TESIS
PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT
PENURUNAN JUMLAH SPERMATOZOA YANG
MEMILIKI MORFOLOGI NORMAL PADA MENCIT
DEWASA YANG DIBERIKAN LATIHAN FISIK
BERLEBIH
NIKEN AYU MERNA EKA SARI NIM : 1290761005
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
TESIS
PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT
PENURUNAN JUMLAH SPERMATOZOA YANG
MEMILIKI MORFOLOGI NORMAL PADA MENCIT
DEWASA YANG DIBERIKAN LATIHAN FISIK
BERLEBIH
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada Program Magister Ilmu Biomedik
Program Pascasarjana Universitas Udayana
NIKEN AYU MERNA EKA SARI NIM : 1290761005
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL : 23 Oktober 2015
Penetapan Panitia Penguji Tesis
Pembmbing I
Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M. Repro NIP.194612311969021001
Pembimbing II
Prof . Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp. And., FAACS NIP.194612131971071001
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK NIP.195805211985031002
Direktur
Program Pascasarjana Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi,Sp.S (K) NIP.195902151985102001
Tesis Ini Telah Diuji Pada Tanggal 23 Oktober 2015
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana Nomor : 3236/UN14.4/HK/2015 Tanggal : 1 Oktober 2015
Penguji :
1. Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M. Repro 2. Prof . Dr. dr. Wimpie Pangkahila, Sp. And., FAACS 3. Prof. dr. I Gusti Made Aman Sp.Fk
4. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M. Sc. And.
5.
Dr. dr. Bagus Komang Satriasa, M. ReproPertama-tama perkenankanlah penulis mengucapkan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Allah SWT yang selalu memberikan rahmat-Nya sehingga penyusunan tesis yang berjudul “Pemberian Melatonin Menghambat Penurunan Jumlah Spermatozoa yang Memiliki Morfologi Normal Pada Mencit Dewasa yang Diberikan Latihan Fisik Berlebih” bisa terselesaikan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M. Repro selaku pembimbing I dan Prof . Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp. And., FAACS selaku pembimbing II yang telah menyediakan waktu, tenaga, pikiran, memberikan bimbingan serta petunjuk kepada penulis di dalam melakukan kegiatan penyusunan tesis.
Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp. PD KEMD., terima kasih kepada Direktur Program Pasca Sarjana Universitas Udayana Prof . Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K), atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. I Putu Astawa, Sp.OT(K).,M.Kes, selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, serta kepada Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK selaku Ketua Program Studi Ilmu Biomedik, yang selalu memberikan semangat untuk menyelesaikan tesis sebagai syarat kelulusan studi di Universitas Udayana.
Ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada para penguji yaitu Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M. Sc.,Sp. And, Dr. dr. Bagus Komang Satriyasa, M. Repro serta Prof. dr. I Gusti Made Aman., Sp.Fk yang telah memberikan masukan
dan saran, sanggahan dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Drh. Wayan Bebas, M. Kes yang telah membantu dan membimbing dalam pembedahan dan pengamatan morfologi spermatozoa mencit serta I Gede Wiranatha, S. Si yang telah membantu dan membimbing penulis selama melakukan penelitian terhadap hewan coba.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua, suami serta adik yang selalu memberikan semangat dan doa. Tidak lupa juga kepada teman-teman di Program Studi Keperawatan yang telah memberikan bantuan, semangat serta masukan dalam penyusunan tesis ini.
Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian hasil penelitian ini.
Denpasar, 23 Oktober 2015
Penulis
ABSTRAK
PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT PENURUNAN JUMLAH SPERMATOZOA YANG MEMILIKI MORFOLOGI NORMAL PADA MENCIT DEWASA YANG DIBERIKAN LATIHAN FISIK BERLEBIH
Olahraga yang melampaui batas kelelahan dapat menyebabkan peningkatan laju pembentukan radikal bebas yang dapat menyebabkan stres oksidatif. Stres oksidatif yang meningkat memicu terjadinya peroksida lipid. Peroksida lipid ini menyebabkan gangguan sintesis dan sekresi GnRH hipotalamus sehingga hipofisis gagal untuk mensekresi FSH dan LH. Selanjutnya sel Leydig gagal mensintesis testosteron dan sel sertoli tidak mampu melakukan fungsinya sebagai nurse cell yang dapat menyebabkan keabnormalan spermatozoa morfologi normal. Pemberian melatonin diharapkan dapat mengatasi stres oksidatif melalui dua cara yaitu menetralisir radikal bebas dan meningkatkan aktivitas enzim antioksidan. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuktikan pengaruh melatonin dalam menghambat penurunan jumlah spermatozoa yang memiliki morfologi normal pada mencit dewasa yang diberikan latihan fisik berlebih.
Penelitian ini adalah penelitian eksperimen dengan menggunakan postest
only control group design. Sampel dalam penelitian ini adalah mencit dewasa
Strain Balb/C dengan kriteria sehat, berat badan 20-25 gram, dan umur 2-3 bulan.
Secara random, 33 ekor mencit dibagi menjadi 3 kelompok yaitu 11 mencit kelompok kontrol, 11 mencit kelompok perlakuan I pemberian latihan fisik berlebih dan aquades 0,8 ml, 11 mencit kelompok perlakuan II pemberian latihan fisik berlebih dan melatonin 0,8 ml secara oral selama 35 hari.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah spermatozoa morfologi normal pada mencit yang diberikan latihan fisik berlebih memiliki perbedaan yang bermakna (p<0,05) pada kelompok perlakuan II setelah diberikan melatonin, dimana rerata spermatozoa morfologi normal kelompok kontrol (tanpa perlakuan) adalah 80,91, rerata morfologi kelompok perlakuan I (latihan fisik berlebih dan aquades) adalah 54,00 dan rerata morfologi perlakuan II (latihan fisik berlebih dan melatonin) adalah 74,82.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian melatonin pada mencit dewasa yang diberikan aktivitas fisik berlebih menghambat penurunan jumlah spermatozoa yang memiliki morfologi normal. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dipakai sebagai dasar penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh melatonin terhadap fungsi organ reproduksi lainnya seperti sel Leydig dan kadar hormon testosteron.
Kata Kunci : Melatonin, Latihan Fisik Berlebih, Spermatozoa Morfologi Normal
ABSTRACT
ADMINISTRATION OF MELATONIN INHIBIT THE DECREASE OF NORMAL MORPHOLOGY SPERMATOZOA OF OVERTRAINING
Overtraining can lead to an increase in the rate of formation of free radicals that can cause oxidative stress. Due to increased oxidative stress, lipid peroxide then occurs. These lipid peroxides can cause synthesis and secretion of pituitary GnRH hypothalamus that fail to secrete FSH and LH. Furthermore Leydig cells failed to synthesize testosterone and the Sertoli cell is not able to perform its function as a nurse cell that can cause sperm morphological abnormality. Administration of melatonin is expected to cope with oxidative stress that can cause infertility in men in two ways to neutralize free radicals and increase the activity of antioxidant enzymes. The research goal is to prove effect of melatonin to inhibit decrease normal spermatozoa morphological on overtraining of adult mice.
The study was an experimental research by using the post-test only control group design. The samples in this study were adult male mice of strain Balb / C with healthy criteria, weight 20-25 grams, and age of 2-3 months. Randomly, 33 mice were divided into 3 groups: control group of 11 mice, 11 mice intervention group I, were given Overtraining and 0.8 ml of distilled water, 11 mice intervention group II were given Overtraining and administration of oral melatonin of 0.8 ml for 35 days.
Results of the study showed that there was an increase in the number of normal sperm morphology in male mice that given Overtraining significantly (p <0.05) in the intervention group II after the administration of melatonin, which means that sperm morphology control group was 80.91, the average morphology intervention group I was 54.00 and the average of morphology intervention II was 74.81.
Based on these results it can be concluded that the administration of melatonin in overtraining adult mice may increase progressively normal sperm morphology. It is expected that this study can be used as a basis for further research to determine the effect of administration of melatonin on the function of the reproductive organs, such as the Leydig cell and the testosterone levels.
Keywords: Melatonin, Overtraining, Morphology of spermatozoa
DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM………. i
PRASARAT GELAR ……… ii
LEMBAR PENGESAHAN ………... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI TESIS………. iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT……….. v
UCAPAN TERIMA KASIH……….. vi
ABSTRAK………... viii ABSTRACT……… ix DAFTAR ISI……….. x DAFTAR TABEL ... xiv DAFTAR GAMBAR ……… xv DAFTAR SINGKATAN ………. xvi DAFTAR LAMPIRAN ……… xviii BAB I PENDAHULUAN………. 1 1.1 Latar Belakang………. 1 1.2 Rumusan Masalah……… 5 1.3 Tujuan penelitian………. 6 1.4 Manfaat Penelitian ... 6 1.4.1 Manfaat Teoritis ... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 7
2.1 Spermatozoa ... 7
2.1.1 Organ Reproduksi Mencit Jantan ... 7
2.1.2 Spermatozoa Mencit ... 8
2.1.4 Pemeriksaan Spermatozoa Morfologi Normal ... 12
2.1.5 Pewarnaan Eosin Nigrosin Sitrat Pada Spermatozoa ... 13
2.1.6 Penilaian Spermatozoa Morfologi Normal……… 15
2.2 Radikal Bebas ... 17
2.2.1 Definisi Radikal Bebas ... 17
2.2.2 Sumber Radikal Bebas ... 18
2.2.3 Sifat Radikal Bebas ... 19
2.2.4 Tahapan Pembentukan Radikal Bebas………. 20
2.2.5 Radikal Bebas dan Oksidan……….. 20
2.3 Pelatihan Fisik Berlebih ... 22
2.3.1 Olahraga... 22
2.3.2 Pelatihan Fisik Berlebih ... 23
2.3.3 Hubungan Aktivitas Berlebih dengan Radikal Bebas ... 24
2.4 Antioksidan……… 26 2.4.1Definisi Antioksidan………. 26 2.4.2 Jenis Antioksidan………. 26 2.4.3 Efek Antioksidan………. 28 2.5 Kelenjar Pineal……….. 28 2.6 Melatonin……….. 29 2.5.1 Sintesis Melatonin……… 29 2.5.2 Sekresi Melatonin………. 30 2.5.3 Reseptor Melatonin……….. 32
2.5.4 Aktivitas Melatonin Sebagai Antioksidan……… 33
BAB III KERANGKA BERFIKIR KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN………. 35
3.1 Kerangka Berpikir………. 35
3.2 Konsep Penelitian……….. 36
3.3 Hipotesis Penelitian………... 37
4.1 Rancangan Penelitian……… 38
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian………... 39
4.3 Penentuan Sumber Data……… 40
4.3.1 Kriteria Sampel Penelitian……….. 40
4.3.1.1 Kriteria Inklusi………. 40
4.3.1.2 Kriteria Eksklusi………... 40
4.3.2 Besar Sampel……… 40
4.3.3 Teknik Pengambilan Sampel……….. 41
4.4 Variabel Penelitian……… 42
4.4.1 Identifikasi Variabel……… 42
4.4.2 Klasifikasi Variabel……… 42
4.4.3 Definisi Operasional Variabel……… 42
4.4.4 Hubungan Antar Variabel………... 43
4.5 Bahan Penelitian………... 44
4.6 Alat Penelitan……… 44
4.7 Prosedur Penelitian………... 45
4.7.1 Pembuatan Persediaan Melatonin yang di Dapat dari PT. Elo Karsa Utama Surabaya………. 45
4.7.2 Persiapan Hewan Coba……….. 45
4.7.3 Jalannya Penelitian……… 46
4.7.3.1 Pelaksanaan Penelitian……… 46
4.7.3.2 Perhitungan Dosis Melatonin………. 47
4.7.3.3 Perhitungan waktu Pemberhentian Paparan Cahaya Setelah Konsumsi Melatonin……….. 48
4.7.4 Alur Penelitian……… 49
4.7.5 Cara Membuat Sediaan Mikroskopis………. 50
4.7.6 Cara Pengumpulan Data……… 50
4.8 Analisa Data………. 50
BAB V HASIL PENELITIAN ……… .... 52
5.1.1 Distribusi Frekuensi Spermatozoa Morfologi Normal Pada Kelompok Kontrol, Perlakuan I dan Perlakuan II
……… 52
5.2 Hasil Analisis Spermatozoa Morfologi Normal Kelompok Kontrol, Perlakuan I dan Perlakuan II Pada Mencit Jantan Dewasa yang Diberikan Aktivitas Berlebih……… 53
5.2.1 Uji Normalitas Data ……….. 53
5.2.2 Uji Homogenitas Data……… 53
5.2.3 Analisis Perbedaan Spermatozoa Morfologi Normal Kelompok Kontrol, Perlakuan I dan Perlakuan II ……… 54
5.2.4 Analisis Komparasi Antar Kelompok ……… 55
BAB VI PEMBAHASAN ……….. 57
6.1 Efek Pelatihan Fisik Berlebih Terhadap ……… 57
6.2 Efek Proses Menua Terhadap Penurunan Jumlah Spermatozoa yang Memiliki Morfologi Normal………. 59
6.3 Efek Pemberian Melatonin Terhadap Penurunan Jumlah Spermatozoa yang Memiliki Morfologi Normal Mencit yang Diberikan Aktivitas Fisik Berlebih ………. 60
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ……… 63
7.1 Kesimpulan ……… 63
7.2 Saran ………. 63
DAFTAR PUSTAKA……… 64
DAFTAR TABEL
Halaman 5.1Konversi Dosis Berdasarkan Berat
Badan………. …… 47
5.1 Rerata Spermatozoa Morfologi Normal Kelompok Kontrol, Perlakuan I dan Perlakuan II Pada Mencit Jantan Dewasa yang Diberikan Aktivitas Berlebih ………. 52
5.2 Hasil Analisis Spermatozoa Morfologi Normal Kelompok kontrol, Perlakuan I dan Perlakuan II Pada Mencit Jantan Dewasa yang Diberikan Aktivitas Berlebih ……… 53
5.3 Perbedaan Rerata Spermatozoa Morfologi Normal Antar Kelompok Sesudah Diberikan Aktivitas Berlebih dan Melatonin ………… 54 5.4 Analisis Komparasi Spermatozoa Morfologi Normal Setelah Perlakuan
Antar Kelompok……… 55 Tabel
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Spematozoa Nomal ……… 15
2.2 Spermatozoa Tanpa Pengait Kepala……… 16
2.3 Spermatozoa Dengan Pengait yang Pendek………... 16
2.4 Spermatozoa Dengan Leher Patah………. 16
2.5 Spermatozoa Berekor Ganda………. 17
3.1 Konsep Penelitian……….. 36
4.1 Rancangan Penelitian……… 38
4.2 Hubungan Antar Variabel………. 43
4.3 Bagan Alur Penelitian……….. 49 Gambar
DAFTAR SINGKATAN
SINGKATAN
ATP : Adenosin Triphosphate
ADP : Adenosin Diphosphate
O2- : Oksigen Reactif Superoksida
H2O2 : Hydrogen Peroksida
DNA : Deoxyribo Nucleid Acid
ROS : Reactive Oxygen Spesies
OS : Stress Oksidatif
SOD : Superoksida Dismutase
Se : Selenium
Fe : Besi
Mg : Magnesium
OH : Oksigen Hidroksil
ONOO- : Peroksinitrita
LOO : Radical Peroksilipid
NO : Nitrogen Oxide
GPx : Gluthathion Peroksidase
CAT : Catalase
PUFA : Poly Unsaturated Fatty Acid
RH : Radical Hidroksil
O : Oksigen
P450scc : P450 Side-chain cleavage
FITT : Frequency, Intensity, Type, Time
T4 : Tiroksin
SHBG : Sex hormone Binding Globulin
AA-NAT : Arilalkilamin N-asetiltransferase
ANFK : N1-acetyl-N2-formyl-5-methoxykynuramine
AMK : N1-acetyl-5-methoxykynuramine
DHA : Docosahexaenoic
GnRH : Gonadotropin Releating Hormon
FSH : Folicle Stimulating Hormon
LH : Lutenizing Hormone
P : Populasi
R : Randomisasi
S : Sampel
RA : Random Alokasi
PBS : Phospat Buffered Saline
NaCl : Natrium Clorida
DAFTAR LAMPIRAN
1. Etika Clereance ... 69
2. Amandemen ... 70
3. Prosedur Penanganan Hewan Coba ... 71
4. Data Presentase Spermatozoa Morfologi Normal ... 75
5. Hasil Analisa Data ... 77
6. Dokumentasi Penelitian ... 78
7. Gambaran Kelainan Morfologi Spematozoa ... 83