makalah kelompok 1 regulasi fungsi gonad
DESCRIPTION
biologiTRANSCRIPT
REGULASI FUNGSI GONAD
MAKALAH
Disusun untuk Memenuhi Tugas Matakuliah
Fisiologi Reproduksi
yang Dibina oleh Ibu Dr. Umie Lestari, M.Si dan Dra. Nursasi Handayani, M.Si.
Oleh kelompok 1:
Luana Indah Sari 1203424
Luluk Husniya 120342422483
Nilam Safitri 120342410521
Riza Rahayu Ilmawati 120342422495
The Learning University
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN BIOLOGIRAM STUDI BIOLOGI
September 2015
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR......................................................................................i
DAFTAR ISI....................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.......................................................................................1
1.2 Tujuan ...................................................................................................1
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Regulasi fungsi gonad............................................................................2
2.2 Aksis hipotalamus-hipofisis mengontrol fungsi gonad..........................3
2.3 Hipotalamus Mengandung Kelompok Neuron yang Memiliki
Fungsi Spesifik.......................................................................................4
2.4 Sistem neurosecretory magnoselular hipotalamus
mengeluarkan oxytocin dan vasopressin dari hipofisis posterior..........5
2.5 Kontrol sistem neurosecretory hipotalamus anterior parvoselular
sekresi hormon hipofisis........................................................................6
2.6 SeksresiHhipotalamus Pulsatile dari Sekresi Gonadotropin
Kontrol GnRH........................................................................................7
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan............................................................................................10
DAFTAR RUJUKAN
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan karunia-Nya,
serta kemudahan dan kelapangan, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan
judul “Regulasi Fungsi Gonad”. Penulis menyadari bahwa penyusunan makalah ini dapat
terselesaikan berkat bantuan, bimbingan, petunjuk, dan nasihat dari berbagai pihak sehingga
berbagai kesulitan dapat teratasi. Penulis sampaikan rasa terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Umie Lestari, M.Si., dan Dra. Nursasi Handayani, M.Si selaku dosen pembimbing
yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan saran kepada penulis selama penyusunan
makalah.
2. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT senantiasa mencurahkan rahmat dan karunia-Nya kepada semua
pihak yang telah memberikan segala bantuannya. Penulis menyadari makalah ini masih
belum sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan
demi kesempurnaan makalah ini. Penulis mengucapkan terima kasih dan mohon maaf.
Penulis berharap semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang
membutuhkan.
Malang, September 2015
Penulis
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam bidang reproduksi, dikenal adanya poros hormon reproduksi yang mencakup
susunan sentral, susunan perifer, dan organ atau tempat sasaran hormon. Selain itu, dikenal
pula organ-organ endokrin ekstragonad yang seringkali berpengaruh timbal balik. Poros
hormon reproduksi tersebut meliputi susunan sentral yang terdiri dari: 1) pineal; 2)
hipotalamus; dan 3) hipofisis serta susunan perifer yang terdiri dari: 1) ovarium, dan 2)
endometrium. Sedangkan organ endokrin ekstragonad yang berpengaruh terhadap reproduksi
meliputi: 1) timus; 2) tiroid; 3) adrenal; dan 4) pankreas.
Pada bab sebelumnya telah dipelajari mengenai sintesa hormon steroid seks yang
diproduksi oleh gonad dan diatur oleh dua jenis hormon gonadotrofik. Sebagai contoh,
Follicle stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH) dari hipofise yang
membawa pengaruh baik pada ovarium maupun terstis (Anwar, 2006). FSH terutama
bertanggung jawab pada pengaturan perkembangan sel germinal pada kedua jenis kelamin
dan sintesis estrogen ovarium wanita. LH dan hCG merangsang sintesis steroid seks
androgenik baik pada testis maupun ovarium, dan produksi progesterone oleh korpus luteum.
Berkaitan dengan hal tersebut, maka pada bab ini akan dipelajari mengenai mekanisme
sekresi hormon pituitari yang memproduksi hormon FSH dan LH serta pengaruhnya terhadap
sistem saraf pusat, terutama hipotalamus yang menengahi antara pengaruh hormon dan
lingkungan terhadap reproduksi.
1.2 Tujuan
1. Menjelaskan mengenai regulasi fungsi gonad
2. Menjelaskan mekanisme hubungan hipotalamus-hipofisis
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Regulasi fungsi gonad
Pada semua vertebrata termasuk mamalia jantan dan betina memiliki kesamaan
regulasi gametogenesis dan fungsi reproduksi yang dikendalikan oleh axis hipotalamus-
hipofisis-gonad (HPG) yang berhubungan pada axis hormonal, gonadotropin-releasing
hormone (GnRH) -gonadotropin-steroid. Target utama dari GnRH adalah sel gonadotropin,
yang terletak di adenohypophysis yang melepaskan dua hormon yaitu gonadotropin, folikel
stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH), yang melalui sirkulasi untuk
mencapai gonad dan mengatur gametogenesis melalui sintesis hormon steroid (Meccariello,
dkk. 2014). Neuron GnRH di hipotalamus mengendalikan fungsi reproduksi dengan
mengintegrasikan informasi dari sinyal lingkungan dengan informasi internal seperti nutrisi
dan hormonal. Sinyal ini akan mengendalikan produksi GnRH di otak dan pelepasannya ke
kelenjar pituitari (Maruska&Fernald, 2011).
Bukti pertama dari hubungan antara hipofisis dan gonad muncul pada tahun 1905 dari
sebuah studi pada hewan dikebiri, yang menunjukkan hipertrofi dari kelenjar hipofisis.
Kemudian pada tahun 1910, dan Homans rekan kerjanya menunjukkan bahwa "eksperimental
hipofisektomi" pada hewan prapubertas diinduksi infantilisme gonad. Sedangkan pada tahun
1930 mengemukakan bahwa terjadi hubungan timbal balik antara gonad dan hipofisis. Lalu
pada tahun 1954, digambarkan adanya umpan balik panjang yang menghubungkan
hipotalamus dan gonad.
Meskipun aksi fungsional sumbu HPG sama di semua vertebrata, anatomi dasar dari
hubungan antara hipotalamus-hipofisis berbeda secara antara ikan dan mamalia. Dalam ikan
teleost, neuron GnRH1 di daerah preoptic otak mengirim aksonal langsung ke kelenjar
hipofisis anterior dimana GnRH1 dilepaskan dari terminal saraf di sekitar sel gonadotropin,
mengikat membran-terikat G-protein-coupled reseptor GnRH, dan menyebabkan sintesis dan
pelepasan dua gonadotropin, LH dan FSH. Persarafan saraf langsung ini berbeda pada
mamalia, hipofisis secara fungsional sama namun berbeda dari mamalia dimana neuron
GnRH1 melepaskan peptida ke eminensia median hipotalamus untuk mengirimmelalui
hipotalamus-hypophyseal sistem portal darah ke hipofisis anterior. Selanjutnya sel penghasil
hormon yang berbeda jenis (misalnya, gonadotropin, somatotropes, thyrotropes, dll) diatur
dalam pola mosaik pada hipofisis mamalia, sedangkan hipofisis ikan mempertahankan
keadaan embrio yang dalam organisasi kompartemen di mana setiap jenis sel tertentu
terlokalisir di hipofisis yang berbedakompartemen (Maruska&Fernald, 2011).
2
Hormon gonadotropin LH dan FSH dilepaskan dari kelenjar pituitari kemudian
melalui sirkulasi ke testis dengan mengikat reseptor LH dan FSH (golongan rhodopsin-
seperti G-protein-coupled receptors). Terdapat perbedaan penting antara ikan dan mamalia
pada lokasi reseptor seluler dan bagaimana LH dan FSH bekerja di testis. Pada mamalia,
LHR didalam sel Leydig dan terutama berfungsi untuk merangsang biosintesis dan
melepaskan steroid, sedangkan FSHR ditemukan dalam sel-sel Sertoli yang memainkan
peran utama dalam produksi sperma. Sedangkan pada teleosts, LHR dinyatakan terdapat pada
sel Leydig dan Sertoli dan FSHR ditemukan di Leydig, Sertoli, dan sel germinal awal.
2.2 Aksis hipotalamus-hipofisis mengontrol fungsi gonad
Hipofisis mensekresi gonadotropin, prolaktin dan oksitosin. Kelenjar pituitari
terletak pada fossa hypophyseal tulang sphenoid, tumpang tindih dengan lipatan melingkar
duramater, sel diaphragma, yang berhubungan dengan otak melalui yang tangkai hipofisis
atau infundibulum. Kelenjar ini memiliki suplai darah yang sangat kaya berasal dari arteri
karotis interna superior dan inferior cabang hypophyseal.
Ada dua lobus utama dari kelenjar hipofisis pada manusia. Lobus anterior
(adenohypophysis) secara embriologis berasal dari divertikulum kecil (kantong Rathke)
sepanjang faring dorsal. Lobus posterior yang berukuran lebih kecil (neurohypophysis), yang
secara embriologis berasal dari neuroectoderm. Lobus intermediate (pars intermedia,
subdivisi kecil adenohypophysis) terletak di antara lobus anterior dan lobus posterior.
Lobus anterior hipofisis berisi berbagai jenis sel, di antaranya gonadotropin
(sel basofilik mengandung FSH atau LH) dan lactotropin (sel acidophilic yang mengandung
prolaktin). Selain FSH, LH dan prolaktin, hipofisis anterior mengeluarkan hormon
pertumbuhan (GH) dari somatotropin, adrenocorticotrophin hormon (ACTH atau
corticotropin) dari corticotropin, dan thyroid-stimulating hormone (TSH atau thyrotrophin)
dari tirotropin. Lobus posterior hipofisis mengeluarkan dua hormon nonapeptide: arginin
vasopressin (AVP atau antidiuretik hormone) dan oksitosin. Kedua lobus dari hipofisis
terhubung anatomis dan fungsional dengan hipotalamus.
3
Gambar hipotalamus dan hipofisis manusiaSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
2.3 Hipotalamus Mengandung Kelompok Neuron yang Memiliki Fungsi Spesifik
Hipothalamus merupakan suatu regio kecil di otak, beratnya hanya sekitar 10 gram.
Letaknya di dasar otak, tepat di atas dan posterior kiasma optikum dan berdampingan dengan
bagian anterior dari ventrikel ketiga. Organ ini terdiri dari kawasan medial dan lateral.
Gambar : Letak dari hipotalamusSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
4
Kawasan medial hipotalamus terbagi menjadi sejumlah regio yang lebih kecil, yaitu
kelompok anterior meliputi inti-inti praoptik, paraventrikuler, supraoptik, dan hipotalamus
anterior; kelompok tuberum meliputi inti-inti vantromedial, dorsomedial, tuberum lateral, dan
arkuatus; dan kelompok posterior meliputi inti-inti hipotalamus posterior, mamilaris,
supramamilaris, tuberomamilaris. Kebanyakan neuron-neuron yang menghasilkan hormon-
hormon hipotalamik terletak di kawasan tuberum. Kawasan hipotalamus lateral terletak
lateral terhadap kawasan hipotalamus medial dan mengandung neuron-neuron yang
menghubungkan bagian otak lainnya dengan inti hipotalamus medial.
Hipotalamus mempunyai hubungan saraf yang begitu banyak dengan bagian-bagian
otak yang lain. Oleh karena itu, hipotalamus disebut juga sebagai pemadu impuls saraf dan
impuls hormonal. Pengaruh-pengaruh dari luar seperti cekaman, emosi, dan perubahan
suasana dapat mempengaruhi fungsi hipotalamus.
2.4 Sistem neurosecretory magnoselular hipotalamus mengeluarkan oxytocin dan
vasopressin dari hipofisis posterior
Neuron magnoselular terletak di supraoptik dan inti paraventrikular yang merupakan
tempat sintesis dari dua hormon utama dari hipofisis posterior (vasopresin dan oksitosin).
Setiap hormon disintesis dalam subset khas neuron, dan masing-masing dikemas dengan
protein yang mengikat (neurophysin). Badan sel proyeksi akson langsung ke lobus posterior
hipofisis melalui saluran hypophyseal hypothalamo. Hormon yang terikat melewati proses
aliran axoplasmik untuk disimpan di lobus posterior lewat pelepasan hormon ke dalam aliran
darah. Sistem neuron di hipotalamus disebut magnoselular (yaitu besar bersel) sistem
neurosecretory.
5
Gambar: Sistem neurosecretory magnoselular hipotalamusSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
2.5 Kontrol sistem neurosecretory hipotalamus anterior parvoselular sekresi hormon
hipofisis
Berbeda dengan koneksi saraf langsung menghubungkan hipotalamus dan hipofisis
posterior, hipotalamus berkomunikasi dengan lobus anterior secara tidak langsung oleh rute
pembuluh darah. Berbagai hormon neuropeptide kecil disintesis dalam neuron hipotalamus,
disebut parvoselular (yaitu kecil bersel) sistem neurosecretory.
Beberapa daerah hipotalamus mengandung neuron parvoselular. Beberapa ada yang
berada di sekitar inti ventricle ketiga disebut anterodorsal atau posteroventral paraventrikular
(PVN), ventromedial (VMN atau periventrikel) dan inti arkuata. Sedangkan neuron lainnya
terletak di preoptic medial dan daerah hipotalamus anterior. Akson dari neuron ini nenuju
ruang pembuluh pericapillary pleksus portal di eminensia median. Kapiler ini berasal dari
arteri hypophyseal superior dan inferior dari hipotalamus ke hipofisis anterior. Neuron
hormon yang dilepaskan ke dalam portaldarah dan masuk ke hipofisis anterior bertindak
sebagai gonadotrophs, thyrotrophs, corticotrophs, somatotrophs dan lactotrophs untuk
mengatur sintesis dan pelepasan berbagai hormon.
6
Gambar Tiga bagian koronal pada anterior-posterior berbeda dari hipotalamus manusiaSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
a) Ventrikel ketiga diapit oleh inti paraventrikular anterior (magnoselular) bersama dengan
inti supraoptik lateral membentuk kiasma optik dan mensintesis oksitosin dan vasopressin.
Kemudian diangkut sepanjang hipotalamus-hypophyseal saluran (akson neuron dengan badan
sel di inti) ke hipofisis posterior. Ditampilkan juga wilayah inti suprachiasmatic dan
hipotalamus-preoptic daerah anterior (AHA-POA).b) hubungan antara arkuata parvoselular
dan inti ventromedial ditunjukkan melalui infundibulum dan median eminence (VMN).
Kapiler pleksus Portal ditemukan di wilayah ini. c) Daerah berlabel LAT HYP di tiga bagian
adalah hipotalamus lateral, yang terdiri dari banyak serabut saraf dari batang otak dan turun
dari daerah limbik dan penciuman rostral. Jalur ini merupakan sistem input/ output utama
untuk inti hipotalamus ditempatkan (Johnson&Everitt, 2010).
2.6 SeksresiHhipotalamus Pulsatile dari Sekresi Gonadotropin Kontrol GnRH
Hormon glikoprotein LH dan FSH disekresikan oleh kelenjar anterior pituitari.
Hipothamalus mengeluarkan GnRH dengan proses sekresinya setiap 90-120 menit melalui
aliran portal hipothalamo hipofisial. Ilmu imuno sitokimia menyatakan bahwa beberapa
hormon secara umum dihasilkan dari sel yang berbeda, tapi keduanya mungkin dapat
ditemukan pada sel yang sama. Sintesis dan sekresidari FSH dan LH bergantung pada GnRH.
7
Teknik histokimia berada pada mRNA GnRH, GnRH sendiri dan prekursornya peptide
menjadi dua subset utama dari saraf parvoseluler: kelompok neuron dalam rangkaian pusat
pada medial preoptic dan berbatasan dengan hipotalamus anterior dan sebagian kecil arcuate
nucleus. Saraf terminal mengandung GnRH terutama hubungan pintu kapiler pada zona
lateral palisade terutama bagian tengah, site utama dari neuro sekresi GnRH menuju
pembuluh darah.
Gambar : representasi skematis sitem neurosekretori GnRH parvoselularSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
GnRH adalah mediator paling penting yang menyampaikan reproduksi melewati
CNS. Beberapa abnormalitas sintesis, penyimpanan, pelepasan ataukerja GnRH akan
menyebabkan kegagalan fungsi gonad.
8
Gambar : GnRH dideteksi dengan imunofuorescenceSumber: (Johnson&Everitt, 2010)
Sekresi GnRH sangat penting untuk sekresi gonadotropin. Dengan demikian, setelah
penghapusan GnRH endogen oleh penghancuran mediobasal hipotalamus, LH dan FSH
sekresi dapat dikembalikan dengan penggunaan pompa infus intravena yang diprogram untuk
memberikan GnRH eksogen di pulsasi pada frekuensi yang terlihat alami. Persyaratan
penting ini untuk sekresi pulsatil GnRH dapat dipahami dalam hal regulasi dengan GnRH
dari reseptornya pada gonadotropin. Dengan demikian, respon pertama terhadap suatu GnRH
pulsa merupakan pelepasan awal LH dan FSH yang tersimpan terjadi dalam beberapa menit
dan berlangsung selama 30-60 menit. Setelah mengikat, beberapa kompleks reseptor GnRH
tetap pada permukaan sel sementara yang lain diinternalisasikan melalui lubang dilapisi
dengan struktur lisosom di mana degradasi peptida dapat terjadi. Pembukaan selanjutnya
gonadotropin untuk GnRH, atau infus panjang bertindak GnRH analog, menghasilkan hunian
dipelihara dari reseptor dan diikuti oleh downregulation internalisasi reseptor dan
pengurangan hipofisis LH dan FSH dan konten sekresi.
9
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Neuron hipotalamus GnRH mengatur sintesis dansekresi FSH dan LH oleh hipofisis
anterior. GnRH dilepaskan sebagai rangkaian pulsa ke dalam pembuluh portal, mencapai dan
mengikat reseptor pada gonadotropin, dan sekresi onadotropin yang sama, dengan cara
pulsatil. Perubahan dalam output LH dan FSH bisa karena itu (1) dicapai dengan
meningkatkan atau menurunkan baik amplitudo atau frekuensi pulsa GnRH, atau (2) oleh
modulasi respon dari gonadotropin untuk pulsa.
10
DAFTAR RUJUKAN
Johnson, M. and Everitt, B. 2010. Essential Repoduction. ed3. Oxford Blackwell.
Maruska, Karen P., and Fernald, Russell D.2011. Social Regulation of Gene Expression in
the Hypothalamic-Pituotary-Gonadal Axis. Physiology 26:412-423, 2011.
Meccariello, Rosaria.,Fasano, Silvia., Pierantoni, Riccardo.2014. Modulators of
Hypothalamic Pituitary–Gonadal Axis For The Control of Spermatogenesis and
Sperm Quality in Vertebrates. (Online) www.frontiersin.org. Frontiersin of Endokrin
Neaples.