Mengenal Proses Pembuahan janin dan Terjadinya Kehamilan Pada Manusia
Rizqi Putra Pratama Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Arjuna Utara no.6 Jakarta 11510. Telepon : 021-5694 2061; Fax : 021-563 1731. Email.
[email protected]
Pendahuluan
Kehamilan di awali dari proses fertilisasi. Fertilisasi adalah bertemunya sel ovum dengan sel sperma yang terjadi pada tuba fallopi. 1 Pertemuan sel sperma dan sel telur tersebut akan melalui beberapa tahapan yang dilakukan secara aktif oleh kedua sel tersebut. Setelah terjadi pembuahan masuk kepada proses yang dinamakan implantasi. Implantasi adalah proses penanaman sel telur pada endometrium. Sebelum terjadi implantasi sel telur yang tadinya berada pada tuba fallopi, akan bermigrasi ke dinding endometrium. 2 Implantasi yang telah berhasil, akan dilanjutkan pada proses gastrulasi. Gastrulasi adalah proses pembentukan tiga lapisan yang terbagi atas endoderm, mesoderm, dan ectoderm. Ketiga lapisan tersebut akan membentuk fungsi dan organ masing-masing yang selanjutnya disebut sebagai organogenesis. Proses yang panjang di atas akan dilalui dalam waktu lebih kurang 9 bulan. Pada saat semua proses di atas telah dilalui, akan terjadi proses kelahiran.
1
Fertilisasi
Proses Fertilisasi merupakan proses penyatuan gamet pria dan wanita, yang terjadi terjadi di dalam tuba fallopi. Hasil proses fertilisasi, yaitu zigot berupa sebuah set dengan jumlah sel kromosom diploid (2n). Selanjutnya, pada saat bergerak ke arah rahim, zigot berkembang menjadi morula dalam waktu empat hari. Pada saat itu morula segera berkembang menjadi blastula. Perkembangan selanjutnya, sel-sel bagian dalam blastula akan berkembang menjadi bakal j anin atau embrioblas, dan selsel bagian luar blastula akan berkembang menjadi trofoblas. 3 Fertilisasi manusia dimulai dengan siklus menstruasi wanita. Siklus ini mempersiapkan tubuh wanita untuk pembuahan. Sekitar setengah jalan melalui siklus ini, tubuh wanita siap untuk memulai proses pembuahan manusia. Selama hubungan seksual, pria dapat ejakulasi, atau melepaskan air mani ke dalam vagina perempuan. Ada sampai 150 juta sperma dalam air mani dalam ejakulasi tunggal. Sperma melakukan perjalanan ke tuba fallopi untuk memenuhi telur, namun sperma memiliki beberapa tantangan besar ke depan untuk menyelesaikan perjalanan ini. Misalnya, sperma harus menyelesaikan perjalanan ini dalam waktu 12-48 jam telur yang sedang berovulasi atau sperma akan mati. Ada sekitar 85% dari sperma yang tidak memiliki kapasitas untuk menyelesaikan perjalanannya. Hal ini membuat hanya sekitar 15% dari sperma yang dapat menyelesaikan perjalanan menuju sel telur. Hanya sekitar 1.000 sperma yang tersisa setelah sperma menuntun sampai uterus, menghadapi tantangan memilih tuba fallopi yang benar. Ada dua saluran telur, dan hanya satu berisi telur. Sperma yang memilih tuba fallopi yang benar akhirnya akan mencapai sel telur. Proses ini, ejakulasi untuk sisa sperma mencapai sel telur, memakan waktu sekitar 20 menit. Hanya ada selusin sebelah kiri sperma sedikit yang benar-benar berhasil ke telur. Sisa sperma mulai mengelilingi telur, dan mereka berlomba untuk
2
menjadi yang pertama dan satu-satunya untuk benar-benar sperma membuahi sel telur.4 Beberapa jam setelah fertilisasi, zygote akan membelah secara mitosis menjadi 2 sel, 4, 8, 16 sel. Pada hari ke-3 atau ke-4 terbentuk kelompok sel yang disebut morula. Morula akan berkembang menjadi blastula. Rongga blastosoel berisi cairan dari tuba fallopi dan membentuk blastosit. Lapisan dalam blastosit membentuk inner cell mass. Blastosit dilapisi oleh throhpoblast (lapisan terluar blastosit) yang berfungsi untuk menyerap makanan dan merupakan calon plasenta. Blastosit akan bergerak menuju dinding uterus dalam waktu 3-4 hari. Pada hari ke-6 setelah fertilisasi throphoblast akan menempel pada dinding uterus/proses implantasi dan akan mengeluarkan hormon HCG (hormone Chorionik gonadotrophin). Hormon ini melindungi kehamilan dengan menstimulasi produksi hormone progesteron dan estrogen sehingga mencegah menstruasi. 5 Penembusan spermatozoa ke dalam ovum melalui beberapa proses. Pertama, spermatozoa akan menembus corona radiata. Hanya sperma yang telah melalui proses kapasitasi yang dapat menembus corona radiata. Proses kapasitasi adalah proses penyesuaian sperma dalam saluran reproduksi wanita yang kira-kira berlangsung selama 7 jam. Pada proses ini protein plasma dan glikoprotein yang ada pada membrane plasma yang melapisi daerah akrosom spermatozoa diluruhkan. Sperma yang berhasil melalui proses kapasitasi ini akan melanjutkan perjalannya menuju reaksi akrosom. Reaksi akrosom terjadi ketika spermatozoa menembus zona pellusida dan melekat, dan menghasilkan akrosin, tripsin, dan lisin yang akan membantu sperma untuk melewati zona pellusida dan mencapai inti sel ovum. Setelah itu baru spermatozoa akan masuk ke membran plasma.6 Ilustrasi dibawah menujukan proses fertilisasi pada fase penembusan spermatozoa pada sel ovum.
3
Gambar 1. Penembusan spermatozoa Sumber: http://pubs.acs.org/subscribe/archive/mdd/v04/i02/html/news3.html
Implantasi
Setelah zigot membelah dengan sempurna dan mencapai tahapan blastula, zigot akan bergerak menuju endometrium. Di endometrium itulah, proses implantasi terjadi. Implantasi atau biasa disebut juga sebagai nidasi adalah proses melekatnya blastula dengan endometrium. Penyatuan ini tidak menghilangkan blastula, melainkan menyebabkan blastula terlindungi oleh endometrium. Saat implantasi, pertukaran hormon antara endometrium dan blastula memungkinkan blastula untuk masuk ke dalam endometrium. Hanya saja, saat proses ini, luka kecil yang diikuti dengan sedikit pendarahan mungkin terjadi. Pendarahan biasanya hanya terjadi satu hingga dua hari. Setelah blastula menyatu dengan endometrium, luka yang disebabkan implantasi menutup. Lalu endomterium mulai menebal dan mulut rahim (serviks) dipenuhi oleh mukosa. Blastula yang terselubungi oleh jaringan endometrium lalu menuju ke tahap plasentasi, yaitu saat terbentuknya plasenta. Pada minggu ke dua ini, janin masih belum berbentuk seperti manusia, melainkan bola atau gumpalan sel. Di minggu selanjutnya lah embrio baru terbentuk melalui proses embryogenesis. 7 Gambar dibawah menggambarkan proses perjalanan sel telur yang akhirnya mengalami proses implantasi.
4
Gambar 2. Fase perjalanan sel telur Sumber: http://reproduksiumj.blogspot.com/2011/08/fertilisasi-proses-kehamilan.html
Gastrulasi
Gastrulasi merupakan proses yang dinamis dimana daerah-daerah calon pembentuk organ pada blastula mengalami perubahan susunan dan organisasi baru sejalan dengan pola pembentukan organ-organ tubuh. Pada tubuh primitif embrio vertebrata pada umumnya berbentuk silindris, dibagain depan sebagian kepala, dibagian tengah sebagai badan, dan bagian belakang sebagai ekor. Penampang bagian tengah embrio terdapat 5 bumbung yang berasal dari daerah calon pembentuk organ yaitu selubung epidermal yang dalamnya terdapat bumbung neural, lapisan endoderm dan sepasang lapisan mesoderm. Semua bagian tersebut berorientasi pada sistem sumbu panjang embrio. Gastrulasi adalah proses perubahan blastula menjadi gastrula, merupakan proses yang dinamis, terjadi gerakan-gerakan morfogenesis dengan tujuan memindahkan wilayah-wilayah persumtive ke tempat yang seharusnya. Gastrulasi merupakan tahapan yang kritis atau menentukan perkembangan selanjutnya. Pada proses gastrulasi, terjadi pergerakan-pergerakan sel yang memiliki variasi gerakan yang bemacam-macam seperti pada tabel di bawah ini.
5
Tabel 1. Macam-macam contoh gerakan pada proses gastrula si8 Macam gerakan
Keterangan
Contoh
Invaginasi
Penonjolan kedalam dari suatu
Pembentukan archenteron pada
lapisan sel
amphioxus
Penonjolan keluar dari suatu
Eksogastrulasi
Evaginasi
lapisan sel Involusi
Gerakan membelok dari suatu
Perpindahan lapisan luar yang
lapisan
masuk melalui blastoporus pada
meluas
luar
yang
sehingga
tumbuh
lapisan
ini
amphibia
masuk kedalam dan meluas pada permukaan dalam Epiboli
Ingresi
Gerakan dari suatu lapisan sel
Perluasan
ektoderm
amfibia
pada suatu permukaan
menuju blastoporus.
Migrasi sel-sel secara individual
Pembentukan mesenkim primer
dari suatu permukaan masuk ke
pada blastula bulu babi
suatu area tertentu
Proses gastrulasi ini diakhiri dengan terbentuknya 3 lapisan germinalis yaitu lapisan endodermis, ektodermis, dan mesodermis, yang nantinya akan menginisiasi proses organogenesis atau pembentukan organ-organ. Organogenesis
Tiga lapisan benih (germ layers) berinteraksi satu sama lain untuk memulai organogenesis proses pembentukan organ. Organogenesis awal adalah simfoni interaksi antara bagian-bagian yang berbeda dari embrio, dan beberapa interaksi ini membuat situs istimewa yang disebut relung sel induk. Relung ini memberikan lingkungan matriks ekstra seluler dan factor parakrin yang memungkinkan sel-sel yang berada dalam diri mereka untuk tetap relative tidak dibeda-bedakan. Sel-sel yang relative tidak berdiferensiasi adalah sel induk. Lapisan benih ectoderm, mesoderm dan endoderm ditunjuk sebagai lapisan benih primer karena asal-usul semua organ dapat ditelusuri kembali ketiga lapisannya. Ektoderm membentuk
6
epidermis kulit, epitel rongga mulut dan hidung, dan sistem saraf dan organ-organ indera. Bentuk mesoderm otot, jaringan ikat dan komponen peredaran darah serta genitalsistem. Bentuk endoderm epitel mukosa dan kelenjar sistem pernapasan dan pencernaan. Yang pertama dari embrionik endoderm yaitu memiliki dua fungsi utama, fungsi yang pertama untuk mendorong pembentukan beberapa organ mesodermal. Endoderm sangat penting untuk menginstruksikan pembentukan notochord, jantung, pembuluh darah, dan bahkan lapisan mesoderm. Fungsi kedua adalah untuk membangun lapisan-lapisan dari dua tabung dalam tubuh vertebrata, yaitu Tabung pencernaan memperluas panjang tubuh dan dari tabung pencernaan membentuk hati, kandung empedu, dan pankreas. Dan bentuk tabung pernafasan sebagai hasil dari tabung pencernaan dan akhirnya menjadi dua paru - paru.9
Derivat ektoderm
Lapis benih ectoderm menghasilkan atau menumbuhkan bagian epidermal, neural tube, dan sel neural crest. Epidermal ectoderm akan menumbuhkan organ antara lain, lapisan epidermis kulit, dengan derivatnya yang seperti sisik, bulu, kuku, kelenjar minyak bulu, kelenjar lendir, dan kelenjar mata. Organ perasa seperti alat telinga dalam, indra pembau, dan indra peraba. Epithelium dari rongga mulut (stomodium), rongga hidung, sinus paranasalis, kelenjar ludah, dan kelenjar analis (proctodeum). Neural tube akan menumbuhkan organ antara lain: otak, spinal cord, saraf feriper, ganglia, retina mata, beberapa reseptor pada kulit, reseptor pendengaran, perasa, dan neurohifofisis. Neural crest akan menumbuhkan organ antara lain: neuron sensoris, neuron cholinergik, system saraf parasimpapetik, neuron adrenergic, sel swann dan ginjal, sel medulla adrenal, sel para folikuler, kelenjar tyroid, sel pigmen tubuh, tulang dan yang lainnya. 10
7
Derivat mesoderm
Turunan dari lapisan benih mesodermis terutama akan membentuk somit, jaringan otot, tulang, sistem ekskresi, sistem genitalia, dan sistem kardiovaskuler. Mesoderm Dorsal/Somit Organogenesis merupakan proses pembentukan organ-organ tubuh definitif dari calon-calon organ yang belum spesifik. Organ tubuh merupakan derivat dari lapis benih: ektoderm, mesoderm dan endoderm. Organ-organ di dalam badan kebanyakan berasal dari mesoderm. Mesoderm merupakan lapisan ketiga yang letaknya di tengah-tengah antara endoderm dan ektoderm. Mesoderm di bagian badan terbagi menjadi 3 bagian, yaitu epimere (mesoderm dorsal/somit), mesomere, dan hypomere. Dalam perkembangan selanjutnya, mesoderm dorsal tersebut terbagi-bagi oleh lipatan-lipatan transversal sehingga terbentuk segmen-segmen yang disebut mesoderm somit. Deferensiasi dari bagian epimere (mesoderm dorsal/somit) sebagai berikut. Somit berstruktur seperti epithelium kemudian berkembang menjadi jaringan longgar sebagai mesenchym. Bagian sclerotome memisahkan diri dari somit berupa sekelompok sel mesenchyme, pindah ke median mengelilingi notocord dan ke dorsal mengelilingi bumbung neural. Kelompok sel mesenchyme ini membentuk vertebrae yang menyelaputi notocord dan bumbung neural. Sel-sel mesenchyme disebut juga jaringan pengikat dan penunjang primitif. Belum berupa susunan sel yang padat dan belum terdifferensiasi, baru berupa tebaran antara bumbung-bumbung tubuh dan pembuluh darah. Somit kemudian kembali menyusun diri menjadi bumbung yang terdiri dari 2 bagian yaitu dermatome, sebelah luar, myotome, sebelah dalam. Dermatome menghasilkan mesenchyme yang akan berpindah ke bawah epidermis membentuk lapisan dermis (kulit). Myotome akan berkembang menjadi otot badan, di dalam myotome terdapat suatu rongga yang disebut myocoel sekunder. Daerah
8
Mesoderm dorsal yaitu derivat lapis benih mesoderm akan membentuk myotome, sclerotome dan dermatome.11 Derivat endoderm
Turunan dari lapisan benih endoderm ini akan membentuk calon organ pencernaan. Pada gastrula bundar, arckhenteron langsung akan menjadi lumen bumbung endoderm, yang akan membina metenteron (saluran pencernaan primitif). Metenteron dibagi atas tiga daerah yaitu foregut, midgut, dan hindgut. Pada lapisan endoderm, turunannya akan membentuk lapisan epitel seluruh saluran pencernaan mulai faring sampai rectum. Kelenjar-kelenjar pencernaan misalnya hepar, pancreas, serta kelenjar lender yang mengandung enzim dlam esophagus, gaster dan intestium. Lapisan epitel paru atau insang. Kloaka yang menjadi muara ketiga saluran: pembuangan (ureter), makanan (rectum), dan kelamin (ductus genitalis). Lapisan epitel vagina, uretra, vesika urinaria dan kelenjar-kelenjarnya.
Saluran pencernaan primitif terbagi menjadi 3 bagian, yaitu usus depan (fore gut), usus tengah (mid gut), dan usus belakang (hind gut). Usus depan terbentuk oleh adanya pelipatan endodern atap arkenteron bagian anterior, yang akan diikuti oleh mesoderm splanknik. Usus depan akan menjadi rongga mulut, faring, esofagus, lambung dan duodenum. Usus tengah daerah arkenteron antara usus depan dan usus belakang. Usus tengah akan menjadi jejunum, ileum dan kolon. Usus belakang terbentuk oleh adanya pelipatan endodern atap arkenteron bagian posterior, yang akan diikuti oleh mesoderm splanknik. Usus belakang akan menjadi rektum dan kloaka atau anus. Epitel saluran pencernaan terbentuk dari endoderm, kecuali epitel mulut dan anus dari ektoderm. Jaringan-jaringan/ struktur-struktur lain penyususn saluran pencernaan dibentuk oleh mesoderm splanknik.
9
Mulut terbentuk pada bagian anterior usus depan. Invaginasi ektoderm yang diikuti dengan evaginasi endoderm usus depan menyebabkan terbentuknya keping oral. Keping oral makin lama makin menipis, akhirnya pecah menjadi lubang mulut. Anus terbentuk pada bagian posterior usus belakang. Invaginasi ectoderm, lekuk proktodeum, yang diikuti dengan evaginasi endoderm usus belakang menyebabkan terbentuknya keping anal. Keping anal makin lama makin menipis, akhirnya pecah menjadi lubang anus. Benih hati timbul sebagai evaginasi ke arah ventaral dari endoderm di antara bakal lambung dan duodenum. Tonjolan endoderm tersebut dilapisi oleh mesenkim dan mesoderm splanknik. Tunas hati kemudian bercabang-cabang membentuk hati. Percabangan bagian distal membentuk sel-sel parenkim sekretori, bagian proksimal membentuk sel-sel duktus hepatikus. Sel-sel hati (perenkim hati) dan sel-sel duktus hepatikus terbentuk dari endoderm. Jaringan-jaringan lain dari hati dibentuk oleh mesenkim dan mesoderm splanknik. Dari bagian akar tunas hati timbul tonjolan yang lain, yaitu tunas kantung empedu. 5 Kesimpulan
Proses perkembangan janin hingga mengalami proses persalinan memang melalui proses yang panjang. Mulai dari proses persiapan yang ada pada wanita dan pria yaitu ovulasi pada wanita dan pematangan spermatozoa pada pria. Pertemuan yang kedua sel tersebut yang juga di sebut fertilisasi melanjut pada fase implantasi yaitu penanaman sel telur yang sudah dibuahi oleh sel sperma pada dinding uterus atau pula disebut endometrium. Setelah itu akan dilanjutkan oleh proses gastrula. Proses tersebut merupakan proses awal terbentuknya calon bayi atau embrio beserta seluruh isi organnya yang di awali dengan pembentukan 3 lapisan benih. Setelah proses yang rumit tersebut lalu akan di akhiri dengan proses persalinan atau kelahiran.
10
Daftar Pustaka
1. Lima B. Fertilisasi pada manusia. http://bioedulima.blogspot.com/2013/04/fertilisasi-pada-manusia.html (accessed 23 January 2017). 2. Riani I. Reproduksi wanita. https://intanriani.wordpress.com/alat-reproduksikelamin-wanita/ (accessed 23 January 2017). 3. Hikmat. Proses pembuahan atau fertilisasi. http://hikmat.web.id/biologi-klas xi/proses-pembuahan-atau-fertilisasi/ (accessed 23 January 2017). 4. Sridanti. Pengertian dan Proses Fertilisasi. http://www.sridianti.com/pengertian-dan-proses-fertilisasi.html (accessed 23 January 2017). 5. Sadler TW. Medical embryology , 7th ed. USA: Langman's; 1995. 6. Pechenik J. Biology of the Invertebrates. New York: McGraw-Hill; 2000. 7. Taufizurahman S. Proses implantasi. http://www.vemale.com/topik/kehamilan/45225-proses-implantasi.html (accessed 24 January 2017). 8. Maulia Z. Proses gastrulasi. http://zahrotulmaulia88.blogspot.com/2013/06/proses-gastrulasi-pada perkembangan.html (accessed 24 January 2017). 9. Gilbert SF. Developmental Biology , 9th ed. Massachusetts: Sunderland; 2010. 10. Majumdar NN. Textbook of Vertebrates Embryology , 5th ed. New Delhi: McGraw Hill; 1998. 11. Risanty R. Embriologi organogenesis. IKIP PGRI Madiun. Report number: 3, 2013.
11
