Kajian Penambahan Heparin dan/atau Kafein Terhadap Karakteristik Spermatozoa dan Tingkat Fertilisasi Oosit Sapi secara In Vitro
View/ Open
Date
2020Author
Setiyono, Achmad
Karja, Ni Wayan Kurniani
Setiadi, Mohamad Agus
Metadata
Show full item recordAbstract
Fertilisasi in vitro merupakan salah satu tahapan dari proses produksi embrio
secara in vitro. Keberhasilan fertilisasi in vitro dapat dioptimalkan dengan cara
meningkatkan jumlah spermatozoa yang terkapasitasi. Secara in vitro, kapasitasi
dilakukan dengan cara menambahkan senyawa tertentu dalam medium fertilisasi.
Heparin dilaporkan dapat meningkatkan kapasitasi, namun tidak menstimulasi
terjadinya hiperaktivasi motilitas. Sedangkan kafein selama inkubasi fertilisasi
menghambat aktivitas enzim phosphodiesterase sehingga mengurangi kerusakan
cAMP serta meningkatkan konsentrasi cAMP intraseluler. Oleh sebab itu, kafein
dapat digunakan untuk menginduksi kapasitasi dan hiperaktivasi motilitas
spermatozoa. Heparin dan kafein sering ditambahkan secara bersamaan sehingga
dapat bekerja sinergis dalam menginduksi kapasitasi, hiperaktivasi motilitas dan
meningkatkan jumlah spermatozoa yang berpenetrasi ke dalam oosit. Tujuan
penelitian ini yaitu untuk mengevaluasi penambahan heparin dan/atau kafein
terhadap tingkat hiperaktivasi motilitas, status kapasitasi dan status reaksi akrosom
pada spermatozoa serta tingkat fertilisasi oosit sapi.
Spermatozoa yang digunakan yaitu semen beku sapi Brahman yang diperoleh
dari Balai Inseminasi Buatan (BIB) Lembang, Bandung. Persiapan spermatozoa
untuk fertilisasi dilakukan dengan teknik washing pada medium fertilisasi. Semen
beku di-thawing dan kemudian dilakukan sentrifugasi. Supernatan dibuang dan
pelet disisakan kemudian ditambahkan medium fertilisasi serta dibagi menjadi
beberapa kelompok perlakuan. Medium fertilisasi yang digunakan yaitu: (1)
medium fertilisasi dasar tanpa ditambahkan kafein dan heparin (kelompok MF), (2)
ditambah dengan kafein 2 mM (kelompok MF-Caf-2), (3) ditambah kafein 5 mM
(kelompok MF-Caf-5), (4) ditambah heparin 10 μg/mL (kelompok MF-Hep-10),
serta (5) kombinasi kafein 2 mM dan heparin 10 μg/mL (kelompok MF-Caf-2-Hep-
10), atau (6) kombinasi kafein 5 mM dan heparin 10 μg/mL (kelompok MF-Caf-5-
Hep-10). Setiap kelompok perlakuan spermatozoa diinkubasi selama 0, 15, 30 dan
60 menit di dalam medium fertilisasi. Sampel semen dievaluasi terhadap pola
gerakan spermatozoa, integritas membran plasma, status kapasitasi dan akrosom.
Pola gerakan dievaluasi menggunakan computer-assisted sperm analysis (CASA).
Status kapasitasi dan reaksi akrosom diamati menggunakan pewarnaan
chlortetracycline (CTC) assay. Integritas membran plasma dievaluasi
menggunakan hypoosmotic swelling (HOS) test. Pengamatan viabilitas dengan
pewarnaan Eosin-Nigrosin. Fertilisasi in vitro digunakan untuk mengevaluasi
kemampuan spermatozoa dari setiap kelompok untuk membuahi oosit secara in
vitro. Tingkat fertilisasi dievaluasi dengan menggunakan pewarnaan aceto orcein.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa spermatozoa mengalami
hiperaktivasi motilitas ketika diinkubasi dalam medium fertilisasi dengan
ditambahkan kafein atau kombinasi heparin dan kafein. Motilitas total dan motilitas
progresif spermatozoa pada kelompok MF-Caf-5 tidak mengalami penurunan mulai
dari sejak diinkubasi sampai menit ke-60. Sedangkan kelompok MF dan MF-Hep-
10 mulai menurun pada menit ke-30 (P<0.05). Selama enam puluh menit inkubasi,
persentase spermatozoa yang belum terkapasitasi dan akrosom utuh (pola F) pada
kelompok MF-Hep-10 ditemukan lebih rendah dibandingkan dengan kelompok
lainnya pada menit ke-30 dan menit ke-60 (P<0.05). Persentase spermatozoa yang
sudah terkapasitasi dan akrosom utuh (pola B) pada kelompok MF-Hep-10 lebih
tinggi dibandingkan kelompok lainnya setelah menit ke-30 sampai menit ke-60
(P<0.05). Kelompok MF-Hep-10 terjadi peningkatan persentase pola B pada menit
ke-30 periode inkubasi (P<0.05). Sedangkan kelompok MF, MF-Caf-2 dan MFCaf-
5 tidak ditemukan peningkatan persentase pola B pada periode waktu yang
berbeda. Kelompok MF-Hep-10 persentase integritas membran plasma lebih
rendah dibandingkan dengan kelompok lainnya (P<0.05). Lebih lanjut persentase
integritas membran plasma pada MF-Hep-10 lebih rendah dibandingkan dengan
perlakuan lainnya sepanjang masa inkubasi (P<0.05). Pada periode inkubasi yang
sama, kelompok MF-Hep-10 persentase integritas membran plasma lebih rendah
dibandingkan dengan kelompok lainnya (P<0.05).
Penambahan kombinasi heparin 10 μg/mL dan kafein 5 mM dalam medium
fertilisasi menunjukkan motilitas progresif lebih tinggi pada menit ke-60 jika
dibandingkan dengan kelompok MF-Caf-2-Hep-10 (P<0.05). Kelompok MF-Caf-
2-Hep-10 terjadi penurunan motilitas total, sedangkan pada kelompok MF-Caf-5-
Hep-10 tidak terjadi penurunan motilitas total. Setelah 60 menit periode inkubasi,
kelompok MF-Caf-2-Hep-10 menunjukkan persentase viabilitas lebih rendah
dibandingkan dengan kelompok MF-Caf-5-Hep-10 (P<0.05). Persentase pola F
pada kelompok MF-Caf-5-Hep-10 lebih rendah dibandingkan kelompok MF-Caf-
2-Hep-10 pada menit ke-30 dan menit ke-60 masa inkubasi (P<0.05). Persentase
spermatozoa pada kelompok MF-Caf-5-Hep-10 mengalami peningkatan reaksi
akrosom (pola AR) pada menit ke-60 (P<0.05). Setelah dilakukan fertilisasi in vitro
diperoleh data bahwa spermatozoa pada kelompok MF-Caf-2-Hep-10 dan MF-Caf-
5-Hep-10 menunjukkan tingkat fertilisasi lebih tinggi dibandingkan dengan
kelompok MF-Caf-2, MF-Caf-5 dan MF-Hep-10 (P<0.05). Kelompok MF-Caf-5-
Hep-10 memiliki tingkat polispermi lebih tinggi dibandingkan kelompok lainnya
(P<0.05). Tingkat fertilisasi mempunyai korelasi positif dengan pola B, sedangkan
antara tingkat fertilisasi berkorelasi negatif dengan pola F dan integritas membran
plasma (P<0.05). Kesimpulan pada penelitian ini yaitu : (1) penambahan kafein 5
mM pada medium fertilisasi dapat menginisiasi hiperaktivasi motilitas dengan
terjadinya penurunan LIN, peningkatan ALH serta peningkatan VCL; (2)
spermatozoa yang diinkubasi dengan heparin dapat meningkatkan kapasitasi dan
reaksi akrosom dengan ditunjukkan tingginya spermatozoa terkapasitasi dan reaksi
akrosom karena terjadi transformasi dari pola F menjadi pola B dan pola AR; (3)
kombinasi kafein 5 mM dan heparin 10 μg/mL terjadi peningkatan spermatozoa
terkapasitasi (Pola B) dan mengalami hiperaktivasi yang dibuktikan dengan
tingginya ALH dan VCL, rendahnya LIN selama inkubasi serta menghasilkan
tingkat fertilisasi yang lebih tinggi.
Collections
- MT - Veterinary Science [899]