adalah protein asam. Lisin sperma ini mengandung enzim pelisis hyaluronidase yang melarutkan polimer asam hialuronat di ruang antar sel yang menyatukan sel granulosa corona radiata; enzim penembus korona (yang melarutkan korona radiata) dan akrosin atau Zona lisin (yang melarutkan zona pelusida).
Kemudian melarutkan zona pelusida. Hanya inti sperma dan bagian tengah yang masuk ke dalam sel telur. Ekornya hilang. Pada manusia, selalu ada monospermi.
3. Reaksi kortikal (Gbr. 3.22):
Penetrasi sperma ke dalam sel telur memulai serangkaian proses seperti:
Butiran kortikal muncul di korteks telur. Selaput vitellin mulai terangkat dari permukaan kortikal telur. Ini menghasilkan ruang perivitelline di dalam membran vitelline. Butiran kortikal diekstrusi di ruang perivitelin melalui eksositosis dan beberapa di antaranya menempel di sepanjang permukaan dalam membran vitellin yang sekarang menebal dan menjadi kebal terhadap masuknya sperma lainnya. Sekarang disebut membran fertilisasi (Anderson, 1968) (Gambar 3.22). Ini mencegah polispermi.
Penetrasi sperma ke dalam sel telur juga menginduksi aktivitas metabolisme berikut:
(i) Depolarisasi dan peningkatan permeabilitas membran plasma.
(ii) Tingkat sintesis protein meningkat.
(iii) Laju respirasi meningkat sehingga konsumsi O 2 meningkat.
4. Perpaduan inti gamet (Gbr. 3.23 C, D):
Masuknya sperma merangsang oosit sekunder untuk menjalani pembelahan meiosis-II yang menghasilkan ovum dan badan kutub kedua. Di dalam sel telur, inti sperma menempuh jalur tertentu yang disebut jalur kopulasi. Sentriol bagian tengah sperma membentuk gelendong.
Selaput nukleus inti gamet mengalami degenerasi dan dua set kromosom awalnya terletak pada dua kutub gelendong tetapi kemudian set kromosom ini bercampur dan prosesnya disebut amphimixis (Gambar 3.23D). Sel telur yang telah dibuahi sekarang disebut zigot (Gr. zygon = berpasangan bersama) sedangkan inti zigot disebut synkaryon yang memiliki dua set kromosom (2N = 46).
Signifikansi pemupukan:
(a) Merangsang oosit sekunder untuk mengalami pembelahan maturasi kedua untuk melepaskan badan kutub kedua dan membentuk ovum haploid.
(b) Mengembalikan diploidi (2N = 46 pada manusia) pada zigot.
(c) Membran fertilisasi mencegah polispermi.
(d) Aktivitas metabolisme meningkat karena lebih banyak mitokondria tersedia.
(e) Ini menggabungkan karakter dari dua orang tua dan memperkenalkan variasi. Sangat membantu dalam evolusi.
(f) Sentriol sperma dari gelendong untuk memulai pembelahan zigot.
(g) Kromosom seks sperma adalah X atau Y dan membantu penentuan jenis kelamin. Peleburan sperma berkromosom X dengan ovum (dengan kromosom X) menghasilkan bayi perempuan yang memiliki kromosom XX, sedangkan peleburan sperma yang memiliki kromosom Y dengan ovum menghasilkan bayi laki-laki yang memiliki kromosom XY.
(h) Jalur kopulasi menetapkan sumbu pembagian.
