Pengaruh Penambahan Soya dalam Pengencer Dasar Tris-Citric Acid-Fructose
(TCF) terhadap Motilitas Spermatozoa Kambing Boer Pasca Pembekuan
The Effect of Soya Addition into Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) Basic Diluent on the
Motility of Boer Goat Spermatozoa After Freezing
Lucky Noviansyah *, Tjandrakirana, Nur Ducha
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya
* e-mail: luckynoviansyah@yahoo.co.id
ABSTRAK
Penyimpanan suhu rendah (-196oC) dapat menyebabkan penurunan motilitas spermatozoa yang
disebabkan kerusakan membran spermatozoa, sehingga dalam pengencer dibutuhkan perlindungan membran plasma yang disebut krioprotektan, salah satunya adalah soya. Penelitian ini bertujuan mendeksripsikan pengaruh penambahan soya dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) terhadap motilitas spermatozoa kambing Boer pada suhu rendah. Parameter penelitian ini adalah motilitas dengan melihat spermatozoa motil progresif, viabilitas dengan pewarnaan eosin-negrosin, integritas membran dengan metode HOST, dan osmolaritas pengencer dengan alat osmometer. Desain penelitian dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri atas 4 perlakuan (konsentrasi soya 0 g, 2 g, 4 g, dan 6 g) dan 5 pengulangan. Analisis data dengan uji ANOVA satu arah pada taraf ketelitian 95%, lalu dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan motilitas spermatozoa dapat dipertahankan dengan penambahan soya 4 g dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) saat before freezing
sebesar 56,00 ± 1,09% dan pasca-thawing sebesar 41,00 ± 0,54%. Simpulan dari penelitian ini adalah pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dengan penambahan soya 4 g dapat mempertahankan motilitas spermatozoa kambing Boer pada suhu rendah.
Kata kunci: soya; pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF); spermatozoa kambing Boer; motilitas
ABSTRACT
Low temperature storage (-196oC) can decrease sperm quality that cause spermatozoa membrane damage, so that
plasma membrane need protection in the diluent called cryoprotectant, which is soya. This study aimed to describe the effects of soya in Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) diluent on the Boer goat spermatozoa motility that is stored in liquid nitrogen. The parameters of this study were the spermatozoa motility using their progressive motility, viability by eosin-negrosin staining, integrity membrane using HOST methods, and osmolarity diluent by osmometer. A completely randomized design (RAL) consisted of 4 treatments (0 g, 2 g, 4 g and 6 g of soya concentrations) and 5 replications was used for research design. Data were analyzed using one-way ANOVA test at 95% level of accuracy and followed by Duncan test. The results showed that the addition of 4 g soya into Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) diluent can maintain the spermatozoa motility before freezing including the motility of spermatozoa with average percentage 56,00 ± 1,09, and included post-thawing motility with average percentage 41,00 ± 0,54. It can be concluded that the addition of 4 g soya in Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) diluent can maintain the motility of the Boer goat spermatozoa stored in liquid nitrogen.
Key words: soya; Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) diluent; Boer goat spermatozoa; motility .
PENDAHULUAN
Penyimpanan spermatozoa pada suhu
rendah (-196oC) dapat menyebabkan kerusakan
membran plasma spermatozoa yang diakibatkan
cold shock dan akhirnya berujung kematian pada
spermatozoa (Ducha, 2012). Upaya
meminimalkan penurunan kualitas spermatozoa dari cold shock adalah dengan penambahan krioprotektan ekstraseluler dalam pengencer saat penyimpanan (Hafez, 2008; Rizal dan Herdis, 2008).
Penyimpanan spermatozoa kambing dengan krioprotektan ekstraseluler berupa kuning telur dapat menurunkan motilitas spematozoa. Hal ini disebabkan pada plasma semen kambing terdapat enzim fosfolipase A yang disekresikan oleh kelenjar bulbouretralis atau kelenjar cowper dan bersifat toksik terhadap spermatozoa disebut sebagai Egg Yolk Coagulating Enzyme (EYCE) (Alawiyah dan Hartono, 2006; Gazali dan Tambing, 2002). EYCE menyebabkan kerentanan membran plasma yang disebabkan tingginya rasio
ISSN: 2252-3979
24 LenteraBio Vol. 6 No. 1, Januari 2017: 23–26
asam lemak tidak jenuh dalam fosfolipid (Amalia, 2002).
Soya dapat dijadikan sebagai krioprotektan ekstraseluler alternatif pengganti kuning telur, sebab kandungan lesitin dari soya dapat melindungi membran plasma spermatozoa dari
cold shock pada saat penyimpanan dalam suhu beku (Rizal dan Herdis, 2008). Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan penambahan soya dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dapat mempertahankan motilitas spermatozoa Kambing Boer pasca pembekuan.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilakukan selama bulan April-Juni 2016 di Teaching Farm Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga. Semen yang digunakan dalam penelitian adalah semen segar peranakan kambing Boer yang diencerkan dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF). Bahan pengencer yang digunakan yaitu 2,96 g Tris base, 1,65 g asam sitrat, 2,00 g Fruktosa, 100.000 IU
penisilin, dan 0,1 g streptomisin yang
dihomogenkan dengan deionized water, kemudian disuplementasi soya dengan konsentrasi yang berbeda yakni 0 g, 2 g, 4 g, dan 6 g. Hasil suplementasi pengencer Tris-Citric Acid-Fructose
(TCF) ditambahkan gliserol dengan konsentrasi 7%.
Pemeriksaan kualitas semen segar secara makroskopis dan mikroskopis yang meliputi warna dan volume semen, konsistensi, pH, konsentrasi, motilitas, viabilitas, dan integritas membran spermatozoa dilakukan terlebih dahulu. Sebagai data pendukung dilakukan pengujian osmolaritas pengencer.
Selanjutnya semen segar diencerkan dengan pengencer yang dilakukan dalam 3 tahapan yakni
A1, A2, dan B. Pengenceran A1 dan A2 dilakukan pada suhu 36-37°C dan pengenceran B dilakukan pada suhu 3-5oC. Setelah dilakukan pengenceran
B, semen diperiksa kualitasnya yang disebut dengan Before Freezing Evaluation dan selanjutkan dilakukan proses Filling and Sealing. Straw yang berisi semen diekuilibrasi di dalam cool top pada bersuhu 3-5°C, lalu dilanjutkan proses pre-freezing
dengan cara staw diletakkan di dalam wadah dan diposisikan 1 cm di atas permukaan nitrogen cair selama 9 menit.Setelah tahap pre-freezing dilalui, maka straw akan dimasukkan ke dalam nitrogen cair yang disebut dengan freezing pada suhu -196oC.
Straw akan dicairkan kembali yang
dinamakan dengan proses thawing yang
dilakukan dengan cara straw terlebih dahulu direndam di dalam air hangat pada suhu 36-37oC
selama 15-30 detik. Selanjutnya dilakukan
pengamatan untuk mengetahui motilitas
spermatozoa dengan menilai gerakan
spermatozoa yang motil progresif.
Data berupa persentase motilitas
ditransformasikan terlebih dahulu ke Arcsin. Data yang berdistribusi normal diuji dengan Anova satu arah, dilanjutkan dengan uji Duncan.
HASIL
Hasil pengamatan motilitas spermatozoa peranakan kambing Boer didapatkan persentase motilitas spermatozoa pada saat before freezing dan post-thawing yang terendah terdapat pada perlakuan kontrol tanpa penambahan soya
sebesar 36,00±0,54, sedangkan persentase
motilitas yang tertinggi terdapat pada pengencer
Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dengan penambahan soya 4 g sebesar 56.00±1.09 (Tabel 1; Gambar 1).
Tabel 1. Persentase motilitas + standart deviasi spermatozoa peranakan kambing Boer dengan berbagai konsentrasi soya dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) (%).
Tahapan Pengamatan Perlakuan Soya
0 g 2 g 4 g 6 g
Before Freezing 36.00±0.54a 44.50±0.89c 56.00±1.09d 40.50±1.22b
Post Thawing 1.00±4.92a 31.00±0.54c 41.00±0.54d 11.00±1.09b
Noviansyah dkk: Pengaruh Penambahan Soya dalam Pengencer Dasar Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) 25
Gambar 1. Persentase motilitas spermatozoa peranakan kambing Boer dalam Pengencer Tris-Citric Acid-Fructose
(TCF) dengan konsentrasi soya yang berbeda.
PEMBAHASAN
Penyimpanan spermatozoa pada suhu
rendah akan mempengaruhi kualitas spermatozoa yang mana ditandai dengan penurunan motilitas spermatozoa. Hal ini dikarenakan pendinginan merupakan pemicu stress spermatozoa karena merubah konfigurasi dari fosfolipid membran
plasma dan mengganggu fungsi dan
permeabilitas membran sel (Cooter et al., 2005; Watson, 2000). Hasil yang terbaik berdasarkan uji Duncan didapatkan pada pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dengan konsentrasi soya 4 g.
Menurut Hafez (2008) di dalam pengencer semen perlu ditambahkan zat krioprotektan yang
berfungsi sebagai pelindung membran
spermatozoa selama penyimpanan pada suhu
rendah.Adanya soya dapat melindungi membran
spermatozoa pada saat pendinginan karena kandungan lesitin (phosphatidilcholin) yang bersifat membran couting untuk menjaga konfigurasi normal lipid bilayer pada membran plasma spermatozoa (Pravitasari, 2013), serta menjaga keutuhan struktur membran plasma spermatozoa terhadap cold shock (Wongtawan et al., 2006).
Penurunan motilitas spermatozoa dapat disebabkan adanya cold shock, yang mana menurut Arifiantini (2005) cold shock adalah perubahan temperatur secara tiba-tiba yang menyebabkan aktivitas metabolisme spermatozoa menjadi menurun. Dengan adanya perubahan fase dari bagian lipid bilayer yang memengaruhi fungsi dari membran sel (Munoz et al, 2010). Perubahan
temperatur secara tiba-tiba menyebabkan
kerusakan lipid pada bagian membran
spermatozoa (Jonhson et al., 2000). Bagian membran spermatozoa yang rusak terdapat
banyak makromolekul seperti protein,
lipoprotein, dan lain-lain yang berfungsi sebagai saluran atau pembawa (carrier) (Rizal dan Herdis, 2008). Hal ini menyebabkan ion-ion seperti sodium dan potasium dapat dengan bebas menembus membran plasma memasuki sel dan berakibat menurunnya proses metabolisme,
setelah itu spermatozoa akan mati (Medeiros et al., 2002).
Pada pengencer Tris-Citric Acid-Fructose
(TCF) dengan konsentrasi soya 6 g terjadi
penurunan motilitas spermatozoa yakni
dibuktikan dari rataan persentase motilitas before freezing sebesar 53,75±1,22 menjadi 11.00±1.09 pada saat post thawing. Hal ini terjadi karena soya dengan kadar berlebih memberikan perlindungan terhadap membran spermatozoa bila berada pada suhu rendah, namun menimbulkan efek toksik pada suhu tinggi (thawing). Selama proses
thawing, spermatozoa juga melewati berbagai perubahan suhu yang dapat memicu terjadinya
cold shock dan perubahan osmolaritas yang ekstrem (Nebel, 2007; Moore et al., 2005). Efek toksisitas dari soya ditandai dengan adanya akumulasi hidrogen peroksida (H2O2) yang
merupakan senyawa penyebab kematian
spermatozoa (Rizal dan Herdis, 2008). Hidrogen peroksida (H2O2) termasuk golongan ROS yang
merupakan jenis radikal bebas. Radikal bebas sangat reaktif bila bereaksi dengan asam lemak tak jenuh pada membran dan menghasilkan lipid peroksida. Peroksidasi lipid dapat merusak
struktur matriks lipid dan menyebabkan
kerusakan pada membran spermatozoa (Ducha, 2012).
Rata-rata persentase motilitas spermatozoa dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) tanpa soya lebih rendah dibandingkan pengencer
Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dengan
suplementasi soya, sebab tidak adanya
makromolekul yang mampu melindungi
membran plasma selama spermatozoa disimpan dalam suhu rendah. Menurut Ducha (2012) suatu pengencer tidak cukup hanya menyediakan sumber energi, tetapi juga harus menyediakan komponen yang mampu melindungi membran plasma spermatozoa, sedangkan Rahayu dkk. (2014) berpendapat membran spermatozoa yang
tidak terlindungi secara maksimal akan
26 LenteraBio Vol. 6 No. 1, Januari 2017: 23–26
adanya lesitin untuk mengurangi cold shock. Cold shock juga akan menyebabkan spermatozoa meningkatkan pengambilan ion kalsium dan menyebabkan pengaruh buruk (Eddy, 2006) yakni meningkatnya metabolisme spermatozoa atau
hiperaktivitas spermatozoa yang bersifat
sementara dan berlangsung dalam waktu singkat sebab setelah itu spermatozoa akan mati (Rizal dan Herdis, 2008).
Ion kalsium yang berfungsi menginisiasi dan
mempertahankan motilitas spermatozoa.
Masuknya ion kalsium ke dalam sel akan merangsang adhenyl cyclase untuk menghasilkan ATP, yang kemudian akan diubah menjadi CaMP. CaMP membutuhkan Protein Kinase A (PKA) yang berperan sebagai inisiasi pergerakan ekor spermatozoa, namun mekanisme CaMP sendiri belum diketahui secara lengkap (Susilawati, 2011; Knobil and Neill, 2006).
SIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa
penambahan soya 4 g dalam pengencer Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) dapat mempertahankan kualitas spermatozoa kambing Boer dibandingkan dengan konsentrasi 0 g, 2 g, dan 6 g yang disimpan dalam nitrogen cair.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kami berterima kasih kepada semua pihak Teaching Farm Fakultas Kedokteran Hewan
Universitas Airlangga sehingga penelitian
mengenai “Pengaruh Penambahan Soya dalam Pengencer Dasar Tris-Citric Acid-Fructose (TCF) terhadap Kualitas Semen Kambing Boer Pasca Pembekuan” dapat terselesaikan.
DAFTAR PUSTAKA
Alawiyah D dan Hartono M, 2006. Pengaruh penambahan vitamin E dalam bahan pengencer sitrat kuning telur terhadap kualitas semen beku kambing Boer. J.Indon.Trop.Anim.Agric. 31[31]:8-14.
Amalia Y, 2002. Motilitas dan membran plasma utuh spermatozoa pada semen cair kemasan straw minitub dan semen beku kambing Saanen dalam pengencer Tris dan Laktosa kuning telur. Skripsi.
Dipublikasikan. Bogor: Fakultas Kedokteran Hewan IPB.
Arifiantini, TL Yusuf, dan Yanti, 2005. Kaji banding kualitas semen beku sapi Freisian Holstein menggunakkan pengencer dari berbagai balai IB di Indonesia. Journal Animal Pruduction. Vol. 7 No. 3 Hal. 168-176.
Cooter PZ, Goolsby HA, Prien SD, 2005. Preliminary evaluation of a unique freezing technology for bovine sperm cryopreservation. Reprod Dom Animal. 40:9899.
Ducha N, 2012. Suplementasi Kuning Telur dalam Pengencer CEP-2 terhadap Kualitas dan Intregitas Membran Spermatozoa Sapi Limousin Selama Penyimpanan Pada Suhu 4-5oC. Disertasi. Tidak
Dipublikasikan. Malang: Pascasarjana Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya.
Eddy EM, 2006. The Spermatozoa in E Knobil dan J Neil: Physiology of Reproduction. Reven Press, Ltd. New York, 26-27 pp.
Gazali M dan SN Tambing, 2002. Kriopreservasi Sel Spermatozoa. Jurnal Hayati. Hal.27-32.
Hafez ESE, 2008. Semen Evaluation in Lippincott Wiliams and Wilkins: Reproduction In Farm Animals 7 the edition. USA: Maryland.
Johnson, Weitze, Fiser, and Maxwell, 2000. Storage of boar semen. J. Anim. Sci. 62:143–172.
Knobil and Neill, 2006. Physiology Reproduction editor Jimmy D Neill 3rd edition. USA: Elsevier Academic
Press.
Medeiros ASL, Gomes GM, Carmo MT, Papa FO, and Alvarenga MA, 2002. Cryopreservation of stallion sperm using different amides. Theriogenology.
58:273-276.
Moore AI, Squires EL, Graham JK, 2005. Adding cholesterol to the stallion sperm plasma membrane improves cryosurvival. Cryobiol.
51:241-249.
Munoz OV, LA Briand, D Bancharif, M Anton, S Deserches, E Shmitt, C Thorin, and D Tainturier, 2010. Effect of low density, spermatozoon concentration and glycero on functional and motility parameters of bull spermatozoa during storage at 4oC. Asian J. Androl.13(2):281-286.
Nebel RL, 2007. Techniques for artificial insemination of cattle with frozen thawed semen in Missouri:
Current Therapy In Large Animal Theriogenol 2nd ed.
Saunders Elselvier.
Pravitasari BH, 2013. Kualitas Semen Beku Kambing Peranakan Etawah Menggunakan Modifikasi Pengencer Tris Soya Dan Tris Kuning Telur.
Skripsi. Dipublikasikan. Bogor: Fakultas Kedokteran Hewan IPB.
Rahayu W, Pramana A, dan Ciptadi G, 2014. Kualitas semen segar kambing Boer pada temperatur penyimpanan 4oC dengan menggunakan
pengencer sitrat dan suplementasi susu bubuk kedelai. Jurnal Biotropika. Vol. 2 No. 1 Hal. 55-60. Rizal M dan Herdis, 2008. Inseminasi Buatan pada Domba.
Jakarta: Rineka Cipta.
Susilawati T, 2011. Spermatozoatology. Malang: Universitas Brawijaya Press.
Watson PF, 2000. The causes of reduce fertility with cryopreserved semen. Anim Reprod Sci. 60-61:481-492.
