,

PENDAHULUAN

Latar belakang
Upaya peningkatan populasi ternak dengan penerapan teknologi reproduksi mutakhir, khususnya fertilisasi in vitro belum dilakukan secara optimal, karena itu perlu upaya untuk meningkatkan tingkat keberhasilan fertilisasi in vitro. Dalam fertilisasi in-vitro, spermatozoa biasanya diambil langsung dari epididimis atau dari ejakulat yang di tampung dengan mengguanakan vagina buatan . kedua cara ini dapat dilakukan dengan mudah dan murah. Misalnya pengambilan spermatozoa dari epididimis dapat dilakukan dengan memanfaatkan limbah rumah potong hewan sedangkan penampungan ejakulat dengan bantuan vagina buatan juga menggunakan teknik yang sederhana, namun keduanya sering mengabaikan cairan yang berperan amat penting sebagai media untuk menjaga kehidupan spermatozoa
Untuk menjaga kehidupannya saat dipakai dalam proses fertilisasi in vitro, spermatozoa biasanya diinkubasi dalam media tertentu sehingga kehidupan, daya tahan dan kapasitanya terjaga sebelum diinkubasi bersama dengan sel telur (Boediono et al, 2000) secara alami, spermatozoa yang dibiarkan dalam media tertentu akan mengalami proses aglutinasi atau penggumpalan. Secara tidak langsung proses aglutinasi akan menurunkan tingkat efisiensi spermatozoa dalam membuahi sel telur. Penambahan heparin pada media inkubasi (Thundathil, 1998 ) dilaporkan dapat meningkatkan kapasitas spermatozoa untuk membuahi sel telur dan mengurangi tingkat aglutinasi antar kepala spermatozoa untuk membuahi sel telur, namun ada yang melaporkan bahwa spesies hewan berpengaruh terhadap efisiensi penggunaan heparin atau kualitas spermatozoa, selain itu juga mekanisme kerja heparin belum diketahui secara jelas apakah senyawa ini khusus menghambat reaksi aglutinin atau menghambat kerja semua jenis protein, maka heparin juga akan menggangu kerja protein pengikat pada zona pellusida dari ovum. Dengan demikian, diperlukan cara khusus untuk menghambat kerja protein aglutinin sehingga tidak menggangu kerja protein lainnya. Penghabatan aglutinasi tampaknya dapat dilakukan dengan antiaglutinasi.
Permasalahan
Inseminasi Buatan (IB) merupakan salah satu teknologi tepat guna yang dapat digunakan untuk memanfaatkan penggunaan bibit jantan unggul dalam perbaikan mutu ternak. Teknik Inseminasi Buatan merupakan salah satu penunjang keberhasilan IB. Hal ini memerlukan deteksi dan pelaporan birahi yang tepat sehingga inseminasi dapat dilakukan pada waktu yang tepat pula.
Semen harus dideposisikan ke dalam saluran kelamin betina pada tempat dan waktu yang terbaik untuk memungkinkan pertemuan antara spermatozoa dan ovum serta berlangsungnya proses pembuahan,
Namun terkadang pemasukan bibit kedalam saluran kelamin betina kadang-kadang terlalau cepat sehingga menyebabkan sperma mengalami penurunan daya hidup, oleh karena itu diupayakan untuk memperpanjang masa hidup spermatozoa dengan penambahan heparin.
.











PEMBAHASAN

1. Spermatogenesis
Proses pembentukan dan pemasakan spermatozoa disebut spermatogenesis. Pada tubulus seminiferus testis terdapat sel-sel induk spermatozoa atau spermatogonium, sel sertoli yang berfungsi memberi makan spermatozoa juga sel leyding terdapat diantara tubulus seminiferi yang berfungsi menhasilkan testoteron (Anonim 2010)
Spermatogenesis terjadi melalui beberapa fase , yaitu :
a. Fase Pertumbuhan
b. Fase Pembelahan
c. Fase Diferensiasi
1. Fase Pertumbuhan
Pada Fase Pertumbuhan sel – sel calon indung sperma tumbuh, membesar, dan berduplikasi. Pada Fase ini juga terjadi penambahan materi inti, sintesis DNA dan sintesis organel sel . Fase ini juga disebut fase persiapan sebelum melakukan pembelahan Akhir dari Fase Pertumbuhan terbentuklah Spermatogonium (Sel Induk Sperma) yang sudah siap untuk melakukan pembelahan .
2. Fase Pembelahan
Tiap Spermatogonium yang sudah terbentuk akan mengalami proses pembelahan Spermatogonium yang terbentuk akan menjadi Spermatosit Primer . Spermatosit Primer ini lah yang akan mengalami pembelahan .Pembelahan yang tejadi adalah pembelahan Meiosis, yaitu pembelahan yang terjadi pada pembentukan gamet yang bertujuan untuk mereduksi jumlah kromosom .Spermatosit Primer mengalami pembelahan Meiosip 1 membentuk 2 buah Spermatosit Sekunder . Jumlah kromosom sel Spermatosit Sekunder adalah setengah dari Sel Spermatosit Primer.Pembelahan belum selesai. Speratosit Sekunder yang tebentuk akan segera mengalami pembelahan menjadi 4 buah Spermatid . Spermatid ini lah sel yang akan menjadi sel sperma .
3. Fase Diferensiasi
Spermatid yang terbentuk pada fase pembelahan harus mengalami perubahan agar mampu berenang mencari letak sel telur . Bentuk awalnya yang hanya berbentuk bulatan dirasa tidak mungkin mampu mencapai sel telur. Maka dari itu, spermatid harus mengalami Diferensiasi menjadi sel – sel sperma yang siap untuk membuahi sel telur . (Toelihere, 1985, Salisbury dan Vdanemark, 1985)

Gambar 1. Diagram Spermatogenesis pada Sapi
2. Karakteristik Semen
Semen adalah sekresi kelamin jantan yang secara normal diejakulasikan kedalam saluran kelamin betina sewaktu kopulasi, tetapi dapat pula ditampung dengan berbagai cara untuk keperluan IB (Toelihere, 1985) penilain semen segar dilakukan segera setelah penampungan, baik secara makroskopis (volume, warna pH, konsistensi) dan mikroskopis (motilitas, pesentase hidup, konsentrasi dan morfologi) (Salisbury dan Vdanemark, 1985)
a. Warna
Semen sapi normal berwarna seperti susu atau krem keputih-putihan dan keruh. Derajat kekeruhannya tergantung pada konsentrasi sperma. Kira-kira 10% sapi-sapi jantan menghasilkan semen yang normal berwarna kuning-kekuningan. Warna ini disebabkan oleh pigmen riboflavin yang dibawakan oleh satu gene autosomal resesif dan tidak mempunyai pengaruh terhadap fertilitas (Toelihere, 1985)
b. Volume
Volume semen yang tertampung dapat langsung terbaca pada tabung penampungan yang berskala. Volume semen sapi bervariasi antara 1,0 samapi 15,0 ml. volume rendah tidak merugikan tetapi bila disertai dengan konsentrasi sperma yang rendah akan membatasi jumlah spermatozoa yang tersedia. Suatu peninggian atau penurunan volume semen yang diejakulasikan umumnya tidak berhubungan dengan fertilitas atau sterilitas pejantan kecuali kalau tidak terjadi ejakulasi. (Toelihere, 1985)
c. pH
dearajat keasaman (pH) diukur dengan menggunakan kertas lakmus yang memiliki rentang pH 6,0 – 7,0 semen segar memiliki pH sekitar 6,2 – 6,8 (Anonim 2010)

d. Konsistensi
Konsistensi atau kekentalan semen segar dilihat dengan cara memiringkan tabung semen secara perlahan dan mengembalikan semen keposisi semula sehingga dapat ditentukan apakah cairan semen tersebut encer, sedang atau kental (Anonim 2010)
e. Motilitas
Motilitas atau daya gerak spermatozoa dapat dilakukan dengan pemeriksaan gerakan massa dan gerakan-gerakan individual sperma. Berdasarkan penilai gerakan massa, kulaitas semen dapat dilakukan (Toelihere, 1981).
f. Persentase Hidup
Persentase hidup spermatozoa dapat dilihat dengan cara pewarnaan eosin. Sel-sel sperma yang hidup, tidak atau sedikit sekali yang menghisap warna sedangkan sel-sel yang mati akan menyerap warna sehingga menjadi merah atau merah muda (Toelihere, 1981).ditambahkan oleh Hafes (2000) bahwa persentase hidup spermatozoa harus lebih dari 50%.
g. Konsentrasi
Pada sapi, semen yang konsistensi krem mempunyai konsentrasi 1000 juta sampai 2000 juta lebih sel sperma per ml, semen cair yang yang berwarna seperti susu encer memiliki konsentrasi 500 sampai 600 juta sel per ml, sedangkan semen cair yang berwarna atau hanya sedikit keruhan konsentrasi sekitar 100 juta per ml, dan yang jernih seperti air kurang lebih 50 juta sel per ml (Toelihere, 1981).
h. Morfologi Spermatozoa
Spermatozoa normal memiliki kepala, leher, badan dan ekor. Dibawah mikroskop bagian dinding depan kepala tampak ⅔ bagian tertutup oleh kromosom, tempat sambungan dasar akrosom dan kepala disebut cincin nukleus. Diantara kepala dan badan terdapat sambungan pendek, yaitu leher. Bagian badan dan ekor mampu bergerak bebas, meskipun tampa kepala. Ekor merupakan cambuk, mendorong spermatozoa untuk bergerak maju (Salisbury dan Vdanemark, 1985)
3. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kulaitas Semen
a. Makanan dan Nutrisi
Makanan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kinerja reproduksi ternak jantan maupun betina. Pada tingkatan makanan yang rendah sampai terjadi kerdil, penghambatan pertumbuhan pejantan muda atau penurunan berat badan ternak dewasa maka terlihat atrophy testes, penurunan jumlah spermatozoa per ejakulat dan kehilangan libido, kurangnya nilai gizi makanan seperti vitamin A dan mineral sangat mempengaruhi aktivitas seksual. Defesiensi vitamin A, ditandai dengan buta malam dan kekakuan dapat menyebabkan atropy epithelium tebuli seminiferi dan penurunan kualitas semen (Toelihere, 1981)

b. Lingkungan
Suhu lingkungan yang terlampau rendah atau terlampau tinggi dapat mempengaruhi reproduksi hewan jantan. Fungsi thermoregulatoris scrotum dapat terganggu dengan akibat-akibat buruk terhadap spermatogenesis. Peninggian suhu udara karena kelembaban yang tinggi dapat memyebabkan kegaagalan pembentukan dan penurunan produksi spermatozoa (Toelihere, 1981)
c. frekuensi ejakulasi
frekuensi ejakulasi yang terlampau sering dalam satuan waktu yang relatif pendek cenderung menurunkan libido, volume semen dan jumlah spermatozoa per ejakulasi. Pemakaian pejantan yang terlampau sering dan kontinyu menurunkan jumlah semen dan konsentrasi spertmatozoa (Toelihere, 1981). Pada sapi 20 ejakulasi berturut-turut dalam waktu 1,5 sampai 7 jam menurunkan volume semen dari 4,2 ml – 2,1 ml antara ejakulasi pertama dan ejakulasi ke-20. konsentrasi sperma menurun dari 1,35 milyar menjadi 0,3 milyar per ml. Sifat-sifat semen sangat dipengaruhi pada frekuensi ejakulasi yang tinggi pada pejantan-pejantan muda dan akan memerlukan waktu istirahat lebih lama sebelum kembali keproduksi sperma yang normal (Salisbury dan Vdanemark, 1985)


d. penyakit
Penyakit yang umum maupun lokal, khronik atau akut, menular dapat mempengaruhi produksi kualitas dan kuantitas semen secara langsung maupun tidak langsung. Pada abscess acuta dapat terjadi degenerasi sperma, peninggian suhu badan (demam) yang menyusul dapat menyebabkan hilangnya kepala sperma (Salisbury dan Vdanemark, 1985)
4. Karakteristik Heparin
Heparin mengandung Glycosaminoglycans (Gags), Glycosaminoglycans (Gags), dicirikan oleh residu gula dan fitur lainnya. yang dapat mempercepat kapsitasi dan reaksi akrosom. Glycosaminoglycans (Gags) adalah komponen penting dari matriks ekstraselular, berkontribusi terhadap pengakuan sel, dan pertumbuhan sel adhesi (Anonim..2010)
Pada ternak, heparin adalah untuk mempercepat kapasitasi, heparin juga menghasilkan peningkatan pH intraselular sperma dan Ca + + konsentrasi (Parrish et al., 1989), fosforilasi protein dan modifikasi parameter motilitas (Chamberland et al., 2001).
Heparin mengikat ke beberapa sperma yang sebagian besar terletak di wilayah acrosomal sperma. Kemungkinan bahwa heparin mengikat kepala sperma dengan cara yang berbeda sesuai dengan kondisi fisiologis spermatozoa. Temuan ini menunjukkan bahwa Glycosaminoglycans Gags memungkin memainkan peran dalam kelangsungan hidup dan modulasi kapasitasi spermatozoa (Anonim..2010)
Mekanisme Kerja Heparin
Heparin memiliki beberapa efek :
1. Terhambatnya koagulasi oleh karena meningkatnya kerja anti trombin serin protease faktor pembekuan
2. Berkurangnya agregasi trombosit.
3. Permeabilitas vaskular yang meningkat.
4. Pelepasan lipase lipoprotein ke dalam plasma (Pereira 2000)
5. Peranan Heparin Pada Semen
Dorldan (1996) menjelaskan bahwa heparin merupakan mukopolisakarida asam yang terdiri dari asam D-glukoronat dan D-glukosamino, yang terdapat pada banyak jaringan, khususnya hati dan paru, dan memiliki daya anti koagulan yang kuat.
Heparin 1-5 IU/ml yang ditambahkan pada semen sapi dan kambing yang dicairkan dengan lama inkubasi 30 menit dapat menstimulasi spermatozoa. Selama inkubasi spermatozoa ditambahkan heparin sebanyak 10 IU/ml selama 4 jam dapat meningkatkan persentase inkubasi spermatozoa untuk menjalani reaksi akrosom yaitu 0% menjadi 70%. Tingkat fertilitas meningkat dengan peningkatan konsentrasi heparin dengan 0 IU/ml menjadi 5IU/ml dalam waktu optimal sekitar 15 menit (Pereira, Uli, Walledshortdan dan Holtz 2000).
Hasil penelitian pada semen kambing yang ditambahkan heparin didapatkan, bahwa penambahan heparin mengurangi laju motilitas dan persentase hidup spermatozoa kambing boer hasil sexing selama penyimpanan (Nuranti, 2005)
Spermatozoa yang ditambahkan heparin persentase hidupnya dapat dipertahankan. Hal ini disebabkan karena heparin dapat merangsang motilitas, sehingga mempercepat reaksi akrosom dan kapasitasi spermatozoa (Hamdana 2006), hal ini juga didukung oleh pereira at el (2000) bahwa dengan penambahan heparin pada media pemisah dapat merangsang motilitas dari spermatozoa setelah pemisahan kromosom X dan kromosom Y, dimana heparin dapat bekerja secara sinergis mempercepat kapsitasi dan reaksi akrosom.
Berbagai substansi seperti serum, cairan peritoneal, cairan folikel atau substansi farmakologi seperti progesterone, adenosin dan methilxanthin telah digunkan untuk menstimulasi fungsi dari sperma. Salah satu devirat senyawa methilxanthin yang dapat m,eningkatkan motilitas sperma adalah heparin (Kenkel dan Schill, 2003) hepain yang terikat spermatozoa, muncul untuk merngsang tingginya calsium antar sel, pH dan CAMP (Cyclic Adenosin Monofospat) serta pembersihan protein plasma semen dan membran plasma yang dianggap dapat menghambat kapasitasi (Yangimachi, 1989) peningkatan cAMP pada membran sel akan diikuti dengan peningkatan metabolisme yang memicu peningkatan motilitas, sedangkan secara alamiah kadar cAMP relatif rendah oleh aktifitas fosfodistrase yang menghancurkan cAMP sehingga perlu ditambahkan heparin atau senyawa methilxanthin yang menekan aktivitas fosfodistrase sehingga cAMP akan mengalami penigkatan (Henkel dan Schill,2003)
a. Persentase Hidup Spermatozoa
Data rataan persentase hidup spermatozoa pada beberapa level heparin dan lama penyimpanan 0 -2 jam
Tabel 1. Data rataan persentase hidup spermatozoa pada beberapa level heparin dan lama penyimpanan 0 -2 jam
Level Heparin Lama Penyimpanan Rata-Rata
0 Jam 2 Jam
0 IU/ml 61,75±7,44 58,04±5,99 59,89±6,56
2 IU/ml 55,04±5,75 59,06±3,65 57,06±4,95
4 IU/ml 55,52±7,16 60,90±4,94 58,21±6,38
Rata-Rata 57,44±6,95 59,34±4,64
Sumber: Nuranti. 2005
Tabel 1. menunjukkan adanya persentase hidup yang relatif konstan dan masih cukup tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan heparin pada semen dapat menghambat laju penurunan persentase hidup spermatozoa. Hal ini sesuai dengan pendapat Yangimachi (1989) bahwa heparin yang terikat pada spermatozoa muncul untuk merangsang tingginya kalsium antar sel, pH dan cAMP serta pembersihan protein plasma sperma dan membran plasma yang dianggap dapat menghambat kapasitasi.
Pada penelitian yang telah dilakukan penambahan heparin setelah thawing persentase hidup relatif konstan dan menghasilkan persentase hidup yang sama dengan kontrol. Hal ini sesuai dengan pendapat Nuranti (2005) bahwa penambahan heparin dapat mengurangi laju penurunan motilitas dan persentase hidup spermatozoa kambing Boer hasil sexing selama penyimpanan.
Berdasarkan hasil data diatas menunjukan persentase hidup yang relatif konstan dan masih cukup tinggi tetapi nilai motilitasnya rendah. Hal ini disebabkan karena banyak spermatozoa yang masih hidup tetapi tidak bergerak, sehingga pada saat pewarnaan eosin, banyak spermatozoa yang tidak menyerap warna.








b. Motilitas Spermatozoa
Data rataan motilitas spermatozoa pada beberapa level heparin dan lama penyimpanan 0 - 2 jam
Tabel 2. Data rataan motilitas spermatozoa pada beberapa level heparin dan lama penyimpanan 0 -2 jam
Level Heparin Lama Penyimpanan Rata-Rata
0 Jam 2 Jam
0 IU/ml 34,29±3,49 25,63±8,34 29,97±7,52
2 IU/ml 34,43±3,05 29,33±2,17 31,89±3,67
4 IU/ml 33,29±2,44 26,81±6,64 30,05±5,79
Rata-Rata 34,01±2,79 27,26±5,91
Sumber: Nuranti. 2005
Tabel 2. menunjukkan bahwa rata-rata laju penurunan motilitas spermatozoa sebanyak 6,75%. Penurunan laju motilitas spermatozoa disebabkan karena energi spermatozoa berkurang akibat proses metabolisme yang terus berjalan dan dipengaruhi oleh pengenceran semen yang dapat menyebabkan rusaknya membran plasma Susilawati,dkk. (1999). Pernyataan ini didukung oleh Beraden dan Fuquay (1984) bahwa motilitas spermatozoa pada semen beku mengalami penurunan disebabkan karena pada proses metabolisme yang terus menerus berjalan selama penyimpanan akan mengakibatkan energi berkurang sehingga motilitas spermatozoa semakin lama semakin menurun selain itu dengan adanya metabolisme pada kondisi anaerob (fructolisis) secara terus menerus menyebabkan penimbunan asam laktat sehingga akan menurunkan pH yang menyebabkan motilitas menurun.
Selama proses pembekuan mengalami berbagai perlakuan sehingga setelah proses pembekuan energi spermatozoa berkurang yang disebabkan karena stress, terjadi perubahan suhu dan tekananosmotik selama pembekuan yang menyebabkan spermatozoa tidak dapat merespon adanya penambahan heparin sehingga motilitas semakin lama semakin menurun. Hal ini tidak sesuai dengan pendapat Pereira at al (2000), bahwa dengan penmbahan heparin pada level yang berberbeda dapat merangsang motilitas dan pergerakan dari spermatozoa dimana heparin dapat mempercepat kapsitasi dan reaksi akrosom.







KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas, maka diperoleh kesimpulan bahwa penambahan heparin dimana heaprin merupakan antikoaguilan yang mengandung Glycosaminoglycans (Gags), dimana Glycosaminoglycans (Gags) merupakan suatu kelompok asam sufat (atau mukopolisakarida) yang dapat merangsang motilitas dan pergerakan dari spermatozoa yang dapat mempercepat kapsitasi dan reaksi akrosom.
Saran
Disarankan untuk mengkaji lebih jauh dari kandungan heparin serta dampaknya pada persentase hidup spermatozoa dan diadakan penelitian secara lanjut






DAFTAR PUSTAKA
Anonim 2010. Vache du monde. La Limousine.http//www.lavache.com/
vamonde/france/limousine.html. Diakses Tangggal 28/3/2010

2000. Pedoman Produksi Semen Pada Balai Inseminasi Buatan Daerah Direktorat Jendral Bina Produksi Peternakan, Jakarta

Bearden, H.J. And J W Fuquay.1984 Applied Animal Reproduction.2 Edition Reston Publishing Company Inc.A Prentice-Hall Company. Reston Virginia

Blakely, J and H.D. Bade. 1994. Ilmu Peternakan Edisi Keempat. Gadjah Mada University Pree, Yogyakarta

Dorldan. 1996, Kamus Kedokteran. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta

Hamdana,A. 2006. Pengaruh Pemberian Heparin Pada Level Yang Berbeda Pada Semen Beku Sapi Limousine Hasil Sexing Yang Menggunakan Albumen Telur Ayam . Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin, Makassar

Nuranti. 2005. Pengaruh Penambahan Heparin Pada Level Yang Berbeda Terhadap Kulitas Semen Cair Kambing Boer Hasil Pemisahan Spermatozoa X dan Y. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin, Makassar

Partodihardjo,S 1992. Ilmu Reproduksi Hewan. Mutiara, Jakarta

Pereira, R.J.T.A, R.K.Uli,S . Walledshortdan and W. Holtz. 2000. the effect of heparin and calcium ionphore A 23187 an in vitro induntion of the acrosome reaction in frozen-thawed bovine and comprine spermatozoa. J. Theriogonology. 54: 185- 192

Susilawati, T, Hermanto, P. Srianto dan E.Yuliani.2002. Pemisahan Spermatozoa X dan Y pada Sapi Brahman Menggunakan Gradient Putih Telur pada Pengencer Tris dan Tris Kuning Telur. Jurnal Ilmu-ilmu Hayati vol.14 No.2 : 176 - 181

Tillman, A.D, Hartati 1983. Ilmu Makanan Ternak. Gadjah Mada University Press Yogyakarta

Toelihere. M.R. 1985. Fisiologi Reproduksi Ternak. Penerbit Angkasa Bandung, Bandung

Toelihere. M.R. 1981. Inseminasi Buatan pada Ternak. Penerbit Angkasa Bandung, Bandung

Vishwanath, R, and P, Shannon. 2000. Storage Of Bovine In Liquid and Frozen State. Anim.Reprod.Sci. 62 : 23 – 57

Yangimachi, R 1989. Sperm Capacitation and Gamete Interaction. J. Reprod. Fertil. 38 : 27

Artikel Terkait: