BAB II SINKRONISASI ALAMI A. PENDAHULUAN Pokok bahasan kuliah sinkronisasi alami ini meliputi pengertian hormon reproduksi mulai dari definisi, jenis, macam, sumber, cara kerja, fungsi dan pengaruhnya terhadap organ target termasuk mekanisme feedback. Fungsi hormon reproduksi sangat penting. Hormon memegang kendali dalam pengaturan fungsi organ reproduksi dalam suatu keselarasan atau sinkronisasi yang alami. Pokok bahasan ini secara umum dapat digunakan untuk membantu mahasiswa memahami mekanisme pengaturan fungsi organ reproduksi oleh hormon. Pokok bahasan kuliah ini secara keseluruhan dapat diselesaikan dalam 4 kali tatap muka (dalam 2 minggu). Setelah mengikuti Pokok bahasan ini diharapkan mahasiswa dapat mengerti dan memahami proses sasi alami dalam pengaturan fungsi organ reproduksi. Universitas Gadjah Mada 1
B. PENYAJIAN Definisi Hormon adalah suatti substansi fisiologis, orgamk dan kimiawi, yang diproduksi oleh sel-sel khusus kemudian dialirkan melalui sistim sirkulasi darah menuju organ targetnya dan selanjutnya menjalankan fungsinya. Fungsi hormon tersebut bisa berupa rangsangan atau penghambatan aktivitas organ targetnya. Ada banyak hormon yang mempunyai aktivitas luas. Hormon pengatur proses reproduksi yang utama berasal dari hipotalamus, pituitaria, gonad, plasenta dan uterus. Cabang ilmu biologi yang membahas mengenai hormon dan reseptornya disebut Endokrinologi. Ciri-Ciri Hormon Sebagian besar hormon mamalia terlibat dalam beberapa aspek reproduksi. Keterlibatan ini mungkin melalui aksi langsung hormon tersebut pada satu aspek reproduksi yang spesifik atau melalui aksi tidak langsung dimana kehadiran hormon tersebut diperlukan untuk menjaga lingkungan internal yang sesuai untuk dapat menyukseskan proses reproduksi. Hormon reproduksi dibagi kelompok berdasarkan jenis dan aksinya yaitu : A. Hormon reproduksi primer B. Hormon metabolic yang mempengaruhi reproduksi Hormon reproduksi primer terlibat langsung dalam berbagai aspek reproduksi seperti spermatogenesis, ovulasi, tingkah laku seksual, fertilisasi, implantasi, pemeliharaan kebuntingan, parturisi, laktasi dan tingkah laku induk. Sedangkan hormon metabolic diperlukan untuk kesehatan secara umum dan status metabolisme hewan sehingga memungkinkan berlangsungnya proses reproduksi. Secara umum hormon metabolik mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan dan metabolisme dan mungkin cenderung tidak langsung kerjanya terhadap reproduksi. Hormon metabolic ini memelihara kondisi hewan sehingga memungkinkan bekerjanya hormon reproduksi primer secara maksimal pada proses reproduksi. Berdasarkan sifat kimiawinya hormon reproduksi dibagi menjadi 4 macam yaitu : 1. Protein 2. Peptida 3. Steroid 4. Asam Lemak Hormon protein atau polipeptida mempunyai ukuran berat molekul 300-70.000 dalton. Hormon ini mudah rusak oleh enzim maka jangan diberikan secara oral. Berat Universitas Gadjah Mada 2
molekul hormon steroi sekitar 300-400 dalton. Steroid alami tidak bila diberikan secara oral, tetapi bentuk sintetiknya bisa diberikan baik secara oral maupun injeksi. Mekanisme Kerja Hormon Hormon protein. Hormon protein dan polipeptida mengatur fungsi sel cara mengikatkan diri pada reseptor spesifik yang berada pada membran mengontrol aktivitas enzim adenilat siklase. Enzim tersebut merupakan katalisator bagi proses perubahan ATP menjadi camp dan pirofosfat. camp akan mempengaruhi enzim protein kinase dan terjadilah proses fosforisasi. Selanjutnya proses tostonsasi tersebut mempengaruhi DNA untuk membentuk mrna dan mensintesis protein baru yang mungkin merupakan enzim yang diperlukan dalam proses biosintesis steroid. Hormon Steroid. Hormon steroid masuk ke dalam sel terlebih dahulu baru kemudian berikatan dengan reseptornya. Reseptor hormon steroid berada di dalam inti sel. Terikatnya steroid pada reseptornya tersebut mengawali sintesis mrna spesifik yang kemudian keluar ke sitoplasma dan selanjutnya mensintesis protein tertentu. Universitas Gadjah Mada 3
Universitas Gadjah Mada 4
Klasifikasi Hormon A. Hormon Peptida Tersusun oleh asam amino. Struktur primer dan asam amino tersebut bervariasi dalam satu spesies. 1. Peptida 1. Oksitosin : 9 asam amino 2. Vasopresin : 9 asam amino 3. Somatostatin : 14 asam amino 4. GnRH : 10 asam amino 5. CRH : 41. asam amino 2. Protein a. Insulin : 5 1 asam amino b. Prolaktin c. Somatotropin (hormon pertumbuhan) : 191 asam amino 3. Glikoprotein 1) peptida besar yang mengandung satu atau lebih karbohidrat 2) mengandung 2 subunit 3) subunit Alpha sama identik untuk spesies yang sama, sedangkan subunit Beta adalah spesifik. 4) LH path domba : subunit Alpha : 96 asam amino, Subunit Beta: 120 asam amino 5) FSH pada manusia : subunit Alpha : 92 asam amino, Subunit Beta: 118 asam amino 6) Inhibin pada babi : subunit Alpha mempunyai BM 18K Subunit Beta mempunyai BM 14K B. Hormon Steroid berasal kolesterol diproduksi oleh gonad, plasenta atau adrenal progestin progesterone (C21) androgen testosteron (C 19) estrogen estradiol (C 18) Universitas Gadjah Mada 5
glukokortikoid kortison (C21) mineralkortikoid aldosteron (C21) C. Prostaglandin 1. disintesis dan senyawa asam lemak (asam arakidonat) di dalam membran sel (C20) 2. PGE2 3. PGF2c D. Feromon Ada dua tipe: 1) Signaller (releaser) : menimbulkan daya tank pada lawanjenisnya. 2) Primer : mempunyai efek yang lebih lambat untuk mengubah hormon dan sistim reproduksi. Terminologi Hormon 1) Hormon : adalah semua jenis substansi yang dikeluarkan oleh satu sel untuk mengatur sel lain 2) Kelenjar endokrin : adalah kelenjar buntu (tidak memiliki saluran khusus) yang mengeluarkan produknya langsung ke dalam aliran darah. 3) Neurohormon : adalah suatu hormon yang diproduksi oleh sel syaraf. 4) Pheromones : adalah suatu substansi yang dikeluarkan kedaerah exterior seekor hewan yang berguna untuk merangsang respon dan lawan jenisnya. Universitas Gadjah Mada 6
Tabel 1. Daftar hormon, sumber, dan fungsinya Sumber Hormon Fungsi Hipotalamus Releasing Hormon: LH-RH Stimulasi pelepasan FSH, LH TRH Stimulasi pelepasan TSH dan prolaktin PIF Inhibisi pelepasan prolaktin Pituitaria Anterior (pars distalis) Oksitosin FSH Stimulasi kontraksi uterus Stimulasi partus Transport sperma dan oosit Penurunan air susu Bisa juga sebagai luteolitik Stimulasi pertumbuhan folikel Stimulasi spermatogenesis Stimulasi sekresi estrogen Jantan : Spermiogenesis LH Stimulasi ovulasi Fungsi korpus luteum Stimulasi sekresi androgen Jantan : sintesis androgen testis oleh Sel Leydig Prolaktin Meningkatkan sintesis air susu Kortikotropin (ACTH) Meningkatkan Steroidogenesis pada adrenal Pitutaria Posterior (pars Nervosa) Somatotropin (ST) Oksitosin Vasopresin (ADH) Meningkatkan sintesis Somatomedin oleh hati Peningkatan sekresi air susu Stimulasi kontraksi uterus Peningkatan absorbsi air pada ginjal Ovarium - Forikel Estradiol Perkembangan saluran reproduksi betina Universitas Gadjah Mada 7
Tingkah laku seks betina Perkembangan saluran mammae Stimulasi kontraksi uterus Kontrol pelepasan gonadotropin Stimulasi uptake Ca tulang Effek anabolic - CL Progesteron Plasenta HCG Stimulasi sekresi endometrium Memelihara kebuntingan Stimulasi pertumbuhan alveoli path kel. Mammae Kontrol pelepasan gonadotropin Peningkatan sintesis progesterone oleh CL LH-like ecg(pmsg) Peningkatan masa hidup primer dan pembentukan asesoris path kuda FSH Iike CL CL Placental Lactogen Pengaturan nutrisi maternal kefetus Testes 1) Sel Leydig Testosteron Perkembangan dan perawatan kelenjar asesoris Stimulasi perkembangan sexual dan tingkah laku jantan Stimulasi spermatogenesis Inhibin Menghambat pengeluaran FSH 2) Sel Sertoli Uterus Anti Mullerian Hormone Regresi duktus Mulleri (AMH) Relaxin Dilatasi serviks Inhibin Menghambat pelepasan FSH Kontraksi uterus luteolitik PGF2a KONTROL HORMONAL TERHADAP REPRODUKSI BETINA Beberapa hormon penting untuk berlangsungnya siklus estrus, estrus dan ovulasi. Sebagian dan hormon tersebut dihasilkan oleh ovarium, tetapi diatur oleh hormon Universitas Gadjah Mada 8
gonadotropin yang dikeluarkan oleh pituitaria. Hormon lain yang berpengaruh terhadap kedua sumber hormon tersebut dikeluarkan oleh hipotalamus. Gonadotropin Releasing Hormone (GNRH) Hormon ini disekresikan oleh hipotalamus untuk menstimulir produksi dan pelepasan Luteinizing Hormone (LH) dan Folicle Stimulating Hormone (FSH) dan pituitaria. GnRH telah digunakan sebagai pengobatan terhadap sistik ovarium pada sapi perah dan menyebabkan ovulasi pada beberapa sapi. Sapi yang sedang dalam fase luteal dimana ada korpus luteum yang berfungsi, tidak dapat diinduksi ovulasinya oleh GnRH. Progesteron Hormon ini dihasilkan oleh korpus luteum dan diproduksi dalam jumlah pada hari ke 5-6 sampai dengan hari ke 16-17 siklus estrus. Progesterone dihasilkan oleh kelenjar adrenal dan plasenta dalam jumlah sedikit. Dibawah progesterone, uterus mempersiapkan diri untuk kebuntingan. Progesteron disebut juga hormon kebuntingan karena dia menstimulir penebalan uterus, menstimulir perkembangan uterus menjelang implantasi, dan progesterone diproduksi sepanjang kebuntingan dan memelihara kebuntingan. Level progesterone dalam darah meningkat setelah ovulasi dan tetap tinggi sampai akhir masa diestrus. Level progesterone akan bertahan tinggi bila terjadi implantasi dan berlanjut menjadi bunting. Namun demikian level progesterone akan turun bila kebuntingan tidak terjadi atau menjelang partus. Progesteron juga membantu menuntaskan perkembangan alveoli kelenjar mammae. Estrogen Hormon ini merupakan sekelompok senyawa yang diproduksi terutama oleh sel-sel di dalam folikel ovarium. Disamping itu estrogen juga diproduksi oleh plasenta dan kelenjar adrenal. Estrogen menstimulir dan perkembangan dan fungsi saluran reproduksi betina. Estradiol adalah salah satu jenis estrogen, dia merupakan hormon utama yang bertanggung jawab terhadap timbulnya gejala estrus. Konsentrasi maksimal estradiol terjadi di sekitar waktu estrus. Estrogen juga merangsang pertumbuhan dan perkembangan duktus kelenjar mammae. Relaxin Hormon ini dihasilkan oleh ovarium. Fungsi relaxin adalah untuk menyebabkan relaksasi ligamentum pelvis dan juga relaksasi serviks pada saat partus. Luteinizing Hormone (LH) Universitas Gadjah Mada 9
Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar pituitaria. LH diperlukan untuk ovulasi dan perkembangan dan pemeliharaan korpus luteum. Jumlah LH yang paling mencolok adalah sekitar estrus, yaitu sesaat setelah puncak estrogen yang terjadi pada permulaan standing heat. Lonjakan LH menyebabkan folikel yang masak menjadi ruptur dan melepaskan oosit. Follicle Stimulating Hormone (FSH) FSH menstimulir perkembangan beberapa folikel, dan salah satu diantaranya akan masak. Ovulasi akan terjadi dan folikel yang masak ini. Folikel menghasilkan estrogen dalam jumlah yang terus meningkat. Peningkatan estrogen tersebut akan menekan pelepasan FSH berikutnya dari pituitaria. Konsentrasi FSH rendah hampir selama siklus estrus, namun demikian, terdapat dua kali puncak FSH yaitu puncak kecil yang terjadi pada saat pre-revolusi, dan satu puncak lagi yang agak lebih tinggi yang terjadi 2-3 hari kemudian pada sekitar waktu ovulasi. Prostaglandin Prostaglandin dihasilkan oleh berbagai jaringan dalam tubuh dan tampaknya dilepaskan oleh uterus sesaat menjelang partus. Prostaglandin secara komersial diproduksi dan digunakan untuk sinkronisasi estrus, pengobatan silent dan induksi abortus. Prostaglandin merangsang regresi korpus luteum pada yang memiliki korpus luteum fungsional, kemudian diikuti oleh maturasi secara spontan, ovulasi dan tingkah laku estrus dalam waktu 2-4 hari. Prolaktin Hormon ini dihasilkan oleh lobus anterior kelenjar pituitary. Prolaktin diperlukan untuk laktogenesis dan pemeliharaan laktasi. Level prolaktin dalam sistim sirkulasi dikontrol oleh factor inhibitor dan releasing yang berasal dari hipotalamus. Oksitosin Hormon ini dikeluarkan oleh lobus posterion kelenjar pituitaria, berfungsi sebagai perangsang milk letdown. Oksitosin juga berperan penting dalam pengaturan parturisi dan involusi uterus setelah partus. Universitas Gadjah Mada 10
Gambar 4a. Skema Mekanisme Feed Back Hormon Reproduksi Jantan Universitas Gadjah Mada 11
Gambar 4b. Skema Mekanisme Feed Back Hormon Reproduksi Betina Universitas Gadjah Mada 12
Universitas Gadjah Mada 13
C. PENUTUP Pokok bahasan kuliah ini secara keseluruhan dapat dipahami intisarinya dengan cara mahasiswa mengerjakan soal-soal berikut ini : 1. Hormon reproduksi dikelompokkan menjadi 2 berdasarkan jenis dan aksinya, sebutkan dan beri contohnya! 2. Jelaskan mekanisme kerja hormon steroid dan hormon protein! 3. Sebutkan hormon-hormon yang berpengaruh terhadap ovarium! Jelaskan masing-masing aksinya! 4. Sebutkan hormon yang termasuk kelompok steroid! Dimana dihasilkannya? 5. Dimana hormon PGF2alfa dihasilkan dan apa fungsinya? 6. Buatlah diagram mekanisme feedback pada hewan jantan dan beri penjelasannya! 7. Testosteron dihasilkan oleh siapa? Bagaimana fungsinya? Sebutkan hormon gonadotropin pada hewan jantan dan jelaskan fungsi masing-masing hormon tersebut! Agar mahasiswa dapat menilai kemampuan diri dalam memahami setiap materi yang diberikan dalam setiap pokok bahasan, maka mahasiswa harus dapat soal - soal tersebut. Seandainya ada kesulitan dalam menjawab soal sebaiknya didiskusikan di dalam perkuliahan. Kisi kisi untuk menjawab soal-soal di atas adalah soal 1 halaman (16), 2(17), 3(24-25), 4(19-20), 5(23,25), 6(27), 7(22), 8(2 1). Universitas Gadjah Mada 14