Penyimpanan dan Pengawetan Sperma

PENDAHULUAN

Latar belakang

Pemanfaatan pengawet semen mulai berkembang setelah ditemukannya gliserol oleh Polge pada tahun 1949 (Royere et al., 1996) dengan kemasan yang digunakan pertama kali berbentuk pellet. Kemasan semen lain yang berkembang selanjutnya adalah ampul, mini (0,25 ml) dan medium (0,5 ml) straw, minitub (0,25 dan 0,3 ml), macrotub (5 ml) serta kemasan plitplat (5ml) yang digunakan pada semen beku babi. Kemasan yang sekarang populer dan digunakan secara universal adalah kemasan straw 0,25 dan 0,5 ml Cassou (IMV, Prancis) dan minitub 0,25; 0,3 dan 0,5 ml (Minitub, Jerman). Di Indonesia saat ini terdapat dua balai inseminasi buatan (BIB) nasional dan beberapa balai inseminasi buatan daerah (BIBD), yang menggunakan dua kemasan straw, yaitu ministraw dan minitub.Untuk menghasilkan semen beku yang berkualitas tinggi dibutuhkan bahan pengencer semen yang mampu mempertahankan kualitas spermatozoa selama proses pendinginan, pembekuan, maupun pada saat thawing (Aboagla dan

Terada, 2004a). Karena itu, bahan pengencer semen beku harus mengandung sumber nutrisi, buffer, bahan anti cold shock, antibiotik, dan krioprotektan yang dapat melindungi spermatozoa selama proses pembekuan dan thawing. Sumber nutrisi yang paling banyak digunakan adalah karbohidrat terutama fruktosa yang paling mudah dimetabolisasi oleh spermatozoa (Toelihere, 1993). Buffer berfungsi sebagai pengatur tekanan osmotik dan juga berfungsi menetralisir asam laktat yang dihasilkan dari sisa metabolisme spermatozoa. Buffer yang umum digunakan adalah tris (hydroxymethyl) aminomethan yang mempunyai kemampuan sebagai penyangga yang baik dengan toksisitas yang rendah dalam konsentrasi yang tinggi (Steinbach dan Foote, 1967). Bahan anti cold shock yang umum ditambahkan adalah kuning telur atau kacang kedelai (Aboagla dan Terada, 2004b), yang dapat melindungi spermatozoa pada saat perubahan suhu dari suhu ruang (28oC) pada saat pengolahan ke suhu ekuilibrasi (5oC). Saat ini secara meluas telah dan digunakan bahan pengencer yang mengandung buffer seperti tris (hydroxymethyl) aminomethan yang secara universal digunakan untuk semen beku sapi (Davis et al., 1963; Anzar dan

Graham., 1995); semen kambing (Suwarso, 1999); semen domba (Hahn, 1972; Maxwell dan Salamon, 1993); semen anjing (Yildiz et al., 2000) dan semen ayam

(Sexton, 1978; Abdillah, 1999). Selain pengencer semen yang dapat dibuat berdasarkan resep, terdapat berbagai pengencer kemasan yang telah beredar dan dapat diperoleh di pasaran seperti Biochiphos dan Bioexcel (IMV, Perancis) juga triladyl, biladyl dan pengencer AndroMed (Minitub Jerman) yang menggunakan lesitin dari kacang kedelai (KK).

Agar kualitas dan fertilitas sperma tetap tinggi, maka dalam proses penyimpanan perlu ditambahkan suatu larutan atau bahan pengencer (extender) dan bahan pengawet (cryoprotectant) ke dalam sperma.  Penambahan bahan-bahan tersebut bertujuan untuk memperpanjang daya tahan hidup spermatozoa, sehingga dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama.

Penyimpanan jangka pendek biasanya cukup menggunakan extender. Extender adalah suatu bahan yang digunakan untuk melarutkan sperma ikan.  Extender sering kali disebut sebagai artificial seminal plasma, karena pembuatan extender harus mempertimbangkan bahan-bahan yang ada di dalam seminal plasma. Komposisi extender harus sama dengan komposisi yang ada di dalam seminal plasma sperma ikan yang diawetkan.

Fungsi dari bahan pengencer (extender) yang merupakan sumber energi, melindungi sperma terhadap kerusakan akibat pendinginan yang cepat, mencegah pengaruh yang merugikan seperti perubahan pH akibat terbentuknya asam laktat, mempertahankan tekanan osmotik dan keseimbangan elektrolit, menghambat pertumbuhan bakteri, mempertahankan fertilitas sperma yang disimpan, sehingga dapat digunakan untuk inseminasi dan memproduksi sel spermatozoa selama pembekuan.

Minuman ber-ion atau yang lebih dikenal dengan minuman isotonik, merupakan minuman yang mengandung berbagai mineral yang dibutuhkan tubuh, seperti natrium, kalium, kalsium, magnesium, karbohidrat, dan vitamin yang dapat menggantikan cairan tubuh setelah beraktivitas atau yang hilang karena proses metabolisme.  Minuman ini disebut juga isotonik karena keseimbangan kepekatan larutan yang masuk sama dengan kepekatan cairan darah. Cairan isotonik dalam bidang farmasi biasanya digunakan untuk membuat larutan infus. Larutan ini dapat dibuat dengan menambahkan garam sampai kepekatan larutan mencapai  0,9 %, disebut juga larutan garam fisiologis.  Minuman ber-ion ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan extender dalam penyimpanan sperma jangka pendek karena sifatnya yang sama dengan cairan tubuh

Materi

Bahan dan alat yang digunakan pada praktikum ini adalah semen sperma dan ayam, mikroskop, vagina buatan, air hangat, mikroskop, cover glass, objek gelas.

Metoda

            Cara kerja yang dilaksanakan dalam praktikum ini adalah dengan melakukan penampungan semen ayam dan semen sapi dengan vagina buatan, kemudian membuat pengencer yang terbuat dari air kelapa, dan kuning telur, kemudian diawetkan dan diamati dibawah mikroskop, pengamatan yang dilakukan adalah pengamatan secara mikroskpis dan makroskopis, dan mengamati gerakan sperma.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penampungan semen

            Penampungan semen menggunakan vagina tiruan merupakan metode yang

pa-ling efektif diterapkan pada ternak besar (sapi, kuda, kerbau) ataupun ternak kecil (domba, kambing, dan babi) yang normal (tidak cacat) dan libidonya ba-gus. Kelebihan metode penampungan menggunakan vagina tiruan ini adalah selain pelaksanaannya tidak serumit dua metode sebelumnya, semen yang diha-silkannya pun maksimal. Hal ini terjadi karena metode penampungan ini meru-pakan modifikasi dari perkawinan alam. Sapi jantan dibiarkan menaiki peman-cing yang dapat berupa ternak betina, jantan lain, atau panthom (patung ternak yang didesain sedemikian rupa sehingga oleh pejantan yang akan ditampung semennya dianggap sebagai ternak betina). Ketika pejantan tersebut sudah me-naiki pemancing dan mengeluarkan penisnya, penis tersebut arahnya dibelokkan menuju mulut vagina tiruan dan dibiarkan ejakulasi di dalam vagina tiruan. Vagina tiruan yang digunakan dikondisikan supaya menyerupai kondisi (teruta-ma dalam hal temperatur dan kekenyalannya) vagina yang sebenarnya. Mengingat ternak jantan yang akan dijadikan sumber semen harus memiliki kondisi badan yang sehat dan nafsu seksual yang baik, maka sebaiknya kita mengutamakan metode penampungan semen menggunakan vagina tiruan pada ternak mamalia (sapi, kerbau, kuda, domba, dan kambing). Sedangkan pada ternak unggas (ayam dan kalkun) pelaksanaannya akan lebih mudah menggunakan metode pengurutan

Evaluasi semen

            Evaluasi atau pemeriksaan semen merupakan suatu tindakan yang perlu dila-kukan untuk melihat kuantitas (jumlah) dan kualitas semen. Pemeriksaan semen dibagi menjadi dua kelompok, yaitu pemeriksaan secara makroskopik dan pemerik-saan mikroskopik. Pemeriksaanmakroskopik yaitu pemeriksaan semen secara garis besar tanpamemerlukan alat bantu yang rumit, sedangkan pemeriksaan mikro-skopik bertujuan melihat kondisi semen lebih dalam lagi serta memerlukan alat bantu yang cukup lengkap.

Evaluasi makroskopik meliputi : volume semen, warna semen, bau semen, kekentalan semen, dan pH semen. Adapun pemeriksaan mikrokopik meliputi gerakan massa sperma, gerakan individu sperma, konsentrasi sperma dalam tiap mililiter semen, konsentrasi sperma hidup dalam setiapmililiter semen, konsentrasi sperma mati dalam setiap mililiter semen, dan persentase abnormalitas (ketidak-normalan bentuk) sperma.

Evaluasi fisik meliputi penampilan keseluruhan dari bull tersebut. Pemeriksaan dilakukan secara internal dan eksternal.

Internal: Pemeriksaan transrektal digunakan untuk mengevaluasi kesehatan organ atau saluran reproduksi skunder sapi pejantan yang meliputi Uretra, prostate, vesikula semilunalis, ampula dan vasdeferent. Abnormalitas biasanya terjadi inflamasi pada vesikula semilunalis, condisi tersebut dapat menyebabkan hewan pejantan menjadi infertile.

Eksternal: Evaluasi bentuk scrotum adalah bagian terpenting dalam pemeriksaan eksternal.  Idealnya, sapi jantan harus cukup gemuk, yang mempunyai BCS 6 merupakan standar untuk tubuh sapi sebelum dilakukan proses perkawinan. Produksi sperma hanya terjadi ketika suhu agak lebih rendah dari tubuh. Bentuk scrotum dapat mempengaruhi produksi sperma. Sebagai contoh sapi jantan yang mempunyai bentuk scrotum dan testis menempel atau melekat pada tubuh memiliki masalah dengan pengaturan suhu sehingga dapat menyebabkan subfertil. Sebagai alternative, sapi jantan dengan scotum yang terlalu menggantung dapat menyebabkan subfertil yang lebih besar karena kecenderungan mengayun dan rusak.

Palpasi testis dan epididimis dan pemeriksaan penis dapat mendeteksi abnormalitas yang dapat mempengaruhi performan dari perkawinan. Pemeriksaan kesehatan secara lengkap dari fisik atau kondisi hewan. Sapi jantan harus mempunyai bentuk yang baik dan penglihatan yang baik. Sapi sapi tersebut harus mampu berjalan dengan jarak yang panjang, kepincangan, radang sendi (Arthritis), tapak kaki abses dan penyakit pada telapak kaki tidak hanya mempengaruhi kemampuan kawin tetapi juga mempengaruhi produksi sperma apabila sapi jantan menghabiskan waktu dengan berbaring. Abnormalitas pada sapi tersebut dapat mempengaruhi kualitas dan produksi semen.

Evaluasi semen

Motilitas semenParameter standar untuk motilitas sperma tidak lebih dari 30%. Motilitas dari sperma tidak seharusnya digunakan sebagai ukuran kesuburan dari pejantan tersebut, hal ini dikarenakan factor dari suhu, waktu, konsentrasi, kontaminasi dan metode evaluasi dapat mempengaruhi nilai motilitas semen.
Morpologi semen: Morpologi normal sperma adalah 70%. Abnormalitas dari semen dibagi menjadi 2 yaitu factor utama dan faktor skunder, tergantung seperti apakah cacat yang terjadi didalam testis atau setelah sperma meninggalkan testis.
Abnormalitas dapat terjadi dari berbagai factor seperti keturunan, kondisi yang stress, infeksi, meningkatnya suhu testis atau juga factor lain. Abnormalitas yang terjadi dapat bersifat sementara ataupun permanen, maka sapi pejantan harus diuji lagi 6 sampai 8 minggu kemudian.

Mortilitas Spermatozoa

Motilitas adalah gerak maju ke depan dari spermatozoa secara progresif. Oleh karena tujuan akhir dari pengencer adalah untuk kegiatan inseminasi buatan maka daya gerak spermatozoa secara progresif (maju kedepan) menjadi patokan yang mutlak diperhitungkan. Hal ini berarti sperma yang bergerak berputar-putar atau bergerak di tempat apalagi yang tidak bergerak tidak dijadikan tolok ukur penilaian kualitas semen beku atau semen cair. Artinya parameter motilitas disamping konsentarsi sperma merupakan parameter utama dalam menilai kelayakan semen yang akan digunakan dalam kegiatan IB.

Meskipun demikian penilaian terhadap motilitas spermatozoa dapat dilakukan secara subyektif (visual) yakni dengan membandingkan jumlah spermatozoa yang bergerak progresif dengan yang tidak bergerak progresif secara gamblang oleh pemeriksa melalui bantuan mikroskop dan dinyatakan dalam persen. Oleh karena itu keakuratan penilaian terhadap parameter ini berbanding lurus dengan tingkat pengalaman dan kemahiran seorang pemeriksa atau teknisi yang memeriksa kualitas (motilitas) semen. Seringkali dengan mengetahui berapa motilitas sperma dari sebuah sampel semen (semen cair atau beku) sudah dapat diketahui bagaimana kualitas semen yang akan digunakan

Sekalipun demikian semen cair dalam pengencer sitrat kuning telur dan susu segarkuning telur hari-hari terakhir penyimpanan masih memperlihatkan motilitas spermatozoa sapi Simmental di atas 40 %, namun perlu diwaspadai karena motilitas sperma pada hari kelima penyimpanan semen yang diencerkan dengan kedua bahan pengencer ini telah berada pada batas ambang minimal layak IB, yakni rata-rata 40,4 % untuk Sitra-Kuning Telur dan 40,2 % untuk Susu Segar-Kuning telur. Hasil Penelitian Nesimnasi (1994) yang mengamati tentang pengaruh lama penyimpanan semen cair sapi Brangus terhadap tingkat kebuntingan sapi Bali betina yang diinseminasi dengan semen cair yang telah disimpan selama empat hari pada suhu 3-50C tampaknya rendah dibanding hari pertama dan kedua.

Pengenceran dan pengemasan Semen

Pengenceran semen adalah satu upaya untuk memperbesar volume semen serta menurunkan kandungan sperma dalam volume tertentu sehingga akan lebih banyak dosis inseminasi dapat dibuat. Dengan demikian akan lebih banyak jumlah ternak betina yang dapat dikawini oleh seekor pejantan karena setiap ejakulatnya mampu menginseminasi banyak betina. Pengencer semen adalah larutan isotonis (memiliki tekanan osmotik yang sama dengan plasma darah) yang mengandung bahan-bahan yang bersifat buffer (memelihara larutan dari perubahan pH), bahan nutrisi bagi kelangsungan hidup sperma, dan mampu memelihara sperma dari cekaman dingin (cold shock).

Pengawetan atau preservasi semen merupakan upaya manusia memperpanjang daya hidup dan daya fertilisasi sperma sehingga masa pakai semen tersebut dapat lebih lama. Pengawetan semen dapat dilakukan untuk keperluan penyimpanan singkat pada temperatur 5o C dan penyimpanan semen untuk jangka waktu tidak terbatas pada temperatur – 196o C. Pengawetan semen pada temperature dibawah titik beku air memerlukan bahan lain yang mampu melindungi sperma karena cekaman akibat perubahan tekanan osmotik larutan (hypertonic stress) dan melindungi sperma akibat pembentukan kristal es pada saat pembekuan. Bahan yang mampu ber-peran untuk kedua maksud di atas disebut sebagai agen krioprotektan – seperti glycerol

Semen yang berkualitas tinggi dibagi tiga bagian dan masing-masing dilarutkan dengan pengencer TKT, HMT dan KK dengan dosis pengenceran 25 juta/0.25 ml (straw Cassou) dan 25 juta/ 0.3 ml (minitub). Pengenceran dilakukan satu tahap pada temperatur ruang. Semen dilarutkan dengan bahan pengencer secara perlahan-lahan tetes demi tetes. Semen yang telah dilarutkan untuk masing-masing pengencer dikemas dalam straw 0.25 ml dan minitub 0.3 ml.

Ekuilibrasi, pembekuan, dan thawing

Ekuilibrasi adalah waktu yang dibutuhkan oleh spermatozoa untuk menyesuaikan diri sebelun dilakukan pembekuan. Itu dilakukan dengan cara menempatkan straw pada temperatur 5oC selama empat jam. Setelah ekuilibrasi, ditentukan proses pembekuan, dengan cara meletakkan straw pada uap nitrogen (N2) cair, menggunakan boks styrofoam yang berukuran panjang x lebar x tinggi

masing-masing 60 x 40 x 30 cm, selama 10 menit. Setelah beku, straw dan minitub disimpan dalam kontainer N2 cair (-196oC).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

            Penampungan semen dilakukan untuk memperoleh sperma dari terbak unggul untuk digunakan dalam IB untuk ternak betina dengan tujuan mendapatkan keturunan yang memiliki sifat unggyl dari pejantan yang diambil spermanya, penampungan semen dilanjutkan dengan pengawetan semen yang bertujuan untuk mengawetkan semen sebelum dilakukan IB, pengawetan semen ini dilakukan untuk memperpanjang daya simpan semen, pengawetan ini menggunakan bahan-bahan yang bersifat isotonis untuk menjaga ketahanan mikroskopik dan makroskopik spermatozoa yang diperoleh.

Saran

            Semoga praktikum yang terakhir ini menghasilkan manfaat baru buat seluruh praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Abdillah. 1999. Pengaruh beberapa pengencer semen, lama penyimpanan semen dan waktu inseminasi terhadap fertilitas spermatozoa ayam buras. Tesis Program Pascasarjana IPB Bogor.

Aboagla EM-E, Terada T. 2004a. Effects of egg yolk during the freezing step of

cryopreservation on the viability of goat spermatozoa. Theriogenology 62:1160-1172 ______________________. 2004b.

Effects of supplementation of trehalosa extender containing egg yolk with sodium dodecyl sulfate on the freezability of goat spermatozoa. Theriogenology 62: 809-818

Ax, R.L. , M.R. Dally, B.A. Didion, R.W. Lenz, C.C. Love, D.D. Varner, B. Hafez, and M.E. Bellin. 200. Semen Evaluation. In : B. Hafez/ E.S.E.

Hafez (eds.). Reproduction in Farm Animal. 7th Ed. Lippicott Williama & Wilkins. Philadelphia, Baltimore, New York, London, Buenos Aries. Hong Kong, Sydney, Tokyo. pp : 376 – 389.

Evans, G. and W.M.C. Maxwell. 1987. Salamon’s Artificial Insemination of Sheep and Goats. Butterwoths Pty Limited. Sydney, Boston, London, Durban, Singapore, Wellington.

Garner, D.L. and E.S.E. Hafez. 2000. Spermatozoa and Seminal Plasma. In : B. Hafez/ E.S.E. Hafez (eds.). Reproduction in Farm Animal. 7^th

Ed. Lippicott Williama & Wilkins. Philadelphia, Baltimore, New York, London, Buenos Aries. Hong Kong, Sydney, Tokyo. pp : 96 – 109.