Fungsi Vesikula Seminalis Pada Reproduksi Pria

Pada organ reproduksi pria, fungsi Vesikula seminalis adalah mensekresikan berbagai macam produk sehingga sangat penting untuk kesuburan pria.

Vesikula seminalis terdiri dari alveolus tubular dan mukosanya membentuk sistem lipatan yang rumit dengan epitel yang melapisi lamina propria . Vesikula seminalis tergantung dengan ampula deferens  dan membentuk awal duktus ejakulatorius. Sekresi vesikula seminalis merupakan komposisi utama yaitu sekitar 50% dan fraksi akhir  ejakulasi.

Diferensiasi dan pertumbuhan vesikula seminalis sangat bergantung pada stimulasi hormon androgen. Peningkatan testosteron meningkatkan aktivitas sekresi vesikula seminalis. Pada tikus, setiap peningkatan serum testosteron atau pengobatan dengan androgen dikaitkan dengan peningkatan aktivitas sekresi vesikula seminalis dan peningkatan berat vesikula seminalis. 

Vesikula seminalis memiliki aktivitas alfa-reduktase, yang mengubah testosteron menjadi dihidrotestosteron. Baru-baru ini, telah ditunjukkan bahwa vesikula seminalis mengandung reseptor LH/hCG, sehingga membuat organ reproduksi aksesori ini menjadi target potensial regulasi langsung oleh LH.

Organ Reproduksi Pria
Image by K. D. Schroeder, Wumingbai on wikimeida.org

Aktivitas sekresi vesikula seminalis juga diatur oleh sistem neuron kolinergik dan adrenergik. Stimulus muskarinik kolinergik meningkatkan produksi oksida nitrat. Vesikula seminalis merupakan sumber sintase oksida nitrat pada pria. Peningkatan oksida nitrat dapat meningkatkan sekresi fruktosa oleh kelenjar.

Struktur dan Fungsi Vesikula Seminalis

Anatomi

Perkembangan Sistem reproduksi pria, termasuk kelenjar vesikula seminalis bergantung pada testosteron dan mengikuti pola yang sama pada kebanyakan mamalia. Pembentukan kelenjar vesikula seminalis terjadi secara paralel dengan perkembangan mesonefros, organ ekskresi primitif dari embrio awal. 

Mesonefros embrionik terdiri dari banyak tubulus yang membentuk punggungan urogenital. Setiap tubulus menghubungkan glomerulus vaskular di satu ujung, dan membuka ke saluran ekskresi Wolffian di ujung lainnya. 

Tubulus dan glomerulus duktus Wolffii mengalami atrofi dan bagian korporal berkembang menjadi epididimis. 

Pada minggu ketiga belas perkembangan pada manusia, invaginasi terbentuk di bagian kaudal duktus Wolffii dekat dengan sinus urogenital, membaginya menjadi duktus deferen dan duktus ejakulatorius.

Invaginasi ini merupakan bentuk paling awal dari kelenjar vesikula seminalis yang pada mulanya merupakan tabung lurus yang bercabang menjadi banyak saluran yang berbelit-belit kemudian dalam perkembangannya.

Image by Mikael Häggström on wikimedia.org

Pada hewan pengerat, pembentukan kelenjar vesikula seminalis dimulai pada akhir kehamilan, sekitar hari ke 19. Pada titik ini dalam perkembangannya, epitel kelenjar vesikula seminalis bertambah tinggi dan membentuk lumen dan kepadatan retikulum endoplasma granular di epitel, penting untuk sekresi, meningkat. 

Perubahan-perubahan ini merupakan persiapan awal janin untuk aktivitas sekresi utama epitel pada saat dewasa. Pada embrio manusia, diferensiasi vesikula seminalis selesai pada bulan ketujuh kehamilan.

Kelenjar vesikula seminalis yang berkembang penuh adalah struktur berpasangan yang terdiri dari kelenjar tubular yang berbelit-belit dan melengkung dengan banyak tonjolan lateral yang terletak di posterior prostat dan kandung kemih, superior ureter distal, dan posterior rektum. 

Secara lateral, ampula vas deferens dan vena pleksus vena prostatika terletak di sepanjang tepi medialnya. 

Sel-sel utama kelenjar vesikula seminalis adalah epitel kolumnar yang ramping, mengandung banyak mitokondria dan retikulum endoplasma kasar yang berkembang dengan baik yang penting untuk sekresi protein. 

Pertumbuhan, perkembangan, dan diferensiasi kelenjar vesikula seminalis dari lahir sampai awal pubertas lambat. Sebelum lahir, epitel kelenjar vesikula seminalis adalah tabung berongga yang dikelilingi oleh lapisan mesenkim. 

Setelah lahir, epitel mengalami pertumbuhan dan percabangan yang dramatis. Tunas dari epitel tumbuh ke lateral ke dalam mesenkim saat konsentrasi androgen sistemik meningkat, tunas memanjang bercabang dua, dan epitel melipat dirinya sendiri. 

Setelah pubertas, kadar androgen maksimal memicu pertumbuhan vesikula seminalis yang memicu diferensiasi fungsional epitel sekretori. Akhirnya, kelenjar berkembang membentuk struktur seperti kantung.  Pada manusia, vesikula seminalis memiliki kapasitas untuk menyimpan volume sekitar 3,4-4,5 mL.

Pada manusia, saluran vesikula seminalis dan vas deferens berbagi saluran ejakulasi umum yang membuka ke dalam uretra, di mana setiap duktus membuka secara terpisah ke dalam uretra. 

Dua sampai tiga ejakulasi dapat menguras kelenjar vesikula seminalis sedemikian rupa sehingga periode refrakter minimal 2 hari diperlukan sebelum kelenjar sepenuhnya mengembalikan cairan yang cukup untuk ejakulasi normal. 

Sekresi Vesikula Seminalis

Kelenjar vesikula seminalis adalah organ yang bergantung pada androgen untuk mengeluarkan sebagian besar cairan yang akhirnya menjadi semen (cairan ejakulat). Pada sebagian besar spesies, kontribusi utama terhadap volume ejakulat atau semen disediakan oleh kelenjar vesikula seminalis. 

Sebagai contoh, kelenjar vesikula seminalis manusia berkontribusi antara 70% dan 85% dari volume ejakulasi, kelenjar vesikula seminalis banteng menghasilkan sekitar 50% dari volume ejakulasi, dan pada kelenjar vesikula seminalis tikus menghasilkan sekitar 90% dari volume ejakulasi. 

Cairan vesikula seminalis adalah cairan kental dan bersifat basa, menghasilkan cairan ejakulat yang memiliki pH basa ringan. Alkalinitas cairan semen ini membantu menetralkan lingkungan asam dan menjaga kelangsungan hidup spermatozoa di saluran reproduksi wanita.

Sekresi kelenjar vesikula seminalis mengandung berbagai protein, enzim, mukus, vitamin, asam amino, ion, mineral, flavin, dan hormon. 

Sekresi kelenjar vesikula seminalis ditandai dengan kandungan fruktosa yang tinggi. Fruktosa adalah sumber energi utama untuk spermatozoa dalam ejakulasi. Karbohidrat lain seperti inositol, glukosa, fucose, ribose dan sorbitol juga terdapat dalam jumlah kecil dalam sekresi kelenjar vesikula seminalis.

Hormon lipid, prostaglandin ditemukan di semua kelenjar aksesori tetapi memiliki konsentrasi tertinggi di kelenjar vesikula seminalis. Empat jenis prostaglandin hadir dalam sekresi kelenjar vesikula seminalis yaitu  prostaglandin A, B, E, dan F. 

Sekresi kelenjar vesikula seminalis mengandung ion antara lain kalium konsentrasi tinggi, natrium konsentrasi rendah, sedangkan klorida hampir tidak ada. Peran ion-ion ini tidak jelas tetapi mungkin terkait dengan motilitas spermatozoa  atau kontraksi otot pada saluran reproduksi pria dan wanita.

Studi proteomik skala besar telah mengidentifikasi lebih dari 2000 protein turunan vesikula seminalis pada manusia. Protein yang dibutuhkan untuk koagulasi dan pencairan semen seperti semenogelin I, II, dan kalikrein disekresikan dari kelenjar vesikula seminalis dan prostat dan merupakan bagian integral dari fungsi semen. 

Fungsi Vesikula Seminalis

Beberapa fungsi kelenjar vesikula seminalis dan cairan yang di hasilkannya antara lain:

Fungsi Koagulasi

Proses koagulasi cairan semen dipengaruhi oleh fungsi vesikula seminalis. Saat ejakulasi sekresi vesikula seminalis akan  menggumpal. Komponen utama dari koagulum ini adalah semenogelin I yaitu protein 52-kDa yang diekspresikan secara eksklusif dalam vesikula seminalis. 

Protein dengan cepat dibelah setelah ejakulasi oleh protease prostat seperti chymotrypsin, antigen spesifik prostat (PSA) untuk menghasilkan peptida dari berbagai aktivitas biologis yang ditemukan pada dan di dalam spermatozoa. 

Kegagalan koagulasi bisa terjadi pada ejakulasi akbiat penurunan aktivitas vesikula seminalis. Dan koagulasi yang buruk ini akan berdampak terhadap penurunan kemampuan motilitas spermatozoa.

Pengaturan Konsistensi semen

Konsistensi atau kekentalan semen juga terkait dengan fungsi vesikula seminalis.  Dimana konsistensi dan kekentalan akan berpengaruh terhadap kesuburan..

Semen dengan viskositas tinggi akan berdampak pada  motilitas spermatozoa yang rendah. Pseudo-hermafrodit laki-laki dengan defisiensi 5 alfa-reduktase-2 telah menurunkan nilai dihidrotestosteron. Dalam kasus ini, volume semen yang rendah dan viskositas mani yang tinggi juga terjadi.

Semen dengan viskositas yang tinggi juga dikaitkan dengan stabilitas kromatin spermatozoa. Hipofungsi vesikula seminalis dapat mempengaruhi stabilitas kromatin spermatozoa, karena viskositas semen yang tinggi terkait dengan hipofungsi kelenjar ini.

Pengaturan  motilitas spermatozoa

Beberapa produk vesikula seminalis merupakan stimulator motilitas spermatozoa seperti  kalium, bikarbonat, magnesium, 19-OH-prostaglandin, dan prolaktin. 

Bikarbonat merangsang motilitas spermatozoa melalui aksi pada sistem adenilat siklase dengan meningkatkan produksi cAMP. Air mani manusia mengandung sejumlah besar prostaglandin yang diproduksi terutama di vesikula seminalis.

Vasektomi tidak mempengaruhi konsentrasi prostaglandin semen. Motilitas spermatozoa tampaknya terkait dengan PGE, PGF, 19-OH-PGE dan 19-OH-PGF. 

Prolaktin ditemukan dalam plasma semen pria subur, disekresikan secara oleh vesikula seminalis dan berhubungan dengan motilitas spermatozoa.

Plasma semen juga  manusia mengandung penghambat motilitas spermatozoa (SPMI) dalam bentuk prekursor. Prekursor ini didegradasi menjadi peptida yang lebih kecil oleh protease prostat segera setelah ejakulasi. 

Prekursor SPMI ditemukan hampir identik dengan semenogelin. Prekursor SPMI ditemukan menghambat motilitas spermatozoa tergantung pada konsentrasi. 

Produksi Antioksidan dari vesikula seminalis

Sebanyak 25% sampel semen dari pria infertil menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) tingkat tinggi. Tingkat ROS yang lebih tinggi yang dihasilkan oleh spermatozoa yang rusak telah diyakini terkait dengan hilangnya motilitas dan penurunan kapasitas fusi sperma-oosit. 

Leukosit menghasilkan lebih banyak ROS daripada spermatozoa. Meskipun ROS telah dikenal sebagai prasyarat penting untuk fungsi normal banyak sel, paparan berlebihan dapat berbahaya bagi spermatozoa. 

Selain itu, stres oksidatif terjadi bahkan pada pasien dengan jumlah leukosit yang sangat rendah dan karena itu dapat mengganggu kesuburan.

Plasma semen  yang dihasilkan vesikula seminalis kaya antioksidan yang melindungi spermatozoa dari ROS karena mengandung zat-zat seperti superoksida dismutase, katalase, pasangan glutathione peroksidase/reduktase, asam askorbat, asam urat, dan tiol.

Asam askorbat disekresikan oleh vesikula seminalis dan memainkan peran penting dalam kaitannya dengan pertahanan yang menjaga kompetensi fungsional spermatozoa terkena serangan oksidatif.

Asam askorbat dapat dioksidasi oleh cooper, sehingga mengurangi aktivitas protektif. Ini penting, karena ada situasi di mana cooper meningkat seperti pada beberapa situasi patologis.

Produk lain dari vesikula seminalis seperti  semenogelin dan produk degradasinya merupakan pengatur alami kapasitasi spermatozoa, mencegah proses kapasitasi terjadi sebelum waktunya. 

Fungsi Imunologi

Vesikula seminalis mengeluarkan antigen yang tampaknya mencegah respon imun wanita terhadap spermatozoa dan embrio. 

Vesikula seminalis mensekresi antigen reseptor III IgG-Fc yang dapat melindungi spermatozoa dari kerusakan yang dimediasi IgG dan dari sitotoksisitas seluler yang dimediasi antibodi. 

Vesikula seminalis juga merupakan sumber antigen trofoblas plasma cross-reactive (TLX). Antigen TLX tidak ada dalam plasma semen pada agenesis kongenital vesikula seminalis. Hal Ini mendukung asal mula antigen TLX plasma seminal dari vesikula seminalis.

Keberadaan antigen TLX dalam plasma mani menunjukkan bahwa sensitisasi dapat terjadi sebelum fertilisasi dan implantasi. Pelepasan antigen TLX oleh vesikula seminalis dapat mewakili mekanisme priming fungsi kekebalan ibu untuk implantasi normal dan kehamilan.

Antibodi penghambat reseptor Fc-gamma ibu telah dikaitkan dengan keberhasilan kehamilan. Respon ibu yang diatur idiotipe antiidiotipe terhadap TLX diusulkan diperlukan untuk kehamilan yang sukses.

Situs konformasi yang diinduksi oleh pengikatan C3b (iC3) ke MCP (protein kofaktor membran) mungkin bertanggung jawab untuk alotip TLX.

Tiga jenis antigen mantel spermatozoa juga telah diidentifikasi berasal dari vesikula seminalis manusia, yaitu  antigen MHS-5, laktoferin, dan ferriplan.  Laktoferin meningkat pada oligozoospermia, namun perannya belum teridentifikasi secara jealas.

Fungsi vesikula seminalis penting untuk mencegah efek kerusakan kualitas semen, terutama oleh  sel darah putih seperti granulosit  yang terkait  dengan disfungsi vesikula seminalis dan perubahan motilitas spermatozoa.

Stabilitas kromatin spermatozoa

Pengemasan DNA selama transformasi spermatid bulat menjadi spermatozoa melibatkan penggantian histon tipe somatik dengan protein dasar, yang kaya akan arginin, sistein, dan protamin. Selama transit epididimis, pembentukan jembatan silang antara residu protamin-sistein terjadi, memastikan kondensasi kompleks nukleoprotein yang stabil. 

Stabilisasi lanjutan terjadi setelah ejakulasi. Kondensasi inti spermatozoa distabilkan lebih lanjut oleh seng, yang saling mengikat antara gugus amino bebas arginin dan gugus tiol sistein. 

Seng terikat metallothionein, yang disekresikan terutama dari kelenjar prostat, merupakan salah satu faktor yang berkontribusi terhadap efek stabilisasi kromatin, Efek ini terjadi setelah ejakulasi. 

Jumlah seng yang ada dalam cairan prostat yang diambil oleh spermatozoa diatur melalui sekresi vesikula seminalis. Stabilitas kromatin spermatozoa menurun dalam plasma semen yang didominasi oleh cairan vesikular. 

Selain itu, kromatin seng berhubungan terbalik dengan penanda sekresi vesikula seminalis. Kesimpulannya, cairan prostat memastikan seng yang tepat dan stabilitas kromatin spermatozoa, sedangkan cairan vesikula seminalis mengatur stabilitas kromatin dengan mengurangi kandungan seng kromatin. Kandungan seng dalam kromatin spermatozoa diatur oleh aksi ligan seng yang berasal dari vesikula seminalis.

Pengaruh fungsi vesikula seminalis pada stabilitas kromatin spermatozoa tampaknya disebabkan oleh fakta bahwa vesikula seminalis mensekresi ligan seng dengan berat molekul tinggi yang mengurangi kandungan seng dalam kromatin spermatozoa. 

Kesimpulan

Peran utama kelenjar vesikula seminalis adalah menghasilkan cairan pendukung untuk mempertahankan viabilitas dan fungsionalitas spermatozoa selama pengangkutan melalui saluran reproduksi pria saat ejakulasi dan saluran reproduksi wanita untuk memfasilitasi pembuahan sel telur.

Cairan vesikula seminalis kaya akan substrat energi, zat penyangga dan antioksidan yang ditujukan untuk mempertahankan kapasitas fungsional spermatozoa. 

Saat spermatozoa  menggunakan karbohidrat sebagai energi untuk melintasi saluran reproduksi wanita, spermatozoa menghasilkan sejumlah besar zat oksigen reaktif yang berpotensi merusak DNA paternal berharga yang terkandung di dalam inti spermatozoa. Konsentrasi tinggi antioksidan yang ada dalam cairan kelenjar vesikula seminalis membantu mengurangi potensi stres oksidatif dan kerusakan DNA tersebut 

Peran utama prostaglandin yang berasal dari kelenjar vesikula seminalis adalah kontraksi otot polos,  membantu dalam transportasi spermatozoa di saluran reproduksi pria dan wanita dengan merangsang kontraksi kapsul testis, tubulus seminiferus, epididimis, vas deferens, serta serviks dan rahim setelah ejakulasi.

Karena semen adalah cairan koagulasi, proses pencairan diperlukan untuk melepaskan spermatozoa agar dapat berenang bebas di ejakulasi. Proses likuifaksi membutuhkan protease yang berasal dari kelenjar vesikula seminalis untuk memungkinkan spermatozoa melewati serviks setelah pengendapan pada saat koitus.

Sehingga secara umum, kesimpulannya adalah bahwa fungsi utama Kelenjar vesikula seminalis  adalah untuk mengeluarkan cairan kompleks yang beperan untuk memfasilitasi kelangsungan hidup spermatozoa dan transportasi melalui saluran reproduksi pria dan wanita untuk membantu proses pembuahan.

Referensi:

1. John J Bromfield et.al. 2018. Seminal Vesicle Gland-Overview. https://www.researchgate.net/ publication/322179484_Seminal_Vesicle_Gland-Overview
2. Gustavo F Gonzales. 2001. http://www.asiaandro.com/archive/1008-682X/3/251.html
3. G. Aumuller, A.Riva. 1992. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1439-0272.1992.tb02636.x
4. Eberhard Nieschlag et.al. 2010. Andrology. Male Reproductive Health and Dysfunction. Springer-Verlag. Edisi.3.
5. Jill Seladi Schulman. 2018. https://www.healthline.com/human-body-maps/seminal-vesicles/male.