PERSENTASE MOTILITAS SPERMATOZOA BABI
YORKSHIRE DALAM PENGENCER BTS (BELTSVILLE
THAWING SOLUTION) DAN ZORLESCO
(Percentages of Yorkshire Sperm Motility in BTS (Beltsville Thawing
Solution) and Zorlesco Extender)
N.L.G.SUMARDANI1,T.L.YUSUF2danP.H.SIAGIAN3
1Fakultas Peternakan Universitas Udayana, Jl. P.B. Sudirman, Denpasar
2Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor 3Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
ABSTRACT
The motility of spermatozoa during storage can be affected by extenders. The observation was based on the sperm motility in Beltsville Thawing Solution (BTS) and Zorlesco extender in 18°C. The research used a completely randomized design (CRD) with three treatments. Semen from three years old Yorkshire boars (n=3) were collected twice a week by hand method. Semen characteristics and their quality were evaluated macro and microscopically. These semen were added with BTS and Zorlesco extender up to fourfold volume (ratio 1 : 3). This is based on the assumption of AI dose of 2 – 3 x 109cells/80ml and the sperm motility were
evaluated every six hours for 36 hours observation. The results showed that fresh semen characteristics were good, with the percentage of sperm motility of 65.56 ± 2.55%. The best extender in this experiment of 30 hours observation was Zorlesco extender with sperm motility of 56.39 ± 1.27%. In conclusion, Zorlesco extender can maintain the quality of spermatozoa for about 30 hours with sperm motility 50-60%, and the semen can be used for insemination program.
Key Words: Sperm Motility, Semen Extender, Boar Sperm ABSTRAK
Motilitas spermatozoa selama proses penyimpanan dapat dipengaruhi oleh bahan pengencer yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui motilitas spermatozoa dalam pengencer Beltsville Thawing Solution (BTS) dan Zorlesco pada temperatur 18°C. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dengan tiga perlakuan. Semen dikoleksi dengan metode manual (hand method) dua kali
dalam seminggu, dari tiga ekor babi pejantan Yorkshire berumur tiga tahun. Karakteristik dan kualitas semen dievaluasi secara makroskopis dan mikrokospis. Semen yang telah ditampung masing-masing ditambahkan pengencer BTS dan Zorlesco dengan perbandingan 1:3 dengan asumsi menggunakan dosis IB yakni konsentrasi spermatozoa motil mencapai 2 – 3 x 109 sel dalam 80 ml. Pengamatan terhadap motilitas
spermatozoa dilakukan setiap enam jam sampai jam ke 36. Hasil penelitian menunjukkan, karakteristik semen segar adalah baik dengan motilitas 65,56 ± 2,55%. Pengencer Zorlesco lebih baik dari BTS dengan motilitas masing-masing 56,39 ± 1,27% dan 46,67 ± 5,00% pada temperatur 18°C selama 30 jam pengamatan. Kesimpulan dari penelitian ini adalah pengencer Zorlesco dapat mempertahankan motilitas spermatozoa semen cair babi yang disimpan pada temperatur 18°C dengan persentase motilitas mencapai 50 – 60% dan masih layak digunakan untuk kegiatan inseminasi.
Kata Kunci: Motilitas Spermatozoa, Pengencer Semen, Spermatozoa Babi
PENDAHULUAN
Motilitas spermatozoa merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan dalam proses fertilisasi, karena semakin tinggi persentase
motilitas spermatozoa maka semakin tinggi peluang terjadinya fertilisasi. Disamping itu pula, penggunaan bahan pengencer dan penyimpanan semen cair pada temperatur tertentu dalam waktu yang lama akan dapat
mempengaruhi persentase motilitas spermatozoa. Hal ini berkaitan dengan sifat dan karakteristik semen babi.
Semen babi memiliki sifat voluminous yakni volume tinggi (150 – 200 ml), konsentrasi spermatozoa rendah yaitu 200 – 300 x 106 sel/ml (GARNER dan HAFEZ 2000), dan hanya dapat disimpan dengan tetap mempertahankan kualitasnya pada kisaran temperatur 15 – 20°C (PAULENZet al., 2000). Terjadinya perubahan temperatur akan berpengaruh terhadap struktur phospholipid membran plasma spermatozoa (WATSON 1996; CHUN-XIAet al., 2000).
Penggunaan semen cair untuk periode waktu yang lama memerlukan bahan pengencer yang mengandung sumber nutrisi, buffer, bahan anti cold shock, dan antibiotik, serta dapat melindungi spermatozoa selama proses pengolahan dan penyimpanan. Karbohidrat paling banyak digunakan sebagai sumber nutrisi karena lebih mudah dimanfaatkan oleh spermatozoa, dan berfungsi sebagai pelindung spermatozoa terhadap cekaman perubahan temperatur (cold shock). Pengencer Beltsville Thawing Solution (BTS) dan Zorlesco mengandung glukosa dan fruktosa sebagai unsur utama karbohidrat (DUBE et al., 2004). Berkaitan dengan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengkaji penggunaan pengencer BTS dan Zorlesco terhadap motilitas spermatozoa babi Yorkshire selama proses penyimpanan semen cair.
MATERI DAN METODE
Sumber semen berasal dari tiga ekor babi jantan bangsa Yorkshire, dalam kondisi sehat, berumur tiga tahun, dan mempunyai konsentrasi spermatozoa lebih dari 150 x 106 sel/ml serta motilitas spermatozoa lebih dari 60%. Penampungan semen dilakukan dua kali seminggu, dengan metode manual. Pakan yang diberikan mengandung protein 18% dan energi 16 MJ (3824,16 kkal/kg), yang terdiri dari dedak padi, dedak jagung, polar, gandum, konsentrat 152, mineral, lisin, dan starbio, dengan total pemberian pakan sebanyak 2,5 kg/ekor/hari. Bahan pengencer semen yang digunakan adalah BTS dan Zorlesco dengan kandungan bahan kimia seperti dijabarkan dalam Tabel 1.
Semen yang diperoleh dievaluasi secara makroskopis dan mikroskopis, meliputi pemeriksaan volume (ml), warna, pH dan pemeriksaan konsistensi atau kekentalan, konsentrasi spermatozoa (106 sel/ml) dan persentase sperma motil (M%). Semen yang telah dievaluasi dan memenuhi syarat, selanjutnya diencerkan dengan perbandingan satu bagian semen dan tiga bagian pengencer. Asumsi yang digunakan berdasarkan dosis inseminasi yakni konsentrasi spermatozoa motil mencapai 2000 – 3000 x 106 sel dalam 80 ml.
Tabel 1. Komposisi bahan pengencer semen babi
Bahan kimia (g/100 ml) BTS Zorlesco
Glukosa 3,7 1,15
Fruktosa - 0,9
EDTA 0,125 0,23
Sodium-sitrat 0,6 1,17
Sodium-bikarbonat 0,125 0,125
Tris (hydroxymethyl) aminomethan - 0,65
Pottasium Klorida 0,075 -
Asam Sitrat - 0,41
Glisin - 0,01
BSA - 0,5
Pennisilin (IU) : Streptomisin (mg) 100000 : 100 100000 : 100
Aquabidest (ml) 100 100
Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap dengan tiga perlakuan yaitu semen tanpa bahan pengencer (A), dengan pengencer BTS (B), dan dengan pengencer Zorlesco (C), yang masing-masing perlakuan diulang tiga kali. Waktu pengamatan dilakukan setiap enam jam, mulai dari pengamatan jam ke-0 hingga jam ke-36 penyimpanan. Parameter yang diamati meliputi karakteristik semen segar dan motilitas spermatozoa setelah pengenceran dan penyimpanan. Semua data dianalisis dengan analysis of variance (ANOVA) menggunakan program SAS dan bila terdapat perbedaan yang nyata (P < 0,05) atau sangat nyata (P < 0,01) dilanjutkan dengan uji Duncan (STEEL dan TORRIE, 1993).
HASIL DAN PEMBAHASAN Semen segar
Kelayakan semen yang akan diproses lebih lanjut ditentukan oleh hasil evaluasi semen segar. Pada pemeriksaan semen yang diperoleh dari 9 kali penampungan, didapatkan hasil seperti yang tercantum dalam Tabel 2.
Karakteristik semen segar yang dihasilkan tidak berbeda jauh dengan hasil penelitian ROBERT (2006) dan AX et al. (2000) yang menyatakan volume semen babi tanpa gelatin berkisar 200 – 250 ml, dengan warna putih susu dan konsistensi encer, serta dengan pH rata-rata 7,40 ± 0,2 (GADEA 2003). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi volume, warna, konsistensi dan pH semen adalah variasi umur, tingkat rangsangan, frekuensi ejakulasi, kualitas pakan, fraksi semen
(ROBERT 2006), dan perbedaan buffer (JOHNSONet al., 2000).
Motilitas spermatozoa berkaitan erat dengan kemampuan spermatozoa dalam fertilisasi, serta dapat menggambarkan banyaknya betina yang dapat diinseminasi. Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi motilitas spermatozoa yakni genetik, umur, cahaya dan temperatur, manajemen pemeliharaan, frekuensi penampungan dan pengenceran serta lingkungan (EVERETT dan BEANS 1982; SHUKLAet al. 1992).
PERSENTASE MOTILITAS SPERMATOZOA
Rataan persentase motilitas spermatozoa dalam pengencer BTS dan Zorlesco pada penelitian ini menunjukkan hasil yang berbeda nyata (P < 0,05) antar perlakuan (Tabel 3).
Penurunan persentase motilitas spermatozoa selama penyimpanan disebabkan oleh adanya aktivitas optimum spermatozoa sehingga energi di dalam plasma semen babi cepat habis dan terdapat akumulasi asam laktat dengan konsentrasi tinggi yang bersifat toksik bagi spermatozoa. Sisa metabolisme berupa asam laktat dihasilkan dari proses perombakan fruktosa. Perombakan fruktosa menjadi energi terjadi lebih cepat karena fruktosa dapat langsung dirubah menjadi fruktosa 6-phosphat (6P), sedangkan glukosa sebelum menjadi fruktosa 6P harus dirubah terlebih dahulu menjadi glukosa 6P kemudian menjadi fruktosa 6P dan akhirnya menjadi fruktosa bis-phosphat untuk menghasilkan ATP (energi bagi spermatozoa) dan asam laktat sebagai sisa metabolisme.
Tabel 2. Nilai karakteristik semen segar babi
Karakteristik semen Nilai rataan ± standar deviasi (SD) Standar*)
Volume tanpa gelatin (ml) 214,44 ± 52,41 200 – 250
Warna putih susu putih susu
Konsistensi encer encer
pH 7,78 ± 0,44 7,40 ± 0,2
Motilitas (%) 65,56 ± 2,55 ≥ 60
Spermatozoa hidup (%) 87,76 ± 2,87 ≥ 80
Normalitas (%) 93,18 ± 4,00 ≥ 80
Konsentrasi (106 sel/ml) 191,65 ± 71,1 200 – 300
Tabel 3. Persentase motilitas spermatozoa dalam pengencer BTS dan Zorlesco Perlakuan Parameter (%) Pengamatan (jam)
A B C
Motilitas 0 65,56 ± 2,55a 65,56 ± 2,55a 65,56 ± 2,55a
6 60,56 ± 2,10a 63,61 ± 1,73a 63,61 ± 2,10a
12 55,56 ± 1,92b 61,67 ± 1,67a 61,67 ± 1,67a
18 45,00 ± 4,41b 57,50 ± 2,20b 60,83 ± 2,55a
24 34,44 ± 7,70b 53,33 ± 3,33b 60,00 ± 2,55a
30 18,89 ± 3,47c 46,67 ± 5,00b 56,39 ± 1,27b
36 5,00 ± 0,01c 28,33 ± 2,89c 40,00 ± 0,01b
A: tanpa pengencer, B: pengencer BTS, C: pengencer Zorlesco. Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata (P > 0,05)
GARNER dan HAFEZ (2000) menyatakan bahwa fruktosa di dalam pengencer semen dimanfaatkan oleh spermatozoa sebagai sumber energi baik dalam kondisi anaerob atau pada saat penyimpanan, maupun kondisi aerob pada saluran reproduksi betina. Penurunan persentase motilitas spermatozoa disebabkan oleh adanya penimbunan asam laktat hasil dari metabolisme spermatozoa sehingga konsentrasi asam laktat di dalam semen menjadi tinggi dan menyebabkan spermatozoa mengalami kematian.
Motilitas spermatozoa pada penyimpanan 30 jam dalam pengencer Zorlesco mencapai 56,39 ± 1,27%. Hal ini dapat terjadi karena komponen pengencer Zorlesco mengandung Bovine Serum Albumin (BSA) dan Glisin yang merupakan sumber protein penting bagi spermatozoa, khususnya dalam proses penyimpanan, sehingga spermatozoa mempunyai cadangan nutrisi bagi kelangsungan hidup selama disimpan, dan mampu melindungi membran plasma dari pengaruh cold shock, disamping itu juga pengencer Zorlesco merupakan salah satu pengencer semen babi tipe long-term storage atau berdaya simpan lama (JOHNSONet al. 1982).
Motilitas spermatozoa dapat dipengaruhi oleh perubahan temperatur selama proses penyimpanan. Hal ini mengingat bahwa spermatozoa babi dapat bertahan secara optimum pada temperatur 15 – 20°C (PAULENZ et al. 2000). Perubahan temperatur dapat mempengaruhi viabilitas spermatozoa dan menurut WHITE (1993) pada saat temperatur
rendah, phospholipid pada membran sel spermatozoa direduksi, sehingga sel mengalami kerusakan permanen dan mengurangi fungsi membran sel.
KESIMPULAN
Pengencer Zorlesco adalah pengencer yang baik untuk digunakan dalam mempertahankan motilitas spermatozoa babi selama penyimpanan. Dengan motilitas spermatozoa 50 – 60%, semen babi yang ditambahkan pengencer Zorlesco masih layak digunakan dalam proses inseminasi.
DAFTAR PUSTAKA
AX,R.L.,M.DALLY,B.A.DIDION,R.W.LENZ,C.C. LOVE, D.D. VARNER, B. HAFEZ and M.E. BELLIN. 2000. Semen Evaluation. In: Reproduction in farm Animals.7th Ed. H
AFEZ E.S.E. and B. HAFEZ (Eds.). Williams & Wilkins, USA. pp. 365 – 375.
CHUN-XIA,Z.andY.ZENG-MING. 2000. Evaluation on sperm quality of freshly ejaculated boar semen during in vitro storage under different temperatures. Theriogenology 53(7): 1477 – 1488.
DUBE, C., M. BEAULIEU, C. REYES-MORENO, C. GUILLEMETTE and J.L. BAILEY. 2004. Boar sperm storage capacity of BTS and Androhep Plus: viability, motility, capacitation, and tyrosine phosphorylation. Theriogenology 62: 874 – 886.
EVERETT,R.W.AndB.BEAN. 1982. Environmental influence on semen output. J Dairy Sci. 65: 1303 – 1310.
GADEA, J. 2003. Semen extenders used in the artificial insemination of swine. Spanish J. Agric. Res. 1(2): 17 – 27.
GARNER,D.L. and E.S.E.HAFEZ. 2000. Spermatozoa and Seminal Plasma. In: Reproduction in farm Animals.7th Ed. HAFEZ,E.S.E. and B.HAFEZ (Eds.). USA: Williams & Wilkins. pp. 96 – 109.
JOHNSON, L.A, J.G. ALBERS, C.M.T. WILLEMS, J.H.M.RADEMAKER andC.E.REXROAD. 1982. Use of boar spermatozoa for artificial insemination : bagian III Fecundity of boar spermatozoa stored in Beltsville liquid and Kiev extenders for three days at 18°C. J. Anim. Sci. 54(1): 132 – 136.
JOHNSON,L.A.,K.F.WEITZE,P.FISER andW.M.C. MAXWELL. 2000. Storage of boar semen. J. Anim. Sci. 62: 143 – 172.
PAULENZ, H., E. KOMMISRUD and P.O. HOFMO. 2000. Effect of long-term storage at different tempertures on the quality of liquid boar semen. Reprod. Dom. Anim. 35: 83 – 85. ROBERT, V.K. 2006. Semen Processing, Extending
& Storage for Artificial Insemination in Swine. Dep. of Animal Science University of Illinois.
SHUKLA S.N., B.B. SIGH, N.S. TOMAR and B.S. MISRA. 1992. Factor effecting spermatozoa motility in preserved semen. J. Indian Vet. 69: 856 – 857.
STEEL,R.G.D. and J.H.TORRIE. 1993. Principles and Procedures of Statistics. 2th Ed. International
Student Edition, London. pp. 168 – 208. WATSON, P.F. 1996. Cooling of spermatozoa and
fertilizing capacity. Reprod Domes Anim. 31: 135 – 140.
WHITE, I.G. 1993. Lipid and calcium uptake of sperm in relation to cold shock and preservation: A review.Reprod. Fertil. Dev. 5: 639 – 658.
