Efektivitas pemberian Vaksin Ichthyophthirius multifiliis terhadap ikan mas (Cyprinus carpio L) pada suhu media pemeliharaan yang berbeda

(1)

SUHU MEDIA PEMELIHARAAN YANG BERBEDA

HENNI SYAWAL

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi ”Efektivitas Pemberian Vaksin

(4)

(5)

multifiliis Common Carp (Cyprinus carpio L) at Different Temperatures of Media. Under direction of NASTITI KUSUMORINI, WASMEN MANALU, and RIDWAN AFFANDI.

The aims of this study were to assess the physiological and haematological responses of fish due to different water temperatures, Ichthyophthirius multifiliis

(ich) infection, and vaccination with ich theront stadia. The research was conducted in three stages. The first stage was designed to determine the temperature range that could cause stress in fish and had potency to cause ich infection. In the second stage, fish was infected with ich. The last stage was carried out to investigate the effect of vaccination. Physiological changes in fish from each stage were determined. The results of the first stage showed that cortisol levels at 20, 24, and 28⁰C and glucose levels at 24 and 28oC increased until 21st day. Fish that was kept at 24oC had the lowest survival rate (87±3.35%) and fish that was kept at 32oC had the highest survival rate (100%). In the second stage, infected fish at 20oC was under great stress, which was characterized by the increase in cortisol levels by 51.38% on 3rd day, increase in glucose levels by 60.93%, decrease in osmolarity by 18.40%, decrease lymphocytes percentage by 16.44%, and the lowest survival rate (58.11±2.16%). The damage that was affected by I. multifiliis could be seen by the presence of hypercellular, many goblet cells, and infiltration of lymphocytes cells. Lastly, vaccination caused the decrease in cortisol levels and increase in glucose levels until 14th day. The prevalence of I. multifiliis in the vaccinated fish decreased with the increase in temperature, and I. multifiliis prevalence at 20⁰C was 80.03±10.00% and at 28⁰C was 0%, and the highest survival rate was obtained at 28⁰C (100%).

(6)

(7)

terhadap Ikan Mas (Cyprinus carpio L) pada Suhu Media Pemeliharaan yang Berbeda. Dibimbing oleh NASTITI KUSUMORINI, WASMEN MANALU, dan RIDWAN AFFANDI.

Ichthyophthirius multifiliis (ich) adalah salah satu jenis ektoparasit dari golongan Protozoa, yang biasa menyerang ikan-ikan air tawar. Penyakit yang ditimbulkannya dinamakan Ichthyophtiriasis atau lebih dikenal dengan “White spot”, karena gejala yang ditimbulkan berupa bintik putih yang terdapat pada bagian kulit, sirip, insang, dan mata. Akibat patogenitas ich dapat menyebabkan kematian hingga 80-100% dalam waktu yang relatif singkat sehingga dapat menimbulkan kerugian secara ekonomis. Tingkat patogenitas dan siklus hidup ich dipengaruhi oleh suhu lingkungan media pemeliharaan ikan. Pencegahan terhadap penyakit ini sudah banyak dilakukan dengan menggunakan bahan kimia, namun hasilnya tidak memuaskan karena bahan tersebut tidak dapat membunuh semua stadia dari ich. Salah satu usaha untuk mencegah serangan penyakit ini adalah dengan pemberian vaksin yang berasal dari salah satu stadia ich, yaitu stadia theront. Pemberian vaksin pada ikan lebih aman, karena dapat melindungi dari penyakit tersebut dalam jangka waktu yang relatif lama, dan tidak menimbulkan resistensi. Keberhasilan pemberian vaksin pada ikan dipengaruhi oleh suhu media pemeliharaan. Perubahan suhu di lingkungan media pemeliharaan dapat mempengaruhi kehidupan ikan bahkan dapat menyebabkan stres. Ikan yang mengalami stres berkepanjangan akan mudah terinfeksi oleh mikroorganisme patogen. Tujuan penelitian adalah, pertama untuk mengkaji respons fisiologis dan hematologis ikan yang dipelihara pada suhu media pemeliharaan yang berbeda. Kedua, mengkaji respons fisiologis dan hematologis ikan yang diinfeksi dengan ich stadia theront dan kemudian dipelihara pada suhu media pemeliharaan yang berbeda. Ketiga, mengkaji respons fisiologis dan hematologis ikan yang diberi vaksin ich stadia theront dan kemudian dipelihara pada suhu media yang berbeda.

(8)

dengan cara pemberian vaksin ich stadia theront yang telah diinaktifkan pada suhu 47⁰C selama 30 menit. Pemberian vaksin pada ikan uji dengan cara perendaman selama 15 menit, dosis tiga mLL-1 (kepadatan sel theront 8.000 selMl-1 vaksin), untuk melihat kemanjuran dari vaksin dilakukan uji tantang pada hari ke-15 pascaimunisasi dengan dosis 5.000 sel/ikan. Perubahan fisiologis ikan uji dari setiap tahap penelitian, seperti kadar kortisol diukur dengan metode RIA kit (CORTISOL[125]) IZOTOP, kadar glukosa dengan metode enzimatis colorimetric kit Glucose liquicolor GOD-PAP, nilai osmolaritas diukur dengan OSMOTAT 030. Untuk melihat perubahan gambaran darah, seperti kadar hemoglobin diukur dengan metode Cyanmethemoglobin, nilai hematokrit, total eritrosit, dan total leukosit dengan cara pemeriksaan darah rutin. Parameter tambahan pada tahap kedua dan ketiga adalah menghitung tingkat prevalensi ich pada ikan, gambaran jaringan insang dianalisis melalui preparat histologis yang diwarnai dengan Hematoksilin dan Eosin. Pada tahap ketiga dilakukan uji immobilisasi untuk mengetahui titer antibodi.

Temuan hasil penelitian pada tahap pertama adalah sebagai berikut: perubahan nilai fisiologis dan hematologis ikan mas selama pengamatan secara keseluruhan mengalami penurunan seiring dengan lamanya waktu pemeliharaan dan meningkatnya suhu media pemeliharaan. Pada penelitian ini, ikan yang dipelihara pada suhu 20 dan 24⁰C mengalami stres yang ditandai dengan ting-ginya kadar kortisol dan glukosa. Sintasan yang dihasilkan berkisar antara 87-100%, sintasan tertinggi didapatkan pada suhu 32⁰C.

Hasil penelitian pada tahap kedua menunjukkan bahwa ikan mas yang diinfeksi dengan ich dan dipelihara pada suhu 20⁰C mengalami stres berat, yang ditandai dengan terjadinya peningkatan kadar kortisol, kadar glukosa, penurunan persentase limfosit, dan terjadinya kerusakan insang pada hari ke-3. Tingginya patogenitas ich pada suhu rendah terlihat dari tingginya angka prevalensi pada suhu 20⁰C, yaitu sebesar 62.77±5.17%. Kesemua ini mempengaruhi angka sin-tasan. Sintasan terendah didapatkan dari ikan yang dipelihara pada suhu 20⁰C, yakni sebesar 58.11±2.16%.

Hasil penelitian pada tahap ketiga menunjukkan bahwa kadar kartisol mengalami penurunan hingga mendekati nilai normal sampai hari ke-14 dan kembali meningkat sebesar 20.35% pada hari ke-21 setelah dilakukan uji tantang. Pada suhu rendah, titer antibodi lebih lama terbentuk dan titernya juga lebih rendah dibandingkan dengan ikan yang dipelihara pada suhu hangat atau men-dekati suhu optimum. Tingkat prevalensi ich tertinggi didapatkan pada suhu media pemeliharaan 20⁰C, yakni sebesar 80.03±0.00%. Selanjutnya efektivitas pemberian vaksin terlihat dari hasil sintasan ikan uji setelah dilakukan uji tantang, didapatkan hasil bahwa semakin tinggi suhu media pemeliharaan maka sintasan yang dihasilkan semakin tinggi. Sintasan tertinggi diperoleh pada suhu 28⁰C, adalah sebesar 100% dan terendah pada suhu 18⁰C, yakni sebesar 69.9±1.48%.

(9)

©

Hak Cipta milik IPB, tahun 2012

Hak Cipta dilindungi Undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis

(10)

(11)

SUHU MEDIA PEMELIHARAAN YANG BERBEDA

HENNI SYAWAL

Disertasi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada

Program Mayor Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(12)

Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Drh. Damiana Rita Ekastuti, MS

(Departemen AFF-FKH IPB)

2. Dr. MuntiYuhana, S.Pi. M.Si.

(Departemen Budidaya Perairan FPIK-IPB)

Penguji pada Ujian Terbuka:

1. Dr. Drh. Angela Mariana Lusiastuti, M.Si

(Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Tawar, KKP)

2. Dr. Ir. Sukenda, M.Sc

(Departemen Budidaya Perairan FPIK-IPB)

(13)

(14)

(15)

segala karunia Nya sehingga penelitian dan penulisan disertasi ini dapat

diselesaikan dengan judul: Efektivitas Pemberian Vaksin Ichthyophthirius

multifiliis terhadap Ikan Mas (Cyprinus carpio L) pada Suhu Media Pemeliharaan yang Berbeda.

Pada kesempatan ini penulis sampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Dr. Dra. Nastiti Kusomorini, Prof. Ir. Wasmen Manalu, PhD dan Dr. Ir. Ridwan Affandi, DEA selaku komisi pembimbing yang telah banyak mem-berikan bimbingan dan arahan, mulai dari penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian dengan segala kemudahan fasilitas laboratorium baik di lingkungan FKH maupun FPIK IPB, hingga penulisan disertasi. Terima kasih penulis sampaikan pada Dr. Munti Yuhana, SPi. MSi dan Dr. Drh. Damiana Rita Ekastuti, MS yang telah ber-sedia sebagai penguji luar komisi pada sidang tertutup.

Ucapan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Ayahanda Syawal Hassan, Ibunda (Almh. Nurliam, M), Etek Yulinar, M dan keluarga, Ayahanda Yuliar dan ibunda Yunidar (mertua), Kakanda Yunisda dan keluarga, adik-adik beserta adik ipar semua, yang selama ini telah banyak memberikan motivasi dan doa buat keberhasilan penulis dalam menyelesaikan studi program doktor.

Ucapan terima kasih khusus disampaikan kepada suami tercinta Drs. Yufrizal, MSi, dan anak-anakku tersayang (Mohd. Syahrizal SPt, RH. Fitri Faradilla, STp, dan M. Putra Wibowo) yang selama ini sudah banyak berkorban dengan penuh keikhlasan dalam memberikan dukungan demi keberhasilan penulis meraih gelar akademis tertinggi.

Terima kasih kepada pihak berwenang di Kementrian Pendidikan dan Nasional yang telah memberikan bantuan beasiswa BPPS Dikti dan dana penelitian melalui Hibah Bersaing tahun 2010 dan 2011. Terima kasih juga kepada Pimpinan dan rekan-rekan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Riau, Lembaga Penelitian Universitas Riau, dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam masa studi, penelitian, dan penulisan disertasi hingga selesai.

(16)

Maheswari, Dr. Aryani Sismin, Dr. Anita Esfandiari, dan Dr. Susderthi yang selalu meluangkan waktu buat penulis untuk berdiskusi.

Semoga Allah SWT yang maha luas kasih sayang-Nya membalas semua kebaikan itu dengan keselamatan, kesehatan, dan keberkahan hidup yang berlipat ganda. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat dalam pengembangan ilmu pengetahuan di bidang perikanan dan berguna bagi yang memerlukan,…… Amin.

Bogor, Juni 2012

(17)

Penulis dilahirkan di Lirik (Indragiri Hulu-Riau) pada tanggal 12 Maret 1962, anak

pertama dari tujuh bersaudara pasangan berbahagia Syawal Hasan dan Almh. Nurliam

Mahmud. Pendidikan Sarjana ditempuh di Program Studi Budidaya Perairan, Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Riau, lulus pada tahun 1988. Pada tahun 1989

diterima sebagai dosen di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Riau. Pada

tahun 1994, penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan S-2 di Pascasarjana Institut

Pertanian Bogor pada Program Studi Sains Veteriner, lulus pada tahun 1998. Pada tahun

2007, kembali melanjutkan pendidikan S-3, dan diterima pada Mayor Ilmu-ilmu Faal dan

Khasiat Obat, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, dengan mendapatkan

beasiswa dari Badan Penyelenggara Program Pendidikan Pascasarjana (BPPS), Departemen

Pendidikan Nasional. Selain itu penulis juga mendapatkan dana bantuan penelitian melalui

Program Hibah Bersaing dari DP2M DIKTI pada tahun 2010 dan 2011.

Penulis bekerja sebagai dosen di Jurusan Budidaya Perairan Fakultas Perikanan dan

Ilmu Kelautan Universitas Riau, dari tahun 1989 sampai sekarang. Bidang studi yang

diajarkan adalah Parasit dan Penyakit Ikan dan Avertebrata Air.

Selama mengikuti program S-3, penulis telah menulis beberapa karya ilmiah antara lain, berjudul “Imunisasi Ikan Jambal Siam dengan Vaksin Ichthyophthirius multifiliis”

yang diterbitkan pada Jurnal Veteriner. Jurnal Kedokteran Hewan Indonesia 2010.11(3). “Respons Fisiologis Ikan Jambal Siam (Pangasius hypopthalamus) pada Suhu Media Pemeliharaan yang Berbeda” diterbitkan pada Berkala Perikanan Terubuk 39 (1) Feb 2011. ISSN. Kedua tulisan ini merupakan penelitian pendahuluan untuk disertasi, yang didanai

oleh DP2M DIKTI melalui proyek penelitian Hibah Bersaing tahun 2007 dan 2008. Karya

ilmiah selanjutnya merupakan bagian dari disertasi dengan judul “Respons Fisiologis dan

(18)

(19)

xiii

Morfologi dan Siklus Hidup Ichthyophthirius multifiliis 18

Patogenitas Ichthyophthirius multifiliis 20

Vaksinasi 21

Metode Pemberian Vaksin 21

Faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Vaksinasi 23 Klasifikasi dan Habitat Ikan Mas (Cyprinus carpio L) 24

(20)

xiv

Abstract 45

Pendahuluan 45

Bahan dan Metode 47

Hasil 49

Pembahasan 60

Kesimpulan 64

Daftar Pustaka 64

RESPONS STRES IKAN MAS (Cyprinus carpio L) AKIBAT PEMBERIAN VAKSIN Ichthyophthirius multifiliis PADA SUHU MEDIA PEMELIHARAAN YANG BERBEDA

Abstract 67

Pendahuluan 67

Bahan dan Metode 68

Hasil 72

Pembahasan 83

Kesimpulan 87

Daftar Pustaka 87

PEMBAHASAN UMUM 91

KESIMPULAN DAN SARAN 95

DAFTAR PUSTAKA 97

(21)

xv

1. Rataan nilai parameter fisiologis ikan mas yang dipelihara pada

suhu media yang berbeda 31

2. Rataan nilai hematologis ikan mas yang dipelihara pada suhu

media yang berbeda 33

3. Rata-rata kualitas air dari setiap perlakuan selama pengamatan 36

4. Rataan nilai gambaran darah ikan mas yang diinfeksi dengan ich

dan dipelihara pada suhu yang berbeda 50

5. Persentase nilai diferensiasi sel leukosit ikan mas yang diinfeksi

dengan ich dan dipelihara pada suhu yang berbeda 54

6. Rataan kadar kortisol dan glukosa ikan mas yang diinfeksi dengan

ich dan dipelihara pada suhu yang berbeda 56

7. Nilai osmolaritas ikan mas yang diinfeksi dengan ich dan dipelihara

pada suhu yang berbeda 57

8. Rataan persentase prevalensi ich dan sintasan ikan mas yang diinfeksi

dengan ich dan dipelihara pada suhu yang berbeda 60

9. Nilai parameter hematologis ikan mas yang diberi vaksin ich 68

10. Persentase nilai diferensiasi sel leukosit ikan mas yang diberi

vaksin ich 73

11. Kadar kortisol dan kadar glukosa ikan mas yang diberi vaksin ich 76

12. Rataan nilai osmolaritas plasma ikan mas yang diberi vaksin ich 80

13. Hasil uji imobilisasi pada serum ikan mas yang diberi vaksin ich 81

(22)

xvi

1. Kerangka berpikir penelitian 4

2. Interaksi ikan dengan faktor fisika, kimia, dan biologi 6

3. Mekanisme peningkatan kadar kortisol dalam darah 10

4. Mekanisme peningkatan kadar glukosa plasma 11

5. Mekanisme kortisol menghambat pembentukan antibody 12

6. Perlindungan nonspesifik dan spesifik dari serangan agen infeksius 15

7. Proses pembentukan antibodi 16

8. Interaksi antara makrofag, antigen, dan limfosit pada ikan 16

9. Siklus hidup Ichthyophthirius multifiliis 19 10. Kadar kortisol ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

suhu media pemeliharaan yang berbeda 31

11. Kadar glukosa ikan mas hasil interaksi pada level hari dan suhu

media pemeliharaan yang berbeda 32

12. Kadar hemoglobin ikan mas hasil interaksi pada level hari dan suhu

13. Kadar hematokrit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan suhu

14. Total eritrosit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan suhu

15. Rataan total leukosit ikan mas yang dipelihara pada suhu

media yang berbeda 35

16. Persentase sintasan ikan mas pada akhir pengamatan 36

17. Kadar hemoglobin ikan mas hasil interaksi pada level hari

pengamatan dan suhu media setelah diinfeksi dengan ich 50

18. Nilai hematokrit ikan mas hasil interaksi pada level hari

19. Total eritrosit ikan mas hasil interaksi pada level hari

20. Total leukosit ikan mas hasil interaksi pada level hari

21. Persenase limfosit ikan mas hasil interaksi pada level hari

22. Persentase monosit ikan mas hasil interaksi pada level hari

(23)

xvii

24. Kadar kortisol ikan mas hasil interaksi pada level hari

25. Kadar osmolaritas ikan mas hasil interaksi pada level hari

26. Preparat histologis insang ikan mas 72 jam pascainfeksi 59

27. Kadar hemoglobin ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

suhu setelah diberi vaksin ich dan diuji tantang dengan ich 73

28. Nilai hematokrit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

29. Total eritrosit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

30. Total leukosit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

31. Nilai limfosit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

32. Nilai monosit ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

33. Nilai neutrofil ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

34. Kadar kortisol ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

35. Kadar glukosa ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

36. Nilai osmolaritas ikan mas hasil interaksi pada level hari dan

(24)

xviii

1. Gejala ikan terinfeksi Ichthyophthirius multifiliis dan ciri-ciri

2. Ichthyophthirius multifiliis 109

3. Menghitung kepadatan sel theront dari Ichthyophthirius multifiliis 109 4. Histopatologi insang ikan mas akibat diinfeksi dengan Ich 110

5. Prosedur pembuatan vaksin ich dan uji viabilitas terhadap sel theront 111

6. Prosedur uji imobilisasi 112

7. Analisis ragam kadar kortisol ikan mas yang dipelihara pada

8. Analisis ragam kadar glukosa ikan mas yang dipelihara pada

9. Analisis ragam nilai hematokrit ikan mas yang dipelihara pada

10. Analisis ragam kadar hemoglobin ikan mas yang dipelihara

pada suhu media yang berbeda 116

11. Analisis ragam total eritrosit ikan mas yang dipelihara pada

12. Analisis ragam total leukosit ikan mas yang dipelihara pada

13. Analisis ragam kadar hemoglobin ikan mas yang diinfeksi

dengan ich 119

14. Analisis ragam nilai hematokrit ikan mas yang diinfeksi

dengan ich 120

15. Analisis ragam total eritrosit ikan mas yang diinfeksi

dengan ich 120

16. Analisis ragam total leukosit ikan mas yang diinfeksi

dengan ich 121

17. Analisis ragam nilai limfosit ikan mas yang diinfeksi dengan ich 121

18. Analisis ragam nilai monosit ikan mas yang diinfeksi dengan ich 122

19. Analisis ragam nilai neuterofil ikan mas yang diinfeksidengan ich 122

20. Analisis ragam kadar kortisol ikan mas yang diinfeksi dengan ich 123

21. Analisis ragam kadar glukosa ikan mas yang diinfeksi dengan ich 123

22. Analisis ragam untuk nilai osmolaritas ikan mas yang

(25)

xix

25. Analisis ragam nilai hematokrit ikan mas yang diberi vaksin dan

diuji tantang dengan ich 125

26. Analisis ragam kadar hemoglobin ikan mas yang diberi vaksin

dan diuji tantang dengan ich 126

27. Analisis ragam total eritrosit ikan mas yang diberi vaksin

28. Analisis ragam total leukosit ikan mas yang diberi vaksin

29. Analisis ragam nilai limfosit ikan mas yang diberi vaksin

30. Analisis ragam nilai monosit ikan mas yang diberi vaksin

31. Analisis ragam nilai neuterofil ikan mas yang diberi vaksin

32. Analisis ragam kadar kortisol ikan mas yang diberi vaksin

33. Analisis ragam kadar glukosa ikan mas yang diberi vaksin

34. Analisis ragam nilai osmolaritas ikan mas yang diberi vaksin

35. Analisis ragam prevalensi ikan mas yang diberi vaksin

36. Analisis ragam sintasan ikan mas yang diberi vaksin

(26)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Usaha budi daya ikan mas telah banyak dilakukan masyarakat secara

intensif, baik yang dipelihara di kolam, keramba, maupun jaring apung. Usaha

intensif ini biasanya dilakukan dengan kepadatan tinggi dan pemberian pakan

yang maksimal agar ikan tumbuh dengan cepat. Namun, usaha ini sering juga

mengalami kegagalan karena adanya serangan penyakit. Kegagalan akibat

penyakit ini bisa mencapai 30-90%, bahkan dapat mencapai 100% apabila kondisi

lingkungan ekstrim dan adanya mikroorganisme patogen di perairan (Supriyadi

dan Komaruddin 2003).

Kendala utama dalam pengembangan usaha budi daya ikan air tawar

adalah penyediaan benih yang masih terbatas, baik kualitas maupun kuantitas.

Salah satu penyebab timbulnya kendala tersebut adalah karena tingginya angka

kematian pada saat masih berukuran benih. Angka kematian atau mortalitas bisa

mencapai 80–100% yang disebabkan oleh serangan parasit, bakteri, virus, dan

jamur (Nigrelli et al. 1976). Salah satu penyakit yang kerap menyerang adalah Ichthyophthiriasis atau “White Spot”. Penyakit ini disebabkan oleh parasit

golongan protozoa (Ichthyophthirius multifiliis). Parasit ini menyerang organ ikan bagian luar, seperti kulit, sirip, insang, dan mata, yang akibatnya dapat

menimbulkan kematian pada ikan peliharaan, terutama yang masih berukuran

benih, dengan laju kematian mencapai 100% dalam waktu relatif singkat

(Matthews 2005).

Keberadaan parasit ich di perairan akan lebih mudah penyebarannya

apabila diikuti oleh padat penebaran yang tinggi, sedangkan faktor lingkungan

yang sangat berpengaruh pada perkembangan parasit ich adalah suhu. Suhu

merupakan faktor pengontrol di perairan karena dapat mempengaruhi siklus hidup

dan ukuran parasit ich, selain itu juga mempengaruhi kadar oksigen terlarut dan

NH3 di dalam air.

Pengendalian penyakit ichthyophthiriasis ini sudah dilakukan dengan

menggunakan bahan kimia, namun cara ini tidak efektif apabila ich telah

melakukan penetrasi ke kulit dan insang. Selain itu, bahan tersebut tidak dapat

(27)

adalah tercemari lingkungan dan produk makanan (Xu et al. 2007). Kesulitan dalam mengatasi penyakit tersebut dikarenakan siklus hidup ich sangat

dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan pemeliharaan. Selain pengendalian

suhu, usaha lain untuk mengatasi hal tersebut di atas adalah melakukan

pencegahan dengan cara pemberian vaksin ich.

Suhu merupakan salah satu faktor penyebab stres pada ikan. Perubahan

suhu pada media pemeliharaan akan sangat berpengaruh pada semua proses

fisiologis ikan, seperti laju pernapasan, metabolisme, denyut jantung, dan sirkulasi

darah di dalam tubuh (Nofrizal et al. 2009). Ikan yang mengalami stres akan menunjukkan peningkatkan sekresi katekolamin dan kortisol (Berne dan Levy

1988). Kedua hormon tersebut pada kadar yang tinggi akan berpengaruh negatif

pada sistem imunitas ikan. Hal ini disebabkan karena meningkatnya kortisol

dalam plasma akan menurunkan aktivitas sel-sel leukosit. Akibatnya, kekebalan

ikan akan menurun sehingga rentan terinfeksi oleh bakteri, virus, parasit, dan

jamur. Dengan demikian, infeksi dapat menimbulkan kematian dalam jumlah

yang banyak.

Perumusan Masalah

Kondisi lingkungan pada kegiatan budi daya intensif sering bermasalah

karena luasan wadah yang digunakan terbatas, kepadatan ikan dalam wadah

pemeliharaan tinggi, dan pemberian pakan yang banyak. Dengan demikian,

banyak dihasilkan sisa pakan yang tidak termanfaatkan dan feses ikan yang

kemudian menumpuk di dasar perairan. Kondisi ini akan memicu penurunan

kualitas air, dan sebagai akibatnya dapat meningkatkan populasi mikroorganisme

patogen yang sebetulnya juga sudah ada di perairan tersebut. Akibat kondisi

perairan yang buruk ini, ikan akan mengalami stres dan kondisi fisiologisnya

terganggu sehingga memicu terjadinya penurunan fungsi kekebalan tubuh.

Dengan demikian, ikan mudah terinfeksi oleh mikroorganisme patogen, seperti

parasit, bakteri, jamur, dan virus. Akibatnya, angka mortalitas ikan menjadi tinggi,

terutama pada saat ikan masih di kolam pendederan atau saat awal pemeliharaan

di kolam pembesaran. Kematian umumnya disebabkan oleh kegagalan ikan

(28)

Berdasarkan hal tersebut di atas maka perlu dicari suatu alternatif untuk

pencegahan agar usaha budi daya intensif tetap berhasil. Pemberian vaksin pada

ikan merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan kekebalan ikan terhadap

suatu penyakit. Dengan demikian, angka sintasan dapat ditingkatkan dan pada

akhirnya produksi dapat meningkat.

Penelitian tentang penyakit Ichthyophthiriasis yang disebabkan oleh

parasit Ichthyophthirius multifiliis di Indonesia jarang sekali dilakukan. Sejauh ini penelitian-penelitian lebih banyak mengkaji tentang patogenitas dan cara

pen-cegahan penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan virus yang biasa menyerang

ikan, sedangkan tentang parasit sangat jarang dilakukan. Penelitian ini tidak hanya

mengkaji patogenitas I. multifiliis, pencegahan dengan pemberian vaksin, tetapi juga mengkaji kondisi fisiologis ikan akibat patogenitas I. multifiliis dan pemberian vaksin serta pengaruh suhu media pemeliharaan yang berbeda.

Suhu perairan sangat mempengaruhi kondisi fisiologis ikan dan siklus

hidup parasit ich. Suhu dapat menimbulkan stres pada ikan dan juga dapat

mempengaruhi sistem kekebalan sehingga ikan rentan terhadap serangan ich.

Pengaturan suhu media pemeliharaan dan pemberian vaksin dapat memperbaiki

kualitas hidup ikan. Salah satu keberhasilan dalam pemberian vaksin ke ikan

juga sangat ditentukan oleh suhu lingkungan.

Tujuan Penelitian

1. Mengkaji respons stres pada ikan mas yang dipelihara pada suhu media yang

berbeda

2. Mengkaji respons stres pada ikan mas yang diinfeksi dengan Ich thyophthirius multifiliis dan dipelihara pada suhu media yang berbeda 3. Mengkaji respons stres pada ikan mas akibat diberi vaksin I. multifiliis dan dipelihara pada suhu media yang berbeda

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai dasar untuk pengembangan

(29)

Kebaruan (Novelty)

Penggunaan stadia theront sebagai vaksin dari Ichthyophthirius multifiliis

yang diinaktifkan dapat mencegah terjadinya infeksi yang disebabkan oleh I. multifiliis.

Kerangka Berpikir Penelitian

Faktor lingkungan perairan, seperti suhu, tidak hanya berpengaruh pada

kehidupan ikan, tetapi juga berpengaruh pada siklus hidup dan patogenitas I. multifiliis. Pada suhu tinggi, kandungan oksigen terlarut rendah sehingga dapat menimbulkan kondisi hipoksia dan akibatnya ikan akan kekurangan energi. Demikian juga pada suhu rendah, proses metabolisme juga tidak dapat

berlangsung dengan baik sehingga ikan menjadi lemah dan mudah terinfeksi.

Siklus hidup I. multifiliis pada suhu rendah lebih lama dan patogenitasnya juga tinggi. Untuk lebih jelasnya tentang kerangka berpikir penelitian ini disajikan

(30)

TINJAUAN PUSTAKA

Adaptasi Ikan terhadap Lingkungan

Ikan telah berevolusi sehingga cara beradaptasi dengan lingkungan

berbeda dari hewan teresterial. Adanya sisik, sirip, dan lendir (mukus) pada

permukaan tubuh dapat melindungi ikan dari gangguan eksternal. Ikan memiliki

6-8 sirip, dengan adanya sirip-sirip ini akan memudahkan ikan bergerak maju dan

mundur. Karena air memiliki kepadatan molekul yang tinggi, yaitu 800 kali lebih

padat dibandingkan udara, maka ikan memerlukan sejumlah besar kekuatan otot.

Sisik yang ada melekat erat pada kulit dan ditutupi lendir berfungsi untuk

melindungi kulit dari cedera dan infeksi. Ikan-ikan yang tidak bersisik telah

berevolusi dengan tanpa sisik, tetapi memiliki duri tajam di beberapa bagian sirip,

yang berfungsi untuk melindungi diri dari predator. Adanya lendir di atas sisik

sangat efektif untuk menghambat pelekatan dan melumpuhkan serangan

mikroorganisme patogen, mengurangi gesekan, dan memudahkan pergerakan.

Suhu pada lingkungan akuatik relatif stabil sehingga hewan yang hidup di

dalamnya tidak mengalami permasalahan yang serius terhadap perubahan suhu

lingkungan. Pelepasan panas dari tubuh ikan terutama melalui insang. Kelebihan

panas pada hewan akuatik akan diserap oleh air sehingga suhu tubuh ikan akan

stabil dan relatif sama dengan suhu air di sekitarnya. Pada hewan teresterial, suhu

tubuh selalu berubah dengan variasi cukup besar. Cara hewan teresterial

mengatur suhu tubuhnya yaitu dengan cara konduksi, konveksi, radiasi, dan

evaporasi (Hoar 1984).

Suhu dapat mempengaruhi proses fisiologis dan biokimia pada beberapa

hewan, termasuk ikan. Pengaruh suhu tersebut, antara lain mempengaruhi asupan

makanan, laju metabolisme, proses enzim, fungsi membran, dan sintesis protein

(Wedemeyer 1996). Selanjutnya dilaporkan bahwa perubahan suhu dalam waktu

yang lama, baik terhadap suhu rendah atau tinggi, dapat mempengaruhi kondisi

fisiologis dan biokimia dan secara umum proses ini dinamakan aklimatisasi suhu.

Faktor yang Mempengaruhi Kesehatan Ikan

Perubahan faktor lingkungan harus direspons oleh ikan. Respons ikan

(31)

mempertahankan hidupnya, termasuk di dalamnya agar dapat tumbuh dan

berkembang biak. Faktor lingkungan dapat mempengaruhi kesehatan dan kondisi

fisiologis ikan. Faktor lingkungan tersebut dapat dikelompokkan dalam tiga

faktor, yaitu faktor fisika, kimia, dan biologi. Interaksi antara ketiga faktor

lingkungan tersebut diilustrasikan pada Gambar 2 (Wedemeyer 1996).

Faktor kimia (kualitas air) - Kandungan oksigen

- Toksin metabolit (NH3, CO2)

Faktor biologi - Mikroorganisme patogen dan nonpatogen

Faktor Fisika - Suhu - Kepadatan

- Cahaya

Gambar 2. Interaksi ikan dengan faktor fisika, kimia, dan biologi (Wedemeyer 1996)

Faktor Fisika

Suhu perairan mempunyai kaitan yang cukup erat dengan besarnya

intensitas cahaya yang masuk ke dalam suatu perairan. Besarnya intensitas cahaya

akan menentukan derajat panas, yakni semakin banyak sinar matahari yang masuk

maka semakin tinggi suhu air. Namun, semakin bertambahnya kedalaman air

maka akan menurun suhu perairan. Suhu yang terdeteksi di permukaan air

dipengaruhi oleh keadaan meteorologi, seperti curah hujan, penguapan,

(32)

dalam Purnamawati 2009). Kedalaman perairan merupakan parameter penting untuk kelayakan luasan wadah usaha budi daya ikan. Hal ini juga terkait dengan

kualitas air, seperti suhu, kecerahan, dan kecepatan arus.

Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang dapat menimbulkan

stres pada ikan. Stres adalah ketidak mampuan suatu organisme mempertahankan

kondisi homeostasis akibat terganggunya individu tersebut oleh adanya

rang-sangan dari luar yang dinamai dengan stresor (Kubilay dan Ulukoy 2002). Suhu

juga dapat mempengaruhi daya tahan berenang ikan dan denyut jantung ikan

Trachurus japonicus, yaitu 25.3 denyut per menit pada suhu 10°C, 38.9 pada suhu

15°C, dan 67.2 denyut per menit pada suhu 22°C. Denyut jantung juga meningkat

dengan meningkatnya kecepatan renang ikan (Nofrizal et al. 2009).

Kepadatan atau padat tebar yang tinggi di suatu wadah pemeliharaan ikan

dapat mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut, terjadinya akumulasi

ammonia yang berasal dari sisa metabolisme, dan banyaknya feses yang

menumpuk. Hal ini dapat menyebabkan menurunnya kualitas air, dan berdampak

buruk pada ikan yang ditandai dengan tingginya kadar kortisol dan kadar glukosa

pada ikan (Ortuno et al. 2002). Kepadatan adalah salah satu penyebab stres pada ikan tilapia dan terjadi peningkatan kadar glukosa setelah 2 jam pengurungan

yang ditandai dengan terjadinya proses glikogenolisis.

Faktor Kimia

Ikan memerlukan energi untuk melakukan aktivitas, seperti berenang,

pertumbuhan, dan reproduksi. Kebutuhan ikan akan oksigen bergantung pada laju

metabolisme, dan pada dasarnya terkait dengan suhu air dan ukuran ikan. Ikan di

air hangat lebih banyak membutuhkan oksigen dibandingkan ikan di air dingin.

Konsumsi oksigen pada ikan kecil lebih banyak per unit bobot badan

dibandingkan ikan besar (Wedemeyer 2001).

Proses pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida dinamakan

respirasi. Masuknya oksigen melalui insang dengan cara memompakan air terus

menerus, menyebabkan terjadinya pergerakan oksigen ke dalam pembuluh kapiler

darah insang yang jumlahnya ribuan. Pergerakan ini terjadi karena adanya

(33)

pembuluh darah kapiler, sehingga oksigen akan berdifusi ke pembuluh darah

kapiler. Apabila oksigen telah berdifusi dalam darah maka akan berikatan dengan

Fe++ yang terkandung dalam hemoglobin. Hemoglobin bertanggung jawab untuk

mengatur PO2 di dalam jaringan. Tekanan oksigen di dalam kapiler jaringan tidak

lebih dari 40 mmHg. Apabila PO2 lebih tinggi dari 40 mmHg, oksigen yang

diperlukan oleh jaringan tidak dapat ke luar dari hemoglobin (Fujaya 2004).

Pengikatan oksigen oleh hemoglobin di dalam darah, kemudian dibawa ke

jaringan dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti suhu (Nielsen 1997).

Konsentrasi oksigen dalam air dipengaruhi oleh laju difusi dari udara,

fotosintesis oleh tumbuhan air, dan respirasi organisme perairan. Jika fitoplankton

di perairan melimpah, konsentrasi oksigen akan tinggi hingga sore hari.

Konsentrasi oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis berlangsung pada

siang hari dengan bantuan cahaya matahari. Pada malam hari, konsumsi oksigen

meningkat, karena semua organisme hidup memanfaatkan oksigen untuk respirasi

akibatnya pada pagi hari konsentrasi oksigen rendah (Tucker 1993). Kelarutan

oksigen dalam air menurun dengan meningkatnya suhu dan salinitas. Ketersediaan

oksigen di perairan sering menjadi faktor pengontrol dalam kehidupan ikan. Ikan

yang mengalami kekurangan oksigen atau dalam kondisi hipoksia akan

mengalami penurunan nafsu makan, energi yang dihasilkan sedikit sehingga

pergerakan juga lambat (Randall et al. 2004).

Banyak permasalahan pada kegiatan budi daya intensif baik langsung

maupun tidak langsung, pada perubahan patofisiologi darah dan sistem

sirkulasinya. Sebagai contoh, insang yang terinfeksi parasit dapat berakibat

terjadinya penyempitan kapiler dan kerusakan struktur anatomi lamella sekunder

insang, akibatnya terjadi gangguan pernapasan. Apabila ikan dalam kondisi stres

akibat penanganan, maka produksi epinefrin dapat meningkatkan sirkulasi darah

ke insang sehingga terjadi peningkatan pengambilan oksigen dari air (Wedemeyer

1996).

Faktor Biologi

Interaksi antara ikan dan organisme lain di dalam lingkungan wadah

pemeliharaan harus dapat dikendalikan, terutama terhadap agen yang dapat

(34)

pakan alami, seperti cacing tubifex. Faktor lain yang juga dapat mengganggu

kenyamanan ikan adalah pemangsa, seperti adanya burung pemakan ikan.

Pemangsa ini dapat membantu penyebaran penyakit ke dalam perairan (Woo et al.

2002).

Kondisi lingkungan perairan yang subur karena terjadinya ledakan

populasi alga (algae bloom), dapat berdampak buruk pada usaha budi daya. Pada umumnya algae bloom hanya melibatkan spesies tunggal dan sering dinamai berdasarkan warna koloni algae penyebabnya. Alga Microcystis (bluegreen algae) adalah alga air tawar yang dapat menimbulkan gangguan pada ikan dan hewan perairan, karena dapat menurunkan kadar oksigen di perairan dan toksin

yang dihasilkan alga tersebut dapat mengganggu pernapasan (Irianto 2005).

Respons Ikan terhadap Suhu

Respons stres pada ikan secara umum dapat dikategorikan ke dalam tiga

kelompok, yaitu respons stres primer, sekunder, dan tersier (Iwama dan Nakanishi

1996). Respons stres primer ditandai dengan pelepasan hormon katekolamin dan

kortisol ke dalam sirkulasi sehingga kadar kortisol di dalam plasma meningkat

dan merupakan indikator utama stres. Hormon katekolamin berasal dari jaringan

chromaffin, sedangkan kortisol berasal dari jaringan interrenal. Respons stres

sekunder sering juga dikatakan sebagai efek metabolik yang ditandai dengan

meningkatnya kadar glukosa plasma. Respons stres tersier adalah apabila ikan

tidak mampu untuk melakukan aklimasi atau beradaptasi terhadap stressor, maka

ikan akan mengalami gangguan pertumbuhan dan reproduksi. Mekanisme

peningkatan kadar kortisol diilustrasikan pada Gambar 3 dan kadar glukosa

(35)

(36)

STRESOR HIPOTHALAMUS

HIPOFISIS

ACTH

Jaringan cromaffin Jaringan interrenal

Kortek adrenal

Medula adrenal

Kortikostreoid

Kortisol Plasma Katekolamin Adrenalin dan Noradrenalin

Glukoneogenesis Glikogenolisis

Glukosa Plasma

Keterangan: ACTH = Adrenocorticosteroid

CRF= Corticotrophin releasing factor

Gambar 4. Mekanisme peningkatan kadar glukosa plasma (Isnaeni 2006: Purbayanto et al. 2010)

Kadar kortisol yang tinggi dapat mempengaruhi respons imun, yang

di-tandai dengan menurunnya aktivitas fagositik leukosit, meningkatnya pelepasan

neutrofil dari sumsum tulang, namun efektivitasnya menurun (Berne dan Levy

1988). Selanjutnya juga dikatakan bahwa kortisol menghambat produksi

inter-leukin-1 oleh makrofag dan interleukin-2 oleh sel T helper. Mekanisme kortisol

menghambat produksi interleukin disajikan pada Gambar 5.

Ikan yang mengalami stres berkepanjangan dapat berisiko tinggi untuk

terinfeksi bakteri dan parasit (Costas et al. 2008). Jorgensen dan Buchmann (2007) menjelaskan bahwa meningkatnya kadar kortisol dapat menyebabkan ikan

dalam kondisi kronis atau akut selama diinfeksi dengan Ichthyophthirius- multifiliis. Stres menyebabkan terjadinya hiperglisemia, kondisi ini diperlukan

(37)

Gambar 5. Mekanisme kortisol menghambat pembentukan antibodi

(Berne dan Levy 1988)

Keberhasilan transfer glukosa ke dalam sel sangat ditentukan oleh kinerja

insulin. Apabila kinerja insulin meningkat, maka masuknya glukosa ke dalam sel

akan lebih efektif sehingga glukosa segera tersedia sebagai sumber energi.

Naiknya transfer glukosa ke dalam sel yang disebabkan oleh peran kromium

mengakibatkan turunnya glukosa dalam darah dengan cepat (Hastuti 2004). Hal

ini dijelaskan karena kortisol dapat menyebabkan terjadinya immunosupresif.

Pelepasan kortikosteroid dan katekolamin, memicu terjadinya peningkatan

glukosa plasma dan gangguan osmotik (Mazeaud et al. 1977 dalam Shrimton et al. 2001).

Suhu air dikenal sebagai suatu regulator penting dari respons kekebalan

ikan. Suhu lingkungan yang rendah dapat meningkatkan penekanan respons imun

baik pertahanan nonspesifik maupun spesifik (Koeypudsa dan Jongjareanjai

2010). Selanjutnya Bozorgnia et al. (2011) juga melaporkan bahwa suhu

berpengaruh signifikan pada proses fisiologis ikan, seperti respons imun,

pertumbuhan dan metabolisme. Suhu normal untuk ikan beradaptasi di daerah

(38)

pertumbuhan berkisar antara 25-31⁰C (Popma dan Masser 1999 dalam Atli dan

Canli 2008).

Suhu dapat mempengaruhi aktivitas Na+K+-ATPase dan morfologi insang

ikan air tawar maupun air laut. Pola perubahannya, pada ikan air tawar lebih

konsisten apabila dibandingkan dengan ikan air laut (Evans dan Claiborne 2006).

Na+K+-ATPase berperan penting pada saat adaptasi terhadap perubahan faktor

suhu dan salinitas (Inman dan Lockwood 1977 dalam Atli dan Canli 2008).

Sistem Kekebalan pada Ikan

Ikan termasuk hewan vertebrata yang sistem pertahanannya mirip dengan

hewan mamalia dan burung. Sistem pertahanannya dikelompokkan ke dalam dua

kategori, yaitu sistem pertahanan bawaan dari lahir (innate) dan sistem pertahanan yang didapatkan (adaptive). Perlindungan didasarkan atas kekebalan bawaan

(innate immunity) secara umum tidak bergantung pada struktur organisme yang menyerang. Namun, komponennya bereaksi cepat dan relatif tidak bergantung

pada suhu. Ikan memiliki kemampuan respons imun nonspesifik dan spesifik

(humoral) yang diperantarai sel (cell-mediated immune response) (Woo 2006).

Sistem Kekebalan Nonspesifik

Sistem kekebalan nonspesifik adalah jika inang memberikan respons yang

sama terhadap berbagai jenis antigen, baik antigen berkontak untuk pertama kali

dengan inang maupun yang sudah berulang, tanpa menimbulkan respons memori

pada tubuh inang. Jika suatu individu terpapar oleh bahan asing maka yang

pertama kali akan merespons adalah sistem pertahanan bawaan atau nonspesifik.

Kulit dan mukus, merupakan sistem pertahanan fisik pertama (kekebalan

non-spesifik) pada ikan yang dapat mencegah masuknya mikroorganisme patogen

(Stoskopf 1993). Keuntungan lainnya dari kulit adalah dapat mempertahankan

osmolaritas terhadap lingkungan perairan (Ellis 1988). Selanjutnya dilaporkan

mukus atau lendir yang terdapat pada permukaan tubuh ikan, juga berfungsi untuk

menghambat kolonisasi mikroorganisme pada integumen.

Mukus pada kulit dihasilkan oleh sel-sel goblet, yang berfungsi untuk

mencegah menempelnya bakteri, fungi, parasit, dan virus. Mukus mengandung

(39)

sistem kekebalan nonspesifik. Baru-baru ini ditemukan antibodi yang dihasilkan

sebagai akibat infeksi parasit dan bakteri di lendir dan antibodi yang dihasilkan

bukan berasal dari serum, tetapi dihasilkan oleh limfosit yang terdapat pada kulit.

Molekul humoral pada mukus ikan ini termasuk lektin (kharbohidrat), transferin,

dan merupakan komponen dari sistem komplemen. Sel-sel nonspesifik dari sistem

imun ikan termasuk monosit atau makrofag jaringan, granulosit (heterofil), dan

sitotoksit (Craig et et al. 2005). Selanjutnya, Douglas et al. (2001) melaporkan bahwa mukus yang terdapat di kulit dan usus juga mengandung bahan

antimikrob, yaitu berupa peptida, seperti pleurosidin. Bahan ini diekpresikan pada

hari pertama hingga hari ketiga setelah menetas, dan diduga memegang peranan

penting dalam kehidupan ikan sebelum berkembangnya sistem kekebalan.

Lisozim mempunyai aktivitas antibakteri (khususnya pada Gram positif) yang

menyebabkan lisis dan dapat juga berperan sebagai opsonin (Ellis 1988). Lisozim

juga dilaporkan dapat meningkatkan fagositosis (Engstad et al. 1992). Mekanisme sistem kekebalan ini tidak menunjukkan spesifisitas terhadap bahan asing dan

mampu melindungi tubuh terhadap berbagai jenis patogen.

Ikan yang dipelihara pada suhu 20οC mempunyai aktivitas dan produksi

komplemen yang meningkat bila dibandingkan dengan yang dipelihara pada suhu

5 dan 10οC. Namun, peningkatan aktivitas komplemen ini apakah akibat

peningkatan produksi protein komplemen atau perubahan fungsi protein

komplemen pada ikan yang dipelihara pada suhu tinggi belum diketahui

(Nikoskelainen et al. 2004). Selanjutnya dilaporkan juga bahwa terjadi penurunan aktivitas hemolitik dari serum ikan channel catfish pada musim semi dan musim dingin. Demikian juga dengan kemampuan opsonisasi plasma ikan menurun pada

pemeliharaan di suhu rendah. Efisiensi opsonisasi plasma ikan rainbow trout lebih efisien pada kisaran suhu 10–15οC, dengan rasio OZ (Opsonisasi Zymozan) dan

NOZ (Non Opso-nisasi Zymozan) tidak lebih dari 1.0 (Nikoskelainen et al. 2004).

Sistem Kekebalan Spesifik (humoral)

Kekebalan spesifik atau humoral erat kaitannya dengan pembentukan

antibodi. Perkembangan respons ikan terhadap kekebalan nonspesifik, spesifik,

dan memori kekebalan sepesifik diilustrasikan pada Gambar 6. Apabila agen

(40)

akan terstimulasi dan menghambat serangan agen infeksi. Jika sistem kekebalan

nonspesifik ini dapat bekerja dengan baik, maka penyakit tidak akan berkembang.

Sebaliknya, apabila sistem ini tidak bisa melawan antigen yang masuk maka

penyakit akan berkembang. Untuk mengatasi hal ini maka mekanisme pertahanan

spesifik akan berperan dalam proses penyembuhan dan memblok perkembangan

infeksi. Selanjutnya, apabila terinfeksi kembali, maka sistem kekebalan memori

spesifik akan langsung merespons sehingga ikan terlindungi dari penyakit.

Gambar 6. Perlindungan nonspesifik dan spesifik dari serangan agen infeksius (www. dsm.com/en_VS/downloads/dnp/51644_vitaminC.pdf).

Mekanisme pertahanan spesifik dalam pembentukan antibodi adalah

dimulai dari adanya antigen yang masuk kemudian ditelan oleh makrofag,

selanjutnya makrofag akan mengaktivasi sel limfosit B untuk melakukan

pro-liferasi. Makrofag diaktivasi juga untuk menghasilkan interleukin-1 yang

kemudian akan mengaktifkan sel limfosit T untuk kembali memproduksi

interleukin-2, yang mendukung terjadinya proliferasi sel-sel limfoblas dan

men-stimulasi sel limfosit B untuk menghasilkan immunoglobulin. Ikan hanya

mensintesis satu jenis immunoglobulin, yaitu immunoglobulin M (IgM) Stoskopf

1993. IgM lebih efisien dari pada IgG dalam aktivasi komplemen, opsonisasi

netralisasi dari virus, dan aglutinasi (Tizar 1987). Mekanisme pembentukan

antibodi mulai dari hadirnya antigen hingga terbentuknya antibodi diilustrasikan

(41)

Gambar 7. Proses pembentukan antibodi

(www. dsm.com/en_VS/downloads/dnp/51644_vitaminC.pdf)

Gambar 8. Interaksi antara makrofag, antigen, dan limfosit pada ikan (Stoskofp 1993)

Hematologi

Hematologi adalah ilmu yang mempelajari tentang darah serta jaringan yang

membentuknya. Darah merupakan bagian yang terpenting dalam sistem

transportasi di dalam tubuh. Jumlah darah di dalam tubuh, berkisar antara 6-8%

dari bobot badan (Robert 1978). Fungsi darah dalam sirkulasi adalah sebagai

media pembawa bahan nutrisi dari saluran pencernaan ke jaringan, dan sisa

metabolisme dari sel ke organ eksresi, sebagai regulasi suhu tubuh, dan lain-lain.

Secara rinci fungsi darah adalah; 1) membawa zat makanan yang telah disiapkan

Lymphocyte proliferation

Macrophage Antigen

(42)

oleh saluran pencernaan menuju ke seluruh jaringan tubuh, 2) membawa oksigen

ke jaringan, 3) membawa karbon dioksida dari jaringan, 4) membawa produk

buangan dari berbagai jaringan untuk diekresikan, 5) membawa hormon dari

kelenjar endokrin ke organ lain, 6) berperan penting dalam pengendalian suhu

tubuh, 7) berperan dalam mempertahankan keseimbangan air, 8) berperan dalam

sistem buffer untuk membantu mempertahankan pH, 9) penggumpalan atau

pembekuan darah sehingga dapat mencegah terjadinya kehilangan darah yang

berlebihan pada saat luka, dan 10) mengandung berbagai faktor penting untuk

mempertahankan tubuh dari serangan penyakit (Anderson dan Swicki 1995;

Iwama dan Nakanishi 1996).

Darah ikan terdiri atas sel darah merah (eritrosit) dan sel darah putih

(leukosit). Eritrosit merupakan bagian utama dari sel darah, warna merah

disebabkan oleh adanya hemoglobin. Hemoglobin merupakan zat warna (pigmen)

darah yang berupa ikatan kompleks protein terkonjugasi, yang dibentuk oleh

pigmen dan protein sederhana. Protein ini adalah suatu histon yang disebut globin.

Warna merah dari hemoglobin disebabkan oleh heme, yaitu suatu ikatan metalik

mengandung sebuah atom besi (Fe) (Swenson 1984 dalam Hidayaturrahmah 2011).

Produksi hemoglobin dipengaruhi oleh kadar Fe di dalam tubuh karena besi

merupakan komponen terpenting dalam pembentukan molekul heme. Jika tidak

terdapat transferin dalam jumlah yang cukup akan menyebabkan kegagalan dalam

pengangkutan zat besi menuju eritroblast. Hal ini dapat menimbulkan kondisi

anemia hipokromik yang berat, yaitu terjadinya penurunan jumlah eritrosit yang

mengandung lebih sedikit hemoglobin (Guyton dan Hall 1997).

Nilai hematokrit adalah suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan

persentase (berdasarkan volume) dari darah yang terdiri atas sel-sel darah merah.

Nilai hematokrit dapat digunakan sebagai perkiraan jumlah eritrosit di dalam

tubuh secara cepat. Jika nilai hematokrit dalam darah rendah maka dapat diartikan

bahwa jumlah sel darah merah di dalam tubuh lebih sedikit dibandingkan dengan

kondisi normal (Foster et al. 2006).

Leukosit merupakan salah satu sel darah yang mempunyai peran sangat

(43)

memiliki kemampuan bergerak bebas dan mampu keluar dari pembuluh darah

menuju jaringan dalam melakukan fungsinya. Jumlah leukosit jauh di bawah

eritrosit dan bervariasi bergantung pada jenis hewannya. Jumlah leukosit yang

menyimpang dari keadaan normal mempunyai arti klinik penting dalam

mengevaluasi gangguan kesehatan. Jumlah leukosit akan meningkat secara pesat

dalam waktu singkat apabila terjadi suatu penyakit infeksi ( Iwama dan Nakanishi

1996). Sel leukosit, terdiri atas limfosit, monosit, neutrofil, dan trombosit dengan

fungsi yang berbeda-beda.

Morfologi dan Siklus Hidup Ichthyophthirius multifiliis

Ichthyophthirius multifiliis (ich) adalah parasit golongan protozoa yang biasa menyerang ikan air tawar pada usaha budi daya intensif. Patogenitas ich

dapat menyebabkan mortalitas hingga 100%. Parasit ini bersifat obligat dan

hidup atau tinggal di bawah epitelium kulit, insang, dan sirip, serta memakan

jaringan inangnya (Lobo-da-Cunha dan Azevedo 1990). Ichthyophthirius-multifiliis bentuknya bundar, seluruh permukaan tubuh ditutupi oleh silia yang berguna untuk bergerak dan melakukan penetrasi ke lapisan epidermis ikan. Ich

memiliki sejumlah vakuola, mikro dan makro nukleus. Makro nukleus bentuknya

seperti tapal kuda yang merupakan ciri khas dari I. multifiliis. Stadia trophozoid dari I. multifiliis berukuran 0.5-1cm, sedangkan theront berukuran

25-70x15-22μm (Lom dan Dykova 1992).

Ich stadia dewasa dinamakan trophozoid dan akan lepas dari tubuh ikan,

dinamakan trophont. Trophont akan mensekresikan gelatin dan membentuk kista.

Trophont tersebut akan bergerak secara perlahan dan mulai melakukan

pembelahan sel secara binary fision. Trophont akan menghasilkan theront yang jumlahnya berkisar antara 250-2.000 sel (Lom dan Dykova 1992). Kemampuan

trophont menghasilkan theron sangat bergantung pada ukuran trophozoid dan

lamanya berada di tubuh ikan (Ewing dan Kocan 1986). Siklus hidup ich terdiri

atas tiga fase, yaitu fase hidup bebas (theront), fase bersifat parasit (trophozoid),

dan fase reproduksi (trophont) (Lobo-da-Cunha dan Azevedo1994). Theront yang

dihasilkan akan langsung bergerak aktif mencari inang (host), apabila tidak menemukan inang dalam waktu maksimal 94 jam theront akan mati. Siklus hidup

(44)

Faktor lingkungan, seperti suhu, sangat berpengaruh pada siklus hidup ich. Pada

suhu 10oC siklus hidup lebih kurang 20 hari, pada suhu 13-15⁰C menjadi 12 hari,

pada suhu 18–20οC turun menjadi 7 hari, dan pada suhu 22–24οC adalah 3–6 hari.

Faktor lain yang berpengaruh adalah pH, dan kandungan oksigen. pH di bawah 5

atau di atas 10, dan konsentrasi oksigen 0.2 mgL-1 akan menyebabkan kematian

ich pada semua stadia (Lom dan Dykova 1992). Siklus hidup ich diliustrasikan

pada Gambar 9.

Gambar 9. Siklus hidup Ichthyophthirius multifiliis Noga (2000) Keterangan : a. Trophozoid, b. Trophont, c. Theront

Suhu yang optimum bagi ich (stadia theront) untuk melakukan invasi ke

ikan adalah pada suhu 24–26οC, sedangkan pada suhu 29οC I. multifiliis tidak mampu menginfeksi ikan. Hal ini terbukti dari ikan yang terinfeksi ich ditularkan

ke ikan sehat yang dipelihara pada suhu 29οC tidak terjadi infeksi, sebaliknya ikan

yang sebagai sumber infeksi ini jadi sembuh (Syawal et al. 2001).

Penyebaran penyakit ini dipicu oleh adanya peningkatan aktivitas budi

daya dan perdagangan ikan hias. Patogenitasnya meningkat apabila ikan dalam

kondisi stres akibat tingginya populasi ikan dalam wadah pemeliharaan, kualitas

air yang buruk, dan mutu pakan yang rendah (Paperna 1996 dalam Woo et al.

2002). Penyakit ichthyophthiriasis biasanya berkembang apabila suhu air relatif

hangat dan ikan dalam kondisi stres akibat kandungan oksigen rendah, atau

kepadatan ikan tinggi (Woo 2006). Jutaan ikan mati pada usaha budi daya

(45)

al. 2006). Kasus ini sering terjadi pada sistem budi daya tertutup, seperti di kolam dan akuarium, serta adanya ikan baru yang membawa parasit ich (Maki 2002).

Patogenitas Ichthyophthirius multifiliis

Theront melakukan penetrasi dan perporasi ke dalam epitel kulit ikan

di-mungkinkan oleh adanya enzim yang dihasilkan ich, yaitu enzim hialuronidase.

Enzim hialuronidase selain digunakan untuk merobek dinding sel trophont agar

theront dapat keluar, juga digunakan untuk melarutkan lapisan zat tanduk dari

sisik sehingga ich dapat masuk ke dalam lapisan epitel (Stanley 1995). Parasit ich

menyerang epitel insang dan kulit sehingga menimbulkan kerusakan dan

akibatnya keseimbangan osmotik terganggu (Witeska et al. 2010).

Xu et al. (2000) melaporkan bahwa theront adalah stadia infektif dari ich yang menyerang ikan Lepomis macrochirus, kemudian menempel dan berkembang menjadi trophozoid, serta bergerak secara memutar pada jaringan

epidermis ikan tersebut. Lebih dari 88% theront dapat menempel pada sirip,

insang, dan kulit setelah satu jam pascainfeksi. Theront berkembang menjadi

trophozoid dan meningkat diameternya dari 27.21μm menjadi 30+3.1 μm setelah

4 jam pascainfeksi pada organ insang. Peningkatannya, sebesar 9.6% dengan

rata-rata 1.2% / jam dari 4 sampai 8 jam pascainfeksi.

Patogenitas ich dimulai ketika theront sudah menempel pada permukaan

kulit atau insang, maka ich mulai melakukan perforasi ke bagian epidermis.

Selanjutnya ich mengeluarkan enzim yang bersifat racun bagi jaringan sehingga

terbentuk nekrosis pada lapisan spongosum pada dua jam pascainfeksi. Kemudian

nekrosis berkembang hingga ke lapisan kompaktum, 3–48 jam pascainfeksi.

Dengan demikian, sistem osmoregulasi terganggu dan keseimbangan ion-ion di

dalam tubuh menjadi tidak stabil sehingga berakhir dengan kematian (Mulyana

1999). Ikan yang terinfeksi berat dapat menimbulkan reaksi inflamasi pada kulit,

terjadinya peningkatan hiperplasia pada sel-sel epitel, dan secara umum juga

meningkatkan jumlah sel-sel mukus pada kulit (Hines dan Spira 1974 dalam

Dickerson 2006). Selanjutnya dilaporkan bahwa hasil pengamatan histopatologi

(46)

Vaksinasi

Vaksin

Vaksin merupakan sediaan antigen yang diperoleh dari mikroorganisme

patogen atau substrat yang merupakan produk dari patogen tersebut dan bersifat

immunogenik, antigenik, dan protektif yang kemudian dilemahkan atau dimatikan

(Kamiso 1996). Suatu vaksin bersifat immunogenik apabila dapat merangsang

pembentukan antibodi. Idealnya suatu vaksin adalah harga relatif murah, mudah

diberikan, aman terhadap ikan maupun lingkungan, dan efektif dapat

meningkatkan kekebalan ikan (Stoskopf 1993).

Vaksinasi adalah suatu proses pemasukan antigen ke dalam tubuh untuk

mendapatkan kekebalan spesifik dan nonspesifik sehingga tanggap terhadap jenis

patogen tertentu (Kamiso 1996). Ellis (1988) melaporkan bahwa respons

kekebalan yang timbul setelah vaksinasi adalah respons spesifik (humoral), sesuai

dengan jenis antigen yang diberikan. Selanjutnya dilaporkan juga bahwa vaksin

tidak menimbulkan dampak negatif berupa munculnya jenis patogen yang resisten

dan tidak menyebabkan akumulasi di dalam tubuh. Secara umum ada dua jenis

vaksin, yaitu vaksin hidup (aktif) dan inaktif. Vaksin hidup bisa berasal dari

parasit, seperti menggunakan ich stadia trophont maupun stadia theront,

sedangkan vaksin inaktif didapatkan dengan cara melemahkan atau mematikan

bakteri, parasit, dan virus.

Perkembangan vaksin parasit lebih lambat bila dibandingkan dengan

perkembangan vaksin dari bakteri dan virus. Ada beberapa alasan kenapa vaksin

parasit sulit untuk dikembangkan. Pertama, karena kesulitan dalam memanipulasi

parasit protozoa dan helmin di laboratorium. Kedua, kesulitan dalam mengkultur

baik secara in vivo maupun in vitro. Ketiga, pada hakikatnya parasit mempunyai siklus hidup yang komplit dan melibatkan beberapa inang atau host (Ellis 1988).

Metode Pemberian Vaksin

Vaksinasi pada ikan dapat dilakukan dengan cara penyuntikan pada bagian

intramuskular atau intraperitoneal, pencelupan, perendaman, penyemprotan

bertekanan tinggi, dan secara oral, yaitu melalui pakan. Aplikasi vaksinasi dengan

(47)

lain karena dapat dilakukan pada berbagai ukuran serta dalam jumlah yang banyak

(Ellis 1988). Pemberian vaksin dengan cara penyuntikan biasanya dilakukan pada

ikan berukuran besar atau induk, sedangkan ikan yang berukuran kecil dengan

cara perendaman. Anderson 1974 dalam Ellis 1988 melaporkan bahwa pemberian vaksin secara penyuntikan di bagian intraperitoneal lebih baik, karena antigen

cepat diserap, namun perlu dilakukan secara cermat agar tidak mengena usus.

Pemberian vaksin melalui oral juga ada kelemahannya, karena antigenik yang

diberikan dapat mengalami kerusakan di dalam saluran pencernaan (Austin dan

Austin 1987 dalam Stoskopf 1993).

Ling et al.(1993) melaporkan bahwa induk ikan tilapia yang divaksin dengan 0.1 mL garam fisiologis yang mengandung 2.3x105 sel theront dapat

memberikan hasil sintasan yang tertinggi, yaitu 95.3% pada anak ikan tilapia,

setelah dilakukan uji tantang (pemaparan) dengan ich stadia theront. Selanjutnya

ikan channel catfish yang diimunisasi dengan theront hidup, baik secara perendaman maupun diinjeksikan secara intraperitonium (i.p.), maupun trophont

yang telah disonikasi kemudian diberikan secara injeksi di bagian

intraperitonium (i.p.), dapat memberikan respons kekebalan humoral dan

memberikan perlindungan terhadap parasit ich setelah dilakukan uji tantang (Xu

et al. 2004). Hasil penelitian juga dilaporkan bahwa semua ikan yang diimunisasi

dengan theront hidup, baik secara perendaman maupun dengan cara injeksi

menghasilkan lebih dari 90% ikan yang diimunisasi secara injeksi intraperitonium

(i.p.) dengan trophont yang disonikasi berhasil hidup setelah diuji tantang dengan

theront. Ikan kontrol tidak mendapatkan perlindungan sehingga terjadi mortalitas

100%. Syawal dan Siregar (2010) juga telah melaporkan bahwa pemberian vaksin

sel utuh dari theront yang diinaktifkan dengan pemanasan, dan diberikan ke ikan

jambal siam secara perendaman dengan dosis 3mLL-1 selama 15 menit dapat

menghasilkan sintasan hingga 100% setelah dilakukan uji tantang.

Ikan rainbow trout yang diimunisasi dengan trophont yang disonikasi dan diberikan secara injeksi di bagian intraperitonium (i.p.) dengan dosis rata-rata 10–

20 trophont per gram ikan, memperlihatkan tingkat infeksi lebih rendah

dibandingkan dengan ikan yang diimunisasi secara perendaman atau yang tidak

(48)

cutaneous (bagian kulit) pada ikan yang diimunisasi pada penelitian ini. Informasi

lain adalah 2 dari 20 ikan yang diimunisasi dengan trophont yang disonikasi dan

diberikan secara injeksi secara intraperitonium terlihat adanya trophont setelah 5

hari diuji tantang dengan theront (Dalgaard et al. 2002).

Ikan mas (Carassius auratus) yang diimunisasi dengan theront hidup baik secara perendaman maupun diinjeksi, dapat melindungi ikan pada level yang

tinggi dari infeksi ich setelah dilakukan uji tantang. Pada ikan Carassius auratus

yang diimunisasi dengan trophont baik yang disonikasi maupun yang tidak

diso-nikasi dan pemberiannya secara injeksi, maka hasilnya lebih rendah dari ikan

yang diimunisasi dengan trophont yang disonikasi maupun yang tidak disonikasi

dan diberikan secara perendaman (Osman et al. 2009).

Faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Vaksinasi

Pemberian vaksin kepada ikan sudah banyak dilakukan, terutama vaksin

yang berasal dari antigen bakteri dan virus. Namun, vaksin yang berasal dari

parasit jarang dilakukan karena isolat dan media kulturnya belum tersedia.

Dengan demikian akan mengalami kesulitan untuk mendapatkan antigen dalam

jumlah yang banyak. Demikian juga halnya dengan parasit Ichthyophthirius multifiliis, karena ich adalah parasit obligat pada ikan sehingga hanya bisa didapatkan dari ikan hidup. Jadi untuk mendapatkan ich sebagai antigenik dalam

skala besar untuk membuat vaksin mengalami kesulitan ( Dickerson 2006).

Keberhasilan pemberian vaksin untuk meningkatkan kekebalan terhadap

suatu penyakit pada ikan sangat dipengaruhi oleh suhu lingkungan pemeliharaan.

Pada suhu rendah, terjadi penekanan mekanisme kekebalan nonspesifik, humoral,

dan sel yang diperantari. Dengan demikian, pada suhu rendah antibodi yang

terbentuk lebih lama dan kadarnya juga rendah. Sebaliknya, pada suhu tinggi,

pembentukan antibodi lebih cepat dan kadarnya juga tinggi (Stoskopf 1993). Suhu

rendah dapat menurunkan kapasitas opsonisasi dalam serum. Opsonisasi pada

serum ikan rainbow trout akan lebih efisien pada suhu 10 dan 15οC (Nikoskelainen et al. 2004). Selanjutnya juga dikatakan bahwa pada suhu rendah akan menyebabkan terjadinya penekanan imun (imunosupresif), sehingga akan mempengaruhi terbentuknya titer antibodi. Ikan rainbow trout yang diberi vaksin