Heat Shock Protein adalah sebutan bagi chaperons utama yang terlibat dalam perbaikan kerusakan sel oleh suhu tinggi. Chaperons adalah protein yang memandu protein protein lain untuk folding dengan tepat. Chaperons melindungi protein saat proses folding dari hal yang bisa menghambat proses tersebut. Chaperones menghambat perubahan konformasi protein saat pertambahan suhu sampai 42ºC pada sel. Chaperones mempunyai fungsi penting untuk menjaga homeostasis dan respon seluler terhadap stress dengan mencegah agregitasi protein dalam folding dan unfolding protein, mempunyai pengaruh dalam produksi dan kinetik folding protein, terlibat dalam transfer protein, dan fungsi reguler dalam transduksi sinyal. Heat Shock Protein diekspresikan secara konsisten dan terinduksi dalam sel sebagai respon terhadap kondisi stress yang dihasilkan berbagai macam hal yang diidentifikasi Schreiber, 1985 sebagai stressor somatik dan fisiologis. Stressor somatik adalah efek fisik dari lingkungan (iklim, suhu, getaran, suara, dll) dan patologi somatik (lapar, haus, sakit, perdarahan, dll). Masing masing stess mempunyai efek dalam aktivasi sistem neuroendokrin seperti hipotalamus – pituitari – kelenjar adrenal dan sistem saraf. Selain itu apabila sistem saraf pusat dan tepi tidak bisa mendeteksi stressor , maka yang terlibat adalah sistem imun. Saat sel normal terpapar panas, maka sel tersebut akan mensintesa stress protein secara intensif.
Heat Shock Protein mempunyai peran penting dalam fisiologi reproduksi dan diekspresikan oleh semua mahluk hidup (Tkacova dkk, 2012). Pada hewan betina, chaperones menjadi protein yang mempunyai peran untuk proses implantasi embryo di endometrium. Sedangkan pada hewan jantan mempunyai peran di semua tahap spermatogenesis serta dalam pembentukan reseptor androgen dan dalam modulasi motilitas sel sperma. Heat Shock Protein adalah molekul heterogen yang diklasifikasikan menurut berat molekulernya : HSP60, HSP70, HSP90, dan masih banyak lagi. Berdasarkan hasil immunolocalization, tiap chaperones mempunyai peran berbeda sesuai penempatan lokal selnya (Volpe dkk, 2008). HSP60 berada pada bagian tengah spermatozoa dimana mitokondria berada, maka dari itu peran HSP60 bisa berkaitan dengan folding protein mitokondria. HSP70 berada di sub-ekuator kepala sperma dan dianggap berperan terhadap interaksi gamet. Pada bagian ekor sperma terdapat HSP90 yang berkaitan dengan modulasi dan kapasitasi spermatozoa.
Siklus reproduksi hewan sangat bergantung pada cahaya dan suhu terutama di daerah yang mempunyai iklim subtropis dan sedang di belahan bumi utara dan selatan. Siklus estrus kuda betina di belahan bumi utara memasuki musim kawin pada bulan April – September. Pada kuda jantan , peningkatan suhu lingkungan mengaktifkan termoregulasi skrotum untuk mencegah efek merugikan pada spermatogenesis. Konsentrasi dan jumlah sperma juga berubah tergantung musim. Pada kuda yang fertil, termoregulasi sperma sangat efisien untuk mencegah perubahan kinetik sperma dan integritas membran sperma. Analisa dengan Western Blotting membuktikan bahwa spermatozoa kuda mengekspresikan 3 protein HSP yaitu HSP 60, HSP70 dan HSP90. Dalam satu tahun terdapat variasi ekspresi Heat Shock Protein. HSP60 dan HSP70 mencapai tingkat ekspresi tertinggi pada Bulan Agustus dan terendah pada Bulan Desember, sedangkan HSP90 mencapai ekspresi tertinggi pada Bulan Juli dan terendah pada Bulan Desember. Bila dilihat dari pengelompokan data sesuai musim, peningkatan HSP60, HSP70, dan HSP90 terlihat secara signifikan dari musim gugur ke musim panas dengan ekspresi tertinggi pada musim panas. Untuk pengelompokan data sesuai siklus reproduksi, terlihat perbedaan di semua ketiga HSP. Level ekspresi tertinggi terlihat saat musim kawin, sebaliknya saat anestrus musim dingin ketiga HSP menunjukkan ekspresi terendahnya.
Ketiga HSP mengekspresikan level tertingginya pada suhu lingkungan yang tinggi yaitu selama musim panas dan musim kawin karena HSP memiliki peran untuk melindungi sperma dari stress akibat panas HSP juga berkorelasi negatif dengan kelembaban yang menunjukkan bahwa peran homeostatik yang berhubungan antara testis kuda dan lingkungan. Di sisi lain, ketiga HSPs mengespresikan nilai terendah pada Bulan Desember, selama musim gugur dan anestrus di musim dingin yang merupakan musim dengan waktu siang yang lebih sebentar dan mungkin dapat mempengaruhi photoperiod dalam ekspresi HSP. Hasil ini mungkin berdampak besar dalam pemahaman aspek fungsional dari fisiologi semen kuda dan mungkin mempunyai potensi untuk peternak dan praktisi veteriner yang ingin mengerti periode (dan atau bulan) dalam setahun dimana semen kuda mencapai karakteristik terbaiknya dengan peningkatan peluang untuk hasil praktek reproduksi yang lebih baik.
Penulis: Lentera Aditya
Mahasiswa Program Studi Magister Biologi Reproduksi Universitas Airlangga Surabaya
