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

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

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,

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

Judul Penelitian : Pengaruh Superovulasi pa& Laju Ovulasi, Konsentrasi Estradiol dan Progesteron, serta Pertumbuhan dan Perkembangan Uterus dan Kelenjar Susu Tikus Putih (Ratfus Sp.) selama Siklus Estrus

Nama Mahasiswa : Hernawati

NRP : 98255

Program Studi : Biologi

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

a )

(Dr. Nastiti Kusurnorini

Ketua Anggota

Mengetahui,

2. Ketua Program Studi Biologi

(Dr. Ir. H. Dede Setiadi. M.S.)

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

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.

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

ke rjasama 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

DAFTAR

IS1

DAFTAR GAMBAR

...

X

DAFTAR TABEL

...

xi

DAFTAR LAMPIRAN

...

vii

PENDAHULUAN

...

1

Latar Belakang

...

...

Tujuan Penelitian

...

Manfaat Penelitian TINJAUAN PUSTAKA

...

7

Superovulasi

...

7

Siklus Estrus

...

11

Ovarium

...

14

Uterus

...

18

Kelenjar Susu

...

21

Hormon-hormon Ovarium

...

25

MATERI DAN METODE

...

30

KESIMPULAN DAN SARAN

...

62

Kesimpulan

...

...

Saran

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

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 sintesis DNA

dan proliferasi sel-sel uterus (Yarnashita et al., 1990). Estradiol juga bekerja

pada uterus melalui peningkatan ekspresi reseptor 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

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, 1 995; Binkley, 1 995).

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

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

"

.

pituitrari inhibin

1 U

-

I

I

F,,

\

estrogen

\

)

inhibin

Cairan antnl .. activin

progesteron

FASE

I

LUTEAL

FOLIKULER

[image:51.595.122.472.163.618.2]

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). Pada tikus, konsentrasi estradiol dalam

serum induk mencapai 56,397

+

9,163 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

\ 8

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 1,95 1

+

1,947 pg/ml) yaitu menjelang kelahiran (Tuju dan Manalu 1996a). Progesteron merupakan hormon yang disekresikan oleh korpus luteum,

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

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<0.01). Secara numerik jurnlah korpus luteum pada luteal hari ke satu sampai luteal hari ke tiga cenderung menurun. Beberapa kemungkinan mengapa

jumlah korpus luteum pada fase luteal cenderung menurun. Pertama; kemungkinan

karena sejumlah korpus luteum telah mengalami peluruhan seiring dengan waktu

siklus yang berubah. Kedua; kemunglunan karena korpus luteum yang terbentuk

pada fase luteal memang sedikit. Hal ini dapat disebabkan adanya kompetisi

dari folikel-folikel yang banyak tumbuh di dalam ovarium, sehingga hanya sebagian

dari folikel-folikel tersebut yang diovulasikan dan akhirnya korpus luteum yang

terbentuk hanya sedikit. Ketiga; penentuan antara bentuk folikel dan korpus luteum

yang kurang tepat. Jadi ada kemungkinan pada fase luteal lebih banyak folikel

. I '

yang dihitung dan bukan korpus luteurn.

Data percobaan pengaruh penyuntikan hormon gonadotropin (PMSG dan HCG) pada bobot ovarium tikus selama siklus estrus disajikan pada Tabel 2. Dari

' *

tabel tersebut dapat dilihat bahwa total bobot ovarium tikus yang disuperovulasi pada

dosis

37.5,

75,

dan 150

I.U.

lebih berat (P<O.Ol) dibandingan kontrol selama siklus

estrus. Hal ini kemungkinan oleh banyaknya folikelkorpus luteum yang

[image:104.569.54.448.152.336.2] [image:104.569.40.476.471.653.2]

Tabel Larnpiran 15. Daftar sidik ragarn kandungan total glikogen kelenjar susu tikus yang disuperovulasi dengan level dosis PMSG dan fase siklus estrus berbeda yang diamati selama siklus estrus

Sumber Keragaman DB JK KT Fhit Pr > F

Model 15 2282.30077 152.15338 29.12 0.0001

Galat 64 334.4401 8 5.22563

Total 79 26 16.74095

R-kuadrat K.V. Akar MSE Rata-rata Glikogen

0.87219 16.1 1210 2.28596 14.18786

Sumber Keragaman DB Anova JK KT Fhit Pr > F

Luted 3 773.52490 257.84163 49.34 0.0001

Dosis 3 559.21790 186.40597 35.67 0.0001

Luted*Dosis 9 949.55797 105.50644 20.19 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

DB

JK KT Fhit Pr > F

Model 15 949.65 177 63.31012 11.28 0.0001

Galat 64 359.07087 5.61048

Total 79 1308.72264

> '

R- kuadrat K.V. Akar MSE Rata-rata Kolagen

0.72563 16.58724 2.36865 14.27992

Sumber Keragaman DB Anova JK

KT

Fhit Pr >

F

Luteal 3 478.07919 159.35973 28.40 0.0001

Dosis 3 356.85635 1 18.95212 21.20 0.0001