Materi Embriologi

PENGERTIAN EMBRIO/EMBRIOLOGI

         I.            Pengertian Embrio

 Embrio merupakan eukariot diploid multisel dalam tahap pertama dalam perkembangan, dari waktu pembelahan sel pertama sampai kelahiran , penetasan, atau Perkecambahan. Bagi manusia, disebut embrio sehingga sekitar delapan minggu setelah pembuahan, dan mulai saat itu disebut janin.

Perkembangan embrio disebut embriogenesis. Untuk organisme yang bereproduksi secara seksual, ketika sperma bersenyawa dengan sel telur, hasilnya adalah sel yang disebut zigot, yang mewarisi separuh DNA dari setiap induknya. Untuk tumbuhan, hewan dan beberapa protis, zigot itu akan terpecah secara mitosis untuk menghasilkan satu organisme multisel. Hasil proses inilah disebut embrio.

      II.            Sejarah Perkembangan Embrio/Embriologi

Setelah Aristotiles, orang yang mempelajari embriologi  adalah William Harvey (1578-1657), yang pada tahun 1651 menulis buku “Tentang Generasi Hewan”. Dikatakan bahwa semua hewan berasal dari telur. Pernyataan ini diperkuat dengan penemuan R. de Graaf (1641-1673), menyatakan bahwa indung telur (ovarium) pada burung sama dengan indung telur pada kelinci. Ia juga merupakan peneliti pertama yang mengenal bersatunya sel telur dan sperma agar terbentuk embrio. De Graf juga membuktikan bahwa sel telur dan sperma sama- sama membawa bahan genetika untuk keturunannya. Selain itu, A. Van Leeunwenhook (1677) melihat spermatozoa orang dalam mani (semen).

M. Schleiden dan T. Schwann (1839) menemukan “teori sel”, yang berbunyi; “sel adalah unit dasar kehidupan”. Semua hewan dan tumbuhan dibangun atas sel-sel. Sedangkan R. Virchow (1859) merumuskan pula istilah terkenal: “Omne cellula e cellula”, sel berasal dari sel yang telah lebih dulu ada. Itu berarti setiap sel tubuh berasal dari sel kelamin (gamet), dan setiap sel yang ada sekarang di bumi, baik hewan maupun tumbuhan, berasal dari sel yang relatif ada di masa purba. Sementara itu Spallanzani (1729 – 1799) mengatakan, bahwa hasil berkelamin jantan dan betina perlu untuk mulainya embriogenesis.

Seiring berkembangnya pengetahuan tentang embriologi, maka para ilmuan banyak mengeluarkan teorinya masing-masing. Seperti halnya teori yang dikemukakan oleh Jan Swammerdam, teori ini menganut teori performasi yaitu, embrio sudah ada dalam telur dan telah terbentuk sempurna, sebagai miniatur yang terkandung dalam biji.

 Pada abad ke- 18, teori preformasi berkembang dengan baik dan membentuk beberapa aliran diantaranya menyatakan bahwa ada kekuatan vital dalam benih organisme dan kekuatan ini menyebabkan pertumbuhan embrio menurut pola perkembangan yang telah dibentuk sebelumya. Untuk membuktikannya harus dilakukan pengamatan secara empiris (percobaan).  C. F. Wolff (1738- 1794) melaksanakan pengamatan ini dan mengemukakan teori epegenesis embriologi pada tahun 1759. Ia sendiri mengkritik teori preformasi dalam bukunya “Teori Generasi” hingga terus berkembangnya ilmu pengetahuan tentang embriologi.

   III.            Perkembangan embrio mamalia

Sel telur mamalia biasanya berukuran cukup kecil, hanya menyimpan sedikit cadangan makanan. Pada sebagian besar spesies mamalia, fertilisasi terjadi di dalam oviduk, dan tahap-tahap paling awal dari perkembangan yang terjadi sewaktu embrio menyelesaikan perjalannya menyusuri oviduk menuju uterus. Sel telur dan zigot mamalia belum menunjukan polaritas sehubungan dengan kandungan sitoplasma, dan penyibakan zigot, yang tidak memiliki kuning telur, bersifat holoblastik. Akan tetapi, terlepas dari ketiadaan kuning telur, gastrulasi dan organogenesis awal pada mamalia mengikuti suatu pola yang serupa dengan pola pada burung reptile dan lain.

Karena pertimbangan etika menghalangi untuk percobaan pada embrio manusia, perkembangan manusia sebagian telah di dasarkan pada apa yang bisa kita ekstrapolasi dari mamalia yang lain. Berdasarkan pada pengamatan perkembangan manusia paling awal setelah tertilisasi in virto. Pada manusia, pembelahan pertama selesai sekitr 36 jam setelah fertilisasi, pembelahan kedua sekitar 60 jam, dan pembelahan ketiga setelah 72 jam. Blaatomer-blastomer berukuran setara. Pada tahap delapan sel, blastomer melekat erat satu sama lain, menyebabkan permukaan luar embrio berpenampilan mulus.

Menggambarkan perkembangan embrio manusia dimulai sekitar 6 hari setelah fertilisasi.

1.      Sel penyibakan selesai, embrio telah memiliki lebih dari 100 sel yang tersusun di sekeliling rongga sentral dan menuruni oviduk menuju ke uterus. Tahap embrionik ini disebut blastosit. Yang menggugus disalah satu rongga blastosit adalah sekelompok sel yang disebut masa sel dalam yang kemudian berkembang menjadi embrio itu sendiri dan membentuk atau berkontribusi terhadap semua membrane ekstraembrionik.

2.      Trofoblas, epitel blastofit terluas tidak berkontribusi terhadap  embrio itu sendiri namun menyediakan jasa pendukung. Pertama, trobobflas menginisiasi implasntasi dengan menyekresi enzim yang mencegah molekul-molekul endometrium, pelapis uterus. Ini memungkinkan blastosit memasuki endometrium. Kemudian, saat trofoblas menebal melalui pembelahan seln trofoblas mengulurkan penjuluran-penjuluran serupa jari kedalam jaringan maternal disekitarnya, sehingga darah tumpah dan merendam jaringan trofoblas. Disekitar waktu implantasi, massa sel bagian dalam dari blastosit membentuk cakram pipih dengan lapisan sel bagian atas,epiblas, dan lapisan sel bagian bawah, hipoblas, yang homolog dengan epiblas dan hipoblas burung.

3.      Saat implantasi selesai, gastrulasi dimulai. Sel-sel bergerak kedalam dari epiblas melalui alur primitive dan membentuk mesoderm dan endoderm. Pada waktu yang sama membrane ekstraembrionik mulai terbentuk. Trofoblas terus meluas kedlam endometrium. Trofoblas yang menginvasi, sel-sel mesodermal yang berasal dari epiblas, dan jaringan endometrium yang berdekatan turut berkontribusi terhadap pembentukan plasenta. Plasenta adalah organ vital yang merantarai pertukaran nutrient, gas, dan zat-zat buangan bernitrogen antara embrio dan induk betina. Plasenta juga menghasilkan hormone dan melindungi embrio dari respon kekebalan ibu.

4.      Akhir glastrulasi, lapisan germinal embrionik terlah terbentuk. Embrio berlapis tiga kini dikelilingi oleh mesosderm ekstraembrionik yang beriprolifrasi dan keempat membrane ekstraembrionik. Proses Morfogenetik disebut juga sebagai Proses Gastrulasi.  Selama masa gastrulasi sel-sel melakukan gerakan morfogenetik, sehingga terjadi reorganisasi seluruh embrio atau sebagian daerah kecil di dalam embrio. Gastrulasi: awal perkembangan embrio

Mulai dikenal 3 lapisan:

-          Ektoderm

-          Mesoderm

-          Endoderm

Mekanisme molekuler gastrulasi berbeda untuk setiap spesies Gastrulasi diikuti dengan organogenesis, perkembangan organ dari lapisan germinal. Tujuan gastrulasi: membentuk 3 lapisan embrional yaitu ectoderm, mesoderm, and endoderm. Setiap lapisan akan berkembang menjadi jaringan dan organ spesifik.

Ektoderm adalah lapisan tubuh bagian luar yang akan berkembang menjadi lapisan luar pelindung tubuh (pada hewan tertentu menjadi susunan saraf pusat).

Endoderm adalah lapisan tubuh bagian dalam yang akan berkembang menjadi saluran pencernaan dan hati.

Mesoderm adalah lapisan tubuh bagian tengah yang akan berkembang antara usus dan lapisan pelindung luar seperti otot dan sistem peredaran darah.

Misal: ektoderm berkembang menjadi: Epidermis (kulit, rambut, dll) , Jaringan syaraf.

Membran ekstraembrionik pada mamalia homolog dengan ekstraembrionik pada burung dan reptile yang lain dan berkembang dengan cara yang serupa. Pertukaran gas terjadi melintasi korion, dan amnion mengalasi embrio yang sedang berkembang. Kairon adalah Korion terbentuk dari trofoblast yang diliputi oleh mesoderm. Korion yang hanya terdiri satu lapisan, menjadi dua lapisan yaitu: Lapisan langhans atau cytotrofoblast dan Lapisan synsititium atau synsitiotrofoblast. Lapisan langhans atau cytotrofoblast yaitu lapisan dalam yang berhubungan dengan mesoderm dan terdiri sel-sel yang batasnya jelas. Lapisan synsititium atau synsitiotrofoblast yaitu lapisan luar yang berhubungan dengan lapisan desidua yang terdiri dari protoplasma sel dan inti sel tanpa batas-batas sel. Korion berdiferensiasi dan tumbuh pesat antara hari ke-9 dan 20. Korion mengeluarkan cairan enzim yang mencairkan sel-sel desidua dan pembuluh darah, mengeluarkan cabang-cabang pada seluruh permukaannya dan sekitar desidua menjadi villi choriallis. Korion yang melekat pada desidua basalis dan tumbuh subur disebut chorion frondusum. Sebaliknya villi yang banyak, makin berkurang dan akhirnya menghilang. Hal ini disebabkan oleh desidua kapsularis sangat sedikit mengandung pembuluh darah, sehingga kurang makanan , yang berakibat korion menjadi gundul disebut chorion leave. Cairan dari rongga amnion yang merupakan ‘air ketuban’ yang dikeluarkan dari vagina induk betina saat amnion pecah tepat sebelum kelahiran anak. Dibawah embrio mamalia yang sedang berkembang, kantong kuning telur menyelubungi lebih banyak cairan. Walau tidak mengandung kuning telur diberikan nama yang sama pada burung dan reptile. Mebran kantong kuning telur mamalia merupakan tempat pembentukan awal sel-sel darah. Yang kemudian berimigrasi kedalam embrio dan menyingkirkan karbon dioksida dan zat buangan bernitrogen dari embrio.

   IV.             Kembar Identik

Kembar identic bisa muncul ketika sel-sel embrionik terpisah. Waktu pemisahan tersebut menentukan sifat penyusunan anak kembar di dalam uterus terkait dengan membrane ekstraembrioniknya. Jika pemisahan terjadi cukup dini, sebelum trofoblas dan masa sel bagian dalam terdiferensiasi, maka kedua embrio akan tumbuh, masing-masing dengan korion dan amnionnya sendiri. Inilah yang terjadi sepertiga dari kelahiran kembar. Pemisahan terjadi agak belakngan, setelah korion terbentuk namun sebelum amnion yang terpisah. Pada kasus yang jarang, dua kelompok sel lebih belakangan lagi terbentuk.

      V.             Mekanisme Seluler dan Molekuler

 Penataan dan pergerakan sel yang terjadi dari bentuk blastula menjadi gastrula melibatkan mekanisme seluler yang luar biasa, yaitu:

1. Perubahan dalam motilitas sel,

2. Perubahan dalam bentuk sel, dan

3. Perubahan dalam adhesi seluler(penempelan dari sel ke sel lain, atau ke matriks ekstraseluer).

Perubahan bentuk sel umumnya melibatkan reorganisasi sitoskeleton, awalnya mikrotubula terorientasi –aralel dengan sumbu dorso ventral embrio, sehingga membantu pemanjangan sel sepanjang arah tersebut. Pada ujung dorsal masing –masing sel terdapat susunan parallel filament aktin yang terorientasi menyilang. Filament tersebut berkontraksi yang menyebabkan sel berbentuk baji (wedge), sehingga memaksa lapisan ectoderm melekuk ke arah dalam ( invaginasi/imnpocketing).

Selanjutnya adhesi sel, glikoprotein dalam matriks ekstra seluler (misal fibronektin) menautkan sel –sel yang bermigrasi sehingga sel –sel tersebut mencapai tujuan. Adapun factor yang berperan dalam migrasi tersebut adalah glikoprotein yang disebut molekul adhesi sel ( cell adhesion molecule) yang terdapat pada permukaan sel.

Pada mekanisme molekuler proses fertilisasi meliputi beberapa tahap yaitu (1)kontak dan pengenalan sel telur dan sperma, (2) regulasi penetrasi sperma ke sel telur, (3) fusi material genetik kedua sel gamet dan (4) aktivasi reaksi metabolik sel telur, untuk memulai perkembangan embrio(Gilbert, 2000). Kesemua tahapan diatas melibatkan interaksi molekul-molekul yang terdapat pada kedua sel gamet yaitu sel telur dan sperma.

Jangan lupa liat videonya ya.... 

DAFTAR PUSTAKA

Campbell,Urry,Reece.2010.Biologiedisikedelapanjilid2,Jakarta: Grasindo

Hutapea,Jakop.2010"perkembanganembriomanusia".Tersediapadahttp://id.scribd.com/doc/55327692/perkembangan-embrio-manusia(pada tanggal 15 mei 2014)

Astuti.2011."Ekdoderm".Tersediapadahttp://glosarium.org/arti/?k=ektoderm(diaksespadatanggal 20 mei 2014)