Pengaruh Superovulasi pada Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus dan Kelenjar Susu Tikus Putih (Rattus Sp.) selama Siklus Estrus
PENGARUH SUPEROVULASI PADA LAJU OVULASI, SEKRESI
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
TESIS
OLEH :
HERNAWATI
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
PENGARUH SUPEROVULASI PADA LAJU OVULASI, SEKRESI
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
OLEH :
HERNAWATI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Biologi
PROGRAM PASCASWANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
RINGKASAN
Hernawati. 2001. Pengaruh Superovulasi pada Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol
dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus dan Kelenjar Susu
Tikus Putih (Rattus Sp.) selama Siklus Estrus. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Wasmen
Manalu dan Dr. Nastiti Kusumorini.
Reproduksi hewan betina dapat ditingkatkan kemampuannya dengan cara
penambahan hormon gondotropin secara eksogen atau dikenal dengan superovulasi.
Penggunaan teknik superovulasi merupakan upaya untuk meningkatkan jumlah
folikel yang berkembang dan berovulasi menjadi korpus luteum.
Dengan jumlah
folikel dan korpus luteum yang meningkat diharapkan sekresi estradiol dan
progesteron dapat meningkat pula.
Peningkatan kedua hormon tersebut akan
berpengaruh pada perbailcan perturnbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar
susu.
Penelitian ini telah dilaksanakan di bagian Fisiologi dan Farmakologi Fakultas
Kedokteran Hewan IPB, Laboratorium Terpadu IPB, dan Laboratorium bagian
Radioiosotop BPT Ciawi. Waktu penelitian berlangsung selama 7 bulan, dari bulan
Juni sampai Desember 2000.
Sebanyak 80 ekor tikus putih yang sudah dewasa kelamin disuntik dengan
PMSG dan HCG dengan level dosis 0, 37.5, 75, dan 150 I.U.per kilogram bobot
badan dilakukan secara intraperitoneal (i.p).
Pengaruh penyuntikan akan diamati
selama satu siklus estrus dengan waktu pengamatan pada saat estrus (fase folikuler),
24 jam setelah ovulasi (luteal hari ke satu), 48 jam setelah ovulasi (luteal hari ke dua)
dan 72 jam setelah ovulai (luteal hari ke tiga). Parameter yang diukur pada
penelitian ini adalah konsentrasi estradiol dan progesteron, jumlah folikel, korpus
luteum, bobot ovarium, uterus, kelenjar susu, bobot kering uterus dan kelenjar susu,
serta komponen biokimia uterus dan kelenjar susu meliputi kandungan total DNA,
RNA, glikogen dan kolagen.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap pola
faktorial 4x4, fase siklus sebagai faktor pertama dan dosis sebagai faktor kedua.
Data dianalisis dengan metode sidik ragam (Anova) dilanjutkan dengan uji duncan
multiple range test (DMRT) (Steel and Torrie, 1993). Korelasi antara estradiol dan
progesteron dengan parameter lain yang diukur diolah dengan analisis statistik
korelasi. Analisis dilakukan dengan software SAS for Windows.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan pemberian hormon gonadotropin
(PMSG dan HCG) secara eksogen pada level dosis yang berbeda dapat meningkatkan
jumlah folikeV korpus luteum dan bobot ovarium serta konsentrasi estradiol dan
progesteron.
Selanjutnya dari peningkatan konsentrasi estradiol dan progesteron
menghasilkan indeks pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu lebih
tinggi dibandingkan dengan kontrol pada semua level dosis.
Indeks pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu pada fase
siklus yang berbeda cenderung berfluktuasi dan menunjukkan perbedaan yang
bervariasi antara folikuler, luteal hari ke satu, ke dua, dan ke tiga.
Perubahan
tersebut mengikuti pola sekresi hormon yang selalu berubah selama siklus estrus.
Korelasi estradiol dengan folikel/korpus luteum lebih tinggi dibandingkan
progesteron, sedangkan korelasi estradiol dengan bobot ovarium lebih kecil
dibandingkan progesteron.
Korelasi estradiol dengan indeks pertumbuhan dan
perkembangan uterus lebih tinggi dibandingkan dengan progesteron. Selanjutnya
korelasi estradiol dan progesteron menghasilkan korelasi yang cukup tinggi dengan
indeks pertumbuhan dan perkembangan kelenjar susu.
Dalarn penelitian ini tidak dapat ditentukan level dosis yang terbaik, namun
mulai dosis terendah 37.5 I.U.untuk pemakaian dalam teknik superovulasi yang telah
dicoba &pat diterapkan pada tikus untuk penelitian selanjutnya.
Judul Penelitian : Pengaruh Superovulasi pa& Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol
dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus
dan Kelenjar Susu Tikus Putih (RatfusSp.)selama Siklus Estrus
Nama Mahasiswa : Hernawati
NRP
: 98255
Program Studi
: Biologi
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Ketua
a)
(Dr. Nastiti Kusurnorini
Anggota
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi Biologi
(Dr. Ir. H. Dede Setiadi. M.S.)
Tanggal Lulus : 14 Mei 200 1
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pa& tanggal 31 Maret 1970, sebagai anak ke
empat dari enam bersaudara, dari pasangan Bapak Drs. H. Mas Hidayat dan Ibu H.
Nani Sumarni.
Pada tahun 1978 penulis masuk SD PPSP IKIP Bandung dan lulus tahun
1983, kemudian melanjutan ke SMP PPSP IKIP Bandung dan lulus tahun 1986.
Pada tahun yang sarna penulis melanjutan pendidikan di SMA Negeri 20 Bandung
dan lulus tahun 1989.
Penulis melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi negeri
yaitu diterima di Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran tahun 1990 dan meraih
sarjana peternakan pada tahun 1995. Tahun 1997 penulis diterima sebagai staf
pengajar di FPMIPA jurusan Biologi Universitas Pendidikan IndonesialIKIP
Bandung.
Pada tahun 1998 penulis diberikan kesempatan mengikuti Program Magister
Sains di Institut Pertanian Bogor dengan memilih program studi Biologi.
Penulis
memperoleh dana bantuan pendidikan dari Badan Penyelenggara Pendidikan
Pascasarjana (BPPS).
KATA PENGANTAR
Puji tlan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas kasih dan
sayangNYA penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini sebagai
suatu karya iimiah untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan program magister
sains.
Pokok di dalam tuIisan ini adalah mengungkapkan upaya penggunaan teknik
superovulasi untuk meningkatkan jumlah folikel yang berkembang dan korpus
luteum yang terbentuk serta sekresi estradiol dan progesteron dikaitkan dengan
pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu pada tikus selama siklus
estrus.
Begitu banyak tantangan dan rintangan selama penyelesaian tugas ini, namun
berkat rahrnai dan karunia dari Allah SWT, serta atas bimbingan dari guru-guru kami
sehingga secluanya menjadi mudah.
Dengan segala kerendahan hati, penulis
haturkan terilna kasih kepada Bapak Dr. Ir. Wasmen Manalu dan Ibu Dr. Nastiti
Kusumorini j ang telah banyak meluangkan waktu, memberikan bimbingan, petunjuk,
dan saran seliuna penelitian dan penulisan tesis ini.
Atas dorongan dan semangat
yang senantirlsa Bapak dan Ibu berikap kepada penulis, menjadikan pemicu bagi
penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Terima kasih pula penulis sampaikan kepada Rektor dan Pimpinan Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan kepada
penulis untuk. mengikuti studi program magister sains pa& program studi Biologi.
Kepada Rektx UPI, Dekan FPMIPA UP1 dan Ketua Jurusan Biologi FPMIPA UP1
penulis ucapkan terima kasih atas ijin utuk melanjutkan studi S2 di IPB. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada Bsidan Penyelenggara Pendidikan Pascasarjana
(BPPS) Direktorat Jenderal P e r g q Tinggi-DIKNAS yang membiayai studi
pascasarjana penulis di IPB.
Tidak lupa penulis haturkan tqrima kasih kepada Ibu Drh. Aryani S.
Satyaningtiljas, MSc., Ibu Dra. Tuju Ellne Adelien, MS., Fita dan Suswanto atas
kerjasama yang baik selama penelitian. Terima kasih kepada Ibu Ida, Ibu Sri, Pak
Edi, Pak Pairin yang telah banyak medbantu, semoga Allah SWT akan membalas
semua kebaikan yang telah diberikan.
Kepada ayahanda dan ibunda tercinta penulis haturkan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya, ata$ perhatian, do'a dan restu yang tidak pernah
I
berhenti.
Karya ini salah satu yang dapat ananda persembahkan dan semoga
membuat bahagia.
I
I
Akhirnya penulis berharap semdga tesis ini dapat bermanfaat bagi penulis
khususnya dan bagi pembaca. Amiin.
I
I
Bogor, Mei 2001
Penulis
DAFTAR IS1
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
X
..................................................................
xi
............................................................
vii
..................................................................
1
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
...............................................................
Latar Belakang .............................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................
Manfaat Penelitian .........................................................
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................
Superovulasi ..................................................................
Siklus Estrus ................................................................
Ovarium .......................................................................
Uterus ........................................................................
Kelenjar Susu ...............................................................
Hormon-hormon Ovarium .................................................
MATERI DAN METODE
.........................................................
7
7
11
14
18
21
25
30
Waktu Penelitian .............................................................
Materi Penelitian ..........................................................
Metode Penelitian .........................................................
. Rancangan Percobaan ................................................
. Prosedur Percobaan ...................................................
. Analisis Hormon ......................................................
* Estradiol ..............................................................
* Progesteron ............................................................
. Analisis Kimia Uterus dan Kelenjar Susu ...........................
HASIL DAN PEMBAHASAN
......................................................
38
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
..................................................................
Saran ...........................................................................
Kesimpulan
...............................................................
LAMPIRAN .......................................................................
DAFTAR PUSTAKA
62
PENGARUH SUPEROVULASI PADA LAJU OVULASI, SEKRESI
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
TESIS
OLEH :
HERNAWATI
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
endometrium dan miometriurn (Hafez, 1993). Pada tikus, enam jam setelah
penyuntikan estrogen, respon pertama yaitu pembendungan air dalam jaringan
uterus (Partodihardjo, 1992), peningkatan kadar DNA, RNA, sintesis protein, clan
aktivitas enzim (Frandson, 1996).
Estrogen dapat menyebabkan meningkatnya
vaskularisasi dan aktivitas mitosis uterus yang lebih besar, mengakibatkan organ
bertambah berat.
Pada tikus terapi dengan estrogen menyebabkan akumulasi air
pada lumen uterus (Nalbandov, 1990).
Upaya untuk menyiapkan uterus menjadi lingkungan yang cocok untuk
pertumbuhan dan perkembangan embrio serta fetus, estradiol bekerja dengan cara
mempengaruhi sintesis kolagen sehingga merubah struktur kolagen uterus (Pastore
et al., 1992), meningkatkan kandungan glikogen pada uterus dengan mempengaruhi
aktivitas glikogen sintetase (Williams dan Provine, 1966), dan meningkatkan
metabolisme fosfolipid (Gould et al., 1978), serta meningkatkan
dan proliferasi sel-sel uterus (Yarnashita et al., 1990).
pada uterus melalui peningkatan
ekspresi
reseptor
sintesis DNA
Estradiol juga bekerja
progesteron (Kraus dan
Katzenellebogen , 1993).
Kelenjar Susu
Tikus mempunyai 12 buah kelenjar susu, tiga pasang berada di bagian thorak
dan tiga pasang di bagian abdominal-inguinal (Morrow, 1986; Harknes dan Wagner,
1989). Kelenjar susu dianggap homolog dengan kelenjar keringat, karena keduanya
berasal dari kulit yang turnbuh ke dalam.
Setiap kelenjar terdiri atas beberapa lobus
Hormon-hormon Ovarium
Fungsi utama ovarium adalah memproduksi ova dan membuat hormon
rerpoduksi.
Hormon yang dibuat oleh ovarium adalah yang termasuk kelompok
steroid, seperti estrogen, progesteron, adrogen dan hormon non steroid (peptida) yaitu
relaksin (Binkley, 1995).
Hormon steroid menimbulkan respon terhadap aktivitas
reproduksi seperti sifat seksual sekunder, perilaku persiapan kawin, mempersiapkan
uterus untuk implantasi blastosit, menyiapkan perkembangan kelenjar susu untuk
memproduksi susu, dan mengatur kontraksi uterus pada saat kelahiran (Hafez, 1993).
Diagram yang memperlihatkan pengaturan siklus reproduksi pada hewan betina
disajikan pada Gambar 4.
Estrogen dihasilkan oleh sel teka interna dan granulosa folikel ovarium,
korpus luteum, plasenta, dan dalam jumlah kecil oleh korteks adrenal dan testis.
Estrogen mempunyai kontrol umpan balik positif terhadap hipotalamus dalam
mengubah LH pada ovarium dari fase folikuler menjadi fase luteal dan mempunyai
kontrol umpan balik negatif terhadap pituitari anterior dalam mengatur sekresi FSH
d m LH (Ganong, 1995; Binkley, 1995).
Estrogen bersama-sama FSH dapat merangsang pertumbuhan sel-sel
*
granulosa secara mitosis.
Faktor inilah yang menyebabkan terpisahnya sel-sel
granulosa sehingga membentuk folikel.
Selain itu estrogen dan FSH bekerja
secara sinergis dalam menaikkan sensitivitas reseptor untuk estradiol dan estradiol
sendiri akan merangsang proliferasi sel-sel granulosa, menaikkan sensitivitas reseptor
untuk FSH, peningkatan CAMP dan merangsang FSWLH dalarn menginduksi
-
reseptor LH (Saxena dan Rathrnan, 1982 dalam Yusuf, 1990).
Dijelaskan pula
bahwa FSH dan LH menyebabkan pertambahan besar folikel dan dibutuhkan untuk
proses ovulasi serta pembentukan korpus luteurn.
Impuls saraf
hipoblamus
positif pada
hipotalamus
"
.
.
inhibin
pituitrari
-
1 U
II
F,,
\
estrogen
\
Cairan antnl
..
inhibin
activin
)
FASE
FOLIKULER
progesteron
I
LUTEAL
Gambar 4. Diagram yang memperlihatkan pengaturan siklus reproduksi pada
hewan betina. (Sumber: Binkley, 1995)
Kerja estrogen pada organ kelamin asesoris umumnya dikaitkan dengan
perilaku estrus yang khas pada seekor hewan.
Di samping itu estrogen dapat
merangsang aktivitas muskular tuba uterus dan menaikkan kepekaan organ tersebut.
Perubahan yang terjadi pada uterus yang dirangsang oleh estrogen adalah
peningkatan kadar air dalarn sel, DNA, RNA, sintesis protein dan aktivitas enzim
(Frandson, 1996).
Estradiol berperan pula untuk rnemelihara korpus luteum agar
tetap mensekresikan progesteron.
Kehadiran estradiol di korpus luteum sesuai
dengan fungsinya yaitu untuk merangsang biosintesis kolesterol, mengatur aktivitas
asilCoA: kolesterol asiltranferase (ACAT) agar tersedia kolesterol bebas untuk
pembentukan hormon steroid progesteron (Azhar et al., 1989).
Konsentrasi estradiol dalarn serum induk meningkat secara drastis sebelum
ovulasi (McDonald, 1980) kemudian menurun dan naik sesuai perkembangan umur
kebuntingan (hcketts dan Flint, 1980; Sheldrick et al., 1981; Sumaryadi dan Manalu,
1995a; Manalu dan Sumaryadi, 1995b).
serum induk mencapai 56,397
+ 9,163
Pada tikus, konsentrasi estradiol dalam
pg/ml sebelum kebuntingan, kemudian
menurun pada urnur kebuntingan 4 hari (42,717 2 0.0016 pglml) sampai umur
kebuntingan 12 hari (43,7 12 5 1.795 pg/ml), selanjutnya konsentrasi estradiol
\
melonjak secara drastis hingga mencapai konsentrasi tertinggi (68,268 2 1,919 pg/ml)
pada umur kebuntingan 16 hari dan selanjutnya menurun pada umur kebuntingan 20
hari (5 1,951 + 1,947 pg/ml) yaitu menjelang kelahiran (Tuju dan Manalu 1996a).
Progesteron merupakan hormon yang disekresikan oleh korpus luteum,
plasenta, dan kelenjar adrenal.
Progesteron diedarkan ke dalam darah karena suatu
8
Metode Penelitian
Rancangan percobaan
Sebanyak 80 ekor tikus putih betina yang sudah dewasa kelamin
dikelompokkan dalam suatu rancangan acak lengkap pola faktorial4x4 dengan 5 ekor
tikus sebagai ulangan untuk setiap unit percobaan.
Faktor pertama adalah dosis
penyuntikan PMSG (0, 37.5, 75 dan 150 I.U.per kilogram bobot badan).
Faktor
kedua adalah fase siklus estrus (folikuler, luteal 1, luteal2, dan luteal 3).
Penentuan level dosis PMSG di atas didasarkan pada penelitian sebelumnya
yang telah dilakukan oleh Miller dan Armstrong (1981) pada tikus yang belum
dewasa dengan memberikan dosis PMSG secara bertingkat pada dosis 4, 8, 16, dan
40 I.U. untuk per ekor tikus. Pada penelitian ini dicoba memberikan PMSG pada
tikus yang sudah dewasa yaitu mulai dosis terendah 37.5 I.U. per kilogram bobot
badan, kemudian ditingkatkan dua kali lebih tinggi dari 37.5 yaitu menjadi 75 I.U.
per kilogram bobot badan, dan selanjutnya ditingkatkan dua kali dosis 75 yaitu 150
I.U. per kilogram bobot badan sebagai dosis tertinggi.
Peubah yang diukur selarna penelitian adalah konsentrasi estradiol dan
progesteron, jumlah folikelkorpus luteum, bobot ovarium, uterus, dan kelenjar susu,
*
bobot kering uterus, BKBL kelenjar susu, serta komponen biokimia uterus dan
kelenjar susu meliputi kandungan total dari DNA, RNA, glikogen dan kolagen. Data
dianalisis dengan metode sidik ragam (Anova) dilanjutkan dengan uji Duncan
multiple range test (DMRT)(Steel and Tome, 1993). Selanjutnya korelasi antara
estradiol dan progesteron dengan parameter lain yang diukur diolah dengan
luteum yang terbentuk dapat disebabkan meningkatnya sensitivitas sel-sel ova di
dalam ovarium terhadap rangsangan hormon.
Total jumlah folikelkorpus luteum pada fase siklus yang berbeda
menunjukkan bahwa luteal hari ke satu berbeda nyata dengan luteal hari ke tiga
(P F
3
3
9
773.52490
559.21790
949.55797
257.84163
186.40597
105.50644
49.34
35.67
20.19
0.0001
0.0001
0.0001
Tabel Larnpiran 16. Dafiar sidik ragam kandungan total kolagen kelenjar susu tikus
yang disuperovulasi dengan level dosis PMSG dan fase siklus
estrus berbeda yang diamati selama siklus estrus
Model
Galat
Total
KT
DB
JK
15
64
79
949.65 177
359.07087
1308.72264
63.31012
5.61048
Fhit
11.28
Pr > F
0.0001
>'
R-kuadrat
0.72563
Sumber Keragaman
Luteal
Dosis
Luteal*Dosis
K.V.
16.58724
Akar MSE
2.36865
Rata-rata Kolagen
14.27992
DB
Anova JK
KT
Fhit
3
478.07919
356.85635
114.71623
159.35973
1 18.95212
12.74625
28.40
21.20
2.27
3
9
Pr > F
0.0001
0.0001
0.0281
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
TESIS
OLEH :
HERNAWATI
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
PENGARUH SUPEROVULASI PADA LAJU OVULASI, SEKRESI
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
OLEH :
HERNAWATI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Biologi
PROGRAM PASCASWANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
RINGKASAN
Hernawati. 2001. Pengaruh Superovulasi pada Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol
dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus dan Kelenjar Susu
Tikus Putih (Rattus Sp.) selama Siklus Estrus. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Wasmen
Manalu dan Dr. Nastiti Kusumorini.
Reproduksi hewan betina dapat ditingkatkan kemampuannya dengan cara
penambahan hormon gondotropin secara eksogen atau dikenal dengan superovulasi.
Penggunaan teknik superovulasi merupakan upaya untuk meningkatkan jumlah
folikel yang berkembang dan berovulasi menjadi korpus luteum.
Dengan jumlah
folikel dan korpus luteum yang meningkat diharapkan sekresi estradiol dan
progesteron dapat meningkat pula.
Peningkatan kedua hormon tersebut akan
berpengaruh pada perbailcan perturnbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar
susu.
Penelitian ini telah dilaksanakan di bagian Fisiologi dan Farmakologi Fakultas
Kedokteran Hewan IPB, Laboratorium Terpadu IPB, dan Laboratorium bagian
Radioiosotop BPT Ciawi. Waktu penelitian berlangsung selama 7 bulan, dari bulan
Juni sampai Desember 2000.
Sebanyak 80 ekor tikus putih yang sudah dewasa kelamin disuntik dengan
PMSG dan HCG dengan level dosis 0, 37.5, 75, dan 150 I.U.per kilogram bobot
badan dilakukan secara intraperitoneal (i.p).
Pengaruh penyuntikan akan diamati
selama satu siklus estrus dengan waktu pengamatan pada saat estrus (fase folikuler),
24 jam setelah ovulasi (luteal hari ke satu), 48 jam setelah ovulasi (luteal hari ke dua)
dan 72 jam setelah ovulai (luteal hari ke tiga). Parameter yang diukur pada
penelitian ini adalah konsentrasi estradiol dan progesteron, jumlah folikel, korpus
luteum, bobot ovarium, uterus, kelenjar susu, bobot kering uterus dan kelenjar susu,
serta komponen biokimia uterus dan kelenjar susu meliputi kandungan total DNA,
RNA, glikogen dan kolagen.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap pola
faktorial 4x4, fase siklus sebagai faktor pertama dan dosis sebagai faktor kedua.
Data dianalisis dengan metode sidik ragam (Anova) dilanjutkan dengan uji duncan
multiple range test (DMRT) (Steel and Torrie, 1993). Korelasi antara estradiol dan
progesteron dengan parameter lain yang diukur diolah dengan analisis statistik
korelasi. Analisis dilakukan dengan software SAS for Windows.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan pemberian hormon gonadotropin
(PMSG dan HCG) secara eksogen pada level dosis yang berbeda dapat meningkatkan
jumlah folikeV korpus luteum dan bobot ovarium serta konsentrasi estradiol dan
progesteron.
Selanjutnya dari peningkatan konsentrasi estradiol dan progesteron
menghasilkan indeks pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu lebih
tinggi dibandingkan dengan kontrol pada semua level dosis.
Indeks pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu pada fase
siklus yang berbeda cenderung berfluktuasi dan menunjukkan perbedaan yang
bervariasi antara folikuler, luteal hari ke satu, ke dua, dan ke tiga.
Perubahan
tersebut mengikuti pola sekresi hormon yang selalu berubah selama siklus estrus.
Korelasi estradiol dengan folikel/korpus luteum lebih tinggi dibandingkan
progesteron, sedangkan korelasi estradiol dengan bobot ovarium lebih kecil
dibandingkan progesteron.
Korelasi estradiol dengan indeks pertumbuhan dan
perkembangan uterus lebih tinggi dibandingkan dengan progesteron. Selanjutnya
korelasi estradiol dan progesteron menghasilkan korelasi yang cukup tinggi dengan
indeks pertumbuhan dan perkembangan kelenjar susu.
Dalarn penelitian ini tidak dapat ditentukan level dosis yang terbaik, namun
mulai dosis terendah 37.5 I.U.untuk pemakaian dalam teknik superovulasi yang telah
dicoba &pat diterapkan pada tikus untuk penelitian selanjutnya.
Judul Penelitian : Pengaruh Superovulasi pa& Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol
dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus
dan Kelenjar Susu Tikus Putih (RatfusSp.)selama Siklus Estrus
Nama Mahasiswa : Hernawati
NRP
: 98255
Program Studi
: Biologi
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Ketua
a)
(Dr. Nastiti Kusurnorini
Anggota
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi Biologi
(Dr. Ir. H. Dede Setiadi. M.S.)
Tanggal Lulus : 14 Mei 200 1
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pa& tanggal 31 Maret 1970, sebagai anak ke
empat dari enam bersaudara, dari pasangan Bapak Drs. H. Mas Hidayat dan Ibu H.
Nani Sumarni.
Pada tahun 1978 penulis masuk SD PPSP IKIP Bandung dan lulus tahun
1983, kemudian melanjutan ke SMP PPSP IKIP Bandung dan lulus tahun 1986.
Pada tahun yang sarna penulis melanjutan pendidikan di SMA Negeri 20 Bandung
dan lulus tahun 1989.
Penulis melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi negeri
yaitu diterima di Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran tahun 1990 dan meraih
sarjana peternakan pada tahun 1995. Tahun 1997 penulis diterima sebagai staf
pengajar di FPMIPA jurusan Biologi Universitas Pendidikan IndonesialIKIP
Bandung.
Pada tahun 1998 penulis diberikan kesempatan mengikuti Program Magister
Sains di Institut Pertanian Bogor dengan memilih program studi Biologi.
Penulis
memperoleh dana bantuan pendidikan dari Badan Penyelenggara Pendidikan
Pascasarjana (BPPS).
KATA PENGANTAR
Puji tlan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas kasih dan
sayangNYA penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini sebagai
suatu karya iimiah untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan program magister
sains.
Pokok di dalam tuIisan ini adalah mengungkapkan upaya penggunaan teknik
superovulasi untuk meningkatkan jumlah folikel yang berkembang dan korpus
luteum yang terbentuk serta sekresi estradiol dan progesteron dikaitkan dengan
pertumbuhan dan perkembangan uterus dan kelenjar susu pada tikus selama siklus
estrus.
Begitu banyak tantangan dan rintangan selama penyelesaian tugas ini, namun
berkat rahrnai dan karunia dari Allah SWT, serta atas bimbingan dari guru-guru kami
sehingga secluanya menjadi mudah.
Dengan segala kerendahan hati, penulis
haturkan terilna kasih kepada Bapak Dr. Ir. Wasmen Manalu dan Ibu Dr. Nastiti
Kusumorini j ang telah banyak meluangkan waktu, memberikan bimbingan, petunjuk,
dan saran seliuna penelitian dan penulisan tesis ini.
Atas dorongan dan semangat
yang senantirlsa Bapak dan Ibu berikap kepada penulis, menjadikan pemicu bagi
penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Terima kasih pula penulis sampaikan kepada Rektor dan Pimpinan Program
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan kepada
penulis untuk. mengikuti studi program magister sains pa& program studi Biologi.
Kepada Rektx UPI, Dekan FPMIPA UP1 dan Ketua Jurusan Biologi FPMIPA UP1
penulis ucapkan terima kasih atas ijin utuk melanjutkan studi S2 di IPB. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada Bsidan Penyelenggara Pendidikan Pascasarjana
(BPPS) Direktorat Jenderal P e r g q Tinggi-DIKNAS yang membiayai studi
pascasarjana penulis di IPB.
Tidak lupa penulis haturkan tqrima kasih kepada Ibu Drh. Aryani S.
Satyaningtiljas, MSc., Ibu Dra. Tuju Ellne Adelien, MS., Fita dan Suswanto atas
kerjasama yang baik selama penelitian. Terima kasih kepada Ibu Ida, Ibu Sri, Pak
Edi, Pak Pairin yang telah banyak medbantu, semoga Allah SWT akan membalas
semua kebaikan yang telah diberikan.
Kepada ayahanda dan ibunda tercinta penulis haturkan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya, ata$ perhatian, do'a dan restu yang tidak pernah
I
berhenti.
Karya ini salah satu yang dapat ananda persembahkan dan semoga
membuat bahagia.
I
I
Akhirnya penulis berharap semdga tesis ini dapat bermanfaat bagi penulis
khususnya dan bagi pembaca. Amiin.
I
I
Bogor, Mei 2001
Penulis
DAFTAR IS1
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
X
..................................................................
xi
............................................................
vii
..................................................................
1
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
...............................................................
Latar Belakang .............................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................
Manfaat Penelitian .........................................................
TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................
Superovulasi ..................................................................
Siklus Estrus ................................................................
Ovarium .......................................................................
Uterus ........................................................................
Kelenjar Susu ...............................................................
Hormon-hormon Ovarium .................................................
MATERI DAN METODE
.........................................................
7
7
11
14
18
21
25
30
Waktu Penelitian .............................................................
Materi Penelitian ..........................................................
Metode Penelitian .........................................................
. Rancangan Percobaan ................................................
. Prosedur Percobaan ...................................................
. Analisis Hormon ......................................................
* Estradiol ..............................................................
* Progesteron ............................................................
. Analisis Kimia Uterus dan Kelenjar Susu ...........................
HASIL DAN PEMBAHASAN
......................................................
38
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
..................................................................
Saran ...........................................................................
Kesimpulan
...............................................................
LAMPIRAN .......................................................................
DAFTAR PUSTAKA
62
PENGARUH SUPEROVULASI PADA LAJU OVULASI, SEKRESI
ESTRADIOL DAN PROGESTERON, SERTA PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN UTERUS DAN KELENJAR SUSU
TIKUS PUTIH (Rattus Sp.) SELAMA SIKLUS ESTRUS
TESIS
OLEH :
HERNAWATI
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001
endometrium dan miometriurn (Hafez, 1993). Pada tikus, enam jam setelah
penyuntikan estrogen, respon pertama yaitu pembendungan air dalam jaringan
uterus (Partodihardjo, 1992), peningkatan kadar DNA, RNA, sintesis protein, clan
aktivitas enzim (Frandson, 1996).
Estrogen dapat menyebabkan meningkatnya
vaskularisasi dan aktivitas mitosis uterus yang lebih besar, mengakibatkan organ
bertambah berat.
Pada tikus terapi dengan estrogen menyebabkan akumulasi air
pada lumen uterus (Nalbandov, 1990).
Upaya untuk menyiapkan uterus menjadi lingkungan yang cocok untuk
pertumbuhan dan perkembangan embrio serta fetus, estradiol bekerja dengan cara
mempengaruhi sintesis kolagen sehingga merubah struktur kolagen uterus (Pastore
et al., 1992), meningkatkan kandungan glikogen pada uterus dengan mempengaruhi
aktivitas glikogen sintetase (Williams dan Provine, 1966), dan meningkatkan
metabolisme fosfolipid (Gould et al., 1978), serta meningkatkan
dan proliferasi sel-sel uterus (Yarnashita et al., 1990).
pada uterus melalui peningkatan
ekspresi
reseptor
sintesis DNA
Estradiol juga bekerja
progesteron (Kraus dan
Katzenellebogen , 1993).
Kelenjar Susu
Tikus mempunyai 12 buah kelenjar susu, tiga pasang berada di bagian thorak
dan tiga pasang di bagian abdominal-inguinal (Morrow, 1986; Harknes dan Wagner,
1989). Kelenjar susu dianggap homolog dengan kelenjar keringat, karena keduanya
berasal dari kulit yang turnbuh ke dalam.
Setiap kelenjar terdiri atas beberapa lobus
Hormon-hormon Ovarium
Fungsi utama ovarium adalah memproduksi ova dan membuat hormon
rerpoduksi.
Hormon yang dibuat oleh ovarium adalah yang termasuk kelompok
steroid, seperti estrogen, progesteron, adrogen dan hormon non steroid (peptida) yaitu
relaksin (Binkley, 1995).
Hormon steroid menimbulkan respon terhadap aktivitas
reproduksi seperti sifat seksual sekunder, perilaku persiapan kawin, mempersiapkan
uterus untuk implantasi blastosit, menyiapkan perkembangan kelenjar susu untuk
memproduksi susu, dan mengatur kontraksi uterus pada saat kelahiran (Hafez, 1993).
Diagram yang memperlihatkan pengaturan siklus reproduksi pada hewan betina
disajikan pada Gambar 4.
Estrogen dihasilkan oleh sel teka interna dan granulosa folikel ovarium,
korpus luteum, plasenta, dan dalam jumlah kecil oleh korteks adrenal dan testis.
Estrogen mempunyai kontrol umpan balik positif terhadap hipotalamus dalam
mengubah LH pada ovarium dari fase folikuler menjadi fase luteal dan mempunyai
kontrol umpan balik negatif terhadap pituitari anterior dalam mengatur sekresi FSH
d m LH (Ganong, 1995; Binkley, 1995).
Estrogen bersama-sama FSH dapat merangsang pertumbuhan sel-sel
*
granulosa secara mitosis.
Faktor inilah yang menyebabkan terpisahnya sel-sel
granulosa sehingga membentuk folikel.
Selain itu estrogen dan FSH bekerja
secara sinergis dalam menaikkan sensitivitas reseptor untuk estradiol dan estradiol
sendiri akan merangsang proliferasi sel-sel granulosa, menaikkan sensitivitas reseptor
untuk FSH, peningkatan CAMP dan merangsang FSWLH dalarn menginduksi
-
reseptor LH (Saxena dan Rathrnan, 1982 dalam Yusuf, 1990).
Dijelaskan pula
bahwa FSH dan LH menyebabkan pertambahan besar folikel dan dibutuhkan untuk
proses ovulasi serta pembentukan korpus luteurn.
Impuls saraf
hipoblamus
positif pada
hipotalamus
"
.
.
inhibin
pituitrari
-
1 U
II
F,,
\
estrogen
\
Cairan antnl
..
inhibin
activin
)
FASE
FOLIKULER
progesteron
I
LUTEAL
Gambar 4. Diagram yang memperlihatkan pengaturan siklus reproduksi pada
hewan betina. (Sumber: Binkley, 1995)
Kerja estrogen pada organ kelamin asesoris umumnya dikaitkan dengan
perilaku estrus yang khas pada seekor hewan.
Di samping itu estrogen dapat
merangsang aktivitas muskular tuba uterus dan menaikkan kepekaan organ tersebut.
Perubahan yang terjadi pada uterus yang dirangsang oleh estrogen adalah
peningkatan kadar air dalarn sel, DNA, RNA, sintesis protein dan aktivitas enzim
(Frandson, 1996).
Estradiol berperan pula untuk rnemelihara korpus luteum agar
tetap mensekresikan progesteron.
Kehadiran estradiol di korpus luteum sesuai
dengan fungsinya yaitu untuk merangsang biosintesis kolesterol, mengatur aktivitas
asilCoA: kolesterol asiltranferase (ACAT) agar tersedia kolesterol bebas untuk
pembentukan hormon steroid progesteron (Azhar et al., 1989).
Konsentrasi estradiol dalarn serum induk meningkat secara drastis sebelum
ovulasi (McDonald, 1980) kemudian menurun dan naik sesuai perkembangan umur
kebuntingan (hcketts dan Flint, 1980; Sheldrick et al., 1981; Sumaryadi dan Manalu,
1995a; Manalu dan Sumaryadi, 1995b).
serum induk mencapai 56,397
+ 9,163
Pada tikus, konsentrasi estradiol dalam
pg/ml sebelum kebuntingan, kemudian
menurun pada urnur kebuntingan 4 hari (42,717 2 0.0016 pglml) sampai umur
kebuntingan 12 hari (43,7 12 5 1.795 pg/ml), selanjutnya konsentrasi estradiol
\
melonjak secara drastis hingga mencapai konsentrasi tertinggi (68,268 2 1,919 pg/ml)
pada umur kebuntingan 16 hari dan selanjutnya menurun pada umur kebuntingan 20
hari (5 1,951 + 1,947 pg/ml) yaitu menjelang kelahiran (Tuju dan Manalu 1996a).
Progesteron merupakan hormon yang disekresikan oleh korpus luteum,
plasenta, dan kelenjar adrenal.
Progesteron diedarkan ke dalam darah karena suatu
8
Metode Penelitian
Rancangan percobaan
Sebanyak 80 ekor tikus putih betina yang sudah dewasa kelamin
dikelompokkan dalam suatu rancangan acak lengkap pola faktorial4x4 dengan 5 ekor
tikus sebagai ulangan untuk setiap unit percobaan.
Faktor pertama adalah dosis
penyuntikan PMSG (0, 37.5, 75 dan 150 I.U.per kilogram bobot badan).
Faktor
kedua adalah fase siklus estrus (folikuler, luteal 1, luteal2, dan luteal 3).
Penentuan level dosis PMSG di atas didasarkan pada penelitian sebelumnya
yang telah dilakukan oleh Miller dan Armstrong (1981) pada tikus yang belum
dewasa dengan memberikan dosis PMSG secara bertingkat pada dosis 4, 8, 16, dan
40 I.U. untuk per ekor tikus. Pada penelitian ini dicoba memberikan PMSG pada
tikus yang sudah dewasa yaitu mulai dosis terendah 37.5 I.U. per kilogram bobot
badan, kemudian ditingkatkan dua kali lebih tinggi dari 37.5 yaitu menjadi 75 I.U.
per kilogram bobot badan, dan selanjutnya ditingkatkan dua kali dosis 75 yaitu 150
I.U. per kilogram bobot badan sebagai dosis tertinggi.
Peubah yang diukur selarna penelitian adalah konsentrasi estradiol dan
progesteron, jumlah folikelkorpus luteum, bobot ovarium, uterus, dan kelenjar susu,
*
bobot kering uterus, BKBL kelenjar susu, serta komponen biokimia uterus dan
kelenjar susu meliputi kandungan total dari DNA, RNA, glikogen dan kolagen. Data
dianalisis dengan metode sidik ragam (Anova) dilanjutkan dengan uji Duncan
multiple range test (DMRT)(Steel and Tome, 1993). Selanjutnya korelasi antara
estradiol dan progesteron dengan parameter lain yang diukur diolah dengan
luteum yang terbentuk dapat disebabkan meningkatnya sensitivitas sel-sel ova di
dalam ovarium terhadap rangsangan hormon.
Total jumlah folikelkorpus luteum pada fase siklus yang berbeda
menunjukkan bahwa luteal hari ke satu berbeda nyata dengan luteal hari ke tiga
(P F
3
3
9
773.52490
559.21790
949.55797
257.84163
186.40597
105.50644
49.34
35.67
20.19
0.0001
0.0001
0.0001
Tabel Larnpiran 16. Dafiar sidik ragam kandungan total kolagen kelenjar susu tikus
yang disuperovulasi dengan level dosis PMSG dan fase siklus
estrus berbeda yang diamati selama siklus estrus
Model
Galat
Total
KT
DB
JK
15
64
79
949.65 177
359.07087
1308.72264
63.31012
5.61048
Fhit
11.28
Pr > F
0.0001
>'
R-kuadrat
0.72563
Sumber Keragaman
Luteal
Dosis
Luteal*Dosis
K.V.
16.58724
Akar MSE
2.36865
Rata-rata Kolagen
14.27992
DB
Anova JK
KT
Fhit
3
478.07919
356.85635
114.71623
159.35973
1 18.95212
12.74625
28.40
21.20
2.27
3
9
Pr > F
0.0001
0.0001
0.0281