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.