Fertilisasi adalah proses pertemuan sperma dengan sel ovum yang melibatkan fusi antara sel sperma dan sel ovum yang haploid menjadi diploid. Sel telur (ovum) setelah diovulasikan oleh ovarium ditampung oleh bagian akhir fundibular oviduct atau tuba fallopi kemudian ditransportasikan menuju uterus. Perjalanan ovum menuju uterus karena adanya kontraksi otot dan fungsi dari sel-sel bersilia.

Perjalanan ovum melewati oviduct dipengaruhi oleh kinerja hormone progesterone yang mulai meningkat. Fertilisasi terjadi di bagian ampulla oviduct dekat dengan isthmus yang lebih dikenal dengan isthmus junction. Pada ternak sapi, lamanya perjalanan ovum menuju uterus antara 4-5 hari.

Kapasitasi Spermatozoa

Untuk dapat membuahi ovum sel sperma (spermatozoa) harus dalam keadaan motil dan proses perkembangan spermatozoa agar fungsional untuk mendukung fertilisasi ini terjadi selama perjalanan dan penampungan di epidydimis. Di epidydimis spermatozoa mengalami kapasitasi yaitu perubahan morfologi maupun fisiologinya yang meliputi perubahan pola metabolic, aktivitas enzim, dan peningkatan kemampuan spermatozoa untuk menembus zona pellucida.

Peningkatan kemampuan spermatozoa untuk fertilisasi juga selanjutnya terjadi selama perjalanannya di dalam saluran reproduksi ternak betina yang dikenal dengan kapasitasi. Pada proses ini akrosom juga mengalami reaksi untuk proses fertilisasi ovum. Pada ternak sapi lamanya proses ini kira-kira selama 6 jam. Lama waktu yang dibutuhkan spermatozoa ini juga menjadi salah satu alasan mengapa dalam pelaksanaan inseminasi buatan harus dilakukan beberapa jam sebelum teerjadi ovulasi karena umur spermatozoa yang cukup singkat setelah dideposisikan ke dalam saluran reproduksi ternak betina.

Proses kapasitasi spermatozoa melibatkan enzim dan modifikasi struktural terhadap akrosom dan bagian depan dari membrane kepala spermatozoa, antara lain:

  1. Peningkatan permeabilitas membrane terhadap kalsium
  2. Perubahan struktur membrane
  3. Aktivasi enzim adenyl cyclase
  4. Konversi protein proacrosin menjadi acrosin.

Proses kapasitasi spermatozoa terjadi ketika spermatozoa berada pada saluran organ reproduksi ternak betina. Reaksi akrosom dan kapasitasi melibatkan fusi dari membrane sel sperma dan akrosom serta perubahan formasi yang memungkinkan terjadinya fusi dari kandungan akrosom. Reaksi akrosom ini diperlukan untuk proses penetrasi sperma terhadap oocyte.

Transport Spermatozoa

Transport spermatozoa setelah terjadinya kopulasi sangat mendukung keberhasilan fertilisasi. Spermatozoa yang mati dalam perjalanan, atau mengalami ketidaknormalan akan gagal mencapai ovum. Motilitas dan progresifitas spermatozoa sangat penting agar dapat mencapai ovum untuk proses fertilisasi.

Perjalanan sperma di dalam saluran reproduksi ternak betina terjadi melalui transport aktif dan transport pasif. Transport aktif terjadi melalui aktivitas ekor spermatozoa atau flagella, serta adanya interaksi dengan sekresi dari permukaan epithelial dan cilia yang memungkinnya untuk bergerak. Sedangkan transport pasif terjadi karena adanya Gerakan-gerakan peristaltik dan pergerakan sel-sel bersilia pada saluran reproduksi ternak betina.

Proses Fertilisasi

Pada saat sperma mencapai ovum, sperma menembus cumulus oophorus karena aksi enzyme hyaluronidase dari akrosom hingga mencapai zona pellucida. Selanjutnya nucleus sperma memproses mantel sitoskeletal (perinuclear theca) yang mengandung oocyte activating factor. Perinuclear theca inilah yang kemudian berperan dalam proses aktivasi oocyte.

Secara normal hanya satu sperma yang dapat menembus zona pellucida (membuahi oocyte), akan tetapi jika terdapat kasus dimana oocyte dibuahi oleh lebih dari satu sperma (jarang terjadi) proses ini disebut polyspermy.

Setelah terjadinya fusi (penyatuan) sperma dengan ovum, kandungan dari kortikal granulosa yang ada pada ovum dilepaskan ke dalam area perivitelline (proses ini dikenal dengan reaksi kortikal), dimana zona pellucida menjadi terkunci sehingga tidak bisa lagi ditembus oleh sperma. Proses ini yang menjelaskan mengapa setiap oocyte hanya dapat dibuahi oleh satu spermatozoa.

Fusi antara sperma dan sel membrane ovum mulai terjadi saat kepala setengah bagian kepala serma menembus zona pellucida. Kepala sperma tertelan oleh ova dan ekor sperma terlepas. Membran nucleus sperma terlepas dan cromatin dari sperma masuk ke dalam sitoplasma ova. Penetrasi yang terjadi karena proses fertilisasi ini menstimulasi dimulainya pembelahan meiosis kedua dari oocyte dan ekstrusi polar body kedua. Fertilisasi selesai dengan terjadinya fusi dari sel sperma yang haploid dengan pronucleus ovum atau yang disebut sebagai syngamy.

Source: Reproduction in Cattle. Third Edition. Blackwell Publishing.

P.J.H. Ball

A.R. Peters