oleh:
Senja&Diana
BAB I PENDAHULUAN
Pertumbuhan pada hewan dibagi menjadi 2 fase, yaitu :
1. Fase Embrionik
Adalah fase pertumbuhan zigot hingga terbentuknya embrio. Fase ini meliputi beberapa tahapan:
a. Fase Pembelahan (Cleavage) dan Blastulasi
Pembelahan zigot membelah (mitosis) menjadi banyak blastomer. Blastomer berkumpul membentuk seperti buah arbei disebut Morula.
Morula mempunyai 2 kutub, yaitu:
1. kutub hewan (animal pole)
2. kutub tumbuhan (vegetal pole)
Blastulasi sel-sel morula membelah dan "arbei" morula membentuk rongga (blastocoel) yang berisi air, disebut Blastula.
b. Gastrulasi
Adalah proses perubahan blastula menjadi gastrula.
Pada fase ini:
• blastocoel mengempis atau bahkan menghilang;
• terbentuk lubang blastopole, yang akan berkembang menjadi anus;
• terbentuk ruang, yaitu gastrocoel (Archenteron), yang akan berkembang menjadi saluran pencernaan;
• terbentuk 3 lapisan embrionik: ektoderm, mesoderm dan endoderm.
Berdasarkan jumlah lapisan embrional, hewan dikelompokkan menjadi:
Hewan diploblastik, hewan yang memiliki 2 lapisan embrional, ektoderm dan endoderm
Hewan triploblastik, hewan yang memiliki ketiga lapisan embrional
a. triploblastik aselomata : tak memiliki rongga tubuh
b. Triploblastik pseudoselomata : memiliki rongga tubuh yang semu
c. Triploblastik selomata: memiliki rongga tubuh yang sesungguhnya, yaitu basil pelipatan mesoderm
c. Morfogenesis
Proses pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi menjadi organ, sistem organ dan organisme.
d. Diferensiasi dan Spesialisasi Jaringan
• Pada fase diferensiasi, jaringan/lapisan embrionik akan berkembang menjadi berbagai organ dan sistem organ.
• Pada fase spesialisasi, setiap jaringan akan mempunyai bentuk, struktur dan fungsinya masing-masing.
e. Imbas Embrionik
Diferensiasi dari suatu lapisan embrionik mempengaruhi dan dipengaruhi oleh diferensiasi lapisan embrionik lain.
2. Fase Pasca Embrionik
Fase pasca embrionik secara umum meliputi metamorfosis dan regenerasi.
Setiap hewan mempunyai kemampuan hidup yang bervariasi antara makhluk yang satu dengan yang lainnya. Masing-masimg dari mahkluk hidup tersebut akan tumbuh dan berkembang dari bentuk atau sususnan yang sederhana menjadi susunan yang lebih kompleks. Selain memiliki kemampuan untuk tumbuh dan berkembang mahkluk hidup juga memiliki kemampuan untuk menumbuhkan dan memperbaiki bagian tubuh yang rusak, lepas, terpisah, hilang ataupun mati dengan cara memperbaiki sel, jaringan atau bagian tubuh yang rusak tadi sehingga menjadi individu baru yang lengkap atau kembali seperti semula. Kemampuan tersebut disebut sebagai regenerasi.
Setiap larva dan hewan dewasa mempunyai kemampuan untuk menumbuhkan kembali bagian tubuh mereka yang secara kebetulan hilang atau rusak terpisah. Kemampuan menumbuhkan kembali bagian tubuh yang hilang ini disebut regenerasi. Kemampuan setiap hewan dalam melakukan regenerasi berbeda-beda. Hewan avertebrata mempunyai kemampuan regenerasi yang lebih tinggi daripada hewan vertebrata (Majumdar, 1985).
Cicak adalah sebagai salah satu contoh dari sekian banyak makhluk hidup yang mempunyai kemampuan dalam regenerasi organ. Cicak akan memutuskan ekornya bila merasa dirinya dalam keadaan bahaya atau menghadapi musuh. Ekor yang diputuskan tersebut akan tergantikan kembali melalui proses regenerasi organ yang memerlukan waktu tertentu dalam proses pembentukannya. Regenerasi adalah proses memperbaiki bagian yang rusak kembali seperti semula. Cicak memiliki daya regenerasi yang terdapat pada ekornya. Daya regenerasi pada berbagai organisme tidak sama karena ada yang rendah sekali dayanya dan ada yang tinggi. Vertebrata paling rendah daya regenerasinya dibandingkan dengan avertebrata. Sub phylum dari vertebrata yang paling tinggi daya regenerasinya adalah urodela. Reptilia daya regenerasinya hanya terbatas pada ekornya saja.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Regenerasi
Regenerasi ialah memperbaiki bagian tubuh yang rusak atau lepas kembali seperti semula. Kerusakan itu bervariasi. Ada yang ringan, seperti luka dan memar; ada yang sedang, yang menyebabkan ujung sebagian tubuh terbuang; dan ada yang berat yang menyebabkan suatu bagian besar tubuh terbuang.
Menurut Balinsky (1981), suatu organisme khususnya hewan memiliki kemampuan untuk memperbaiki struktur atau jaringan yang mengalami kerusakan akibat kecelakaan yang tidak disengaja karena kondisi natural atau kerusakan yang disengaja oleh manusia untuk keperluan penelitian atau experimen. Hilangnya bagian tubuh yang terjadi ini setiap saat dapat muncul kembali, dan dalam kasus ini proses memperbaiki diri ini kita sebut sebagai regenerasi.
2.2 Daya Regenerasi
Daya regenerasi tak sama pada berbagai organisme. Ada yang tinggi dan ada yang rendah sekali dayanya. Hubungan linier antara kedudukan sistematik hewan dengan daya regenerasinya belum terungkap secara jelas. Daya regenerasi paling besar pada echinodermata dan platyhelminthes yang dimana tiap potongan tubuh dapat tumbuh menjadi individu baru yang sempurna.
Pada Anelida kemampuan itu menurun. Daya itu tinggal sedikit dan terbatas pada bagian ujung anggota pada amfibi dan reptil. Vertebrata, dibandingkan dengan Evertebrata, terendah daya regenerasinya. Pada Evertebrata yang terkenal tinggi dayanya adalah Coelenterata, Platyhelminthes, Annelida, Crustacea, dan Urodela. Pada vertebrata , yaitu Aves dan Mammalia paling rendah dayanya, biasanya terbatas kepada penyembuhan luka, bagian tubuh yang terlepas tak dapat ditumbuhkan kembali. Kelas reptil (diwakili oleh cicak) dan kelas insecta (diwakili oleh kecoa) memiliki daya regenerasi yang rendah, biasanya terbatas pada bagian ekor atau kaki yang lepas atau rusak.
Hydra dapat dipotong-potong sampai kecil sekali dan 1/200 bagian dari tubuhnya yang asli dapat beregenerasi jadi individu baru yang utuh. Pada Hydroid polyp, ada proses regenerasi yang terus-menerus, disebut “regenerasi fisiologis”. Tentakel dan dasarnya sekalian pada waktu tertentu dilepaskan, dibuang lalu tumbuh lagi yang baru dari bawah.
Gambar Proses Regenerasi Pada Hydra.
Setelah Coelenterata menyusul Platyhelminthes, hewan yang paling tinggi daya regenerasinya. Contoh Planaria yang mampu beregenerasi dari 1/300 fragmen tubuhnya menjadi individu yang utuh.
Pada Annelida daya regenerasinya terbatas. Jika tubuh dipotong-potong, setiap potongan dapat tumbuh menjadi individu baru yang utuh, tapi segmennya tidak selengkap semula. Alat genitalia tak ikut beregenerasi. Jika potongan tak mengandung genitalia asli individu baru yang berasal dari situ tak bergenitalia. Hirudinea (pacet dan lintah) tidak beregenerasi. Nematoda juga tidak.
Gambar Regenerasi Pada Planaria.
Mollusca dayanya kecil saja. Mata yang lepas asal ada batangnya, masih bisa beregenerasi. Tapi kalau tak ada batang itu, tak mampu. Sebagian kepala atau kaki juga dapat beregenerasi.
Pada Arthropoda terbatas pada anggota. Crustacea tergolong yang tinggi dayanya di dalam phylum ini, baik tingkat larva maupun dewasa. Pada Insecta terbatas pada waktu larva saja. Melepaskan sendiri ruas-ruas kaki biasa pada beberapa laba-laba dan kepiting, untuk melepaskan diri dari tangkapan musuh. Melepaskan bagian tubuh secara natural ini untuk diregenerasi lagi nanti disebut autotomy, artinya memotong-motong diri sendiri.
Echinodermata tinggi juga daya regenerasinya. Seekor bintang laut kalau dicincang oleh nelayan lalu dilemparkan lagi ke laut (karena marah dan menganggap saingan mendapat ikan lokan), tiap cincangan kecil dapat lagi tumbuh jadi individu baru. Sedangkan pada Holothuroidea (teripang), sesekali waktu kadang dilepaskan sendiri alat-alat dalam lewat anus keluar, seperti alat pernapasan dan saluran pencernaan. Nanti dapat diganti dengan yang baru.
Di kalangan sub-phylum Vertebrata yang tertinggi daya regenerasinya ialah Urodela. Hewan ini banyak dipakai dalam regenarsi eksperimentil. Anggota tubuh, insang, ekor, rahang, mata, dapat tumbuh kembali kalau lepas atau terpotong. Pada Anura regenerasinya terbatas pada tingkat larva, dan hanya pada anggota dan ekor. Yang dewasa tak bisa beregenerasi sama sekali. Reptilia hanya terbatas pada ekor, yang seperti kepiting juga untuk melepaskan diri dari tanggapan musuh, ekor dibiarkan lepas.
Pisces pada sirip.
Gambar Regenerasi bagian sirip Pisces.
Jadi nampak jelas di sini, kedudukan sistematik tak punya hubungan linier dengan daya regenerasi. Nematoda lebih rendah kedudukan sistematik dari Annelida; begitu juga Pisces terhadap Anura dan Urodela. Tapi kelompok pertama hampir tak ada regenerasinya.
Pada Aves, daya regenerasi hanya pada sebagian kecil paruh.
Mammalia daya regenerasinya terbatas pada jaringan, tidak sampai tingkat alat. Regenerasi jaringan sering setara dengan penyembuhan luka. Luka di kulit yang besar, jaringan ikat baru agak beda dengan dermis asli, karena banyak sekali kolagennya, disebut parut.
Jaringan yang tinggi daya regenerasinya pada Mammalia ialah tulang dan jaringan ikat; disusul oleh otot dan sel hati. Kerusakan atau patahan besar pada tulang dapat dikembalikan seperti asli, terutama pada anggota. Setiap celah yang terbentuk oleh trauma (benturan) segera diisi jaringan ikat. Jaringan yang tak mampu beregenerasi, seperti otot jantung, di celah yang luka diisi oleh jaringan ikat membentuk parut. Alat dalam dapat beregenerasi. Hati dapat diangkat sebagian dan yang hilang dapat ditumbuhkan kembali, meski tidak seutuh semula. Tendo juga mampu beregenerasi.
2.3 Proses Regerasi
Proses regenerasi yang efektif adalah pada masa embrio hingga masa bayi, setelah dewasa kemampuan regenerasi ini terbatas pada sel atau jaringan tertentu saja. Namun tidak demikian dengan bangsa avertebrata dan reptilia tertentu, kemampuan untuk memperbaiki dirinya sangat menakjubkan hingga dia mencapai dewasa. Proses regenerasi dapat terjadi pada tingkat sel maupun tingkat organ. Regenerasi sel yaitu proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak. Sedangkan Regenerasi organ dapat diartikan sebagai kemampuan tubuh suatu organisme untuk menggantikan bagian tubuh yang rusak baik yang disengaja ataupun yang tidak disengaja (karena kecelakaan) dengan bagian tubuh yang baru dengan bentuk yang sama persis dengan sebelumnya.
Dipakai contoh (Urodela) dalam experiment untuk meneliti proses regenerasi. Satu kaki salamander ini dipotong dekat pangkal lengan, kemudian terjadilah proses berikut:
1. Darah mengalir menutupi permukaan luka, luka beku, membentuk “scab” yang sifatnya melindungi.
2. Epitel kulit menyebar di permukaan luka, di bawah “scab”. Sel epitel itu bergerak secara amoeboid. Butuh waktu dua hari agar kulit itu lengkap menutupi luka. (Pada Invertebrata otot bawah kulit ikut berkerut untuk mempercepat epitel menutup luka.)
3. Dedifferensiasi sel-sel jaringan sekitar luka, sehingga menjadi bersifat muda kembali dan pluripotent untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Matriks tulang dan tulang rawan melarut, sel-selnya lepas dan bersebar di bawah epitel. Serat jaringan ikat juga berdisintegrasi, dan sel-selnya berdiferensiasi semuanya. Akhirnya, tak dapat lagi dibedakan mana sel yang berasal dari tulang, tulang rawan, atau jaringan ikat. Disusul sel-sel otot berdiferensiasi, serat myofibril hilang, inti membesar, sitoplasma menyempit.
4. Pembentukan Blastema, yakni kuncup regenerasi pada permukaan bekas luka. “Scab” mungkin sudah lepas pada waktu ini. Blastema berasal dari penimbunan sel-sel dedifferensiasi. Ada juga pendapat yang mengemukakan, bahwa blastema berasal juga dari sel-sel satelit pengembara, yang selalu ada di berbagai jaringan, terutama di dinding kapiler darah. Sel-sel pengembara ini nanti akan berproliferasi membentuk blastema. Namun dengan memakai tracer radioaktif dapat kini diketahui, bahwa sel-sel blastema berasal dari segala jenis jaringan yang berdedifferensiasi sekitar amputasi.
5. Proliferasi sel-sel dedifferensiasi secara mitosis. Proliferasi ini serentak dengan proses dediferensiasi, dan memuncak pada waktu blastema dalam besarnya yang maskimal, dan waktu itu tak membelah lagi.
6. Redifferensiasi sel-sel dedifferensiasi, serentak dengan berhentinya proliferasi sel-sel blastema itu.
Pada Planaria telah diteliti bahwa sel-sel yang berasal dari parenkim (berasal dari lapis benih mesoderm), selain menumbuhkan alat derivate mesodermal (yakni otot dan parenkim lagi), juga sanggup menumbuhkan jaringan saraf dan saluran pencernaan (masing-masing berasal dari lapis benih ectoderm dan endoderm).
Akhirnya anggota badan yang diamputasi itu akan tumbuh lagi sebesar semula, dengan struktur anatomis dan histologist yang serupa dengan asalnya.
Proses regenerasi dalam banyak hal mirip dengan proses perkembangan embrio. Pembelahan yang cepat, dari sel-sel yang belum khusus timbullah organisasi yang kompleks dari sel-sel khusus. Proses ini melibatkan morfogenesis dan diferensiasi seperti perkembangan embrio akan tetapi paling tidak ada satu cara proses regenerasi yang berbeda dari proses perkembangan embrio. Cicak akan melepaskan ekornya bila ditangkap pada bagian ekornya. Cicak kemudian meregenerasi ekor baru pada tepi lainnya pada waktu senggang. Dalam stadium-stadium permulaan dari regenerasi tidak ada sel-sel dewasa sehingga tidak ada penghambatan pembelahan sel. Sel-sel pada permukaan depan mempunyai laju metabolik yang tinggi daripada permukaan di tepi belakang (Kimball, 1992).
Kemampuan regenerasi dari hewan-hewan yang berbeda dapat dibedakan, hal ini tampak dengan adanya beberapa hubungan antara kompleksitas dengan kemampuan untuk regenerasi. Daya regenerasi Spons hampir sempurna. Regenerasi pada manusia hanya terbatas pada perbaikan organ dan jaringan tertentu. Cicak mempunyai daya regenerasi pada bagian ekor yang putus dengan cukup kokoh. (Kaltroff, 1996).
Regenerasi alat lain salamander
Secara experimental dilakukan juga amputasi pada salamander. Ternyata hasil regenerasi itu tidak seperti semula. Ekor baru tidak mengandung notochord lagi, dan vertebrae yang baru tidak mengandung tulang rawan. Ruas-ruas itu hanya menyelaputi batang saraf (medulla spinalis). Jumlah ruas vertebrae tersebut tidak selengkap asalnya.
Dalam membuktikan bahwa sel dedifferensiasi bisa pluripotent, yakni dapat menumbuhkan jaringan yang bukan dari mana dia berasal, sering dilakukan eksperimen amputasi pada lensa salamander. Lensa baru terbentuk dari sel-sel dari pinggir dorsal iris, yang berasal dari mesoderm. Padahal embriologis lensa tersebut tumbuh/berasal dari epidermis.
Bila ada tungkai depan Salamander yang dibuang, proses perbaikan pertama ialah penyembuhan luka dengan cara menumbuhkan kulit di atas luka tersebut kemudian suatu tunas sel-sel yang belum terdiferensiasi terlihat. Tunas ini mempunyai rupa yang mirip dengan tunas anggota tubuh pada embrio yang sedang berkembang. Pembelahan yang cepat dari sel-sel embrio yang belum khusus dari tunas anggota tubuh mungkin berasal dari dediferensiasi sel-sel khusus demikian, sebagai sel-sel otot atau sel-sel tulang rawan. Dediferensiasi berarti bahwa sel-sel ini kehilangan struktur diferensiasinya sebelum berperan dalam tugas regenerasi. Sel-sel dari anggota tubuh yang sedang regenerasi diatur dan berdiferensiasi sekali lagi menjadi otot, tulang, dan jaringan lainnya yang menjadikan kaki fungsional (Kimball, 1992).
Kemampuan hewan untuk meregenerasi bagian-bagian yang hilang sangat bervariasi dari spesies ke spesies. Hewan avertebrata seperti cacing tanah, udang, ikan, salamander dan kadal tidak mempunyai daya regenerasi yang dapat meregenerasi seluruh organisme, melainkan hanya sebagian dari organ atau jaringan organisme tersebut (Kimball, 1992). Tahap dari perkembangan yang menarik perhatian adalah pergantian dari tubuh yang hilang. Tersusun dari regenerasi jumlah struktur baru organisme tersebut (Wilis, 1983).
Ekor cicak memiliki bentuk yang panjang dan lunak yang memungkinkan untuk bisa memendek dan menumpul. Ekor akan mengalami regenerasi bila ekor tersebut putus dalam usaha perlindungan diri dari predator. Regenerasi tersebut diikuti oleh suatu proses, yaitu autotomi. Autotomi adalah proses adaptasi yang khusus membantu hewan melepaskan diri dari serangan musuh. Jadi, autotomi merupakan perwujudan dari mutilasi diri. Cicak jika akan dimangsa oleh predatornya maka akan segera memutuskan ekornya untuk menyelamatkan diri. Ekor yang putus tersebut dapat tumbuh lagi tetapi tidak sama seperti semula (Strorer, 1981).
Berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan pada cicak dengan memotong ekornya, setelah diamati selama empat minggu, ternyata bagian ekor yang telah dipotong mengalami pertumbuhan. Ekor yang putus tersebut tumbuh tetapi tidak dapat sama seperti semula. Pengamatan pada minggu pertama ekor cicak bertambah 0,1 cm, minggu kedua 0,4 cm, dan beberapa hari kemudian cicak tersebut mati. Pertumbuhan ekor cicak yang mengalami regenerasi lebih pendek daripada ekor semula. Karena panjang ekor yang dipotong sepanjang 5 cm sedangkan panjang ekor regenerasi hanya 2 cm. Pada kaki kecoa terjadi penambahan panjang yang tidak terlau signifikan dan kecoa mati sebelum minggu ketiga.
Ekor cicak yang dipotong sel epidermisnya menyebar menutupi permukaan luka dan membentuk tudung epidermis apikal. Semua jaringan mengalami diferensiasi dan generasi membentuk sel kerucut yang disebut blastema regenerasi di bawah tudung. Berakhirnya periode proliferasi, sel blastema mengadakan rediferensiasi dan memperbaiki ekornya. Ketika salah satu anggota badan terpotong hanya bagian tersebut yang disuplai darah dan dapat bergenerasi. Hal inilah yang memberi pertimbangan bahwa bagian yang dipotong selalu bagian distal (Kalthoff, 1996).
Proses regenerasi pada reptil berbeda dengan pada hewan golongan amfibi. Regenerasi tidak berasal dari proliferasi atau perbanyakan sel-sel blastema. Regenerasi pada reptil diketahui bahwa ekor yang terbentuk setelah autotomi menghasikan hasil dengan catatan khusus karena baik secara struktur maupun cara regenerasinya berbeda (Balinsky, 1983).
Secara eksperimental pada ekor cicak yang telah dipotong, ternyata hasil regenerasinya tidak sama dengan semula. Pertambahan panjang tidak sama dengan ekor yang dipotong. Ekor baru tidak mengandung notochord dan vertebrae yang baru hanya terdiri dari ruas-ruas tulang rawan. Ruas-ruas ini hanya meliputi batang syaraf (medula spinalis), jumlah ruas itu pun tidak lengkap seperti semula.
Proses perbaikan pertama pada regenerasi ekor cicak adalah penyembuhan luka dengan cara penumbuhan kulit di atas luka tersebut. Kemudian tunas-tunas sel yang belum berdiferensiasi terlihat. Tunas ini menyerupai tunas anggota tubuh pada embrio yang sedang berkembang. Ketika waktu berlalu sel-sel dari anggota tubuh yang sedang regenerasi diatur dan berdiferensiasi sekali lagi menjadi otot, tulang dan jaringan lajunya yang menjadikan ekor fungsional.
Proses regenerasi ini secara mendasar tidak ada perusakan jaringan otot, akibatnya tidak ada pelepasan sel-sel otot. Sumber utama sel-sel untuk beregenerasi adalah berasal dari ependima dan dari berbagai macam jaringan ikat yang menyusun septum otot, dermis, jaringan lemak, periosteum dan mungkin juga osteosit vertebrae. Sumber sel untuk regenerasi pada reptile berasal dari beberapa sumber yaitu ependima dan berbagai jaringan ikat (Manylov, 1994).
Studi regenerasi mengungkapkan bahwa sel-sel dewasa dari jaringan tertentu yang telah berdiferensiasi misalnya epidermis, mensintesis dan menghasilkan zat yang secara aktif menghambat mitosis-sel-sel muda dari jaringan yang sama, zat ini disebut kolona. Stadium permulaan dari regenerasi tidak ada sel-sel dewasa sehingga tidak ada penghambatan pembelahan sel. Jaringan dari struktur yang mengalami regenerasi berdiferensiasi, mulailah produksi kolona dan agaknya secara berangsur-angsur menghentikan pertunbuhan struktur tersebut. Regenerasi melalui beberapa tahapan, yaitu :
1. Luka akan tertutup oleh darah yang mengalir, lalu membeku membentuk scab yang bersifat sebagai pelindung.
2. Sel epitel bergerak secara amoeboid menyebar di bawah permukaan luka, di bawah scab. Proses ini membutuhkan waktu selama dua hari, dimana pada saat itu luka telah tertutup oleh kulit.
3. Diferensiasi sel-sel jaringan sekitar luka, sehingga menjadi bersifat muda kembali dan pluripotent untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Matriks tulang dan tulang rawan akan melarut, sel-selnya lepas tersebar di bawah epitel. Serat jaringan ikat juga berdisintegrasi dan semua sel-selnya mengalami diferensiasi. Sehingga dapat dibedakan antara sel tulang, tulang rawan, dan jaringan ikat. Setelah itu sel-sel otot akan berdiferensiasi, serat miofibril hilang, inti membesar dan sitoplasma menyempit.
4. Pembentukan kuncup regenerasi (blastema) pada permukaan bekas luka. Pada saat ini scab mungkin sudah terlepas. Blastema berasal dari penimbunan sel-sel diferensiasi atau sel-sel satelit pengembara yang ada dalam jaringan, terutama di dinding kapiler darah. Pada saatnya nanti, sel-sel pengembara akan berproliferasi membentuk blastema.
5. Proliferasi sel-sel berdiferensiasi secara mitosis, yang terjadi secara serentak dengan proses dediferensiasi dan memuncak pada waktu blastema mempunyai besar yang maksimal dan tidak membesar lagi.
6. Rediferensiasi sel-sel dediferensiasi, serentak dengan berhentinya proliferasi sel-sel blastema tersebut. Sel-sel yang berasal dari parenkim dapat menumbuhkan alat derifat mesodermal, jaringan saraf dan saluran pencernaan. Sehingga bagian yang dipotong akan tumbuh lagi dengan struktur anatomis dan histologis yang serupa dengan asalnya.
Regenerasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah temperatur, proses biologi dan faktor bahan makanan. Kenaikan dari tempetatur, pada hal-hal tertentu dapat mempercepat regenerasi. Regenerasi menjadi cepat pada suhu 29,7 derajat Celcius. Faktor bahan makanan tidak begitu mempengaruhi proses regenerasi (Morgan, 1989).
Secara eksperimental bagian kaki kecoa yang terpotong ternyata hasil regenerasinya tidak sama seperti semula. Pertumbuhan kaki kecoa tidak sama dengan kaki kecoa yang tidak dipotong. Kaki yang baru strukturnya tidak sama dengan kaki yang sebelum dipotong.
Berdasarkan data di atas, ternyata pertumbuhan ekor cicak cukup lambat dan tidak terlalu signifikan. Hal ini mungkin dikarenakan kurangnya pasokan dalam pemberian makan atau suhu tempat cicak tersebut kurang ideal karena hidup terkurung dalam toples dan tidak sebebas di luar sehingga cicak menjadi stres yang dapat mempengaruhi kerja proses biologis di dalam tubuhnya, yang mengakibatkan pertumbuhan ekornya lambat.Hari ke 17, cicak tersebut mati. Begitu pula pada kaki kecoa yang dapat diamati. . Hasil regenerasi dari organ tertentu dalam hal ini ekor cicak dan kaki kecoa tidak harus kembali seperti semula. Hal itu membuktikan bahwa sel de-differensiasi bersifat pluripotent, yakni dapat menimbulkan jaringan yang bukan darimana ia berasal.
2.4 Peranan Kulit dan Saraf
Jika kulit segera menutupi luka pada amputasi salamander, maka regenerasi terhalang. Seperti ditemukan pada katak, kulit segera menutupi luka. Karena itu jika kaki katak diamputasi, tak terjadi regenerasi, karena kulit segera menutupi luka tersebut. Dengan pemberian larutan garam untuk mencegah lapisan dermis kulit bergerak ke luka, ternyata dapat terjadi regenerasi. Jika hanya epidermis kulit yang menutup luka, maka regenerasi dapat terjadi. Hal ini menunjukkan bahwa kulit, terutama dermis, mengandung suatu zat yang memblokir proses regenerasi.
Dalam proses terjadinya regenerasi memerlukan kehadiran urat saraf. Jika saraf dipotong waktu larva, kemudian anggota tubuh tersebut diamputasi, maka tidak ada regenerasi yang berlangsung. Dedifferensiasi akan terus berlangsung, tapi sel-selnya diabsorbsi masuk ke dalam tubuh, sehingga akhirnya proses regenerasi berhenti. Jika hanya saraf saja yang dipotong, tapi anggota tubuh tetap, anggota itu idak akan berdegererasi. Tapi jika saraf dipotong dan anggota tubuh diamputasi, maka tunggulnya akan berdegerasi.
Jika dialihkan saraf lain ke tunggul amputasi yang sarafnya sendiri lebih dulu sudah diangkat, ternyata ada regenerasi. Hal tersebut membuktikan bahwa perlu kehadiran saraf dalam proses regenerasi. Tentang zat yang terkandung atau keluar dari saraf, yang bersifat trophic terhadap regenerasi tersebut belum diketahui. Eksperimen selanjutnya terhadap amputasi anggota tubuh salamander ialah jika saraf diangkat setelah blastema terbentuk, maka regenerasi akan terus berlangsung. Jadi nampaknya saraf perlu untuk pembentukan blastema. Namun terjadi keanehan, yaitu jika sejak embryo saraf diangkat, pertumbuhan anggota akan terus berlangsung. Jika diamputasi pun, bagian tersebut akan beregenerasi. Sepertinya keperluan akan kehadiran saraf di tunggul amputasi hanya semacam ‘ketagihan’.
2.5 Regenerasi Histologis
Pada Mammalia, termasuk manusia, daya regenerasinya sangat rendah, hanya terbatas pada taraf histologist, tidak sampai anatomis. Jaringan yang dapat beregenerasi ialah tulang, tulang rawan, otot, saraf, jaringan ikat dan juga beberapa kelenjar pencernaan seperti hati dan pancreas.
Tulang
Tulang dikenal paling tinggi penyembuhannya. Hal tersebut bisa diamati pada saat terjadi patah tulang. Mula-mula darah membeku di tempat patahan (fraktur). Disusul dengan hancurnya matriks tulang, dan osteosit di tempat tersebuat akan mati. Periosteum dan endosteum di sekitar patahan akan bereaksi dengan terjadinya proliferasi fibroblastnya. Sehingga terjadi penumpukan sel-sel di celah patahan.
Proses tersebut akan disusul dengan terbentuknya tulang rawan hialin di daerah tersebut. Kemudian akan terjadi proses osifikasi secara Endochondral dan membranous. Trabeculae terbentuk di celah patahan, yang menghubungkan kedua ujung patahan, disebut callus. Ossifikasi berlangsung terus, sampai semua celah tersebut terisi kembali dengan bahan tulang.
Dalam rangka menyembuhkan patah tulang biasanya dilakukan penekanan dari luar, biasanya berupa bilah papan. Hal tersebut akan menolong remodeling callus sehingga kedua tepi patahan bertaut dengan rata oleh callus. Pada tahap akhir, callus akan diresap dan diganti oleh tulang lamella.
Tulang rawan
Tulang rawan sulit beregenerasi setelah dewasa. Biasanya hasil regenerasi tersebut tidak sempurna seperti semula. Seperti halnya dengan penyembuhan patah tulang, di sisi sel-sel fibroblast dari perichondrium masuk patahan dan menghasilkan jaringan tulang rawan disitu. Jika terjadi kerusakan tulang rawan yang besar, maka sel fibroblast di tempat patahan akan membentuk jaringan ikat rapat.
Otot
Otot jantung pada orang dewasa tidak dapat beregenerasi. Jika terjadi kerusakan (seperti infarct jantung), bekas otot yang rusak ditempati jaringan ikat berupa parut. Pada otot lurik, regenerasi dilakukan oleh sel satelit yang terletak bersebar di lamina basalis yang menyelaputi serat otot. Ketika terjadi kerusakan, sel-sel satelit sekitar kerusakan tersebut akan aktif dan berproliferasi, membentuk sel-sel otot lurik baru. Otot polos dapat beregenerasi sendiri dengan melakukan mitosis berulang-ulang untuk menggantikan bagian yang rusak.
Saraf
Serat saraf tepi yang putus dapat beregenerasi, asalkan perikaryon (soma neuron) tidak ikut rusak. Jika urat saraf terpotong, bagian ujung yang lepas dari perikaryon akan berdegerasi dan debrisnya diphagocytisis makrofag. Bagian pangkal yang berhubungan dengan perikaryon tetap bertahan dan akan beregenerasi.
Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Chromatolysis, yakni melarutnya badan Nissl
2. Perikaryon membesar.
3. Inti berpindah ke tepi
4. Bagian ujung akson yang dekat luka berdegenerasi sedikit, lalu tumbuh lagi.
5. Di ujung akson yang putus, setelah semua hancur dan dibersihkan makrofag, sel Schwann berproliferasi membentuk batang sel-sel. Bagian proximal akson kemudian tumbuh dan bercabang-cabang mengikuti batang sel-sel Schwann ke bagian distal, sehingga mencapai alat effector (otot, kelenjar).
Jika jarak antara proksimal dengan distal yang putus jauh sekali dan batang sel-sel Schwann tak mencapai ujung bagian proksimal itu, ujung proksimal yang tumbuh tak sampai ke alat effector. Terbentuk gumpalan serabut saraf lepas di bawah kulit bekas luka atau amputasi, yang akan terasa sangat nyeri. Oleh karena itu, kehadiran sel-sel Schwann di bagian effector sangat perlu untuk mengarahkan atau jadi pedoman bagi axon untuk tumbuh.
Jika neuron yang putus jaraknya terlalu dekat dengan bagian perikaryon, tidak aka nada reaksi sel-sel Schwann di bagian effector dan perikaryon lama-kelamaan akan mati.
Neuroglia, termasuk sel Schwann, dapat beregenerasi dengan melakukan mitosis. Celah-celah bekas tempat neuron yang rusak dan hancur di saraf pusat (otak atau sumsum tulang belakang), misalnya karena penyakit atau kerusakan lain, akan diisi lagi oleh neuroglia, bukan oleh neuron baru.
Hati
Daya regenerasi hati cukup tinggi. Pada tikus, 2/3 belahan hati dapat diangkat, dan beberapa hari kemudian akan tumbuh lagi sampai sebesar semula. Jika hati terkontaminasi zat kimia yang sifatnya meracun sel-selnya, seperti hidrokarbon berchlor atau karena saluran empedu tersumbat, sebagian belahan hati dapat rusak. Yang rusak ini dapat diperbaiki lagi. Sel-sel epitel pelapis saluran empedu dalam hati dapat ikut bermitosis untuk menumbuhkan saluran-saluran baru bagi bagian yang sedang beregenerasi. Semakin lanjut umur seseorang, maka daya regenerasi hati akan semakin susut atau berkurang.
Namun demikian, berdasarkan temuan baru, regenerasi memiliki proses yang lebih sederhana daripada yang diperkirakan sebelumnya. Cara hati memperbaiki diri lebih sederhana daripada yang diperkirakan sebelumnya oleh para ahli. Sebuah studi baru yang ditampilkan di the Journal of Biological Chemistry edisi April 2007 memberikan informasi baru mengenai kerja sel-sel yang meregenerasi hati. Sehingga dapat berefek nyata bagi para dokter dalam upaya membuat hati tumbuh kembali pada pasien-pasien dengan penyakit hati seperti sirosis, hepatitis dan kanker hati.
Menurut Seth Karp, asisten professor bagian bedah di Harvard Medical School, Boston dan penulis utama pada studi tersebut, hati manusia adalah salah satu organ diantara beberapa organ yang dapat beregenerasi kira-kira 25 % dari jaringannya. Tidak diketahui bagaimana hati melakukannya, tapi hasil penemuan kami memberikan beberapa detail apa yang membuat hati menjadi begitu unik.
Walaupun regenerasi organ telah diteliti pada banyak hewan, detil bagaimana terjadinya pada tingkat seluler tidak begitu dipahami secara menyeluruh. Sampai saat ini, para ahli telah berhasil menunjukkan sel-sel yang berpartisipasi dalam regenarasi jaringan hanya berperan jika mereka merupakan bagian dari organ yang tumbuh dalam embrio. Dengan kata lain, sel-sel bertindak pada saat hati sedang bertumbuh, seperti organ lain saat embrio berkembang.
Telah banyak protein yang menginduksi regenerasi organ diidentifikasi. Para ahli berusaha membuat organ-organ tumbuh kembali dengan menstimulasi protein-protein tersebut. Menumbuhkan kembali hati dengan cara tadi sangat berguna, khususnya pasien-pasien dengan kerusakan yang parah pada hatinya sehingga sebagian besar harus dihilangkan, misalnya karena tumor. Biasanya mereka tidak dapat bertahan hidup, kecuali pasien-pasien tersebut menerima cangkok hati dari donor organ yang tepat. Menstimulasi pertumbuhan secara cepat bagian hati yang masih ada dapat memeberikan kesempatan bertahan hidup kepada mereka.
Untuk menyelidiki bagaimana hati beregenerasi, Karp dan koleganya menentukan protein mana yang berperan dalam sel-sel regenerasi. Para ahli juga tertarik menguji apakah sel-sel regenerasi berperan menyerupai bentuk embrioniknya, seperti yang biasa diasumsikan pada organ lain. Para ahli berpikir, proses baru dapat menjelaskan mengapa hati begitu unik memiliki kemampuan memperbaharui dan memperbaiki setalah luka.
Team peneliti mengambil dua sampel tikus putih. Yang pertama terdiri dari tikus putih embrio pada berbagai tahap perkembangan, sedangkan yang kedua terdiri dari tikus dewasa yang dua pertiga hatinya sudah dihilangkan. Menggunakan teknik seperti DNA microarray (untuk menetukan gen yang aktif dalam sel) dan perangkat lunak untuk manganalisis informasi yang terkumpul, para ahli menyusun semua protein yang membantu pertumbuhan dan pengembangbiakan pada kedua sampel.
Hasilnya tidak diharapkan. Para peneliti mencatat bahwa hanya sedikit protein yang umum pada kedua proses. Protein yang disebut faktor transkripsi (yang mempengaruhi DNA dalam inti sel) berperan sangat tinggi pada hati embrio yang berkembang tapi tidak pada regenerasi hati dewasa. Namun demikian, protein yang membantu sel-sel memperbanyak diri, aktif pada pengembangan dan regenerasi hati.
Temuan ini menujukkan bahwa hati yang beregenerasi tidak berperilaku seperti embrio yang berkembang. Namun demikian, regenerasi hanya berdasarkan peningkatan sel-sel yang berlipat ganda melalui pembelahan sel, yang disebut proses hiperplasia. Hasil baru ini memiliki dampak medis yang penting. Faktor-faktor transkripsi diketahui lebih sulit dimanipulasi dibandingkan protein lain yang telah diidentifikasi. Karena faktor transkripsi berada dalam hati yang beregenerasi, dapat dengan mudah untuk menstimulasi regenerasi hati dengan hanya mengaktifkan protein lain yang teridentifikasi.
Tahap berikutnya bagi para ahli untuk memahami bagaimana sel-sel beregenerasi adalah stem sel. Studi telah menunjukkan bahwa stem sel dewasa berperan dalam perbaikan banyak organ, tapi dalam kasus hati, sel-sel yang memperbaiki hati melalui regenerasi adalah sel-sel biasa bukan stem sel. Menurut Karp hati bertumbuh kembali melalui proses yang relatif sederhana, yang dapat menjelaskan kemampuannya yang luar biasa untuk memperbaiki diri. (http://www.kalbefarma.com)
Pancreas
Daya regenerasi pancreas sangat rendah. Jika segumpal pancreas rusak dan lepas, regenerasi tidak akan dapat mengembalikan alat tersebut seperti semula, hanya terjadi perbaikan di daerah pinggir yang sangat tipis. Gumpalan yang hilang tadi tidak akan terganti. Tapi jika sebagian kecil saja yang rusak, dapat terjadi regenerasi pada saluran danpulau Langerhans, sedangkan regenerasi pada kelenjar acini sangat rendah dan sedikit.
BAB III KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah sebagai berikut:
3.1 Regenerasi adalah memperbaiki bagian tubuh yang rusak atau lepas kembali seperti semula. suatu organisme khususnya hewan memiliki kemampuan untuk memperbaiki struktur atau jaringan yang mengalami kerusakan akibat kecelakaan yang tidak disengaja karena kondisi natural atau kerusakan yang disengaja oleh manusia untuk keperluan penelitian atau experimen.
3.2 Daya regenerasi tak sama pada berbagai organisme. Hubungan linier antara kedudukan sistematik hewan dengan daya regenerasinya belum terungkap secara jelas.
3.3 Proses regenerasi yang efektif adalah pada masa embrio hingga masa bayi, setelah dewasa kemampuan regenerasi ini terbatas pada sel atau jaringan tertentu saja.
3.4 Studi regenerasi mengungkapkan bahwa sel-sel dewasa dari jaringan tertentu yang telah berdiferensiasi misalnya epidermis, mensintesis dan menghasilkan zat yang secara aktif menghambat mitosis-sel-sel muda dari jaringan yang sama, zat ini disebut kolona.
3.5 Kulit bisa menghambat terjadinya regenerasi, namun saraf dibutuhkan dalam proses regenerasi.
3.6 Pada Mammalia, termasuk manusia, daya regenerasinya sangat rendah, hanya terbatas pada taraf histologist, tidak sampai anatomis. Jaringan yang dapat beregenerasi ialah tulang, tulang rawan, otot, saraf, jaringan ikat dan juga beberapa kelenjar pencernaan seperti hati dan pancreas.
Daftar Pustaka
Balinsky, B. I. 1981. An Introduction to Embriology. W. B. Saunders Company, Philadelpia.
Kalthoff, Klaus. 1996. Analysis of Biological Development. Mc Graw-Hill Mc, New York.
Kimball, John W. 1992. Biology. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., New York.
_____________. 1992. Biologi Jilid 2. Erlangga, Jakarta.
Majumdar, N. N. 1985. Text Book of Vertebrae Embriology. Mc Graw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi.
Manylov, O.G.1994. Regeneration in Gastrotricha –I Light Microscopical Observation on The Regeneration in Turbanella sp.St. Petersburg State University. Russia.
Tjitrosoepomo. 1984. Biologi Jilid 2. Erlangga, Jakarta.
Willis, S. 1983. Biology. Holt Rinehart & Winston Inc, USA.
Yatim, W. 1982. Reproduksi dan Embriologi. Tarsito, Bandung.
________. 1990. Reproduksi dan Embriologi. Tarsito, Bandung.
http://www.free.vlsm.org
http://www.kalbefarma.com
http://www.id.wikipedia.org
http://www.syl4r.blogspot.com
