FISIOLOGI REPRODUKSI PADA MENCIT (Mus musculus L.) Lela Juwita Sari (3415080205), Riski Sulistyani (3415080207), Eka Puspita Sari (3415080209) dan Lia Indrianita (3415083256)1 ABSTRAK Fisiologi reproduksi adalah suatu kajian yang berkaitan erat dengan hormon-hormon reproduksi yang berperan penting pada siklus reproduksi. Siklus reproduksi pada mammalia rendah disebut siklus estrus, sedangkan pada manusia siklus menstruasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbedaan ciri pada setiap fasenya (fase estrus pada mamalia rendah), yaitu proestrus, estrus, metestrus, dan diestrus. Penelitian ini dilakukan pada Senin, 13 Desember 2010 di Laboratorium Fisiologi FMIPA UNJ. Menyediakan mencit yang kemudian di masukkan sedikit garam fisiologis ke vagina mencit yang akan diamati lalu mengambil cairan vagina mencit dengan menggunakan cutton bud yang diputar-putar pada vaginya. Cairan vagina yang telah didapat diulas diatas objek glass lalu diwarnai dengan larutan turk dan kemudian diamati di bawah mikroskop untuk menentukan fase siklus mencit yang diamati. Hasilnya adalah mencit 1 dan mencit 3 sedang mengalami fase estrus yang ditandai dengan tidak adanya leukosit pada cairan vaginanya, sedangkan mencit 4 sedang mengalami fase proestrus yang ditandai dengan adanya leukosit juga terdapat sel epitel berinti dan sel squamosa. Fase-fase yang terjadi pada mencit berpengaruh pada perilaku mencit. Mencit betina akan sangat gelisah ketika akan kopulasi. Keywords : mencit, siklus estrus, vagina 1
Mahasiswa Pendidikan Biologi Reguler 2008, UNJ
A.
PENDAHULUAN Reproduksi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menghasilkan keturunan yang baru. Tujuannya adalah untuk mempertahankan jenisnya dan melestarikan jenis agar tidak punah. Pada manusia dan mamalia lainnya untuk mengahasilkan keturunan yang baru diawali dengan peristiwa fertilisasi. Sehingga dengan demikian reproduksi pada manusia dan mamalia lain dilakukan dengan cara generatif atau seksual. Siklus reproduksi adalah perubahan siklus yang terjadi pada sistem reproduksi (ovarium, oviduk, uterus dan vagina) hewan betina dewasa yang tidak hamil, yang memperlihatkan hubungan antara satu dengan yang lainnya. Siklus reproduksi pada mamalia primata disebut dengan siklus menstruasi, sedangkan siklus reproduksi pada non primata disebut dengan siklus estrus. Siklus estrus ditandai dengan adanya estrus (birahi). Pada saat estrus, hewan betin akan reseftif sebab di dalam ovarium sedang ovulasi dan uterusnya berada pada fase yang tepat untuk implantasi untuk fase berikutnya disebut dengan satu siklus estrus. Panjang siklus estrus pada tikus mencit adalah 4-5 hari, pada babi, sapi dan kuda 21 hari dan pada marmut 15 hari. Pada mamalia khususnya pada manusia siklus reproduksi yang melibatkan berbagai organ yaitu uterus, ovarium, mame yang berlangsung dalam suatu waktu tertentu atau adanya sinkronisasi, maka hal ini dimungkinkan oleh adanya pengaturan/koordinasi yang disebut dengan hormon (hormon adalah zat kimia yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin yang langsung dialirkan ke dalam peredaran darah dan mempengaruhi organ target). Fase dan Siklus Estrus Pada fase estrus yang dalam bahasa latin disebut oestrus yang berarti “kegilaan” atau “gairah”, hipotalamus terstimulasi untuk melepaskan gonadotropin-releasing hormone (GRH). Estrogen menyebabkan pola perilaku kawin pada mencit, gonadotropin menstimulasi pertumbuhan folikel yang dipengaruhi follicle stimulating hormone (FSH) sehingga terjadi ovulasi. Kandungan FSH ini lebih rendah jika dibandingkan dengan kandungan luteinizing hormone (LH) maka jika terjadi coitus dapat dipastikan mencit akan
mengalami kehamilan. Pada saat estrus biasanya mencit terlihat tidak tenang dan lebih aktif, dengan kata lain mencit berada dalam keadaan mencari perhatian kepada mencit jantan. Fase estrus merupakan periode ketika betina reseptif terhadap jantan dan akan melakukan perkawinan, mencit jantan akan mendekati mencit betina dan akan terjadi kopulasi. Mencit jantan melakukan semacam panggilan ultrasonik dengan jarak gelombang suara 30 kHz – 110kHz yang dilakukan sesering mungkin selama masa pedekatan dengan mencit betina, sementara itu mencit betina menghasilkan semacam pheromon yang dihasilkan oleh kelenjar preputial yang diekskresikan melalui urin. Pheromon ini berfungsi untuk menarik perhatian mencit jantan. Mencit dapat mendeteksi pheromon ini karena terdapat organ vomeronasal yang terdapat pada bagian dasar hidungnya. Pada tahap ini vagina pada mencit betinapun membengkak dan berwarna merah. Tahap estrus pada mencit terjadi dua tahap yaitu tahap estrus awal dimana folikel sudah matang, sel-sel epitel sudah tidak berinti, dan ukuran uterus pada tahap ini adalah ukuran uterus maksimal, tahap ini terjadi selama 12 jam. Lalu tahap estrus akhir dimana terjadi ovulasi yang hanya berlangsung selama 18 jam. Pada dasarnya dua jenis siklus yang berbeda ditemukan pada mamalia betina. Manusia dan banyak primata lain mampunyai siklus menstrtuasi (menstrual cycle), sementara mamalia lain mempunya siklus estrus (estrous cycle). Pada kedua kasus ini ovulasi terjadi pada suatu waktu dalam siklus ini setelah endometrium mulai menebal dan teraliri banyak darah, karena menyiapkan uterus untuk kemungkinan implantsi embrio. Satu perbedaan antara kedua siklus itu melibatkan nasib kedua lapisan uterus jika kehamilan tidak terjadi. Pada siklus mnestruasi endometrium akan meluruh dari uterus melalui serviks dan vagina dalam pendarahan yang disebut sebagai menstruasi. Pada siklus estrus endometrium diserap kembali oleh uterus, dan tidak terjadi pendarahan yang banyak (Campbell, 2004). Siklus estrus dapat dibagi dalam beberapa tahap yaitu tahap diestrus, proestrus, estrus, dan metestrus. Tahap-tahap siklus dapat ditentukan dengan melihat gambaran sitologi apusan vagina. Pada saat estrus, vagina memperlihatkan sel-sel
1
epitel yang menanduk. Pada saat estrus, vulva hewan betina biasanya merah dan bengkak. Adanya sumbat vagina setelah penyatuan menandakan bahjwa kopulasi telah berlangsung, dan hari itu ditentukan sebagai hari kehamilan yang ke nol. Pada fase estrus, terlihat pengaruh estrogen dan dikarakteristikkan oleh sel kornifikasi yang nyata (jelas) dan hilangnya leukosit. Pada akhir fase estrus, lapisan kornifikasi tampak sloughed off dan invasi leukosit terjadi. Selama diestrus, leukosit tampak berlimpah. Fase proestrus, tanpa leukosit dan dikarakteristikkan oleh sel epitel yang dinukleasi. Fase estrus terjadi dengan pengaruh hormon gonadotropin dan sekresi estrogen mempunyai pengaruh yang besar. Fase metestrus, selama fase ini dimana sinyal stimulasi estrogen turun. Uterus dipengaruhi oleh progesteron dan menjadi sikretori. Tipe fase ini adalah jelas dan mungkin berakhir 1-5 hari. Beberapa hewan mengeluarkan akibat penurunan tingkatan estrogen. Pada fase metestrus dimana uterus dipengaruhi oleh progesteron dan menjadi sikretori. Tipe fase ini adalah jelas dan mungkin berakhir 1-5 hari.Fase diestrus dikarakteristikkan oleh aktivitas corpus luteum dimana dalam memproduksi progesteron (Hill, 2006). Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap estrus adalah histologi dan fungsi hipotalamus serta hipofisis dalam kaitannya dengan proses reproduksi, terjadinya pubertas pada hewan betina termasuk faktor-faktor yang mempengaruhi siklus estrus serta proses pembentukan sel kelamin (gametogenesis). Selain itu terdapat faktor-faktor lain yang lebih berpengaruh yaitu hormon (Taw, 2008). B. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada hari Senin, 13 Desember 2010 berlokasi di Laboratorium Fisiologi FMIPA UNJ. Alat yang digunakan adalah cotton bud, object glass dan cover glass, pipet, papan bedah, dan mikroskop. Bahan yang digunakan adalah mencit (Mus musculus), garam fisiologis (larutan Nacl 0,7 %), dan larutan Turk. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen atau percobaan langsung. Pada percobaan sistem reproduksi hal pertama yang harus dilakukan yaitu, mengambil sedikit garam fisiologis dengan pipet, kemudian di masukkan ke vagina mencit yang akan diamati. Ambil cairan vagina dengan cotton bud dengan cara mengoleskan dan memutar-mutar ujung cotton bud ke mencit, letakkan cairan vagna ke objek glass, warnai dengan larutan Turk, kemudian gilas dengan cover glass dan amati dengan mikroskop. Catat estrus tikus yang diamati. C. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan pengamatan siklus estrus pada mencit, didapatkan hasil sebagai berikut : • Hasil Me nci t Ke1
Leuk osit
Sel Epitel Berinti
Sel Epitel tidak Bernt ii
Sel Squ amo se
Siklus Mencit
-
++
++++
+++
Estrus
2
-
-
3
-
-
4
++++ +
+
++++ ++++ + ++++ +++
-
MATI
+++
Estrus
+
Proest rus
•
PEMBAHASAN Mencit 1 Pada pengamatan ulasan vagina pada mencit pertama dapat diambil hasil bahwa mencit dalam fase estrus. Ciri khas dari fase estrus ini adalah tidak adanya leukosit pada ulasan vagina mencit. Hasil apus vagina pada fase estrus ditandai dengan sel-sel epitel yang mengalami penandukan (kornifikasi), tanpa inti dan terwarna pucat (Taylor, 1994 dalam Agung Janika Sitasiwi, 2010). Pada fase estrus betina siap menerima hewan jantan untuk kawin dalam waktu yang singkat, yaitu pada masa ovulasi (akhir fase estrus selama 18 jam). Meskipun peristiwa fisiologis yang utama pada siklus estrus terjadi pada ovarium, kejadiankejadian tersebut ternyata tercermin pada perubahan-perubahan yang terjadi pada vagina di bawah pengaruh hormon-hormon ovarium, yakni estrogen dan progesteron. Perubahan tersebut dapat diikuti dengan menggunakan teknik preparat apus vagina, yakni dengan mengeruk debris yang terkumpul di lumen dan memeriksanya di bawah mikroskop. Teknik ini ternyata paling berfaedah, terutama pada spesies yang memiliki siklus estrus pendek (tikus dan mencit), karena pada spesies ini, histologi vagina dapat mencerminkan kejadiankejadian pada ovarium paling tepat (Nalbandov, 1990).
http://www.nature.com/onc/journal/v22/n52 /images/1206888f3.jpg Siklus estrus merupakan proses yang dikendalikan oleh berbagai hormon, baik hormon dari hiptalamus-hipofisis maupun dari ovarium (Isnaeni, 2006). Pertumbuhan yang cepat dan kornifikasi epithelium vagina selama dan pada akhir estrus telah diketahui disebabkan oleh estrogen. Bila pada siklus yang normal aras estrogen menurun setelah ovulasi, atau pada betina yang dikastrasi, injeksi estrogen dihentikan, maka akan tampak epithelium vagina dengan kornifikasi mulai berkurang, gambaran sisik menghilang dan leukosit dominan. Epithelium vagina secara histologis berubah dari tipe skuama berlapis tebal karena estrogen ke epithelium
2
kuboid rendah tipis yang menandakan fase anestrus dari siklus estrus (Nalbandov, 1990). Estrogen merupakan salah satu hormon reproduksi pada hewan betina. Hormon ini terutama disekresi oleh sel-sel granulosa penyusun folikel ovarium. Struktur hormon estrogen tersusun atas 18 atom C, gugus –OH fenolik pada C-3, sifat aromatik cincin A dan tidak mempunyai gugus metil pada C-10 (Dellman dan Brown, 1992 dalam Agung Janika Sitasiwi, 2010). Bentuk hormon estrogen dalam tubuh hewan betina berupa estradiol 17-β, estron dan estriol, namun yang paling poten dan dijumpai dengan jumlah yang cukup tinggi dan paling poten dalam tubuh adalah estradiol 17-β (Johnson and Everitt, 1988; Hiller, 1995; Ganong, 2003 dalam Agung Janika Sitaisiwi, 2010). Fluktuasi hormon estradiol 17-β selama satu siklus estrus sejalan dengan perkembangan folikel dalam ovarium. Saat perkembangan folikel (fase folikular) hormon ini mengalami kenaikan secara bertahap,seiring perkembangan folikel primer menjadi folikel tersier. Puncak sekresi hormon estradiol terjadi sebelum terjadi ovulasi. Setelah terjadi ovulasi dan terbentuk korpus luteum pada ovarium (fase luteal), hormon ini mengalami penurunan secara bertahap sampai akhir fase luteal (Johnson and Everitt, 1988; Chateu and Boehm, 1995 dalam Agung Janika Sitasiwi, 2010). Pada fase estrus yang dalam bahasa latin disebut oestrus yang berarti “kegilaan” atau “gairah” (Campbell, 2002), hipotalamus terstimulasi untuk melepaskan gonadotropin-releasing hormone (GRH). Estrogen menyebabkan pola perilaku kawin pada mencit, gonadotropin menstimulasi pertumbuhan folikel yang dipengaruhi follicle stimulating hormone (FSH) sehingga terjadi ovulasi. Kandungan FSH ini lebih rendah jika dibandingkan dengan kandungan luteinizing hormone (LH) maka jika terjadi coitus dapat dipastikan mencit akan mengalami kehamilan. Pada saat estrus biasanya mencit terlihat tidak tenang dan lebih aktif, dengan kata lain mencit berada dalam keadaan mencari perhatian kepada mencit jantan. Fase estrus merupakan periode ketika betina reseptif terhadap jantan dan akan melakukan perkawinan, mencit jantan akan mendekati mencit betina dan akan terjadi kopulasi. Mencit jantan melakukan semacam panggilan ultrasonik dengan jarak gelombang suara 30 kHz – 110kHz yang dilakukan sesering mungkin selama masa pedekatan dengan mencit betina, sementara itu mencit betina menghasilkan semacam pheromon yang dihasilkan oleh kelenjar preputial yang diekskresikan melalui urin. Pheromon ini berfungsi untuk menarik perhatian mencit jantan. Mencit dapat mendeteksi pheromon ini karena terdapat organ vomeronasal yang terdapat pada bagian dasar hidungnya. Pada tahap ini vagina pada mencit betinapun membengkak dan berwarna merah. Tahap estrus pada mencit terjadi dua tahap yaitu tahap estrus awal dimana folikel sudah matang, sel-sel epitel sudah tidak berinti, dan ukuran uterus pada tahap ini adalah ukuran uterus maksimal, tahap ini terjadi selama 12 jam. Lalu tahap estrus akhir dimana terjadi ovulasi yang hanya berlangsung selama 18 jam. Jika pada tahap
estrus tidak terjadi kopulasi maka tahap tersebut akan berpindah pada tahap matesterus (Waluyo, 2009). Terdapatnya inti pada sel epitel dimungkinkan karena fase estrus pada mencit 1 ini berada pada fase estrus akhir yang apabila tidak terjadi kopulasi maka fase akan berpindah ke fase metestrus. Karena fase estrus awal ditandai dengan adanya epitel tanpa inti. Mencit 3 Pada percobaan selanjutnya adalah mengamati daur estrus pada mencit ke-3. Menurut taylor 1994 dalam Agung Janika Sitasiwi, tanpa tahun dijelaskan bahwa terdapat 4 jenis fase estrus pada mencit. Fase tersebut yakni Fase proestrus ditandai dengan sel epitel yang berbentuk oval, berwarna biru dengan inti sel berwarna merah muda pada hasil apus vagina. Hasil apus vagina pada fase estrus ditandai dengan sel-sel epitel yang mengalami penandukan (kornifikasi), tanpa inti dan terwarna pucat. Fase metestrus ditandai dengan hasil apus vagina berupa sel epitel terkornifikasi dan keberadaan leukosit. Hasil apus vagina fase diestrus menunjukkan sel epitel berinti, Leukosit serta adanya lendir. Menurut Kosdiantoro Muhammad dkk, 2005 Fase proestrus ditunjukkan oleh keberadaan sel –sel epitel superfisial berinti, fase estrus ditunjukkan oleh keberadaan sel-sel epitel superfisial yang mengalami pertandukan (cornified cells), fase metestrus ditunjukkan oleh keberadaan sel-sel pertandukan dan sel-sel darah putih, dan fase diestrus ditunjukkan oleh keberadaan sel-sel darah putih. Berdasarkan hasil penelitian Jung mi Ahn, 2004 diperoleh hasil histology pada setiap fase sebagai berikut :
Gambar 1. Fase Proestrus, Estrus dan Diestrus pada mencit. (Jung Mi Ahn dkk., 2004) Pada percobaan mencit ke- 3 diperoleh hasil tidak ada leukosit, tidak ada epitel berinti, terdapat epitel tidak berinti 5 buah,terdapat epitel squamosa 3 buah, dan berdasarkan referensi maka mencit ke-3 sedang dalam tahap atau fase estrus, meskipun ketika pengamatan kami tidak melihat adannya kornifikasi (penandukan) pada epitel squamosa, tetapi pengamatan kami diperkuat oleh tidak adanya leukosit, jika terdapat leukosit maka dipastikan itu bukanlah fase estrus. Leukosit adalah unit sistem pertahanan tubuh yang bekerja dengan cara memfagositosis bakteri atau virus yang masuk kedalam tubuh (Guyton and Hall, 2007). Pada fase estrus, jika terdapat leukosit, maka sperma akan dimakan oleh leukosit, sehingga pada fase estrus tidak terdapat leukosit.
3
Mencit 4 Pada hasil pengamatan mencit ke 4, terlihat leukosit, sel epitel berinti, dan sel squamose. Jadi dapat disimpulkan bahwa mencit ke 4 mengalami fase proestrus. Fase proestrus adalah fase sebelum estrus atau fase yang mendahului fase estrus. Pada fase proestrus ovarium terjadi pertumbuhan folikel dengan cepat menjadi folikel pertumbuhan tua atau disebut juga dengan folikel de Graaf. Pada tahap ini hormon estrogen sudah mulai banyak dan hormon FSH dan LH siap terbentuk. Fase proestrus dicirikan dengan pertumbuhan folikel dan produksi estrogen. Peningkatan jumlah estrogen menyebabkan pemasokan darah ke sistem reproduksi untuk meningkatkan pembengkakan sistem dalam. Kelenjar cervix dan vagina dirangsang untuk meningkatkan aktifitas sekretori membangun muatan vagina yang tebal. Perilaku mencit betina pada tahap ini sudah mulai gelisah namun keinginan untuk kopulasi belum terlalu besar. Fase ini terjadi selama 12 jam. Setelah fase ini berakhir fase selanjutnya adalah fase estrus dan begitu selanjutnya fase akan berulang. (Anonim A., 2009 ). (a)
Hill, Mark. 2006. Estrous Cycle. The university of new south wales. Sidney. http://www.lpp.uns.ac.id/web/moodle/moodleda ta/125/3Oogenesis.pdf. Tanggal akses 15 Desember 2010 pada pukul 20.02 WIB. Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. Mohammad, Kosdiantoro dkk. 2005. Jurnal Media Kedokteran Hewan. “ Vitrifikasi Ovarium Mencit Menggunakan Etilen Glikol dan DMSO sebagai Krioprotektan dan Viabilitasnya Pasca Autotransplantasi di Subkapsula Ginjal”. Vol. 21, No. 1. Nalbandov, A.V. 1990. Fisiologi Reproduksi. Jakarta : Universitas Indonesia Press. Sitasiwi, Agung Janika. 2010. Hubungan Kadar Hormon Estradiol 17-β dan Tebal Endometrium Uterus Mencit (Mus musculus l.) selama Satu Siklus Estrus. Vol. 38-45. Hlm, 2-3. Taw. 2008. Oviduct and Uterus Histology. (Online) Waluyo, Praptomo Dwi. 2009. Siklus Estrus Pada Tikus. Hal. 4, 9-11.
(b)
Epitel berinti Gambar a. Proestrus ( www.vivo.colostate.edu/) Gambar b. Proestrus (Sumber : Penulis) D. KESIMPULAN Terdapat perbedaan antara fase-fase estrus pada mencit. Pada fase estrus dicirikan dengan tidak adanya leukosit pada apus vagina dan terdapat penandukan pada sel-sel epitel (kornifikasi). Sedangkan pada fase proestrus terdapat leukosit, epitel berinti, serta sel squamosa pada apus vaginanya. Fase-fase yang terjadi pada mencit berpengaruh pada perilaku mencit, diantaranya perilaku gelisah pada mencit betina pada fase proestrus. DAFTAR PUSTAKA Anonim A. Estrus Cycle. (2009). Diakses tanggal 15 Desember 2010 pada pukul 19.43 WIB dari www.vivo.colostate.edu/... /reprod/vc/cycle.html Ahn, Jung Mi et al. 2004. Journal of Molecul and Cells “Changes in the Reproductive Functions of Mice due to Injection of a plasmid Expressing an Inhibin α-Subunit into Muscle : a Transient Transgenic Model”. Vol.18, No.1. Hal 79-86. Campbell, N.A., J.B. Reece, L.G. Mitchell. (2004). Biologi edisi kelima jilid 3. Jakarta : Erlangga. Hall and Guyton. 2007. Fisiologi Kedokteran. Jakarta : EGC , Penerbit Buku Kedokteran.
4
