INDUKSI & ORGANOGENESIS Win Darmanto, Ph.D.

Gastrulasi pada vertebrata menghasilkan suatu embryo dengan 3 lapisan lembaga yaitu : Ektoderm Mesoderm Endoderm Dari mesoderm terbentuk suatu batang notocord tepat di bawah ectoderm bagian dorsal.

Dalam perkembangan embrio ke 3 lapis lembaga akan membentuk jaringan khusus dan organ tubuh, proses ini disebut organogenesis. Walaupun jaringan atau organ berasal dari suatu lapisan lembaga tertentu, namun dalam proses pembentukannya diperlukan dua lapis lembaga yang berinteraksi, dalam bentuk rangsangan atau disebut induksi. Salah satu lapisan lembaga akan berdiferensiasi menjadi suatu jaringan khusus yang kemudian menjadi organ. Jaringan lembaga yang lain berperan sebagai penginduksi.

Jadi Induksi Embrionik adalah suatu proses perkembangan atau diferensiasi tidak bebas atau terikat. Hal ini karena hanya bisa terjadi apabila ada interaksi antara dua macam sel atau jaringan yang berbeda.

Kedua macam jaringan adalah Jaringan inductor/ organisator Yaitu sel jaringan yang memberi rangsangan kepada sel jaringan reaktif/ jaringan responsif, untuk bereaksi/ berespon. Jaringan reaktif/ jar. responsif/ jar. kompeten Adalah sel jaringan yang tanggap terhadap rangsangan inductor.

1. Jaringan inductor ada 2 macam : Induktor spesifik, atau inductor Normal atau homogen Yaitu jaringan kordal mesoderm yang dapat menginduksi ectoderm menjadi system neural. Hasil induksinya disebut juga induksi specifik. Tipe induksi ini ditemukan dalam perkembangan normal suatu organisme. Induksi ini disebut juga induksi primer, yang terjadi sepanjang sumbu anterior-posterior atap archenterons.

Induksi Primer Induksi notokord terhadap ektoderm mengahasilkan neural tube, yang akan berkembang sumbu tubuh.

2. Induktor non spesifik Adalah terdeferensiasinya suatu jaringan dari interaksi dua macam sel/ jaringan di luar perkembangan normal. Induktornya disebut inductor abnormal atau heterogen. Inductor non spesifik ini bisa dari semua macam jaringan, misalnya ekstrak hati, ginjal atau sumsum tulang, maupun saluran pencernaan & kulit.

Kelompok sel-sel korda mesoderm dan jaringan endoderm disebut juga organizer atau organization center; hal ini karena jaringan tersebut mempunyai kapasitas untuk berdiferensiasi sendiri secara cepat serta mempunyai kesanggupan untuk menginduksi system syaraf pusat.

INDUKSI SEKUNDER Contoh : Induksi sekunder dan induksi tersier; merupakan induksi yang terjadi setelah hasil induksi primer. Contoh : Regenerasi lensa dari iris mata dapat diketahui adanya interaksi antara inductor dengan jaringan reaktif/ kompeten. Pada spesies Salamander, lensa yang baru akan terbentuk dari iris, setelah lensanya dihilangkan.

Ada indikasi, di dalam ruang optik ada suatu zat yang menginduksi perkembangan iris menjadi lensa. Apabila iris dikultur invitro lensa tidak akan terbentuk, sedangkan apabila iris dimasukkan ke dalam ruang mata, maka iris akan berdeferensiasi membentuk lensa. Apabila seluruh bola mata dikultur tanpa lensa, iris akan membentuk lensa yang hilang.

Jadi beberapa zat inductor terdapat di dalam ruangan optik mata dan menyebabkan iris kehilangan sifatnya sebagai organ yang telah mencapai puncak perkembangan dan berubah jadi organ lain. Factor yang menginduksi regenerasi lensa mungkin datang dari retina, karena apabila retina di buang bersama lensa, regenerasi lensa dari iris tidak berlangsung sampai retina mulai regenerasi.

MAIN MENU

Pembentukan Mata

Pertumbuhan kearah lateral dari forebrain, optic pit tumbuh dan membesar → optic vesicle. Optic vesicle membesar sehingga menyentuh ektoderm → induksi ektoderm sehingga terjadi pembentukan lensa. Lensa menginduksi O.V → optic cup, terbentuknya optic cup memicu pembentukan pigmented retina dan neural retina. Lensa yang terbentuk di permukaan ektoderm akan memisahkan diri dari permukaan ektoderm, sehingga ektoderm yang menutup terinduksi untuk membentuk kornea. MAIN MENU

Skema urutan induksi pada pembentukan mata MAIN MENU

Spratt 1971 : Ada dua macam induksi yaitu: Homoiogenik (homotipik)  hasil induksi sama dengan sel jaringan induktornya. Heterogenik (heterotipik)  hasil induksi tidak sama dengan sel jaringan induktornya. Baik homotipik dan heterotipik dapat terjadi pada induksi primer ?

Dalam proses induksi harus ada aksi timbal balik dari kedua komponen induksi. Makin tua umur suatu inductor makin menurun kemampuan induktornya, sampai akhirnya tidak mampu lagi. Kemampuan sel-sel suatu jaringan untuk reaktif atau tanggap terhadap rangsangan induktornya disebut kompetensi. Kemampuan untuk berkompetensi tinggi pada awal gastrulasi dan menurun pada gastrulasi akhir, serta rendah sekali pada stadium neurula.

Pada awal dari perkembangan normal, di samping ada nasib normal (prospective fate) suatu jaringan, ia juga mampu untuk membentuk struktur atau organ lain. Contoh : Presumtif epidermis, selain akan menjadi epidermis kulit, juga mampu membentuk system syaraf dan plakoda-plakoda sensoris asal sesuai dengan lingkungan dimana ia berada.

Ada dua factor kimia yang terlibat pada aksi inductor primer yaitu : Kemampuan jaringan embrio awal untuk berkembang lebih dari satu jalur disebut juga prospective potency. Ada dua factor kimia yang terlibat pada aksi inductor primer yaitu : Factor neurulasi pada ectoderm, dan Factor mesidermalisasi pada mesoderm.

Tetapi kedua factor tersebut juga dijumpai pada inductor non spesifik seperti hati dan ginjal mengandung factor neurulasi. Sumsum tulang belakang mempunyai factor mesodermalisasi. Hasil induksi dari neurulasi adalah struktur-struktur arkensefalik dan mesodermalisasi adalah struktur-struktur deuterosefalik.

Jadi untuk mendeterminasi suatu perkembangan perlu ada proporsi yang serasi antara kedua factor. Bila neurulasi lebih banyak maka struktur yang terbentuk adalah arkensefalik. Kalau dermalisasi yang lebih banyak maka yang terbentuk struktur deuteroensefalik dan spinokaudal.

Konsentrasi factor neurulasi dijumpai paling tinggi di daerah dorsal embrio dan ujung tertinggi di sebelah anterior, makin berkurang ke bagian lateral. Sebaliknya konsentrasi mesodermalisasi merupakan gradient anteroposterior dengan ujung paling tinggi di sebelah posterior.

Telah terbukti bahwa mekanisme induksi adalah suatu pelaluan/ tranfer suatu substansi kimia dari inductor ke dalam sitoplasma sel-sel jaringan reaktif, kemudian masuk ke dalam inti untuk mengontrol kerja gen, sehingga jaringan reaktif berespon. Juga telah dibuktikan pula substansi kimia tersebut adalah suatu protein. Proses induksi berakhir pada proses morfogenesis organ-organ dan embrio secara keseluruhan.

Proses induksi terbatas oleh waktu dan tempat 2 macam induksi: Induktor adalah sel yang dapat menghasilkan signal ekstraseluker yang dapat mempengaruhi sel reaktif untuk mengekspresikan gen yang sesuai. Jalur signal induksi: A. Diffusible molekul = molekul signal berikatan dengan permukaan sel reaktif B.Nondiffusible ekstraseluler matrik = molekul signal berada di matrik ekstraseluler dan berikatan dengan sel reaktif C. Direct contact = molekul signal masuk ke sel reaktif melalui gap-junction Proses induksi terbatas oleh waktu dan tempat 2 macam induksi: -Resiprocal induksi = inductor secara bergantian akan diinduksi untuk berdeferensiasi berdasarkan sel reaktif. -Sequintal induksi = sel yang telah terinduksi menjadi inductor MAIN MENU

Model tranfer induktor

General Overview of Major Events in Signal Transduction MAIN MENU

INDUKSI MESODERM SOMIT MEMBENTUK KARTILAGO VERTEBRA (INDUKSI KARTILAGO) Proses pembentukan kartilago (calon vertebra) dari somit diperlukan adanya stimulasi induksi. Embrio amphibia yang sumsum tulang belakangnya diambil waktu perkembangan, menyebabkan kegagalan dalam kondrifikasi somit dalam pembentukan tulang vertebra.

Sebaliknya somit dapat berkembang membentuk kartilago vertebrae, apabila diinduksi oleh sumsum tulang atau notokord.

Induksi Spinal cord dan Notokord dalam pembentukan vertebrae No spinal ganglia Kontrol No spinal Ganglia dan Notokord No Notokord

Induksi Spinal cord dan Notokord dalam pembentukan vertebrae

Gambaran Histologi Pembentukan Vertebrae