PENGATURAN HORMONAL TERHADAP REPRODUKSI,

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

Oleh: Dr. Rusdi, M.Biomed.

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

Sistem Reproduksi

Fungsi sistem reproduksi jantan:

1. Menghasilkan sperma

2. Menghasilkan hormon untuk mempengaruhi ciri kelamin primer dan sekunder pada jantan

TestesTestes merupakan kelenjar tubuler kompleks yang mempunyai fungsi: reproduksi dan hormonal.

Pada saat janin testes berada di rongga perut, namun pada Mammalia setelah lahir keluar rongga perut dan dibungkus oleh skrotum.

Peran skrotum sangat penting untuk mempertahankan suhu di bawah suhu intra abdominal (32o C).

Penampang testis, tubulus seminiferus, sel Sertoli, dan perkembangan spermatozoa

Di dalam testes terdapat tubulus seminiferus tempat dihasilkannya spermatozoa.

Spermatozoa dari tubulus seminiferus berjalan melalui epididimis, duktus deferes (vas deferens) menuju ke vesica seminalis (kantung sperma).

Saat ejakulasi, sperma dikeluarkan dari vesica seminalis melalui uretra di dalam penis.

Epididimis dan Duktus Deferens

Fungsi epididimis dan duktus deferens adalah

(1) tempat pematangan spermatozoa untuk menyiapkan motilitas dan kemampuan membuahi (fertilitas). Proses ini disebut kapasitasi.

(2) menyimpan spermatozoa sementara

(3) tempat berjalannya sperma menuju vesika seminalis.

Kapasitasi dan DekapasitasiKapasitasi merupakan proses untuk meningkatkan kemampuan spermatozoa agar mampu bergerak dan mampu membuahi ovum.

Agar mampu bergerak cepat, spermatozoa harus mengubah bentuk kepala menjadi lonjong. Di bagian depan kepala spermatozoa dilengkapi dengan akrosom yang mengandung enzim hialuronidase untuk fertilisasi.

Di bagian leher sperma dilengkapi dengan mitokondria sebagai tempat untuk memproduksi energi ATP yang berguna untuk menggerakan ekor ketika berenang.

Vesika seminalis

Fungsi vesica seminalis adalah

(1) menyuplai fruktosa saat ejakulasi.

(2) mensekresi prostaglandin untuk membantu pergerakan spermatozoa

(3) tempat penyimpanan sperma

(4) menyediakan prekursor untuk penggumpalan sperma

Kelenjar Prostat

Fungsinya adalah:

(1) mensekresi cairan akali untuk menetralisis kondisi asam di vagina

(2) Merangsang penggumpalan sperma agar tetap berada di vagina setelah ejakulasi dan penis dikeluarkan dari vagina.

Kelenjar Bulbouretra

Fungsinya adalah mensekresi mukus sebagai pelumas gland penis

Hubungan sistem saraf dan hormon

Kelenjar dan hormon reproduksi jantan

Kelenjar Hormon

Hipothalamus Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH)

Hipofisis anterior

Gonadotropin (FSH dan LH/ICSH)

Gonad: Testis Testosteron dan inhibin

Poros hipothalamus-hipofisis anterior

Hipothalamus mensekresi GnRH. Masuk ke pembuluh darah porta menuju hipofisis anterior.

Hipofisis anterior memproduksi Gonadotropin (FSH dan LH/ICSH)

Poros hipothalamus-hipofisis-testis

Biosintesis testosteron

merangsang desensus testiskulorum

Spermatogenesis

Spermatogenesis

Spermatogenesis

Spermatozoa

Akrosom: mengandung enzimhialuronidase untuk melisiskanselaput ovum saat fertilisasi

Efek testosteron

Efek testosteron terhadap batas rambut

Organ reproduksi betina

1. Sepasang ovarium

2. Sepasang tuba Falopii

3. Uterus (rahim)

4. Serviks (leher rahim)

Rahim Simpleks pada Primata

Fungsi sistem reproduksi wanita terdiri atas:1. Pembentukan ovum (oogenesis) di ovarium2. Menghasilkan hormon (estrogen dan

progesteron) di ovarum ntuk pertumbuhan ciri kelamin primer dan sekunder

3. Tempat masuknya sperma ketika sanggama (vagina)

4. Transport spermatozoa menuju ovum hingga terjadi fertilisasi (tuba Falopii)

5. Memelihara perkembangan janin (kehamilan), dengan membentuk plasenta dan selaput embrio (uterus)

6. Proses melahirkan 7. Mempengaruhi proses laktasi (hormon)

Ovarium

Ovarium berjumlah sepasang, terletak di kanan dan di kiri uterus, menggantung melalui mesovarium.

Ovarium merupakan kelenjar kelamin yang dapat memproduksi ovum dan hormon yaitu estrogen dan progesteron.

Perkembangan folikelOogonia + sel granulosa disebut folikel.

Pembentukan oogonia hanya saat embrio, dan tidak ada pembentukan oogonia baru setelah bayi wanita lahir.

Selama janin wanita berkembang, ukuran oogonia semakin besar dan menjadi oosit primer dan menyempurnakan fase Meiosis I.

Setelah janin wanita lahir, oosit primer berada pada tahap pembelahan profase, hingga hingga seorang wanita mencapai kedewasaan seksual (pubertas).

Oosit terpisah dengan sel granulosa oleh zona pelusida.

Folikel mengalami proliferasi, dan stroma tumbuh mengelilingi folikel membentuk lapisan teka eksterna dan teka interna.

Sel teka interna dan granulosa memproduksi estrogen disimpan dalam antrum.

Setelah seorang wanita mencapai tahap pubertas (12-13 tahun), satu atau dua folikel mencapai perkembangan masak setiap bulan karena rangsang FSH (Follicle Stimulating Hormone). FSH disekersi oleh hipofisis anterior.

Oosit primer menyempurnakan pembelahan meiosis I menjadi 1 oosit sekunder (yang besar) dan 1 polosit/badan polar (yang kecil).

Selanjutnya oosit sekunder akan melakukan pembelahan meiosis II setelah fertilisasi.

Siklus di ovarium: perkembangan folikel

Siklus di ovarium

Siklus di ovarium

Siklus di ovarium• Janin wanita usia 16-20 minggu

kehamilan memiliki 6-7 juta oogonia. Setelah lahir tinggal 2 juta (5 juta oogonia mengalami atresia/mati). Saat pubertas hanya 400-500 yang berkembang menjadi ovum.

• Setelah pubertas, siklus di ovarium mengalami 2 fase yaitu:1. fase folikuler2. Fase luteal

1. Fase folikuler• Merupakan fase pertumbuhan folikel primer

menjadi folikel de Graaf yang masak agar siap mengovulasikan oosit. Lama fase folikuler 10-14 hari.

• Folikel primer: oosit dengan selapis epitel sel granulosa.

• Folikel sekunder: oosit dengan beberapa lapis sel granulosa, sel teka, mulai terbentuk antrum (rongga), dan zona pelusida.

• Folikel de Graaf:

Antrum terisi cairan (estrogen) dengan rongga yang besar dan sel granulosa terdesak ke pinggir.

Sel theka sudah berdiferensiasi menjadi sel theka eksterna dan sel theka interna.

Merupakan folikel masak (mature) yang siap mengovulasikan oosit II.

Fase ovulasi• Terjadi 10-12 jam setelah lonjakan LH (LH

surge) yang yang diterjadi karena skeresi oleh hipofisis anterior oleh adanya lonjakan kadar estrogen.

• Terjadi 14 hari sebelum menstruasi yang akan datang.

• LH surge terjadi 34-36 jam sebelum rupture folikel (ovuvasi).

• Setelah oosit II keluar dari ovarium, maka dimulai fase luteal.

OvulasiFolikel yang masak bergerak ke permukaan ovarium. Folikel masak disebut folikel Graaf. Secara normal setiap bulan masak satu folikel, dan yang lain ada yang mengalami atresia (degenerasi dan mati).

Sebagai respon terhadap sekresi FSH dan LH (luteinizing hormone) dari hipofisis anterior, satu folikel masak akan keluar dari ovarium setelah berkembang selama 2 minggu. Keluarnya oosit dari ovarium menuju tuba falopii disebut ovulasi.

Ovulasi yang utama terjadi karena lonjakan kadar LH (LH surge).

Ovulasi

2. Fase luteal• Merupakan fase pembentukan korpus

luteum (badan kuning).• Setelah ovulasi, oosit II keluar dari

ovarium dan masuk ke tuba Falopii, maka folikel berubah menjadi korpus rubrum (merah), korpus luteum (badan kuning).

• Korpus luteum mampu mensekresi progesteron.

• Jika tidak ada kehamilan, korpus luteum berdegenerasi menjadi korpus albikan (putih), dan mati.

Kelenjar dan hormon reproduksi betina

Kelenjar Hormon

Hipothalamus Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH)

Hipofisis anterior

1. Gonadotropin (FSH dan LH)2. Prolaktin

Gonad wanita: ovarium

Estrogen, progesteron, dan inhibin

Poros hipothalamus-hipofisis anterior

Poros hipothalamus-hipofisis-ovarium

Biosintesis estrogen (estradiol) di sel teka interna dan sel granulosa

Poros hipofisis anterior-ovariumHipothalamus mensekresi GnRH, selanjutnya GnRH mempengaruhi hipofisi anterior mensekresi FSH dan LH.

LH mempengaruhi sel teka interna dan sel granulosa. Sel teka interna mensintesis dan mensekresi estrogen. FSH mempengaruhi sel granulosa untuk mensintesis dan mensekresi inhibin.

Estrogen mempengaruhi pertumbuhan folikel, menghambat sekresi GnRH dan LH, pertumbuhan ciri kelamin sekunder.

Inhibin berfungsi untuk menghambat sekresi FSH.

Biosintesis progesteron

Oogenesis

Siklus di uterus1. Fase menstruasi• Endometrium dilepas dari stratum basale.• Terjadi karena turunnya progesteron karena

degenerasi korpus luteum.• Sekitar 3-4 jam sebelum mentruasi, terjadi

vasokonstriksi arteri spiralis yang menyebabkan terjadinya iskemia dan nekrosis

• Fibrinolisin mencegah pembekuan darah haid.• Lama fase ± 4 hari.• Regenerasi mulai terjadi setelah 2 hari haid.• Jumlah darah normal 20-60 mL.

Siklus menstruasi• Menstruasi adalah perdarahan secara periodik dan

siklik dari uterus, disertai penglepasan (deskuamasi) endometrium.

• Hari pertama perdarahan merupakan hari ke 1 siklus menstruasi.

• Panjang siklus menstruasi normal adalah 28 hari (WHO: siklus normal 21-35 hari).

• Menstruasi pertama pada wanita disebut menarche.

• Setelah masa reproduksi, wanita memasuki usia klimakterium yang ditandai dengan siklus tidak teratur.

• Selanjutnya siklus menstruasi akan berhenti (menopause), karena habisnya folikel di ovarium.

2. Fase proliferasi

a. Proliferasi dini• Terjadi pertumbuhan endometrium dari stratum

basale• Endometrium menebal (± 2 mm) terdiri atas

lapisan stratum basalis, stratum spongiosum, dan kelenjar lurus

b. Mid proliferasi• Oleh pengaruh estrogen, proliferasi berlanjut.• Terjadi glikogenesis mulai hari ke 10.• Kelenjar berkelok-kelok• Ketebalan endometrium 10-12 mm.

2. Fase sekresi

a. Fase sekresi dini• Setelah ovulasi, endometrium dipengaruhi oleh

estrogen dan progesteron.• Kelenjar sekretoris mengandung sekret (produk)

b. Fase sekretori lanjut• Kelenjar distensi dan sangat berkelok-kelok• Sekitar 7 hari setelah ovulasi endometrium

berdiferensiasi menjadi 3 zona yaitu: stratus basalis, stratum spongiosum, dan stratum kompaktum (fungsional).

Pengaturan hormonal terhadap siklus di endometrium

Faktor yang mempengaruhi siklus menstruasi

Selain faktor hormonal, faktor yang mempengaruhi siklus menstruasi adalah:

1. Faktor enzim: Selama fase proliferasi, estrogen mempengaruhi penyimpanan enzim hidrolitik di endometrium, enzim untuk sintesis glikogen dan mukopolisakharida.

Jika tidak terjadi kehamilan, enzim hidrolitik dilepaskan dan dan merusak sel. Hal ini menyebabkan gangguan metabolisme, regresi endometrium, dan perdarahan.

2. Faktor vaskuler (pembuluh darah)

• Mulai fase proliferasi terjadi vaskularisasi di endometrium di lapisan fungsional.

• Oleh perngaruh prostaglandin, arteri spiralis mengalami vasokonstriksi.

• Hal ini menyebabkan terjadinya hipoksia, nekrosis, dan endometrium luruh/perdarahan.

• Endometrium mengandung prostaglandin E2 dan F2. Meningkatnya prostaglandin juga merangsang kontraksi miometrium, sehingga peluruhan endometrium makin kuat.

Efek estrogen dan progesteron

Tuba falopii/Oviduk

Tuba falopii berjumlah sepasang dengan panjang ±12 cm. Di bagian ujung tuba falopii terdapat fimbriae yang berfungsi untuk menangkap oosit masuk ke dalam saluran tuba falopii.

Selanjutnya pergerakan oosit di dalam tuba falopii terjadi karena pergerakan sel/epitel bersilia di dinding tuba.

Pembuahan terjadi di bagian ampula (1/3 dari fimbriae)

Uterus/RahimPanjang uterus ±7,5 cm dan lebar 5 cm. Uterus terdiri atas 3 lapisan yaitu endometirum di bagian dalam, miometrium di bagian tengah, dan lapisan serosa di bagian luar.

Lapisan serosa merupakan jaringan ikat yang melekatkan uterus ke dinding perut melalui peritonium.

Miometrium merupakan jaringan otot polos.

Endometrium merupakan lapisan yang paling dalam, berupa lapisan mukosa. Lapisan ini menebal karena pengaruh estrogen sebelum ovulasi dan oleh rangsang progesteron + estrogen setelah ovulasi.

MenstruasiOvulasi folikel terisi oleh darah (korpus rubrum).

Sel teka dan granulosa menggantikan gumpalan darah dan berwarna kuning korpus luteum (badan kuning) yang mampu memproduksi hormon progesteron.

Tidak terjadi fertilisai korpus luteum degenerasi korpus albikans produksi progesteron menurun.

Menurunnya kadar progesteron dalam darah menyebabkan luruhnya endometrium dan disebut menstruasi.

Siklus Menstruasi

Siklus epitel vagina Epitel vagina mengalami perubahan secara siklis karena pengaruh estrogen dan progesteron.

Meningkatnya estrogen menyebabkan epitel berbentuk pipih dan mengalami kornifikasi. Hal ini menyebabkan leukosit tidak dapat menembus epitel dan di cairan vagina tidak terdapat leukosit. Gambaran epitel vagina selama

satu siklus estrus pada tikus

Cairan vagina pH rendah (asam)

Fungsi: membunuh kuman

membunuh spermatozoa.

Di vagina terdapat kelenjar Bartholini dan kelenjar Skene mensekresi mukus

Fungsi: pelumas saat koitus.

Fertilisasi di tuba Falopii

Pada manusia pembuhan selalu monospermi, yaitu satu ovum dibuahi oleh satu sperma.

Bagian sperma yang membuahi adalah kepala sperma.

Fase pembelahan

Ovulasi melepaskan oosit II. Selanjutnya masuk ke tuba falopii dan fertilisasi terjadi 1/3 bagian dari ujung fimbriae. Morula memasuki uterus dan terus berkembang menjadi blastokis. Tiga hari setelah memasuki uterus, blastokis mencapai endometrium dan siap melakukan implantasi

Implantasi

Implantasi yaitu menempelnya blastokis di endometrium.

Blastokis berdiferensiasi membentuk: sel trofoblas dan inner cell mass (massa sel dalam) sebagai calon embrio.

Sel trofoblas mengerosi dan masuk ke dalam endometrium. Trofoblas tumbuh menjadi plasenta dan inner cell mass menjadi embrio.

Plasentasi

Hormon dari plasenta

Plasenta mampu membentuk hCG (human Chorionic Gonadotropin). hCG di sekresi melalui urin. Adanya hCG dalam urin merupakan tanda terjadinya kehamilan.

hCG meningkat kadarnya dan puncaknya pada mingg ke 8 dan menurun pada minggu ke 16.Plasenta juga memsintesis estrogen dan progesteron.

Hormon dari plasenta

No.

Hormon Fungsi

1. hCG 1. Mempertahankan korpus luteum selama kehamilan

2. Merangsang sekresi testosteron selama perkembangan embrio XY

2. Estrogen 1. Merangsang pertumbuhan miometrium, meningkatkan kekuatan uterus selama partus.

2. Membantu menyiapkan kelenjar mamae untuk laktasi

No. Hormon Fungsi

3. Progesteron 1. Menghambat kontraksi uterus untuk memberikan lingkungan yang kondusif bagi pertumbuhan fetus2. Merangsang sekresi mucus serviks untuk mencegah kontaminasi uterus3. Membantu menyiapkan kelenjar mamae untuk laktasi

4. Human chorionic somatotropin/hCS atau human placental lactogen/hPL

1. Menurunkan penggunaan glukosa dan meningkatkan lipolisis sehingga glukosa dan asam lemak lebih banyak ditransport ke fetus2. Membantu menyiapkan kelenjar mamae untuk laktasi (sama dengan prolaktin)

No. Hormon Fungsi

5. Parathyroid hormone-related peptide (placental PTHrp)

1. Meningkatkan kadar Ca2+ plasma maternal untuk kalsifikasi tulang fetus, memobilisasi Ca2+ dalam stok (tulang) untuk selama perkembangan fetus.

6. Relaksin 1. Melenturkan atau meningkatkan elastisitas serviks saat partus2. Melonggarkan jaringan penyambung antara tulang pelvis selama persiapan partus.

7. Prostaglandin Merangsang produksi enzim untuk menguraikan kolagen pada serviks sehingga serviks menjadi lentur saat menjelang persalinan.

Sintesis estrogen dan progesteron

Arteri spiralisArteri spiralis di miometrium pada wanita yang tidak hamil.

Pada wanita hamil normal, sel trofoblas mengerosi arteri spiralis dan berbentuk corong.

Pada wanita penderita pre-eklampisia, arteri spiralis gagal membentuk corong.

Hormon yang berperan terhadap perkembangan kelenjar mammae

E: estrogen, P: progesteron, C: glukokortikoid, I: insulin, GH: growth hormone

Peran hormon pada laktasi

Komposisi air susu

Akhir kehamilan

Pengaturan hormonal pada persalinan

Pengaturan hormonal terhadap metamorfosis katak

Kelenjar hormon pada serangga

Kelenjar dan hormon pada serangga

Pengaturan hormonal terhadap metamorfosis serangga