1

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

2

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

LEMBAR PENGESAHAN

3

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

Mengetahui

4

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. Repro

5

UCAPAN TERIMA KASIH

6

Pertama-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

7

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

8

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

ADULT MICE

9

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

Halaman

10

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

2.1.3 Spermatozoa Morfologi Normal .................................................. 10

11

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

BAB IV METODE PENELITIAN…………………………………….. 38

12

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. Hasil Analisis Data…………………………………………………. 52

13

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

LAMPIRAN…………………………………………………………… 69

14

DAFTAR TABEL

Halaman

5.1 Konversi 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

15

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

16

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

PCR : Polymerase Chain Reaction

17

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

LSD : Least Significant Difference

18

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

Lampiran

Halaman