KAPASITAS RIBOSOMAL SALURAN PENCERNAAN PADA AYAM KEDU (The Ribosome Capacity of Digestive Tract in 'Kedu' Chickens)
N. Suthama
Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro, Semarang
ABSTRAK
Penelitian ini mengkaji tentang perkembangan alat pencernaan dilihat dari kapasitas ribosomal pada ayam Kedu yang berasal dari pemeliharaan in situ. Pengamatan terhadap kapasitas ribosomal merupakan satu diantara beberapa faktor yang dapat dipakai sebagai landasan untuk perbaikan pola ransum dan penentuan kriteria mutu bibit dalam jangka panjang. Perkembangan organ pencernaan merupakan prasyarat dari kemampuan dalam memanfaatkan nutrisi untuk produksi, hidup pokok dan kesehatan.
Jumlah ayam yang diamati 50 ekor dan didekapitasi sebanyak 10 ekor setiap 2 minggu. Perkembangan alat pencernaan (usus halus) diukur secara kualitatif meliputi konsentrasi DNA, RNA dan rasio RNA-protein yang disebut kapasitas ribosomal mengikuti pola pertumbuhan berdasarkan perbedaan umur (time course), mulai umur 2 minggu (interval waktu 2 minggu) dan berakhir pada umur 10 minggu. Konsentrasi DNA dianalisis dengan dipenilamin (Burton, 1968) memakai RNA standar dari thymus sapi, dan RNA diukur dengan prosedur “orcinol” (Schneider, 1957) memakai RNA ragi roti sebagai standar. Protein total ditentukan menurut metode gravimetri setelah dilakukan ekstrasi RNA, DNA dan lemak. Data diolah statistik menurut analisis ragam dilanjutkan dengan uji Duncan untuk membandingkan antar waktu/umur pengamatan. Data kapasitas riboso-mal diuji dengan perhitungan regresi (Sudjana, 1983), untuk menentukan saat perkembangan alat pencernaan paling maksimal.
Hasil menunjukkan bahwa konsentrasi DNA, RNA, protein dan kapasitas ribosomal usus halus semakin meningkat dengan bertambahnya umur sampai 10 minggu (P<0,05). Secara umum tampak meningkat, tetapi khususnya konsentrasi DNA menunjukkan nilai yang sama antara umur 4 dan 6 minggu serta antara 8 dan 10 minggu. Kapasitas ribosomal meningkat secara nyata (P<0,05) seiring dengan bertambahnya umur tetapi peningkatan tersebut jauh lebih rendah dibandingkan ayam ras. Secara kualitatif, dilihat dari konsentrasi RNA, DNA dan protein serta kapasitas ribosomal, perkembangan saluran pencernaan (usus halus) meningkat hampir linier sampai umur 10 minggu. Kapasitas ribosomal (rasio RNA-protein) meningkat sesuai dengan bertambahnya umur, meskipun peningkatan tersebut cukup kecil mulai umur 8 minggu.
Kata kunci: DNA, RNA, kapasitas ribosomal, saluran pencernaan, ayam kedu ABSTRACT
The purpose of the present study to evaluate the growth quality of digestive tract based on the ribosome capacity in 'Kedu' chickens obtained from in situ breeding system. Ribosome capacity is one impor-tant determinant among other factors that can be adopted for the basic purposes of improving feeding system and of long-term local poultry quality determination. The improvement of digestive tract growth can be used as the indication of nutritional uptake ability for production and maintenance as well as animal health.
Total number of experimental animals used in the present study were 50 birds and 10 birds were decapi-tated whithin 2 weeks interval.Growth of digestive tract (small intestine) observed in the present study based on the qualitative aspect, namely concentrations of DNA, RNA, protein and RNA-protein ratio, called as ribosome capacity. It was coducted according to the growth pattern based on age differences (time cource),
starting on 2 weeks old (time interval was 2 weeks) and completed when 10 weeks of age. The DNA concentra-tion was assayed with diphenylamine (Burton, 1968) with calf thymus as working standard, and the RNA content was analyzed by the orcinol procedure (Schneider, 1957) using baker’s yeast RNA as working stan-dard. Total protein was determined through gravimetric method after DNA, RNA and lipid exctraction. Statis-tical analysis was subjected to analysis of variance and it was continued to Duncan test to compare among time (age) of observation. Ribosome capacity was tested using regression analysis (Sudjana, 1983) to estimate the maximal development of digestive tract.
The results show that the concentrations of DNA, RNA, protein and ribosme capacity were signifi-cantly increased (P<0,05) with increasing age until 10 weeks old. In general, the increasing values were ob-served almost in all items, except DNA concentration indicated similar values between 4 and 6 weeks and between 8 and 10 weeks of age. The increase in ribosome capacity was consistant with the increase in chickens age. In conclusion, growth quality of digestive tract (small intestine), based on DNA, RNA and protein concentrations, and ribosome capacity, increase by linier pattern until 10 weeks old. Ribosome capacity (RNA/ protein) increases with increasing age, although the increasing rate is small starting on 8 weeks old. However, the increase in ribosome capacity is far lower than that in commercial chickens.
Keywords : DNA, RNA, ribosome capacity, digestive tract, 'Kedu' chicken
PENDAHULUAN
Pengembangan peternakan ayam lokal pada umumnya dan ayam Kedu khususnya mengarah komersial dan intensif, akan memberikan peluang yang cukup besar mengingat pemeliharaannya mudah, lebih tahan terhadap penyakit dibandingkan ayam ras dan mempunyai kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap lingkungan. Bidang kajian nutrisi dan makanan ternak khususnya yang berhubungan dengan perkembangan alat pencernaan pada ayam Kedu berdasarkan atas kapasitas ribosomal sangat menentukan proses penggunaan nutrisi yang bermuara pada produktivitas. Secara umum, pemeliharaan ayam kedu secara in situ mempunyai pola ransum dan nutrisi yang dilakukan oleh peternak secara turun temurun. Pola pemeliharaan tradisional ini secar a langsung ber pengar uh ter h adap pertumbuhan khususnya organ pencernaan.
Kebutuhan nutrisi pada periode pertumbuhan/ perkembangan awal setelah menetas tergantung pada kemampuan adaptasi alat pencernaan berdasarkan atas morfologi dan fungsi. Status nutrisi dan pola pakan dapat memodifikasi fungsi alat pencernaan (Zhou et al., 1990). Pembatasan ransum dan sebaliknya pemberian ransum dengan kandungan protein atau asam amino tinggi dapat meningkatkan
kemampuan usus untuk menyerap asam amino. Kapasitas alat pencernaan untuk mengangkut dan memanfaatkan nutrisi berupa gula maupun asam amino pada ayam selama perkembangan awal telah diteliti sebelumnya oleh Rovira et al. (1994). Pertumbuhan organ pencernaan dengan seluruh asesorinya menentukan kemampuan usus dalam memanfaatkan nutrisi. Perkembangan mikrofili saluran pencernaan pada unggas banyak diteliti hanya pada periode embrio, tetapi tidak ada informasi yang memadai tentang perubahan alat pencernaan dalam hubungannya dengan kemampuan penyerapan nutrisi pada periode berikutnya (Chambers dan Grey, 1979). Uni et al. (1995) menyatakan bahwa intensitas perkembangan percernaan pada unggas dapat dikaitkan dengan fragmen cDNA sebagai suatu pemeriksaan (probe) untuk mempelajari ekspresi RNA pada “brush border”(batas vili). Aktivitas dan ekspresi RNA merupakan tanda dari perkembangan alat pencernaan seiring dengan bertambahnya umur dan perbedaan kondisi pakan dan manajemen. Suthama et al. (1994) menemukan korelasi positip yang sangat nyata antara kadar protein ransum dengan kemampuan mensintesis protein pada ayam Kedu yang dipelihara di desa Kedu. Kemampuan ayam Kedu mencerna protein, yang merupakan indikasi dar i kapasitas/per tumbuh an organ
pencernaan, sangat rendah yaitu hanya 67 % (Suthama et al., 1994) dan juga penggunaan Ca dan P (apparent utilization) juga sangat kecil, masing-masing sebesar 28,3 % dan 20,5 % (Suthama, 1999).
Salah satu nutrisi yang penting pada periode pertumbuhan adalah protein sehingga pada penelitian ini dilakukan pengukuran kapasitas ribosomal sebagai indikasi dari efektivitas penggunaan protein. Ayam Kedu sebagai plasma nutfah kalau dipelihara secara ex situ dan semi-intensif menunjukkan angka mortalitas yang cukup tinggi dengan hanya sedikit peningkatan produktivitas. Eksplorasi perkembangan fisiologis alat pencernaan, khususnya usus halus, dengan mengukur kapasitas ribosomal pada ayam yang berasal dari pemeliharaan in situ merupakan indikator dari kemampuan dalam memanfaatkan nutrisi untuk hidup pokok termasuk kesehatan dan proses produksi. Pengamatan tentang kapasitas ribosomal merupakan usaha yang mendasari perbaikan mutu bibit pada penelitian selanjutnya. Informasi tentang perkembangan kapasitas organ pencernaan dapat pula dipakai sebagai acuan pada perubah an pemeliharaan dari in situ menjadi ex situ yang biasanya diikuti oleh pola intensif dengan perbaikan ransum.
MATERI DAN METODE Tempat dan Materi Penelitian
Penelitian dilakukan pada kelompok ayam yang dipelihara secara in situ dengan ransum sesuai kebiasaan peternak. Ini menjamin bahwa kondisi dan manajemen pemeliharaan masih original, sehingga dapat membuktikan asumsi tentang penyebab rendahnya produktivitas. Anak ayam (umur sama) dibeli dari peternak ayam Kedu di desa Kedu sebanyak 50 ekor dan dipelihara sesuai kondisi setempat selama 2.5 bulan (10 minggu). Pengamatan berdasarkan atas perbedaan umur/waktu atau disebut observasi “time course”. Interval waktu pengamatan 2 minggu, dimulai pada saat ayam berumur 2 minggu dan berakhir pada umur 10 minggu dengan dekapitasi sebanyak 10 ekor setiap 2 minggu.
Parameter Penelitian
Parameter yang diamati meliputi aspek kualitatif antara lain konsentrasi DNA, RNA, protein
dan kapasitas ribosomal (rasio RNA-protein) baik pada usus halus. Kandungan DNA, RNA dan pro-tein dibebaskan memakai metode (Shibko et al., 1967). Konsentrasi DNA dianalisis dengan dipenilamin (Bur-ton, 1968) memakai RNA standar dari thymus sapi, dan kandungan RNA diukur dengan prosedur “orci-nol” (Schneider, 1957) memakai RNA ragi roti sebagai standar. Protein total ditentukan menurut metode gravimetri setelah dilakukan ekstrasi RNA, DNA dan lemak
Rancangan Percobaan dan Analisis Statisitik Data dianalisis statistik berdasarkan prosedur sidik ragam (waktu/umur sebagai perlakuan) dilan jutkan dengan uji Dun can untuk membandingkan antar waktu pengamatan. Kapasitas ribosomal di analisis regresi (Sudjana, 1983) untuk mengetahui umur perkembangan usus halus paling optimal.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara kualitatif perkembangan saluran pencernaan (usus h alus) diukur berdasarkan perubahan konsentrasi DNA, RNA, protein dan rasio RNA/protein disebut juga sebagai kapasitas riboso-mal. Perkembangan konsentrasi parameter diatas biasanya bersamaan dengan penentuan morphologi yang dapat dipakai sebagai indikasi tentang tingkat pertumbuhan dan pola pendewasaan dari saluran pencernaan pada ayam. Perubahan konsentrasi DNA, RNA, protein dan kapasitas ribosomal (Tabel 1), menunjukkan pola yang sama. Semakin bertambah umur ayam (2 sampai 10 minggu), konsentrasi DNA, RNA, protein dan kapasitas ribosomal semakin meningkat secara nyata (P<0,05). Meskipun konsentrasi protein usus halus ayam kedu penelitian tidak jauh berbeda dengan ayam ras (Uni et al., 1995) namun, karena konsentrasi RNA sangat rendah akhirnya menghasilkan kapasitas ribosomal yang rendah. Peningkatan konsentrasi RNA pada ayam yang tumbuh lambat, dalam hal ini ayam kedu, tampak lebih jelas meskipun persentasenya kecil dari satu periode umur ke periode yang lain. Hal ini lebih banyak diperjelas oleh O’Sullivan et al. (1992) yang membandingkan konsentrasi RNA, DNA dan pro-tein diantara beberapa jenis ayam sesuai dengan
kecepatan pertumbuhan.
Hasil penelitian ini memberi informasi yang sangat penting bahwa kapasitas ribosomal yang r en dah mer upakan in dikasi dar i efektivitas penggunaan nutrisi pada ayam kedu yang rendah pula. Indikasi tersebut diatas kembali bertitik tolak dari pola pemberian ransum yang sederhana pada pemeliharaan in situ dengan kualitas dan kandungan nutrisi yang rendah. Ayam diberi ransum campuran antara dedak padi, jagung kuning dan konsentrat den gan propor si dedak padi ter lalu ban yak (perbandingan dedak padi, jagung kuning dan konsen tr at = 6 : 3 : 1). Asumsi ten tan g keber adaan“digesta dan air perut (ch yme) berhubungan langsung dengan sintesis dan sekresi ensim dari saluran pencernaan, tetapi masih belum jelas dengan kapasitas ribosomal. Perubahan jenis atau jumlah ransum menimbulkan adanya usaha pengaturan aktivitas ensim dalam jaringan dan pankreas (Corring, 1980).
Pola pemberian ransum yang tidak terkontrol menyebabkan intake ransum tidak memadai sehingga jumlah digesta yang ada dalam saluran pencernaan terbatas. Sintesis dan sekresi ensim pencernaan dalam responnya terhadap pola pakan tergantung pada jenis unggas, dan konsisten dengan hipotesis bahwa jumlah digesta merangsang sintesis dan
sekresi ensim pencernaan. Perkembangan ribosomal diduga mempengaruhi aktivitas ensim pencernaan. Rendahnya kapasitas ribosomal menyebabkan terbatasnya kemampuan ayam kedu menggunakan nutrisi, misalnya daya cerna protein hanya 67 % (Suthama et al., 1994) dan penggunaan Ca dan P (ap-parent utilization) juga sangat kecil, masing-masing sebesar 28,3 % dan 20,5 % (Suthama, 1999). Analisis regresi memberikan gambaran secara jelas bahwa kapasitas ribosomal maksimal atau mencapai puncak pada akhir minggu ke 13 atau awal umur 14 minggu (Tabel 2). Oleh sebab itu, untuk lebih jelas dapat membuat suatu klarifikasi tentang kemampuan kerja alat pencernaan khususnya usus halus pada ayam Kedu, penelitian eksplorasi perlu berkelanjutan.
KESIMPULAN
Perkembangan saluran pencernaan (usus halus) secara kualitatif (konsentrasi RNA, DNA dan protein serta kapasitas ribosomal), menunjukkan peningkatan hampir linier sampai umur 10 minggu. Kapasitas ribosomal (rasio RNA/protein) meningkat sesuai dengan bertambahnya umur, dan peningkatan tersebut cukup kecil mulai umur 8 minggu. Meskipun demikian, kapasitas ribosomal mencapai maksimal atau puncak dapat diprediksikan tercapai pada akhir Tabel 1. Konsentrasi DNA, RNA, Protein dan Kapasitas Ribosomal pada Usus Halus Ayam Kedu Periode Starter (Sampai Umur 10 Minggu)
Parameter Rerata* Parameter Rerata*
Konsentrasi DNA Usus Halus (mg/g) 2 minggu 4 minggu 6 minggu 8 minggu 10 minggu
Konsentrasi RNA Usus Halus (mg/g) 2 minggu 4 minggu 6 minggu 8 minggu 10 minggu 3,5 c 4,4 b 4,9 b 6,5 a 6,7 a 5,2 e 7,9 d 14,0 c 19,7 b 21,2 a Konsentrasi Protein Usus Halus (mg/g) 2 minggu 4 minggu 6 minggu 8 minggu 10 minggu Kapasitas Ribosomal Usus Halus 2 minggu 4 minggu 6 minggu 8 minggu 10 minggu 67,9 e 78,7 d 89,4 c 107,6 b 113,3.a 0,08 d 0,10 c 0,16 b 0,18 a 0,19 a
umur 13 minggu.
Penelitian tentang pemantauan kapasitas ri-bosomal sebaiknya dilanjutkan sampai akhir periode pertumbuhan (grower) dengan disertai seleksi secara genetik dan perbaikan pola pakan/ransum.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Proyek Pengkajian dan Penelitian Ilmu Pengetahuan
dan Teknologi, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, berkat dukungan dana sehingga sebagian data dapat dipublikasikan dalam bentuk makalah ilmiah. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Maulana Hamonangan Nasoetion, SPt., MP. atas pengertian, kerjasama dan bantuan yang tidak terukur.
Tabel 2. Analisis Regresi Kapasitas Ribosomal Usus Halus (KRUH)
--- Source SS df MS F P --- Total 0.0520874944 24 Regression 0.0485429318 2 0.0242714659 150.64545487 . 0000 *** x^1 0.0468118802 1 0.0468118802 290.54680995 . 0000 *** x^2 0.0017310516 1 0.0017310516 10.744099784 . 0034 ** Error 0.0035445626 22 1.611165E-04 --- ---
X Y observed Y expected Residual
--- 2 0.0820 0.0696902857 0.0123097143 2 0.0737 0.0696902857 0.0040097143 2 0.0708 0.0696902857 0.0011097143 2 0.0823 0.0696902857 0.0126097143 2 0.0718 0.0696902857 0.0021097143 4 0.0943 0.1152068571 -0.0209068571 4 0.1164 0.1152068571 0.0011931429 4 0.0961 0.1152068571 -0.0191068571 4 0.0955 0.1152068571 -0.0197068571 4 0.1002 0.1152068571 -0.0150068571 6 0.1524 0.1507777143 0.0016222857 6 0.1714 0.1507777143 0.0206222857 6 0.1585 0.1507777143 0.0077222857 6 0.1571 0.1507777143 0.0063222857 6 0.1422 0.1507777143 -0.0085777143 8 0.1844 0.1764028571 0.0079971429 8 0.1838 0.1764028571 0.0073971429 8 0.2017 0.1764028571 0.0252971429 8 0.1695 0.1764028571 -0.0069028571 8 0.1792 0.1764028571 0.0027971429 10 0.1933 0.1920822857 0.0012177143 10 0.1919 0.1920822857 -1.822857E-04 10 0.1930 0.1920822857 9.177143E-04 10 0.1738 0.1920822857 -0.0182822857 10 0.1855 0.1920822857 -0.0065822857 Variables: Regression equation:
x = UMUR y = 0.014228
y = KRUH + 0.0302175714*x^1 + -0.0012432143*x^2 R^2 = 0.9319498342
DAFTAR PUSTAKA
Burton, K. 1968. Determination of DNA concentra-tion with diphenylamine. In: Enzymology. Vol. 3. (L.Grossman and K. Moldave, Eds.). pp. 199-209. Academic Press, Inc., New York. Chambers, C. and R.D. Grey. 1979. Development of
the structure components of the brush bor-der in absorptive cells of the chick intestine. Cell Tissue Res. 204: 387-409.
Corring, T. 1980. The adaptation of digestive enzymes to the diet: Its physiological significance. Reprod. Nutr. Dev. 20: 1217-1235.
O’Sullivan, N.P., E.A. Dunnington, A.S. Larsen and P.B. Siegel. 1992. Correlated responses in lines of chickens divergently selected for fifty-six-day body weight. 3. Digestive enzymes. Poult. Sci. 71: 610 – 617.
Rovira, N., M.E. Soriano and J.M. Planas. 1994. On-togenic and regional changes in kinetic con-stants of -methyl-D-glucoside transport in chicken small intestine. Biochem. Soc. Trans. 22: 262S.
Schneider, W.C. 1957. Determination of nucleic acid in tissue by pentose analysis. In: Method in Enzymology. (S.P. Colowick and N.O. Kaplan Eds.). pp. 680-684. Academic Press Inc., New York.
Shibko, S., P.Koivistoinen, C.A. Tranyek, A.R. Newhall and L.L. Friedman. 1967. A method for sequential quantitative separation and determination of protein RNA, DNA, lipid and glycogen from a single rat liver homogenate or from a subcellular fraction. Anal. Biochem. 19: 514-528..
Sudjana. 1983. Teknik Analisis Regresi dan Korelasi. Edisi kedua. Trasito, Bandung.
Suthama, N., I.K. Gordeyase, U. Atmomarsosno, Tristiarti dan H.I. Wahyuni. 1994. Studi tentang pola pakan unggas lokal pada berbagai umur di Jawa Tengah. Laporan Penelitian, Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro. Suthama, N. 1999. Utilitas Kalsium dan Fosfor pada
ayam Kedu periode pertumbuhan yang dipelihara di daerah asalnya. J. Ilmu Ilmu Pertanian dan Lingkungan Hidup. No. 11 Tahun VII: 51-59.
Uni, Z. Y. Noy and D. Sklan. 1995. Development of the small intestine in heavy and light strain chicks before and after hatching. Br. Poult. Sci. 36: 83-71.
Zhou, Z.-X., Y. Isshiki, K. Yamauchi and Y. Nakahiro. 1990. Effects of forfeeding and dietary ce-reals on gastrointestinal size, intestinal ab-sorptive ability and endogenous Nitrogen in ducks. Br. Poult. Sci. 31: 307-317.
