HUBUNGAN ANTARA VIABILITAS, MOTILITAS, DAN

KEUTUHAN MEMBRAN PLASMA SPERMATOZOA SEMEN

BEKU SAPI LIMOUSIN

RICE SEPTIYANI

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul Hubungan antara

Viabilitas, Motilitas, dan Keutuhan Membran Plasma Spermatozoa Semen Beku

Sapi Limousin adalah benar karya saya dengan arahan dari Dosen pembimbing

dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun.

Sumber informasi yang berasal dan dikutip dari karya yang diterbitkan maupun

tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan

dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, September 2012

Rice Septiyani

B04080121

ABSTRACT

RICE SEPTIYANI Correlation Between Viability, Motility and Plasma

Membrane Integrity of Sperm in Frozen Semen of Limousine Bull. Guided by

Prof. Dr. Dra. R. Iis Arifiantini, M.Si.

Limousine is a popular beef cattle among farmers. According to the

Indonesian National Standard (SNI), the quality of frozen semen that is

distributed and used to inseminate cattle must have a post-thawing motility of >

40% and an individual scoring > 2. This study aimed to test the quality of

Limousine frozen semen with different parameters, namely the percentage of

spermatozoa motility, live-dead spermatozoa (viability; indicator of viable

sperm), the percentage of plasma membrane integrity of spermatozoa (MI) and to

find the relationship between these three parameters. The motility was assessed

subjectively using three evaluators, the viability was assessed with eosin nigrosin

staining and membrane integrity (MI) was tested using hypo osmotic swelling

(HOS) test. All was observed under the microscope and data were analyzed using

the Pearson correlation SPSS 16 for windows. Data showed that the frozen semen

of all four individuals were still in good condition and the post thawing motility of

all bulls qualified the SNI for frozen semen of bulls. There was a positive

correlation between motility and viability, motility and MI as well as viability and

membrane integrity.

Keywords: Correlation, Sperm Parameters, Limousine, Frozen Semen

RINGKASAN

RICE SEPTIYANI Hubungan antara Viabilitas, Motilitas, dan Keutuhan

Membran Plasma Spermatozoa Semen Beku Sapi Limousin. Dibimbing oleh Prof.

Dr. Dra. R. Iis Arifiantini, M.Si.

Sapi Limousin merupakan salah satu jenis sapi potong yang dikembangkan

di Indonesia. Salah satu cara untuk meningkatkan populasinya melalui teknologi

inseminasi buatan (IB). Bibit semen beku sapi Limousin saat ini di produksi di

beberapa balai inseminasi buatan (BIB) diantaranya adalah Balai BIB Lembang di

Jawa Barat dan balai besar inseminasi buatan (BBIB) Singosari di Jawa Timur.

Penelitian ini menggunakan 12 straw semen beku dari 4 ekor pejantan. Seluruh

sampel diuji motilitas, viabilitas, dan membran plasma utuh (MPU) di bawah

mikroskop dan data dianalisis menggunakan analisis korelasi Pearson. Kualitas

semen beku menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) yaitu semen yang

memiliki motilitas post thawing > 40% dan skoring individu > 2. Penelitian ini

bertujuan untuk menguji kualitas semen beku dengan berbagai indikator, yaitu

persentase motilitas spermatozoa, persentase hidup-mati spermatozoa (viabilitas;

indikator viable sperm), dan persentase keutuhan membran plasma spermatozoa,

serta melihat hubungan antara ketiga parameter tersebut. Pengujian yang

dilakukan mengenai hubungan antara viabilitas, persentase motilitas, dan

keutuhan membran plasma pada semen beku post thawing. Data yang diperoleh

diolah dengan mencari rataan dan simpangan bakunya serta dicari korelasi antara

tiga indikator tersebut dengan menggunakan SPSS 16.0 for Windows. Hasil

penelitian ini menunjukkan motilitas post thawing spermatozoa sapi Limousin

sebesar 43.3±1.44% hingga 47.5±4.33%, nilai viabilitas sebesar 60.45±0.74%

hingga 62.36±14.02%, dan membran plasma utuh (MPU) sebesar 50.17±0.71%

hingga 58.78±6.94%. Diantara keempat individu sapi Limousin menunjukkan

bahwa seluruh semen beku yang diperiksa masih dalam kondisi yang baik untuk

diinseminasikan. Korelasi antara ketiga parameter menunjukkan hasil yang

positif, yaitu motilitas, viabilitas, dan membran plasma utuh saling berpengaruh.

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

yang wajar IPB.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis

dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

HUBUNGAN ANTARA VIABILITAS, MOTILITAS, DAN

KEUTUHAN MEMBRAN PLASMA SPERMATOZOA SEMEN

BEKU SAPI LIMOUSIN

RICE SEPTIYANI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kedokteran Hewan pada

Fakultas Kedokteran Hewan

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

Judul Skripsi : Hubungan Antara Viabilitas, Motilitas, dan Keutuhan Membran

Plasma Spermatozoa Semen Beku Sapi Limousin

Nama : Rice Septiyani

NRP : B04080121

Disetujui,

Pembimbing

Prof. Dr. Dra. R. Iis Arifiantini, M.Si

NIP. 19600804 198103 2 001

Diketahui,

Wakil Dekan Fakultas Kedokteran Hewan

Drh. H. Agus Setiyono, MS, Ph.D, APVet.

NIP. 19630810 198803 1 004

Tanggal Lulus :

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayah-Nya serta ilmu yang bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian dan penyusunan skripsi ini.

Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Dra. R. Iis

Arifiantini M.Si atas kesediaan dan kesabarannya membimbing penulis pada saat

penelitian, penyusunan dan selama penyelesaian skripsi ini. Selain itu, penulis

juga berterima kasih pada Bapak Bondan yang telah membantu pada saat penulis

melakukan penelitian. Tidak lupa penulis juga berterimakasih pada seluruh staf

dan karyawan Bagian Reproduksi dan Kebidanan FKH IPB yang telah membantu

penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih pula kepada Pak Gholib

dan Nurul Aini yang telah membantu Penulis dalam menganalisis data sehingga

Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Kepada Mama dan Papa, terima kasih atas doa, dukungan, dan kasih

sayangnya selama ini. Untuk adikku Gilang, terima kasih atas bantuan yang

diberikan selama ini.

Kepada teman satu penelitian Penulis : Innes, Irena, dan Rizal terima kasih

atas kerjasamanya dalam penelitian ini. Untuk teman-teman Penulis Desrayni,

Yohana, Putra, Alvi, Faradisyah, dan teman-teman Avenzoar lainnya, terima kasih

sudah menjadi teman yang baik. Bagi teman-teman Penulis Shambala Girls,

terima kasih atas bantuan, dukungan dan motivasinya.

Menyadari banyaknya kekurangan dalam diri Penulis, maka Penulis

mengharapkan saran dan kritik guna penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata

penulis meminta maaf atas segalanya kekurangan dan kesalahan Penulis dan

semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

Bogor, September 2012

Rice Septiyani

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Ciamis pada tanggal 12 September 1990. Penulis

merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari Bapak Sobandi dan Ibu Aat

Solihat. Penulis menempuh pendidikan di Sekolah Dasar Negeri (SDN) Batu

Ampar 011 pagi, Jakarta dan lulus pada tahun 2002, kemudian melanjutkan ke

SMPN 126 dan lulus pada tahun 2005. Penulis melanjutkan pendidikan di SMAN

42 dan lulus pada tahun 2008 di Jakarta.

Pada tahun 2008 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur

Undangan Masuk IPB (USMI) di Fakultas Kedokteran Hewan. Selama menjadi

mahasiswa di Fakultas Kedokteran Hewan, penulis aktif di salah satu Himpunan

Minat dan Profesi (HIMPRO) serta menjadi panitia pada beberapa kegiatan di

lingkungan kampus.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL…………………………………………………………... x

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………….. xi

PENDAHULUAN

Latar Belakang………………………………………………………... 1

Tujuan…………………………………………………………………. 2

Manfaat………………………………………………………………... 3

TINJAUAN PUSTAKA

Sapi Limousin………………………………………………………… 4

Fisiologi Semen Sapi………………………………………………….. 5

Morfologi Spermatozoa……………………………………………….. 5

Semen Beku…………………………………………………………… 6

Evaluasi Kualitas Semen Beku…………………………………….… 7

MATERI DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian………………………………………………. 10

Metode Penelitian…………………………………………………………… 10

Thawing Semen Beku…………………………………………………. 10

Pemeriksaan Motilitas Spermatozoa………………………………….. 10

Pemeriksaan Viabilitas Spermatozoa…………………………………. 10

Pemeriksaan Membran Plasma Utuh Spermatozoa…………………... 11

Analisis Data………………………………………………………………... 11

HASIL DAN PEMBAHASAN

Motilitas…………………………………………………………………….. 12

Viabilitas……………………………………………………………………. 12

Membran Plasma Utuh…………………………………….………………... 13

Hubungan Motilitas, Viabilitas, dan Membran Plasma Utuh……….………. 13

SIMPULAN…………………………………………………………………. 18

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….. 19

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Persentase motilitas spermatozoa sapi Limousin post

thawing………………………………………………….………..... 12

2 Persentase viabilitas spermatozoa sapi Limousin post

thawing…………………………………………...…………...…... 13

3 Persentase membran plasma utuh spermatozoa sapi Limousin

post thawing…………………...………………...……………...…. 13

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Sapi Limousin………………………………………………….….. 4

2 Spermatozoa hidup…………………………………………….….. 8

3 Spermatozoa dengan membran plasma utuh………………...….… 9

4 Hubungan antara motilitas dan viabilitas spermatozoa sapi

Limousin post thawing………………...…………………………... 14

5 Hubungan antara MPU dan viabilitas spermatozoa sapi Limousin

post thawing………………………………………………...……... 14

6 Hubungan antara MPU dan motilitas spermatozoa sapi Limousin

post thawing………………………...…………………………….. 15

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pengembangbiakan sapi potong untuk memenuhi permintaan konsumen

terhadap daging sapi masih menghadapi berbagai kendala, diantaranya adalah

usaha bakalan atau calf-cow operation yang kurang diminati oleh pemilik modal

karena secara ekonomis kurang menguntungkan dan dibutuhkan waktu

pemeliharaan yang lama, adanya keterbatasan pejantan unggul pada usaha

pembibitan dan peternak, ketersediaan pakan tidak teratur dan berkualitas rendah

terutama pada musim kemarau, pemanfaatan limbah pertanian dan agroindustri

pertanian sebagai bahan pakan belum optimal, efisiensi reproduksi ternak rendah

dengan jarak beranak (calving interval) yang panjang (Maryono et al. 2006).

Selain permasalahan di atas, kegagalan dalam reproduksi disebabkan karena

manajemen perkawinan yang tidak tepat, yakni pola perkawinan yang kurang

benar, pengamatan birahi dan waktu kawin tidak tepat, rendahnya kualitas atau

kurang tepatnya pemanfaatan pejantan dalam kawin alam dan kurang terampilnya

beberapa petugas, serta rendahnya pengetahuan peternak tentang inseminasi

buatan (Affandhy et al. 2007).

Inseminasi Buatan (IB) merupakan suatu program pemuliabiakan ternak

mulai dari organisasi, penyuluhan, produksi semen, deteksi birahi dan inseminasi

(deposisi semen) sampai evaluasi keberhasilan program IB itu sendiri (Direktorat

Budidaya Ternak Ruminansia 2010). Tujuan dan keunggulan IB antara lain

memperbaiki mutu genetik ternak, tidak perlu membawa pejantan unggul ke

peternakan sehingga bisa mengurangi biaya, mengoptimalkan penggunaan bibit

pejantan unggul lebih luas dan dalam jangka waktu yang lama, meningkatkan

angka kelahiran, serta mencegah penularan penyakit kelamin (Syarif & Harianto

2011). Inseminasi buatan bisa dilakukan menggunakan semen cair atau semen

beku, tetapi untuk memproduksi semen beku memerlukan peralatan sesuai

kebutuhan dan cara penggunaannya memerlukan keterampilan dan pengetahuan

khusus (Direktorat Budidaya Ternak Ruminansia 2010).

2

Salah satu jenis sapi potong yang digunakan sebagai pejantan unggul yang

diproduksi menjadi semen beku adalah sapi Limousin. Sapi Limousin ini

mempunyai pertumbuhan bobot badan yang cepat dengan bobot badan jantan

dewasa bisa lebih dari 1.000 kg sehingga disukai dikalangan peternak (Fikar &

Ruhyadi 2010).

Bibit semen beku sapi Limousin saat ini di produksi di beberapa balai

inseminasi buatan (BIB) diantaranya adalah Balai BIB Lembang di Jawa Barat

dan balai besar inseminasi buatan (BBIB) Singosari di Jawa Timur. Dalam

perkembangannya, BIB Lembang telah memproduksi semen beku unggul lebih

dari 22 juta dosis yang telah disebarkan ke daerah-daerah pelaksana IB di

Indonesia (Trantono 2011).

Kualitas semen beku yang didistribusikan ke peternak harus lolos dalam

serangkaian uji, diantaranya adalah harus memiliki persentase motilitas > 40%,

skoring individu >2 (SNI 01-4869.1-2005), selain itu harus memiliki nilai 10%

setelah diuji longivitasnya dalam inkubator pada suhu 37°C selama 4 jam.

Menurut Morrell dan Rodriguez-Martinez (2009), yang disebut spermatozoa

berkualitas yang mampu membuahi adalah spermatozoa yang motil, viable,

memiliki morfologi normal, dan mempunyai kromatin yang intact. Berdasarkan

hal tersebut dan mengingat SNI 01-4869.1-2005, yang hanya menguji aspek

motilitas maka perlu penelitian untuk menguji kualitas semen beku sapi Limousin

yang akan didistribusikan ke lapangan.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk menguji kualitas semen beku dengan berbagai

indikator yaitu persentase motilitas spermatozoa, persentase hidup-mati

spermatozoa (viabilitas; indikator viable sperm), dan persentase keutuhan

membran plasma spermatozoa, serta mengetahui hubungan antara ketiga

parameter tersebut.

3

Manfaat

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai hubungan

antara berbagai indikator keberhasilan semen beku yaitu persentase motilitas

spermatozoa, viabilitas dan persentase keutuhan membran plasma spermatozoa,

serta untuk memberikan rekomendasi parameter uji untuk pengujian kualitas

semen beku sapi yang diproduksi oleh BIB di Indonesia.

TINJAUAN PUSTAKA

Sapi Limousin

Sapi Limousin merupakan sapi bangsa Bos taurus yang berasal dari Prancis.

Sapi ini sangat cocok dipelihara di daerah beriklim sedang. Sapi Limousin

merupakan sapi pedaging bertipe besar dan mempunyai volume rumen yang

besar. Karena itu, sapi ini mampu menambah konsumsi pakan lebih banyak di luar

kebutuhan yang sebenarnya. Namun, sapi ini memiliki metabolisme yang cepat

sehingga menuntut teknik pemeliharaan yang lebih teratur (Fikar & Ruhyadi

2010).

Ciri-ciri sapi ini adalah warna bulu merah cokelat, pada sekeliling mata dan

kaki mulai dari lutut ke bawah berwarna agak terang, ukuran tubuh besar dan

panjang, serta pertumbuhannya bagus. Tanduk pada jantan tumbuh keluar dan

agak melengkung (Sudarmono & Sugeng 2008). Sapi Limousin memiliki potensi

kenaikan berat badan 1.2 – 1.4 kg/hari dengan lama penggemukan 3 – 4 bulan.

Sapi ini termasuk dalam kategori sapi besar, dengan bobot dewasa di atas 800 –

1.200 kg/ekor. Bobot bakalan dapat mencapai 250 – 300 kg/ekor. Karkas pada

sapi Limousin mencapai 50% (Fikar & Ruhyadi 2010).

Gambar 1 Sapi Limousin (http://ramayamakmur.wordpress.com).

5

Fisiologi Semen Sapi

Semen adalah sekresi kelamin hewan jantan yang secara normal

diejakulasikan ke dalam saluran kelamin betina sewaktu kopulasi, tetapi dapat

pula ditampung. Semen terdiri dari spermatozoa dan sebagian besar cairan sekresi

kelenjar aksesori (plasma semen). Volume semen dan jumlah spermatozoa yang

diejakulasi pada sapi jantan sangat bervariasi (Turman & Rich 2010). Hal ini

tergantung dari masing-masing ternak individu, umur, musim, nutrisi, bangsa

ternak, frekuensi ejakulasi, libido, dan kondisi dari ternak tersebut (Garner &

Hafez 2000). Dalam keadaan normal, semen yang lebih kental mengandung

spermatozoa yang lebih banyak dibandingkan dengan spermatozoa yang encer.

Semen sapi normal berwarna seperti susu atau krem keputih-putihan dan

keruh. Konsentrasi spermatozoa sapi normal adalah antara 0.8 – 2.0 x 109

spermatozoa/ml (Garner & Hafez 2000).

Morfologi Spermatozoa

Menurut Ismaya (2009) semen atau air mani terdiri dari dua unsur / bagian,

yaitu sel-sel spermatozoa dan plasma spermatozoa (seminal plasma). Spermatozoa

terdiri dari tiga bagian, yaitu kepala (head), bagian tengah (midpiece), dan bagian

ekor (tail). Menurut Arifiantini et al. (2006a) kepala spermatozoa dibagi lagi

menjadi dua daerah yaitu akrosom anterior yang dibungkus oleh tudung akrosom

dan post akrosomal posterior. Tudung akrosom mengandung akrosin,

hyaluronidase, dan enzim-enzim hidrolitik lainnya yang terlibat pada proses

fertilisasi.

Morfologi spermatozoa merupakan salah satu parameter yang kurang

mendapat perhatian pada pengolahan semen di Indonesia, padahal di luar negeri

seperti Amerika, Swedia dan Belanda, morfologi merupakan salah satu faktor

penghitungan pengenceran semen untuk tujuan pembuatan semen cair dan semen

beku. Kajian morfologi spermatozoa perlu dilakukan mengingat sudah cukup

banyak penelitian-penelitian yang membahas korelasi antara morfologi dan

fertilitas pada berbagai ternak (Arifiantini et al. 2006b).

6

Semen Beku

Semen beku adalah semen yang telah diencerkan dan selanjutnya dibekukan

pada suhu tertentu yang bertujuan untuk penghentian sementara kegiatan hidup

dari sel tanpa mematikan fungsi sel, reaksi metaboliknya berhenti mendekati total.

Sel yang tidak bergerak menurunkan kecepatan metabolisme sehingga dapat

menghemat dalam penggunaan energi sehingga proses hidup dapat berlanjut

setelah pembekuan dihentikan. Pembuatan semen beku merupakan teknik

penyimpanan semen yang efektif karena dapat disimpan dalam waktu yang lama

(Vishwanath & Shannon 2000).

Kualitas semen dalam straw dapat mengalami perubahan selama waktu

distribusi. Hal ini dapat terjadi karena adanya pengurangan gas nitrogen cair di

dalam kontainer. Berkurangnya nitrogen cair melalui evaporasi selama

pengangkutan maupun penyimpanan mengakibatkan fluktuasi suhu, terutama

karena suhu udara yang tinggi, insulator container yang tidak normal dan tutup

kontainer tidak rapat. Keadaan tersebut menyebabkan terjadinya kontak antara

semen beku dangan suhu lingkungan yang tidak dapat dihindarkan sehingga

spermatozoa yang berada dalam straw akan mengalami perubahan kualitas semen

akibat perubahan suhu yang berulang-ulang.

Perubahan kualitas semen yang sering dihadapi pada pembekuan semen

berkisar pada dua kejadian, yaitu pengaruh cold shock terhadap sel yang

dibekukan dan perubahan-perubahan intraseluler akibat pengeluaran air yang

berhubungan dengan pembentukan kristal-kristal es. Parameter untuk menentukan

perubahan kualitas spermatozoa dengan cara yang sederhana, yaitu dilihat dari

karakteristik spermatozoa berdasarkan motilitas yang progresif, pewarnaan eosin,

dan keutuhan membran plasma (Mansour 2009).

Spermatozoa yang telah dibekukan kemudian dicairkan kembali (thawing)

akan menghasilkan spermatozoa yang sebagian sudah mengalami kapasitasi

sehingga daya hidupnya rendah dan motilitas progresifnya tidak sebaik

spermatozoa yang masih segar. Spermatozoa yang sudah mengalami kapasitasi

akan bergerak hiperaktif / berlebihan namun gerakannya kurang progresif (Ismaya

2009).

7

Evaluasi Kualitas Semen Beku

Evaluasi atau pemeriksaan semen merupakan suatu tindakan yang perlu

dilakukan untuk mengetahui kualitas dan kuantitas semen (Kartasudjana 2001).

Peralatan yang diperlukan untuk evaluasi kualitas semen sebaiknya disiapkan

terlebih dahulu untuk memudahkan pemeriksaan. Evaluasi yang dilakukan

meliputi persentase motilitas spermatozoa, persentase viabilitas, dan persentase

membran plasma utuh.

Evaluasi kualitas semen beku dilakukan setelah pencairan kembali atau post

thawing. Evaluasi ini meliputi penghitungan persentase hidup dan gerakan

individual dari spermatozoa. Berdasarkan petunjuk teknis pengawasan mutu bibit

ternak standar minimal untuk semen beku yang baik mengandung 25 juta

spermatozoa / 0.25 ml dan motilitas post thawing sebesar 40% (Ditjennak 2009).

Motilitas sering dijadikan indikator fertilitas spermatozoa. Pengujian

motilitas dilakukan untuk mengetahui pergerakan dari ekor spermatozoa. Namun

demikian pergerakan spermatozoa dipengaruhi juga oleh integritas struktur

morfologi spermatozoa. Persentase motilitas merupakan persentase spermatozoa

yang bergerak progresif ke depan. Evaluasi dilakukan dengan cara mengamati

spermatozoa pada 10 lapang pandang yang berbeda dengan mikroskop cahaya

pembesaran 400X. Angka yang diberikan berkisar antara 0% hingga 100%

(Turman & Rich 2010).

Teknik pewarnaan eosin-nigrosin dilakukan untuk penilaian viabilitas

spermatozoa. Teknik ini memberikan hasil yang valid ketika dievaluasi dengan

data motilitas spermatozoa yang diperoleh, sesuai dengan standar Organisasi

Kesehatan Dunia (WHO). Teknik pewarnaan differensial eosin nigrosin

merupakan teknik yang sederhana untuk pengujian viabilitas spermatozoa

(Björndahl et al. 2004). Zat warna eosin akan diserap oleh spermatozoa yang mati

sehingga akan berwarna merah atau merah muda akibat permeabilitas dinding sel

meninggi pada sel spermatozoa yang mati, sedangkan nigrosin akan mewarnai

latar dari spermatozoa.

8

Gambar 2 Spermatozoa hidup: (a) kepala berwarna putih dan spermatozoa mati:

(b) kepala berwarna merah.

Membran plasma yang utuh (MPU) merupakan hal yang mutlak harus

dimiliki spermatozoa yang baik karena membran plasma memegang peranan yang

sentral dalam mengatur seluruh proses biochemic yang terjadi di dalam sel.

Keutuhan membran plasma menentukan hidup dan matinya spermatozoa,

sehingga nilai persentase MPU seharusnya tidak jauh berbeda dari nilai persentase

spermatozoa hidup (Rizal 2002). Evaluasi terhadap spermatozoa dengan membran

plasma yang utuh dapat diuji dengan menggunakan metode hypoosmotic swelling

(HOS) test. Evaluasi dilakukan dengan meneteskan semen yang sudah

dimasukkan dalam larutan hypoosmotic yang telah diinkubasi pada suhu 37°C

selama 30 menit ke gelas objek dan ditutup dengan cover glass, lalu diamati di

bawah mikroskop cahaya pada pembesaran 400X. Penilaian dilakukan dengan

melihat spermatozoa yang bereaksi dan spermatozoa yang tidak bereaksi (Revell

& Mrode 1993).

a

b

9

Gambar 3 (ekor melingkar, a) spermatozoa dengan membran plasma utuh dan

(ekor lurus, b) spermatozoa dengan membran plasma tidak utuh

(http://takdirsaili.wordpress.com).

MATERI DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli 2011 dan dilaksanakan di Unit

Rehabilitasi Reproduksi (URR), Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian

Bogor. Sebanyak 12 straw (4 jantan dan 3 ulangan) sapi Limousin berasal dari

salah satu BBIB Nasional digunakan dalam penelitian ini.

Metode Penelitian

Thawing semen beku

Semen di-thawing pada water bath (37°C) selama 30 detik. Setelah itu straw

dikeringkan dengan menggunakan tisu, lalu sumbat pabrik dan sumbat

laboratorium digunting. Semen dari straw dikeluarkan seluruhnya dan disimpan

dalam tabung Eppendorf. Tabung diletakkan dalam water bath pada suhu 37°C

untuk pengujian lebih lanjut.

Motilitas Spermatozoa

Sebanyak satu tetes semen diletakkan di atas gelas objek yang telah

dihangatkan, kemudian ditutup dengan gelas penutup. Motilitas spermatozoa

dinilai dengan cara subjektif kuantitatif dari lima lapang pandang menggunakan

mikroskop (Olympus CH 20) dengan perbesaran 400X. Penilaian dilakukan

dengan membandingkan spermatozoa yang bergerak progresif dengan gerakan

lain yang tidak progresif dan dinyatakan dalam persentase (%).

Viabilitas Spermatozoa

Sebanyak satu tetes semen diletakkan di atas gelas objek dan ditambahkan

3-4 tetes pewarna eosin nigrosin dan dihomogenkan kemudian dibuat preparat

ulas dan dikeringkan dengan meja pemanas (heating table). Preparat lalu diamati

di bawah mikroskop dengan perbesaran 400X. Spermatozoa dihitung dalam

sepuluh lapang pandang dengan cara diacak (atau jumlah yang dihitung telah

mencapai 200 spermatozoa). Spermatozoa hidup tidak menyerap warna eosin

11

sedangkan spermatozoa mati akan menyerap warna merah. Persentase

spermatozoa hidup dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Membran Plasma Utuh Spermatozoa

Sebanyak 50 μl semen dimasukkan ke dalam 400 μl larutan hypoosmotic

bertekanan 150 mOsm kg-1

H2O yang terdiri atas 0.735 gr Na sitrat dan 1.351 gr

Fruktosa dalam 100 ml aquadest (Revell & Mrode 1993). Campuran larutan

diinkubasi dalam water bath (37oC). Spermatozoa dalam larutan HOS diamati

pada menit ke 30-45 (Hardyana & Arifiantini 2012).

Pemeriksaan dilakukan dengan mikroskop perbesaran 400X pada sepuluh

lapang pandang. Spermatozoa dengan membran plasma utuh akan

memperlihatkan ekor yang melingkar (coil), sedangkan spermatozoa dengan

membran plasma yang tidak utuh akan memperlihatkan ekor yang lurus.

Persentase spermatozoa dengan MPU dihitung dengan rumus:

Analisis Data

Seluruh parameter diperiksa dari empat individu yang berbeda, masing-

masing individu dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali. Data yang diperoleh

diolah dengan mencari rataan dan simpangan bakunya serta dicari korelasi antara

tiga indikator tersebut dengan menggunakan SPSS 16.0 for windows.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Motilitas Spermatozoa

Motilitas merupakan parameter utama yang banyak dilaporkan oleh para

peneliti (Garner & Hafez, 2000). Motilitas spermatozoa sapi Limousin setelah

thawing (PTM) pada penelitian ini memiliki nilai motilitas 43.3% sampai dengan

47.5% (Tabel 1). Secara keseluruhan, semen beku ini dapat diinseminasikan

karena nilai PTM sapi Limousin telah melampaui standar produksi semen beku

Indonesia yang tertuang dalam SNI 01-4869.1-2005, yaitu untuk dapat

didistribusikan dan diinseminasikan persentase spermatozoa motil post thawing

minimal harus sebesar 40%.

Tabel 1 Persentase motilitas spermatozoa post thawing sapi Limousin

Viabilitas Spermatozoa

Pengujian viabilitas spermatozoa dapat dilakukan dengan memaparkan

spermatozoa pada pewarnaan eosin nigrosin. Spermatozoa yang mati akan

menyerap pewarna eosin nigrosin tetapi spermatozoa yang hidup tidak akan

menyerap warna. Pengujian viabilitas dilakukan untuk menguji kerusakan pada

bagian kepala spermatozoa. Spermatozoa hidup dari keempat pejantan

mempunyai nilai yang masih cukup baik, yaitu berkisar antara 60.45% sampai

dengan 62.36% (Tabel 2).

Ulangan Motilitas (%)

Sapi 1 Sapi 2 Sapi 3 Sapi 4

1 52.5 45 45 42.5

2 45 47.5 42.5 42.5

3 45 47.5 45 45

Rataan±SD 47.5±4.33 46.67±1.44 44.2±1.44 43.3 ± 1.44

13

Tabel 2 Persentase viabilitas spermatozoa post thawing sapi Limousin

Membran Plasma Utuh (MPU) Spermatozoa

Integritas membran plasma adalah suatu keadaan yang menunjukkan fungsi

fisiologis membran yang terjaga sebagai kontrol terhadap transport air sehingga

cairan di luar sel tidak dapat memasuki sel. Untuk mengetahui integritas membran

spermatozoa maka dilakukan Hypo-osmotic Swelling (HOS) Test. Membran

plasma utuh spermatozoa sapi Limousin pada penelitian ini masih cukup baik,

yaitu antara 50.17% sampai dengan 58.78% (Tabel 3).

Tabel 3 Persentase membran plasma utuh spermatozoa post thawing sapi Limousin

Hubungan Motilitas, Viabilitas, dan Membran Plasma Utuh

Hasil penelitian menunjukkan adanya korelasi yang signifikan antara

motilitas dengan viabilitas (r = 0.699, p = 0.011), membran plasma utuh dengan

viabilitas (r = 0.614, p = 0.034), dan membran plasma utuh dengan motilitas (r =

0.664, p = 0.019). Hal ini menunjukkan bahwa ketiga parameter tersebut

berhubungan positif (p<0.05), yaitu jika salah satu parameter tinggi, maka

parameter lainnya juga akan tinggi. Begitu pula sebaliknya, jika salah satu

parameter tersebut rendah, maka parameter yang lainnya juga akan rendah.

Ulangan Viabilitas (%)

Sapi 1 Sapi 2 Sapi 3 Sapi 4

1 78.13 50.61 61.06 57.65

2 57.65 63.50 60.67 62.82

3 51.31 70.29 59.62 63.25

Rataan±SD 62.36±14.02 61.47±10.00 60.45±0.74 61.24±3.12

Ulangan

Membran Plasma Utuh (%)

Sapi 1 Sapi 2 Sapi 3 Sapi 4

1 58.06 50.77 49.38 51.09

2 45.83 62.61 50.38 47.58

3 50.00 62.96 50.76 53.33

Rataan ±SD 51.30 ± 6.22 58.78 ± 6.94 50.17 ± 0.71 50.67 ± 2.90

14

Hubungan antara motilitas, viabilitas, dan membran plasma utuh spermatozoa

post thawing sapi Limousin disajikan pada Gambar 4, 5, dan 6.

Gambar 4 Hubungan antara motilitas dan viabilitas spermatozoa post thawing

sapi Limousin.

Gambar 5 Hubungan antara MPU dan viabilitas spermatozoa post thawing

sapi Limousin.

r = 0.699

0

10

20

30

40

50

60

70

80

40 45 50 55 60 65

Motilitas (%)

Via

bil

itas

(%

)

r = 0.614

0

10

20

30

40

50

60

70

80

40 45 50 55 60 65

MPU (%)

Via

bil

itas

(%

)

15

Gambar 6 Hubungan antara MPU dan motilitas spermatozoa post thawing

sapi Limousin.

Spermatozoa akan mengalami kerusakan pada saat pembekuan dan thawing.

Hal ini terjadi karena adanya perubahan tekanan osmotik akibat adanya

krioprotektan dalam bahan pengencer, perubahan suhu yang sangat ekstrim pada

saat pembekuan dan juga saat di-thawing untuk diinseminasikan. Selama proses

kriopreservasi, kerusakan membran terjadi di daerah akrosom spermatozoa

(Blottner et al. 2001). Pendinginan yang terjadi pada proses pembuatan semen

beku dan pemanasan kembali pada saat thawing akan merusak lipoprotein yang

ada pada membran spermatozoa.

Kualitas semen beku post thawing yang harus diuji berdasarkan SNI adalah

motilitas dan skoring individu. Motilitas spermatozoa terjadi disebabkan oleh

adanya kontraksi fibril-fibril yang ada pada bagian principle piece dan end piece

dari ekor spermatozoa. Kontraksi ini terjadi jika ada perombakan Adenosin Tri

Phosphate (ATP) menjadi Adenosin Di Phosphate (ADP) atau ADP menjadi

Adenosin Mono Phosphate (AMP) pada bagian mitokondria yang terdapat dalam

mid piece yang dimediasi oleh enzim aspartat amino trasferase. Jika membran

plasma bagian ekor rusak terutama pada bagian mid piece maka enzim ini akan

hilang dan perombakan energi tidak terjadi sehingga spermatozoa akan

kehilangan motilitasnya (Colenbrender et al. 1992). Hal ini dapat dikatakan

motilitas merupakan indikator fungsi dari ekor spermatozoa.

r = 0.664

0

10

20

30

40

50

60

70

80

40 45 50 55 60 65

MPU (%)

Mo

tilit

as (

%)

16

Menurut Morrell dan Rodriguez-Martinez (2009), untuk dapat membuahi

ovum, spermatozoa tidak hanya memiliki motilitas yang tinggi, tetapi harus

normal secara morfologi, viable, dan mempunyai kromatin yang intact. Kerusakan

spermatozoa dapat terjadi pada bagian ekor ataupun pada bagian kepala. Oleh

karena itu perlu dilakukan pengujian lain yang dapat memberikan indikator

adanya kerusakan pada bagian kepala spermatozoa, diantaranya dengan melihat

viabilitas dan melihat keutuhan membran plasma spermatozoa. Evaluasi viabilitas

spermatozoa dengan pewarnaan eosin nigrosin digunakan untuk mengevaluasi

kerusakan membran plasma, sedangkan HOS test digunakan untuk mengevaluasi

aktivitas biokimia membran plasma (Brito et al. 2003). Komponen warna eosin

akan masuk ke dalam sel yang mengalami kerusakan membran plasma dan

membentuk warna merah muda keunguan, sedangkan nigrosin akan mewarnai

latar bidang yang dievaluasi (Bjorndahl et al. 2004). Pada saat pencampuran

spermatozoa dan eosin nigrosin, sel-sel spermatozoa yang hidup tidak atau sedikit

sekali menyerap warna, sedangkan sel-sel spermatozoa yang mati akan menyerap

warna karena permeabilitas dinding sel meningkat (Garner & Hafez 2000).

Integritas membran plasma merupakan prasyarat bagi kelangsungan hidup

spermatozoa (Sharma et al. 2011). Jika membran plasma sudah terganggu atau

rusak maka akan mengakibatkan kondisi anisosmotik yang menjadi penyebab

terjadinya kebocoran intraseluler diantaranya akan memengaruhi perombakan

ATP sehingga memengaruhi motilitas spermatozoa (Bohlooli et al. 2012).

Keutuhan membran plasma spermatozoa dapat rusak jika keberadaan zat yang

bersifat toksik baik yang berasal dari spermatozoa yang telah mati maupun yang

berasal dari zat yang terkandung dari pengencer yang telah mengalami oksidasi

akibat penyimpanan dapat menyebabkan tingginya kadar radikal bebas.

Kerusakan yang terjadi post thawing dapat disebabkan karena kenaikan suhu yang

menimbulkan denaturasi protein spermatozoa. Apabila membran plasma

spematozoa sudah mengalami kerusakan, maka metabolisme spermatozoa akan

terganggu sehingga spermatozoa mulai kehilangan motilitasnya dan kemampuan

spermatozoa untuk fertilisasi karena lepasnya komponen seluler dan inaktivasi

protein-protein enzim penting di dalam akrosom. Kejadian ini mengakibatkan

17

kematian spermatozoa yang berdampak pada menurunnya viabilitas spermatozoa

(Yulnawati & Agus 2005).

Nilai motilitas, viabilitas dan MPU pada penelitian ini menunjukkan hasil

yang baik. Hal ini disebabkan karena pejantan yang digunakan dalam penelitian

ini berasal dari BIB Nasional yang dipelihara dengan manajemen yang baik, dan

produksi semen beku yang sudah terstandar, serta pejantan yang digunakan

merupakan pejantan dalam umur produktif.

Korelasi antara tiga parameter yang diuji merupakan pembuktian adanya

hubungan yang positif antara ketiga parameter tersebut, hal ini sesuai dengan

laporan beberapa peneliti diantaranya Johnson et al. (2000) dan Kaeoket et al.

(2011) yang menyatakan bahwa membran plasma sel yang masih utuh akan

memengaruhi organel-organel di dalam sel. Hal ini menyebabkan spermatozoa

dapat bergerak progresif dan tetap hidup (viable) sehingga mampu melakukan

fertilisasi (Kaeoket et al. 2011).

SIMPULAN

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan terdapat hubungan yang positif

antara motilitas, viabilitas dan keutuhan membran plasma dari spermatozoa semen

beku sapi Limousin. Pengujian pada viabilitas, motilitas dan keutuhan membran

plasma dari keempat sapi jantan menunjukkan hasil yang baik.

DAFTAR PUSTAKA

[Anonim]. 2011. Jenis-jenis sapi potong. [terhubung berkala]

http://ramayamakmur.wordpress.com [25 Januari 2012].

Affandhy et al. 2007. Petunjuk Teknis Manajemen Perkawinan Sapi Potong.

Pasuruan: Pusat Penelitian dan Pengembangan Peternakan.

Arifiantini RI, Wresdiyanti T, Retnani EF. 2006a. Kaji banding morfometri

spermatozoa Sapi Bali (Bos sondaicus) menggunakan pewarnaan williams,

eosin, eosin nigrosin dan formol saline. J Sains FKH UGM 24 (1):65-70.

. 2006b. Pengujian morfologi

spermatozoa Sapi Bali (Bos sondaicus) menggunakan pewarnaan

“williams”. J Indon Tro. Anim Agric 31 (2) 105-110.

Björndahl I et al. 2004. Why the WHO recommendation for eosin-Nigrosin

staining techniques for human sperm vitality assessment must change. J

Androl 25: 671– 678.

Blottner S, Warnke C, Tuchscherer A, Heinen V, Torner H. 2001. Morphological

and functional changes of stallion spermatozoa after cryopreservation during

breeding and non-breeding season. Anim Reprod Sci 65:75-88.

Bohlooli S, Cedden F, Bozoglu S, Razzaghzadeh S, Pishjang J. 2012. Correlation

between conventional sperm assay parameters in cryopreserved Ram Semen.

Ann Biol Res 3: 884-889.

Brito LF, Barth AD, Bilodeau-Goessel S, Panich PL, Kastelic JP. 2003.

Comparison of methods to evaluate plasmalemma of bovine sperm and their

relationship with in-vitro fertilization rate. Theriogenology 60: 1539-1551.

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2005. Semen Beku Sapi.

Colenbrander, Fazeli AR, Van Buiten A, Parlevliet J, Gadella BM. 1992.

Assesment of sperm cell membran integrity in the horse. Acta. Vet Scand

Suppl 88: 49-58.

Direktorat Budidaya Ternak Ruminansia. 2010. Pedoman Teknis Alat Mesin dan

Ulib Budidaya Ternak Ruminansia. Jakarta: Kementerian Pertanian.

[Ditjennak] Direktorat Jenderal Peternakan. 2009. Strategi Penguatan Produksi

Daging Dalam Negeri. Jakarta: Departemen Pertanian.

Fikar S, Ruhyadi D. 2010. Beternak & Bisnis Sapi Potong. Jakarta: PT

AgroMedia Pustaka.

Garner DLE, Hafez ESE. 2000. Spermatozoa and seminal plasma. Dalam: Hafez

B, Hafez ESE. Reproduction in Farm Animals, 7th ed. USA: Lippincott

Williams and Wilkins. Pp. 96 – 109.

Hardyana RD, Arifiantini RI. 2012. Penentuan Waktu Optimal Pengujian

Keutuhan Membran Plasma Spermatozoa Semen Beku Sapi Limousin dan

Frisien Holstein Menggunakan Hypo-osmotic Swelling (HOS) Test.

[Skripsi] Program Studi Sarjana Institut Pertanian Bogor.

20

Ismaya. 2009. Konservasi spermatozoa: perkembangan, hasil, dan potensi di masa

datang. Pidato pengukuhan jabatan guru besar: rapat terbuka majelis guru

besar. Yogyakarta 30 Maret.

Johnson LA, Weitze KF, Fiser P, Maxwell WMC, 2000. Storage of boar semen.

Anim Reprod Sci 62 : 143–172.

Kaeoket K, Chanapiwat P, Tummaruk P, Techakumphu M, Kunavongkrit A.

2011. A preliminary study on using autologous and heterologous boar sperm

supernatant from freezing processes as post-thawing solution: its effect o

sperm motility. Trop Anim Health Prod 43: 1049–1055.

Kartasudjana R. 2001. Teknik Inseminasi Buatan pada Ternak. Jakarta:

Departemen Pendidikan Nasional.

Mansour MM. 2009. Modification of hypo-osmotic swelling test to evaluate the

integrity of stallion sperm plasma membrane. Global Vet 3 (04): 302-307.

Maryono, E Romjali, DB Wijono, Hartatik. 2006. Paket rakitan teknologi hasil-

hasil penelitian peternakan untuk mendukung upaya Kalimantan Selatan

mencapai swasembada sapi potong. Makalah disampaikan pada Diseminasi

Teknologi Peternakan. Dinas Peternakan Provinsi Kalimantan Selatan

bekerja sama dengan Loka Penelitian Sapi Potong, Grati. hlm. 15.

Morell JM, Rodriguz-Martinez H. 2009. Biomimetic Techniques for Improving

Sperm Quality in Animal Breeding: A Review. The Open Androl J (1).

Revell SG, Mrode RA. 1993. An osmotic resistance test for bovine semen. Anim

Reprod Sci 36: 77-86.

Rizal M. 2002. Fertilitas Spermatozoa Ejakulat Epididimis Domba Garut Hasil

Kriopreservasi Menggunakan Modifikasi Pengencer Tris Dengan Berbagai

Krioprotektan dan Antioksidan. [Disertasi] Program Studi Pascasarjana

Institut Pertanian Bogor.

Sharma M, Singh M, Kapoor S, Jasial S. 2012. Inter relationship between some

routine semen evaluation parameters in Jersey X local hill cattle crossbred

bulls. Open Vet J 2: 26-31.

Sudarmono AS, Sugeng YB. 2008. Sapi Potong. Jakarta: Penebar Swadaya.

Syarif EK, Harianto B. 2011. Buku Pintar Beternak dan Bisnis Sapi Perah.

Jakarta: PT AgroMedia Pustaka.

Takdirsaili. 2010. Pengaruh pengeringbekuan terhadap perubahan morfologi

spermatozoa. [terhubung berkala] http://takdirsaili.wordpress.com [25

Januari 2011].

Trantono Y. 2011. Inseminasi buatan (BIB Lembang). [terhubung berkala]

http://yuari.wordpress.com (2 Maret 2012).

Turman EJ, Rich TD. 2010. Reproductive tract anatomy and physiology of the

bull. Extension Beef Cattle Resource Committee. Beef Cattle Hanbook.

Vishwanath R, Shannon P. 2000. Storage of bovine semen in liquid and frozen

state. Anim Reprod Sci 62 : 23 – 53.

21

Yulnawati, Agus SM. 2005. Motilitas dan keutuhan membran plasma

spermatozoa epididimis kucing selama penyimpanan pada suhu 4°C. Media

Kedokteran Hewan 21 (3) : 100 – 104.

LAMPIRAN

Lampiran 1

Korelasi antara motilitas, viabilitas, dan membrane plasma utuh menggunakan

Pearson Correlation

Correlations

Membran

Plasma Utuh Motilitas Viabilitas

Membran Plasma Utuh Pearson Correlation 1 .664* .614

*

Sig. (2-tailed) .019 .034

N 12 12 12

Motilitas Pearson Correlation .664* 1 .699

*

Sig. (2-tailed) .019 .011

N 12 12 12

Viabilitas Pearson Correlation .614* .699

* 1

Sig. (2-tailed) .034 .011

N 12 12 12

*. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).