PROFIL IMUNOGLOBULIN G PADA KAMBING PERANAKAN ETAWAH BUNTING YANG DIBERI MINERAL ZINK (Zn)
RIZAL RAHADIAN RAMDHANY
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Profil Imunoglobulin G pada Kambing Peranakan Etawah Bunting yang Diberi Mineral Zink (Zn) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau 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, Oktober 2015 Rizal Rahadian Ramdhany NIM B04110112
ABSTRAK RIZAL RAHADIAN RAMDHANY. Profil Imunoglobulin G pada Kambing Peranakan Etawah Bunting yang Diberi Mineral Zink (Zn). Dibimbing oleh SUS DERTHI WIDHYARI dan ANITA ESFANDIARI. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek suplementasi mineral Zn terhadap profil imunoglobulin G (IgG) pada kambing Peranakan Etawah (PE) bunting periode sekitar partus. Penelitian ini menggunakan lima belas ekor kambing umur tiga sampai enam tahun, dengan bobot badan 30 sampai 50 kg. Induk kambing dibagi ke dalam tiga kelompok perlakuan, masing-masing terdiri atas 5 ekor. Kelompok Zn40 (kontrol) diberi pakan mengandung Zn 40 ppm, kelompok Zn60 mengandung Zn 60 ppm, dan kelompok Zn80 mengandung Zn 80 ppm. Pengambilan sampel darah dilakukan pada vena jugularis setiap dua minggu, mulai umur kebuntingan dua belas minggu sampai dengan delapan minggu setelah partus untuk dilakukan analisis terhadap konsentrasi IgG. Analisis konsentrasi IgG dilakukan menggunakan teknik Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) metode kompetitif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang nyata (P>0,05) antar kelompok perlakuan maupun waktu kebuntingan. Namun demikian, terdapat kecenderungan menurunnya konsentrasi IgG pada kelompok Zn40 dan Zn80 pada periode kebuntingan hingga partus, sedangkan pada kelompok Zn60 memperlihatkan konsentrasi IgG yang relatif stabil sepanjang pengamatan. Suplementasi Zn 60 ppm memperlihatkan konsentrasi IgG yang lebih tinggi dibandingkan dengan suplementasi Zn 80 ppm. Suplementasi Zn dalam pakan pada periode kebuntingan dan awal laktasi perlu dilakukan untuk meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Kata kunci: IgG, peranakan etawah, periparturien, zink
ABSTRACT RIZAL RAHADIAN RAMDHANY. Immunoglobulin G Profile on Pregnant Etawah-Grades Goats Suplemented by Zinc. Supervised by SUS DERTHI WIDHYARI and ANITA ESFANDIARI. The objective of this experiment was to study the effect of zinc supplementation towards the profile of immunoglobulin G on the pregnant etawah-cross goats. Fifteen etawah-cross goats does (3-6 years old and 30-50 kg body weight) were used in this experiment and divided into three group, 5 heads each. The first group (Zn40) received Zn 40 ppm as control, the second group (Zn60) received Zn 60 ppm, and the third group (Zn80) received Zn 80 ppm. Blood samples were collected from jugular vein every two weeks, started at twelve weeks of pregnancy up to eight weeks post partum for immunoglobulin G analysis. IgG level were analyzed by Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) technique, competitive method. Results of this experiment showed that there were no siginificant difference of immunoglobulin G level (P>0,05) between Zn40, Zn60, and Zn80 groups. However, IgG level of Zn40 and Zn80 groups tend to decrease during pregnancy until two weeks post partum. On the other hand, IgG level of Zn60 group relatively stable during observation. In conclusion, supplementation of Zn 60 ppm showed higher IgG level than Zn 80 ppm. Zn supplementation essential for increasing immunity system on pregnancy and early lactation. Keywords: etawah-cross goats, IgG, periparturient, zinc
PROFIL IMUNOGLOBULIN G PADA KAMBING PERANAKAN ETAWAH BUNTING YANG DIBERI MINERAL ZINK (Zn)
RIZAL RAHADIAN RAMDHANY
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan pada Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi dengan judul Profil Imunoglobulin G pada Kambing Peranakan Etawah Bunting yang Diberi Mineral Zink (Zn) dapat diselesaikan. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Drh Sus Derthi Widhyari, MSi dan Dr Drh Anita Esfandiari, MSi selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan, dorongan, kritik, dan saran yang telah diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua penulis, Ibu Erny Irsanawati dan Bapak Drs Denny Ramdhany, MSi. Selanjutnya ungkapan terima kasih penulis ucapkan kepada teman-teman seangkatan Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor Angkatan 48 yang telah berjuang bersama dalam menempuh pendidikan di Fakultas Kedokteran Hewan Insitut Pertanian Bogor. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun sebagai evaluasi bagi penulis. Terlepas dari kekurangan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat memberi manfaat bagi yang membutuhkan.
Bogor, Oktober 2015
Rizal Rahadian Ramdhany
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Imonoglobulin G
2
Kambing Peranakan Etawah (PE)
3
Kebuntingan pada Kambing
4
Mineral Zink (Zn)
4
METODE
5
Waktu dan Tempat
5
Alat dan Bahan
5
Hewan Percobaan
5
Metode Penelitian
6
Sinkronisasi Estrus dan Inseminasi Buatan
6
Pengambilan Sampel Darah
6
Pemeriksaan Sampel Darah
6
Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN
7 7
Konsentrasi IgG pada Periode Kebuntingan
7
Konsentrasi IgG pada Periode Awal Laktasi
9
SIMPULAN DAN SARAN
10
Simpulan
10
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
11
RIWAYAT HIDUP
14
DAFTAR TABEL Tabel 1 Konsentrasi IgG (mg/mL) pada periode kebuntingan Tabel 2 Konsentrasi IgG (mg/mL) pada periode awal laktasi
7 9
DAFTAR GAMBAR 1 Struktur imunoglobulin G 2 Rataan konsentrasi IgG selama pengamatan
3 10
PENDAHULUAN Latar Belakang Peningkatan populasi masyarakat Indonesia menyebabkan kebutuhan pangan semakin meningkat. Salah satu sumber pangan asal hewan ternak yang dapat dijadikan komoditas untuk memenuhi kebutuhan pangan adalah kambing. Kambing Peranakan Etawah (PE) merupakan salah satu ternak yang memiliki fungsi ganda sebagai penghasil daging maupun susu. Konsumsi daging kambing memiliki persentase yang cukup tinggi di beberapa wilayah Indonesia sehingga dapat dijadikan ternak yang potensial di bidang agribisnis (Mulyono dan Sarwono 2004). Peningkatan produktivitas ternak perlu dilakukan berkaitan dengan permintaan daging dan susu yang terus meningkat. Upaya peningkatan produktivitas dapat dilakukan terutama melalui perbaikan manajemen pakan (Yulistiani et al. 1999). Masalah yang sering muncul dalam peternakan kambing adalah penurunan produktivitas. Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap penurunan produktivitas adalah penurunan sistem kekebalan tubuh. Produktivitas hewan dipengaruhi oleh unsur genetik, pakan, dan lingkungan. Pakan yang diberikan harus memiliki kualitas yang baik dan kuantitas yang cukup agar dapat memenuhi kebutuhan induk dan fetus terutama pada masa kebuntingan dan laktasi. Penurunan sistem kekebalan tubuh dapat disebabkan oleh faktor defisiensi nutrisi. Salah satu nutrisi yang terkandung di dalam pakan adalah mineral. Mineral zink (Zn) merupakan mineral mikro yang tidak dapat dikonversi dari zat gizi lain. Oleh karena itu, mineral Zn harus tersedia dalam pakan yang dikonsumsi (Bender 1993 dalam Widhyari 2005). Mineral Zn yang terdapat dalam pakan memiliki peran penting dalam meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Pakan pada umumnya mengandung mineral Zn dalam konsentrasi yang rendah berkisar antara 20 hingga 35 mg/kg bahan kering, sedangkan kebutuhan Zn sekitar 40 hingga 60 mg/kg bahan kering (Scaletti et al. 2004). Oleh karena itu suplementasi Zn perlu dilakukan untuk mencegah terjadinya defisiensi. Defisiensi Zn dapat terjadi apabila konsentasi Zn dalam pakan tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan mineral Zn yang meningkat. Rendahnya konsentrasi Zn di dalam darah pada hewan bunting dapat mengakibatkan terjadinya gangguan pembentukan fetus, kematian embrio secara dini, dan dapat menyebabkan abortus (Rink dan Gabriel 2000). Mineral Zn diduga juga memiliki peran penting dalam meningkatkan respons kekebalan tubuh. Oleh karena itu suplementasi mineral Zn perlu dilakukan untuk menjaga sistem imunitas yang sering menurun dijumpai pada periode sekitar partus. Suplementasi Zn yang diberikan diharapkan mampu mempertahankan konsentrasi IgG selama periode kebuntingan dan laktasi. Menurut Waterman (2002), terdapat hubungan yang sangat erat antara status kesehatan dan daya tahan tubuh dengan konsentrasi IgG di dalam darah. Belum banyak informasi tentang pengaruh suplementasi Zn terhadap konsentrasi IgG pada kambing selama periode kebuntingan dan awal laktasi.
2
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek pemberian Zn terhadap profil imunoglobulin G (IgG) pada kambing Peranakan Etawah selama periode kebuntingan dan awal laktasi.
Manfaat Penelitian Suplementasi mineral Zn diharapkan mampu mempertahankan konsentrasi imunoglobulin G (IgG) pada kambing selama periode kebuntingan dan awal laktasi sehingga dapat menekan kejadian penyakit pada periode tersebut.
TINJAUAN PUSTAKA Imonoglobulin G Imunoglobulin adalah sekelompok glikoprotein yang terdapat dalam serum atau cairan tubuh pada hampir semua mamalia. Imunoglobulin termasuk dalam glikoprotein yang mempunyai struktur dasar sama, dimana komponen polipeptida membawa sifat biologik molekul antibodi tersebut (Hurley et.al 2001). Imunoglobulin terdiri dari 5 kelas utama yaitu IgG, IgM, IgA, IgD, dan IgE. Perbedaan kelas ini ditentukan oleh perbedaan susunan asam amino dan berat molekul yang menyebabkan perbedaan aktivitas biologis (Radji 2010). Imunoglobulin G (IgG) adalah imunoglobulin yang terdapat dalam konsentrasi tertinggi dalam serum dan memiliki peran utama dalam mekanisme pertahanan yang diperantarai oleh antibodi (Tizard 2013). Imunoglobulin G merupakan antibodi utama yang dibentuk atas adanya rangsangan antigen. Imunoglobulin G menempati 80% dari total antibodi yang terdapat dalam serum (Radji 2010). Imunoglobulin G dapat melindungi tubuh dari bakteri, virus, menetralkan toksin bakteri, dan dapat meningkatkan efektivitas sel-sel fagosit apabila berikatan dengan antigen. Imunoglobulin G merupakan antibodi utama yang dibentuk atas adanya rangsangan antigen. Imunoglobulin G pada manusia memiliki kemampuan untuk menembus jaringan plasenta sehingga dapat memberikan proteksi utama pada fetus selama periode kebuntingan (Radji 2010). Imunoglobulin G pada hewan kambing tidak dapat menembus plasenta dan memberikan proteksi pada saat kebuntingan. Kambing memiliki plasenta dengan tipe syndesmochorial yang memiliki jaringan pemisah antara sirkulasi darah induk dan fetus. Jenis plasenta tersebut tidak memungkinkan untuk terjadinya transfer imunoglobulin dari induk ke fetus selama periode kebuntingan (Tizard 2013).
3
Gambar 1 Struktur imunoglobulin G (Williams 2007) Molekul imunoglobulin G dapat dipecah oleh enzim papain menjadi tiga fragmen yaitu dua fragmen yang terdiri dari rantai berat (H) dan rantai ringan (L) disebut Fab dan satu fragmen yang hanya terdiri dari rantai berat (H) saja disebut Fc (Gambar 1). Fragmen Fc merupakan fragmen yang tidak mempunyai kemampuan untuk mengikat antigen tetapi dapat bersifat sebagai determinan antigen (Radji 2010).
Kambing Peranakan Etawah (PE) Indonesia memiliki beberapa jenis kambing yaitu kambing Kacang, kambing Merica, kambing Jamnapari (Etawah), dan kambing Gembrong (Darwati et al. 1990). Menurut Sodiq dan Abidin (2002), kambing Etawah berasal dari wilayah Jamnapari, India sebagai penghasil susu yang diimpor ke Indonesia oleh pemerintah kolonial Belanda saat masa penjajahan. Bangsa kambing yang paling banyak ditemui di Indonesia adalah Kambing Kacang dan Peranakan Etawah. Kambing Peranakan Etawah merupakan persilangan antara kambing Kacang yang merupakan kambing asli Indonesia dengan kambing Etawah yang berasal dari India. Kambing Kacang merupakan jenis kambing lokal dan umumnya memiliki ukuran badan yang lebih kecil dibandingkan dengan kambing Peranakan Etawah (Darwati et al. 1990). Kambing Peranakan Etawah merupakan kambing bertipe dwiguna, yaitu penghasil daging dan susu. Kambing Peranakan Etawah memiliki potensi untuk beranak kembar dengan rataan jumlah anak per kelahiran sebanyak 1,5 ekor (Yulistiani et al. 1999). Menurut Sutama (2002), kambing Peranakan Etawah memiliki ciri-ciri kombinasi antara kambing Kacang dan kambing Etawah. Ciriciri kambing Peranakan Etawah antara lain adalah bobot hidup dewasa berkisar antara 40-45 kg, tinggi pundak antara 70-80 cm, kepala agak kecil, telinga panjang terkulai ke bawah sekitar 30 cm, leher panjang dan tebal, garis punggung lurus atau agak cembung, muka cembung terutama pada hewan jantan, dan memiliki ekor yang pendek.
4
Kebuntingan pada Kambing Rata-rata masa kebuntingan kambing adalah selama 145 hari. Kebuntingan dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya adalah jenis hormon yang diekskresikan selama periode kebuntingan (Tizard 2013). Sel-sel khusus dalam kelenjar endokrin dapat menghasilkan zat organik yang disebut dengan hormon dan masuk ke dalam peredaran darah dalam jumlah yang sangat kecil sehingga dapat merangsang sel-sel tertentu untuk berfungsi (Supriatna dan Pasaribu 1992). Hormon progesteron merupakan hormon yang dihasilkan oleh korpus luteum dan jaringan plasenta. Hormon progesteron mengalami peningkatan konsentrasi pada masa kebuntingan karena hormon ini menyebabkan sel-sel desidua tumbuh dalam endometrium uterus, mencegah kontraksi uterus yang menyebabkan abortus spontan, meningkatkan sekresi tuba falopi dan uterus untuk perkembangan embrio serta membantu estrogen mempersiapkan kelenjar mamari untuk laktasi (Guyton 1997). Menurut McDonald (1989), progesteron memiliki fungsi dalam mempersiapkan lingkungan uterus untuk proses implantasi dan memelihara kebuntingan melalui peningkatan sekresi glandula endometrium dan menghambat motilitas miometrium. Hormon progesteron akan mengalami penurunan konsentrasi saat menjelang kelahiran. Penurunan konsentrasi ini bertujuan untuk menginduksi terjadinya proses kelahiran pada kambing. Proses kelahiran pada kambing didahului oleh penurunan konsentrasi progesteron induk yang dipicu oleh peningkatan konsentrasi kortisol di dalam aliran darah fetus. Kortisol yang mengalami peningkatan konsentrasi, masuk ke dalam sirkulasi darah induk dan menginduksi terjadinya proses kelahiran dengan cara mengaktivasi produksi prostaglandin (Khan dan Laudri 2002). Beberapa studi melaporkan bahwa kebuntingan dapat memicu terjadinya stres. Kondisi stres yang terjadi pada masa kebuntingan dapat menyebabkan terjadinya penurunan nafsu makan, berat badan, dan terhambatnya proses kelahiran. Adenocorticotropic Hormone (ACTH) menyebabkan sekresi kortisol dari korteks adrenal meningkat hingga 20 kali lipat. Sekresi hormon ACTH diatur oleh hormon Corticotropin Releasing Hormone (CRH) yang disekresikan oleh hipotalamus. Hormon ACTH memengaruhi beberapa jaringan termasuk jaringan kulit, lemak, darah, pembuluh darah, hati, dan otot jantung. Menurut Guyton (1997), kortikosteroid merupakan hormon yang disekresikan oleh korteks adrenal dan terbagi menjadi glukokortikoid (disekresikan oleh zona fasiculata korteks adrenal) dan mineralokortikoid (disekresikan oleh zona gromerolusa korteks adrenal).
Mineral Zink (Zn) Kebutuhan kambing Peranakan Etawah terhadap pakan sangat bergantung pada fisiologis tubuh hewan. Kambing membutuhkan hijauan segar sebanyak 10% dari berat badannya. Kambing yang sedang bunting membutuhkan pakan yang lebih banyak dibandingkan dengan kambing dalam kondisi normal. Pakan yang diberikan harus mengandung unsur lemak, protein, karbohidrat, mineral, vitamin, dan air (Mulyono dan Sarwono 2004).
5 Salah satu mineral yang dibutuhkan oleh kambing yang sedang bunting adalah Zn. Mineral Zn esensial untuk pertumbuhan, reproduksi, dan perkembangan hidup hewan serta mempunyai pengaruh terhadap proses-proses perbaikan jaringan dan penyembuhan luka. Mineral Zn berfungsi dalam sintesis dan penyimpanan beberapa hormon seperti insulin dan glukagon. Selain itu, Zn berperan dalam metabolisme karbohidrat, metabolisme vitamin A, dan keseimbangan asam basa. Mineral Zn dapat ditemukan pada hati, pankreas, ginjal, otot, dan tulang (Rink dan Gabriel 2000). Beberapa keadaan yang menyertai terjadinya penurunan konsentrasi Zn di dalam darah diantaranya adalah pemberian kortikosteroid, stres, peradangan, distokia, dan trauma (Cousin 1985). Mineral Zn pada ternak betina berpengaruh terhadap keseluruhan fase dari proses reproduksi yaitu estrus, kebuntingan, dan laktasi. Menurunnya konsentrasi Zn dapat menyebabkan terjadinya apoptosis. Toksisitas akibat Zn jarang terjadi dan pada sapi perah kadar toksik berkisar antara 500 sampai dengan 1500 ppm (Howell 1983). Linder (1992) melaporkan penggunaan suplemen Zn perlu dipertimbangkan karena penyerapan Zn sedikit banyak berkompetisi dengan ion-ion metal transisi seperti Fe, Cu, P, dan Ca. Mineral Zn dapat disimpan dalam bentuk metallotionin yang merupakan protein intraseluler yang memiliki ikatan kuat dengan Zn dan Cu.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilakukan di Balai Penelitian Ternak (Balitnak) Ciawi, Bogor. Pemeriksaan darah dilakukan di laboratorium Imunologi Pusat Studi Satwa Primata (PSSP) Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan selama penelitian adalah Controlled Internal Drug Release, Goat (CIDR-G), ultrasonografi (USG), refrigator, freezer, sentrifus, disposable syringe 10 mL, microplate strip, spektofotometer, ELISA washer, pipet mikro, tabung eppendorf, inkubator, dan vorteks. Bahan yang digunakan selama penelitian ini adalah, aquabides steril, Buffer Saline Phosphate (PBS) 1%, PBS 10%, tween 20, PBS-Tween 0,1%, PBS-Tween 0,05%, Tetra Methyl Benzidine (TMB), Monoclonal anti-goat IgG, Anti-Goat IgG Peroxidase Conjugate, Blotto 5%, H2SO4.
Hewan Percobaan Penelitian ini menggunakan 15 ekor induk kambing Peranakan Etawah (PE) yang sehat secara klinis, umur antara tiga sampai enam tahun, laktasi ke tiga sampai ke empat, dan bobot badan berkisar antara 30-50 kg. Hewan coba dibagi
6
menjadi tiga kelompok perlakuan, masing-masing kelompok terdiri atas lima ekor, yaitu kelompok yang diberi pakan mengandung mineral Zn sebesar 40 ppm (Zn40) sebagai kontrol, kelompok yang diberi pakan yang mengandung Zn 60 ppm (Zn60), dan kelompok yang diberi pakan mengandung Zn 80 ppm (Zn80). Suplementasi mineral Zn dilakukan mulai dari awal kebuntingan sampai dengan 8 minggu post partus. Kambing percobaan ditempatkan dalam kandang individu dan diberi pakan yang mengandung ZnSO4 7H2O yang dicampurkan ke dalam konsentrat. Pakan yang diberikan pada kambing percobaan mengandung komposisi yang disesuaikan dengan standar National Research Council (NRC) untuk induk kambing bunting dan laktasi. Air minum diberikan secara ad libitum.
Metode Penelitian Sinkronisasi Estrus dan Inseminasi Buatan Kambing yang dinyatakan sehat secara klinis diserentakkan berahinya menggunakan Controlled Internal Drug Release - Goat (CIDR–G) yang mengandung 0,33 gram progesterone (InterAg®, Selandia Baru). CIDR–G dimasukkan dan diimplantasikan ke dalam vagina selama 14 hari. Hewan diharapkan memperlihatkan gejala berahi secara serentak setelah pencabutan implant CIDR-G. Dalam waktu 12 jam setelah berahi terdeteksi atau 48 sampai 60 jam setelah pencabutan implan CIDR–G dilakukan inseminasi buatan (IB), menggunakan semen cair dengan dosis inseminasi 200 juta sel sperma. Diagnosis kebuntingan pada induk kambing dilakukan melalui pemeriksaan ultrasonografi (USG). Pengambilan Sampel Darah Sampel darah diambil melalui vena jugularis sebanyak 10 mL menggunakan tabung vakum tanpa antikoagulan untuk mendapatkan serum. Pengambilan sampel darah dilakukan sebelum hewan bunting (B0) dan setiap 2 minggu mulai dari umur kebuntingan 12 minggu sampai dengan 8 minggu post partus. Sampel darah tanpa antikoagulan dipisahkan serumnya dengan cara sentrifugasi dengan kecepatan 1500 rpm selama 10 menit. Serum kemudian dipisahkan dan disimpan dalam freezer (suhu -20˚C) sampai analisis dilakukan. Pemeriksaan Sampel Darah Lempeng mikroplate dilapis dengan monoclonal anti goat IgG yang telah diencerkan dengan karbonat-bikarbonat (NaHCO3 – Na2CO3), dengan konsentrasi 100 ng/100 µl/well. Mikroplate kemudian diinkubasi selama 4 jam pada suhu 37°C. Setelah itu dicuci dengan PBS-Tween 0,05% sebanyak 4 kali dan dikeringkan, kemudian dilakukan blocking dengan menggunakan blotto 5%. Blocking dilakukan selama 1 jam pada suhu ruang. Mikroplate kemudian dicuci dengan menggunakan PBS-tween 0,05% sebanyak 4 kali dan dikeringkan. Mikroplate kemudian disimpan di dalam refrigerato (4°C). Standart Goat IgG diencerkan dengan pengenceran bertingkat, mulai dari 100 ng/100µl, 200 ng/100µl, 400 ng/100µl, 800 ng/100µl, 1600 ng/100µl, dan 3200 ng/100µl. Konjugat yang digunakan adalah goat-anti human IgG peroxidase
7 conjugate. Konjugat dan sampel masing-masing diencerkan dengan perbandingan 1:1000 dan 1:100. Standar, sampel, dan kontrol dimasukan ke dalam mikroplate dan diinkubasi selama 1 jam pada suhu 37°C. Setelah itu mikroplate dicuci dengan PBS-Tween 0,05% sebanyak 4 kali dan dikeringkan. Substrat Tetra Methyl Benzidine (TMB) ditambahkan ke dalam mikroplate sebanyak 100 µl/well dan diinkubasi dalam ruang gelap pada suhu ruang selama 20-30 menit. H2SO4 2N sebanyak 50 µl/well ditambahkan dan dilakukan pembacaan menggunakan ELISA reader (spektofotometer) dengan panjang gelombang 450 nm. Hasil pembacaan kemudian dikonversi ke dalam konsentrasi IgG dan dinyatakan dalam satuan mg/ml (Esfandiari 2005). Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis menggunakan Analisis Sidik Ragam (Analysis of Variance/ANOVA) dan jika terdapat perbedaan dilanjutkan dengan uji Wilayah Berganda Duncan (Duncan’s Multiple Range Test).
HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi IgG pada Periode Kebuntingan Berdasarkan uji statistika, hasil menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata (P>0,05) antar kelompok perlakuan maupun antar umur kebuntingan. Kelompok Zn40 dan Zn80 memperlihatkan konsentrasi IgG yang cenderung menurun pada periode kebuntingan hingga partus, sedangkan pada kelompok Zn60 memperlihatkan konsentrasi IgG yang stabil selama pengamatan. Rataan konsentrasi IgG pada semua perlakuan pada periode kebuntingan hingga partus dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Konsentrasi IgG (mg/mL) pada periode kebuntingan Perlakuan
Periode kebuntingan (minggu) B0
B12
B14
B16
B18
Partus
Zn40
3,84±0,13
3,85±0,04
3,86±0,01
3,84±0,02
3,83±0,04
3,83±0,05
Zn60
3,87±0,01
3,86±0,01
3,87±0,01
3,86±0,01
3,86±0,03
3,86±0,04
Zn80
3,86±0,07
3,88±0,01
3,83±0,03
3,84±0,08
3,85±0,04
3,80±0,11
Zn40= Zn 40 ppm (kontrol), Zn60=Zn 60 ppm, Zn80=Zn 80 ppm B0= tidak bunting, B12= bunting 12 minggu, B14= bunting 14 minggu, B16= bunting 16 minggu, B18= bunting 18 minggu
Konsentrasi IgG pada kelompok Zn40 (kontrol) cenderung menurun pada periode kebuntingan (Tabel 1). Konsentrasi IgG mulai menurun sejak umur kebuntingan 16 minggu (B16) sampai dengan partus. Kelompok Zn80 memperlihatkan pola konsentrasi IgG yang mirip dengan kelompok Zn40 (kontrol). Konsentrasi IgG tertinggi pada kelompok ini terjadi pada umur
8
kebuntingan 12 minggu (B12) kemudian terus mengalami penurunan konsentrasi hingga partus. Tingginya konsentrasi IgG pada umur kebuntingan 12 minggu sampai 14 minggu diduga berhubungan dengan status konsentrasi globulin serum pada periode tersebut. Hasil penelitian ini diperkuat oleh Widhyari (2005) yang melaporkan bahwa konsentrasi total protein dan globulin belum mengalami penurunan pada umur kebuntingan 12 minggu. Penurunan konsentrasi IgG yang terjadi pada saat menjelang partus berhubungan dengan proses kolostrogenesis. Kolostrogenesis merupakan proses pembentukan kolostrum yang ditandai dengan transfer imunoglobulin G dari sirkulasi darah induk menuju kelenjar ambing. Konsentrasi IgG di dalam darah induk menurun pada 2-3 minggu sebelum melahirkan dan mencapai konsentrasi minimum pada saat melahirkan (Larson et al. 1980). Proses terjadinya transfer imunoglobulin maternal dari induk ke fetus berbeda-beda untuk masing-masing spesies, tergantung dari tipe plasenta yang dimiliki (Tizard 2013). Transfer imunoglobulin maternal pada kambing hanya terjadi melalui kolostrum pada saat periode laktasi. Hal ini berhubungan dengan jenis plasenta yang dimiliki oleh kambing. Kambing memiliki plasenta dengan tipe syndesmochorial. Jenis plasenta tersebut tidak memungkinkan untuk terjadinya transfer imunoglobulin dari induk ke fetus selama periode kebuntingan (Tizard 2013). Penurunan konsentrasi IgG pada saat menjelang partus dapat juga disebabkan oleh munculnya stres yang terjadi pada periode ini. Stres dapat menyebabkan penurunan daya tahan tubuh dan meningkatnya kejadian penyakit pada periode tersebut (Mallard et al. 1998). Respon stres ditandai oleh meningkatnya hormon glukokortikoid di dalam sirkulasi darah. Tingginya hormon glukokortikoid pada periode sekitar partus dapat menyebabkan terjadinya penurunan respon kekebalan tubuh. Perubahan hormonal yang terjadi mengakibatkan sel polimorfonuklear (PMN) dan limfosit tidak mampu bekerja secara optimal. Ketidakmampuan sel limfosit untuk berdiferensiasi dan membentuk antibodi menyebabkan terjadinya penurunan respons kekebalan tubuh (Cunningham 2002). Penurunan konsentrasi IgG pada kelompok Zn40 (kontrol) menjelang partus diduga berhubungan dengan rendahnya konsentrasi Zn di dalam pakan dan rendahnya Zn di dalam darah. Rendahnya Zn dalam pakan dapat diakibatkan oleh rendahnya kadar Zn pada hijauan sebagai sumber pakan ternak. Menurut Fraker et al. (2000), penurunan sistem kekebalan tubuh diantaranya disebabkan oleh asupan mineral Zn yang tidak mencukupi. Underwood dan Suttle (2001) melaporkan bahwa kebutuhan mineral Zn yang meningkat serta rendahnya Zn di dalam pakan dapat menyebabkan penurunan konsentrasi Zn di dalam darah. Kelompok Zn60 memperlihatkan konsentrasi IgG yang stabil selama pengamatan. Hal ini memperlihatkan bahwa suplementasi Zn sebanyak 60 ppm diduga mampu mempertahankan konsentrasi IgG pada periode kebuntingan hingga partus. Menurut Cimtay et al. (2001), suplementasi Zn pada akhir kebuntingan pada ternak domba dapat meningkatkan gamma globulin dan Zn serum. Konsentrasi IgG yang stabil diharapkan mampu menjaga sistem kekebalan tubuh selama kebuntingan. Profil konsentrasi IgG pada kelompok Zn80 mirip dengan kelompok Zn40. Konsentrasi IgG pada kedua kelompok Zn80 tidak memperlihatkan konsentrasi
9 IgG yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok Zn60. Hal ini memperkuat dugaan bahwa suplementasi Zn yang melebihi kebutuhan kurang efektif pengaruhnya terhadap konsentrasi imunoglobulin. Menurut Scaletti et al. (2004), kebutuhan mineral Zn berkisar antara 40-60 mg/kg bahan kering.
Konsentrasi IgG pada Periode Awal Laktasi Uji stastitika menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang nyata (P>0,05) antar kelompok perlakuan maupun antar waktu pengamatan. Tabel 2 memperlihatkan bahwa pada kelompok Zn40 (kontrol) konsentrasi IgG terus mengalami penurunan dan mencapai konsentrasi terendah pada empat minggu post partus. Tabel 2 Konsentrasi IgG (mg/mL) pada periode awal laktasi Perlakuan
Periode awal laktasi (minggu) Partus
L2
L4
L6
L8
Zn40
3,83±0,05
3,81±0,11
3,79±0,19
3,82±0,09
3,83±0,11
Zn60
3,86±0,04
3,88±0,05
3,87±0,03
3,89±0,02
3,89±0,02
Zn80
3,80±0,11
3,77±0,14
3,78±0,10
3,83±0,03
3,83±0,03
Zn40 = Zn 40 ppm (kontrol) , Zn60=Zn 60 ppm, Zn80=Zn 80 ppm, L2= 2 minggu post partus, L4= 4 minggu post partus, L6= 6 minggu post partus, L8= 8 minggu post partus
Konsentrasi IgG mulai meningkat pada enam minggu post partus hingga akhir pengamatan. Kelompok Zn60 menunjukkan konsentrasi IgG yang stabil dan cenderung meningkat pada periode awal laktasi. Kelompok Zn80 menunjukkan konsentrasi IgG yang terus menurun dan mencapai konsentrasi terendah pada dua minggu post partus. Konsentrasi IgG kemudian meningkat pada empat minggu post partus sampai akhir pengamatan. Penurunan konsentrasi IgG pada periode awal laktasi dapat menyebabkan munculnya beberapa penyakit yang umum terjadi pada periode tersebut. Ketidakmampuan tubuh dalam menjaga keseimbangan atau mempertahankan homeostase menyebabkan munculnya gangguan penyakit (Goff dan Horst 1997). Mastitis merupakan salah satu penyakit yang sering muncul pada periode post partus yang disebabkan oleh meningkatnya infeksi bakteri pada kelenjar ambing. Mastitis sering disertai dengan menurunnya konsentrasi Zn atau hipozinkemia (Harmon 1997). Konsentrasi IgG pada kelompok Zn60 yang stabil dan cenderung meningkat pada periode post partus diduga berhubungan dengan konsentrasi Zn di dalam darah. Hasil penelitian ini didukung oleh penelitian Widhyari (2005) yang melaporkan bahwa pada saat partus kambing yang diberi suplementasi Zn sebanyak 60 ppm mampu mempertahankan konsentrasi Zn serum dalam kisaran normal.
10
IgG (mg/mL)
Profil IgG (Kebuntingan- awal laktasi) 3.9 3.88 3.86 3.84 3.82 3.8 3.78 3.76 3.74 3.72
Zn40 (K) Zn60 Zn80
Waktu pengamatan (minggu)
Gambar 2 Rataan konsentrasi IgG selama pengamatan Suplementasi Zn yang dilakukan pada penelitian ini diharapkan mampu menjaga konsentrasi IgG pada periode kebuntingan hingga laktasi. Rink dan Gabriel (2000) melaporkan bahwa mineral Zn dibutuhkan oleh hewan pada saat kebuntingan dan periode laktasi karena kadar Zn dalam darah rendah selama periode kebuntingan. Rendahnya konsentrasi Zn dalam darah pada periode tersebut berhubungan dengan meningkatnya risiko abortus. Menurut Widhyari (2012), rendahnya Zn di dalam darah serta tingginya hormon glukokortikoid diduga turut berpengaruh terhadap terjadinya penurunan respon imun sehingga kepekaan terhadap penyakit meningkat. Penurunan konsentrasi Zn dapat menyebabkan terjadinya penurunan aktivitas timidin kinase. Enzim ini berfungsi dalam pembentukan timidin trifosfat yang merupakan prasyarat untuk sintesis DNA dan pembelahan sel (Underwood dan Suttle 2001). Defisiensi Zn menyebabkan menurunnya imunitas dan hilangnya fungsi sel-T pada hewan. Kemampuan sel-T untuk melakukan pembelahan mengalami kegagalan pada sel makrofag yang mengalami defisiensi Zn (Tanaka et al. 2001). Gejala pada domba yang mengalami defisiensi Zn diawali dengan hilangnya nafsu makan, lambatnya pertumbuhan dan terjadinya lesio kulit dan meningkatnya kepekaan terhadap infeksi (Droke et al. 1998). Rendahnya kadar Zn selama masa kebuntingan dapat menyebabkan terjadinya gangguan fetus, kematian embrio secara dini, dan dapat menyebabkan abortus (Underwood dan Suttle 2001).
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Suplementasi Zn sebanyak 60 ppm memperlihatkan konsentrasi IgG yang lebih tinggi dibandingkan dengan suplementasi Zn sebanyak 80 ppm. Suplementasi Zn dalam pakan pada periode kebuntingan dan awal laktasi perlu dilakukan untuk meningkatkan sistem kekebalan tubuh.
11
Saran Suplementasi Zn perlu dipertimbangkan di dalam penyusunan ransum untuk meningkatkan sistem kekebalan tubuh selama kebuntingan dan awal laktasi.
DAFTAR PUSTAKA Cimtay IT, Sahun, Aksoy G, Olcucu A. 2001. The effects of zinc sulphate administration to pregnant sheep on some biochemical parameters in blood sera of sheep and its lambs, and birth weights of lambs. Deutsche Tierarzliche Wochenschrift 108: 449-453. Cousin RJ. 1985. Hormonal Regulation of Zinc Metabolism in Liver Cells. D dalam: Mills CF, Bremner I, Chesters JK, editor. Trace Elements in Manand Animals-TEMA 5. Prosceeding. London (UK): Comonwealth Agricultura Bureaux. hlm 384-389. Cunningham JG. 2002. Textbook of Veterinary Physiology. Ed ke-3. Philadelphia: WB Saunders Company. Darwati SH, Nuraini, Yamin M. 1990. Studi pengaruh pemberian ransu terhadap sifat produksi, mutu daging, dan polimerfisme darah kambing Peranakan Etawah [Laporan Penelitian]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Droke EA, Gengelbach GP, Spears JW. 1998. Influence of level and source (inorganic vs organic) of zinc supplementation on immune function in growing lambs. Asian-Aust J Anim Sci. 11:139-144. Esfandiari A. 2005. Studi kinerja kesehatan kambing Peranakan Etawah (PE) neonatal setelah pemberian berbagai sediaan kolostrum [Disertasi]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Fraker PJ, King LE, Tonya L, Teresa LV. 2000. The dynamic link between the integrity of the immune system and zinc status. J Nutr. 130:1399S-1406S. Guyton AC. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed ke-9. Irawati Setiawan, penerjemah. Jakarta (ID): EGC. Goff JP, Horst RL. 1997. Physiological changes at parturition and their relationship to metabolic disorders. J Dairy Sci. 80:1260-1268. Harmon RJ. 1997. Economic implications of copper and zinc proteinates: Role in mastitis control. Di dalam: Lyons TP, Jacques KA, editor. Biotechnology in Feed Industry. Proceedings of Alltech’s 13th Annual Symposium. USA: Alltech Technical Publications. hlm 419-430. Howell JM. 1983. Toxicity problems associated with trace elements in animals. Di dalam: Suttle, Gunn, Allen, editor. Trace Elements in Animal Production and Veterinary Practice. Australia (AU): Australian Academy of Science, Canberra. Hurley L, Peter TK, Walter. 2001. Nutrient 3. ISSN 2072-6643. Review, Perspective on Immunoglobulins in Colostrum and Milk. http://www.mdpi.com/journal/nutrients.
12
Khan JR, Laudri RS. 2002. Hormon Profile of Cossbred Goats During the Periparturient Period. Tropical Animal Health and Production. 34: 151-162. Larson BL, Heary HL, Devery JE. 1980. Immunoglobulin production and transport by the mammary gland. J Dairy Sci. 63:665-671. Linder MC. 1992. Biokimia Nutrisi dan Metabolisme. Parakkasi A, penerjemah Jakarta (ID): Penerbit Universitas Indonesia. Terjemahan dari: Nutrisional Biochemistry and Metabolism. Mallard BA, Dekkers JC, Ireland MJ, Leslie KE, Wilkie BN. 1998. Alteration in immune responsiveness during the peripartum period and its ramification on dairy cow and calf health. J Dairy Sci. 81: 585-595. McDonald LD. 1989. The pituitary gland. Di dalam: McDonalds LE, editor. Veterinary Endocrinology and Reproduction. Fourth ed. London (UK): Lea and Febiger. Mulyono S, Sarwono B. 2004 . Penggemukan Sapi Potong. Ed ke-1. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Radji M. 2010. Imunologi&Virologi. Ed ke-1. Jakarta (ID): PT. ISFI Penerbitan. Rink L, Gabriel P. 2000. Zinc and the immune system. Procceding of the Nutrition Society. 59:541-552. Scaletti RW, Amaral Phillips DM, Harmon RJ. 2004. Using nutrition to improve immunity againts diseases in dairy cattle: copper, zinc, selenium, and vitamin E. Departemen of Animal Sci [internet]. [diunduh 2015 Maret 10]. Tersedia pada : http://www.Ca.Uky.Edu./Agc/Pubs/Asc154/.htm. Sodiq, Abidin. 2002. Kambing Peranakan Etawah Penghasil Susu Berkhasiat Obat. Ed ke-1. Jakarta (ID): Agro Media Pustaka. Supriatna I, Pasaribu FH. 1992. In Vitro Fertilisasi Transfer Embrio dan Pembekuan Embrio. Bogor (ID): Pusat Antar Universitas Bioteknologi IPB. Sutama I Ketut. 2002. Kambing Peranakan Etawah Kambing Perah Indonesia. Balai Penelitian Ternak. Bogor (ID): Pusat Penelitian Peternakan. Tanaka S, Takahashi E, Matsui T, Yano H. 2001. Zinc promotes adipocyte differentiation in vitro. Asian-Aust J Anim Sci. 14: 966-969. Tizard IR, 2013. Veterinary Immunology, an Introduction. Ed ke-9. WB Saunders Company. Masduki Partodirejo, penerjemah. Surabaya (ID): Airlangga University Press. Underwood EJ, Suttle NF. 2001. The Mineral Nutrition of Livestock. USA: CABI Publish. Waterman SA. 2002. Passive transfer of Sjorgen’s syndrome IgG produces the pathophysiology of overactive bladder. American College of Rheumatology 50:3637-3645. Widhyari SD. 2005. Patofisiologi sekitar partus pada kambing peternakan etawah (PE): kajian Peran suplementasi zinc terhadap respon imunitas dan produktivitas. [disertasi]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Widhyari SD. 2012. Peran dan dampak defisiensi Zinc (Zn) terhadap sistem tanggap kebal. Wartazoa. 22(3):141-148. Williams T. 2007. Immunoglobulins [internet]. [diunduh 2015 Maret 1]. Tersedia pada: http://drtedwilliams.net/kb/index.php. Yulistiani D, Mathius IW, Sutama IK, Adiati U, Sianturi RSG, Hastono, Budiarsana IGM. 1999. Respon produksi kambing PE induk sebagai akibat
13 perbaikan pemberian pakan pada fase bunting tua dan laktasi. J Ilmu Ternak dan Veteriner. 4: 88-94.
14
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Bandung, Jawa Barat pada tanggal 1 Januari 1994 sebagai anak kembar dari pasangan Bapak Drs Denny Ramdhany, MSi dan Ibu Erny Irsanawati. Penulis mendapat pendidikan ditingkat Taman Kanak-Kanak di TK Dharma Warga Bandung dan lulus pada tahun 1999. Penulis mengikuti sekolah tingkat Sekolah Dasar di SD Negeri Pelita Bandung dan lulus pada tahun 2005. Pendidikan tingkat menengah diselesaikan oleh penulis pada tahun 2008 di SMP Negeri 34 Bandung. Pendidikan tingkat atas diselesaikan oleh penulis pada tahun 2011 di SMA Negeri 11 Bandung dan mendapat penghargaan sebagai siswa berprestasi dalam bidang non-akademik. Tahun 2011, penulis melanjutkan studi perguruan tinggi di Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Selama menjalani pendidikan penulis pernah menjabat sebagai Ketua Pelaksana Olimpiade Veteriner tahun 2013. Selain itu, penulis pernah menjabat sebagai Kepala Departemen Budaya, Olahraga, dan Seni Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor (BEM FKH IPB) pada tahun 2014. Penulis aktif sebagai anggota dari Organisasi Mahasiswa Daerah (OMDA) Paguyuban Mahasiswa Bandung. Penulis aktif di organisasi luar kampus sebagai anggota resmi klub motor yang dinaungi oleh Ikatan Motor Indonesia dan merupakan mitra dari Kepolisian Republik Indonesia.
