II KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1
Deskripsi dan Klasifikasi Kambing Peranakan Etawah (PE) Kambing PE adalah hasil persilangan antara Etawah dan kambing kacang.
Persilangan antara kedua jenis kambing ini telah berjalan sejak lama, akan tetapi tidak jelas sampai berapa jauh grading up ini berjalan hingga terbentuk PE sekarang. Kambing Etawah atau peranakannya termasuk tipe dwiguna karena mempunyai potensi untuk memproduksi susu disamping produksi daging (Sitorus dan Triwulanningsih, 2001). Menurut Devendra and McLeroy (1982), sistematika kambing adalah sebagai berikut: Kingdom
: Animals
Phylum Group Class Order Sub-order Famili Sub Famili Genus Spesies
: Chordata : Cranita (Vertebrata) : Mammalia : Artiodactyla : Ruminantia : Bovidae : Caprinae : Capra atau Hemitragus : Capra hircus Capra ibex Capra caucasica Capra pyrenaica Capra falconeri
2.2
Semen Beku Semen adalah sekresi organ reproduksi jantan yang secara normal
diejakulasikan pada saat kopulasi atau dapat ditampung untuk kepentingan IB
9
(Toelihere, 1985). Semen kambing berwarna putih dan krem jika konsentrasi spermatozoa tinggi (kental). Berwarna kuning, karena mengandung riboflavin yang disekresikan oleh kelenjar vesikula (Evans dan Maxwell, 1987). Derajat kekeruhannya tergantung pada konsentrasi spermatozoa semakin keruh semen maka jumlah spermatozoa permililiter semen semakin banyak (Partodihardjo, 1992). Semen beku adalah semen yang telah diencerkan kemudian dibekukan jauh dibawah titik beku air. Pengawetan semen dilakukan dengan tujuan agar semen yang diperoleh masih dapat dipergunakan setelah beberapa waktu yang lama, sehingga fertilitas semen tetap terjaga. Schuh (1988) menyebutkan bahwa dengan menggunakan semen beku (frozen semen), dibutuhkan sekurangkurangnya lima sampai 10 juta sperma yang motil progresif tiap inseminasi untuk mendapatkan rata-rata fertilisasi yang optimal. Sampai saat ini proses pembekuan semen pada ternak masih mengalami beberapa permasalahan seperti terjadinya cold shock akibat terbentuknya kristal es perubahan yang menyebabkan kematian sel saat pencairan kembali/thawing (Toelihere,
1981).
Beberapa
upaya
dapat
dilakukan
untuk
mengatasi
permasalahan diatas diantaranya penggunaan anti cold shock salah satunya adalah gliserol dengan konsetrasi yang optimal, penambahan gliserol secara perlahan untuk mencegah cold shock serta pemberian kesempatan equilibrasi atau adaptasi untuk keseimbangan molekuler antara spermatozoa dan bahan pengencer (Salisbury dan Vande Mark, 1985).
10
2.3
Pengencer Pengencer tris-kuning telur merupakan jenis pengencer yang memiliki titik
beku lebih rendah sebesar –15 °C daripada pengencer sitrat-kuning telur sebesar 12 °C, dengan demikian perbedaan titik beku tersebut berhubungan erat dengan kecepatan laju penurunan suhu dan proses pembentukan kristal-kristal es, serta tingkat keseimbangan tekanan osmotik sebagai akibat perbedaan konsentrasi elektrolit intraseluler dan ekstraseluler. Mekanisme pembentukkan kristal-kristal es pada tingkat perlakuan jenis pengencer tris-kuning telur dan laju penurunan suhu pembekuan 7, 13 dan 20 °C/menit, terjadi lebih lambat dengan ukuran kristal yang halus. Disamping mencegah terjadinya proses dehidrasi sel spermatozoa selama proses pembekuan berlangsung, sehingga kerusakan fisik maupun kimia sel spermatozoa dapat dikurangi (Herdiawan, 2004).
Tris (hydoxymethyl
aminomethan) berfungsi sebagai buffer yang bersifat basa yang mampu menyanggah pH larutan agar tetap stabil, karena pH merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualitas semen. Tris merupakan buffer yang kuat karena mengandung garam yang mampu menyanggah pH larutan dengan sangat baik (Hafez, 2000). Pada pengencer sitrat, ion sitrat akan berikatan dengan Ca yang terdapat dalam plasma semen, sehingga akan menghilangkan fungsi Ca sebagai pemacu motilitas. Seperti pendapat Fleig yang dikutip oleh Salisbury dan Vande Mark (1985) yang menyatakan bahwa Ca berfungsi sebagai pemacu motilitas. Dengan terikatnya Ca, maka metabolisme spermatozoa yang menghasilkan energi untuk motilitas akan terhambat. Hal ini didukung oleh Toelihere (1993) menyatakan bahwa energi dari hasil metabolisme digunakan untuk motilitas. Terhambatnya metabolisme akan berpengaruh dalam pembentukan asam laktat.
Sependapat
11
dengan Bearden dan Fuquay (2000), tingkatan asam laktat berkorelasi nyata dengan daya gerak spermatozoa. Hal tersebut dapat memperpendek daya tahan hidup spermatozoa. Demikian pula menurut Tambing dkk (2000) bahwa fruktosa yang juga menjadi salah satu komponen penyusun pengencer tris berperan sebagai substat penghasil energi berupa ATP, sehingga menyebabkan spermatozoa dapat bergerak. Pada tingkat perlakuan jenis pengencer sitrat-kuning telur pada laju penurunan suhu pembekuan 7, 13 dan 20 °C/menit memberikan angka motilitas lebih rendah. Perbedaan titik beku pada jenis pengencer tersebut menyebabkan kerusakan sel secara fisik maupun kimia lebih tinggi, sebagai akibat percepatan pembentukkan kristal-kristal es dengan ukuran lebih kasar dan terjadinya proses dehidrasi karena pengeluaran cairan intraseluler akibat keseimbangan tekanan osmotik intra dan ekstraseluler terganggu, sehingga sel spermatozoa mengalami kerusakan secara fisik maupun kimia (Herdiawan, 2004) Seperti dikemukakan Molova (1983), jenis pengencer tris-kuning telur pada laju penurunan suhu optimum memberikan hasil persentase motilitas spermatozoa paling tinggi dibandingkan dengan jenis pengencer lain pada laju penurunan suhu yang sama.
Hal ini terjadi karena pembentukan kristal es
intraseluler selama proses pembekuan pada jenis pengencer tris-kuning telur, bertekstur lebih halus, dan tingkat kerusakan sel dapat dihindari. Sedangkan pembentukan kristal es intraseluler yang terjadi pada jenis pengencer sitrat-kuning telur bertekstur lebih kasar dan dapat menyebabkan kematian sel spermatozoa
12
2.4
Gliserol Gliserol merupakan anti cold shock yang paling banyak digunakan dalam
pengencer semen (Salamon dan Maxwell, 1995). Gliserol dapat langsung masuk kedalam sel menembus membran plasma karena larut dalam lemak, dapat mengubah secara fisik kristal- kristal es yang terbentuk menjadi lebih lembut dan juga ikut melindungi membran plasma sel. Tingkat pengeluaran air dari dalam sel yang optimal sewaktu pendinginan adalah tidak melebihi 65% akan menyebabkan terjadinya dehidrasi sel embrio (Supriatna dan Pasaribu, 1992).
Gliserol dapat
memberikan perlindungan pada spermatozoa tetapi juga dapat menyebakan kerusakan pada struktur spermatozoa selama proses sebelum pembekuan. Gliserol memiliki kemampuan untuk mencegah terbentuknya kristal-kristal es akibat dehidrasi sel yang berlebihan dari dalam sel dan menstabilkan membran plasma sel sehingga dapat melindungi kerusakan fisik maupun fungsional spermatozoa selama proses pembekuan dan memodifikasi struktur kristal es sehingga tidak merusak organel-organel sel. Peranan lain dari gliserol adalah dapat mencegah dehidrasi karena memiliki tiga gugus hidroksil (-OH) yang memiliki daya pengikat air yang kuat dan tiap gugus hidroksil ini dapat mengadakan interaksi dengan gugus karboksil asam lemak (Kimball, 1998). Gliserol dalam melindungi membran sel akan mengikat gugus pusat fosfolipid sehingga mengurangi ketidakstabilan membran dan dapat berinteraksi dengan membran untuk mengikat protein dan glikoprotein (Parks dan Graham, 1992). Hafez (2000) menyatakan bahwa gliserol yang digunakan sebagai krioprotektan berdifusi, menembus dan memasuki spermatozoa dan oleh spermatozoa dipakai untuk metabolisme oksidatif, menggantikan air bebas dan mendesak
keluar
elektrolit-elektrolit,
menurunkan
konsentrasi
elektrolit
13
intraseluler serta mengurangi daya merusaknya terhadap sel spermatozoa. Efek gliserol adalah mencegah pengumpulan molekul pada daerah titik beku larutan (Mazur 1984).
dan mencegah kristalisasi es Selain itu, gliserol akan
menurunkan konsentrasi natrium di dalam medium di luar sel sehingga kematian sel spermatozoa akibat solution-effect dapat dihindarkan dan pembentukan kristalkristal es di dalam sel dapat dikurangi. Mekanisme kerjanya adalah dengan jalan mengubah bentuk dan ukuran kristal es yang terbentuk sehingga mengurangi tekanan mekanik dan menurunkan titik beku medium sehingga kristal-kristal es tidak terbentuk. Solution-effect ini akan timbul bila terjadi perubahan yang drastis dari larutan dalam sel yang dibekukan sebagai akibat terbentuknya kristal-kristal es di luar dan dalam sel spermatozoa. Selain itu terjadi penurunan volume air dalam sel, perubahan air menjadi es dan adanya peningkatan konsentrasi larutan di dalam dan di luar sel.
Dengan adanya gliserol dalam medium pengencer
diharapkan peningkatan konsentrasi elektrolit yang merugikan dapat dihindarkan (Tambing dkk., 2000).
2.5
Motilitas Motilitas spermatozoa dinilai secara estimasi dari lima lapangan pandang
dengan cara membandingkan jumlah spermatozoa yang bergerak maju ke depan dengan gerakan spermatozoa yang lain dinyatakan dalam persentase (Arifiantini 2012). Garner dan Hafez (2000), menyatakan bahwa semen kambing yang baik memiliki persentase sperma motil antara 60–80 %, dari angka tersebut menunjukkan bahwa semen dapat diproses menjadi semen beku. Persentase motilitas spermatozoa atau daya gerak spermatozoa umumnya digunakan sebagai ukuran kesanggupan dari spermatozoa untuk membuahi sel
14
telur dari suatu contoh spermatozoa dengan menilai gerakan massa dan gerakan individual dari spermatozoa (Dethan dkk.,2010) dan cara yang paling sederhana dalam penilaian spermatozoa untuk inseminasi buatan.
Kecepatan/gerakan
spermatozoa bukan merupakan satu-satunya faktor penentu spermatozoa untuk menelusuri saluran kelamin betina sampai mencapai tempat pembuahan di tuba fallopi, namun motilitas atau pergerakan spermatozoa sendiri memegang peranan penting.
2.6
Abnormalitas Abnormalitas spermatozoa merupakan kelainan fisik dari spermatozoa
yang terjadi karena pada saat proses pembentukan spermatozoa dalam tubuli seminiferi maupun karena proses perjalanan spermatozoa melalui saluran-saluran organ kelamin jantan. Abnormalitas spermatozoa terjadi selain karena faktor heriditer tetapi dipengaruh juga oleh faktor lain seperti penyakit yang apabila menyerang organ reproduksi akan menyebabkan gangguan pada pertumbuhan dan perkembangan organ reproduksi terutama testis yang akan menyebabkan produksi spermatozoa di dalam tubuli seminiferi tidak berlangsung secara sempurna (Dethan dkk., 2010). Abnormalitas spermatozoa dihitung minimal 200 sel berdasarkan perhitungan 10 lapang pandang (Arifiantini dkk., 2005). Persentase spermatozoa yang abnormal dibedakan berdasarkan abnormalitas primer dan abnormalitas sekunder (Alkan dkk.,2002). Abnormalitas sekunder termasuk ekor yang putus, kepala tanpa ekor, bagian tengah yang melipat, adanya butiran-butiran protoplasma proksimal atau distal dan akrosom yang terlepas (Toelihere, 1985). Selama abnormalitas kurang dari 10 %, maka semen tersebut masih dapat dipakai
15
untuk inseminasi (Toelihere, 1985). Garner dan Hafez (2000), menyatakan bahwa semen kambing pada umumnya memiliki persentase spermatozoa abnormal antara 5- 20 %. Rata-rata abnormalitas semen segar kambing PE yang dilaporkan oleh Rusdin (2006), berkisar antara 2,0-2,4 %.
