Perubahan Siklus Estrus Akibat Induksi Peningkatan Kadar Prostaglandin F 2 α (PGF 2 α) Pada Fase Luteal Kambing Peranakan Boer

Transkripsi

1 Perubahan Siklus Estrus Akibat Induksi Peningkatan Kadar Prostaglandin F 2 α (PGF 2 α) Pada Fase Luteal Kambing Peranakan Boer Aries Erlinda Ratna.Wardhani, Agung Pramana Warih Marhendra, Aris Soewondo Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas Brawijaya, Malang aries.erlinda@gmail.com ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh single injection PGF 2 α pada awal fase diestrus dan pertengahan diestrus terhadap siklus estrus. Perlakuan pada penelitian ini adalah kontrol fase diestrus awal, kontrol fase diestrus tengah, injeksi PGF 2 α pada diestrus awal dan injeksi PGF 2 α pada fase diestrus tengah (masingmasing kelompok n=3). 1,5 ml Capriglandin diinjeksikan secara intramuskular, injeksi dilakukan satu kali. Selanjutnya, perubahan fase diperiksa setiap hari sejak satu hari setelah injeksi. Fase estrus ditentukan berdasarkan pemeriksaan sitologi smear vagina. Data yang didapatkan dianalisa dengan metode Mann- Whitney dengan software microsoft excel dan SPSS 16,0 for Windows. Perlakuan kontrol awal dengan injeksi diestrus awal tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan pada panjang diestrus dan proestrus, onset estrus pada kelompok injeksi dan kontrol berturut- turut 15 hari dan 16 hari. Kelompok kontrol tengah dengan injeksi diestrus tengah menunjukkan perbedaan yang signifikan pada onset estrus dan panjang diestrus tetapi tidak terdapat perbedaan signifikan pada panjang proestrus, onset estrus pada kelompok injeksi dan kontrol secara berurutan 6,7 hari dan 12 hari (P < 0,05). Dapat disimpulkan bahwa single injection PGF 2 α tidak memberikan pengaruh terhadap siklus estrus apabila diberikan pada fase diestrus awal sedangkan apabila diberikan pada fase diestrus tegah mengakibatkan fase diestrus lebih pendek yaitu 2,3 dibandingkan kambing kontrol diestrus tengah yang memiliki panjang diestrus 8 hari. Kata Kunci: PGF 2 α, onset, sinkronisasi estrus, vaginal smear ABSTRACT The objective of this study to understand the effect of PGF 2 α injection in early diestrus phase and middiestrus to the estrous cycle. Treatment in this study are early diestrus control, middiestrus control, administration of PGF 2 α on early diestrus phase and administration of PGF 2 α in mid diestrus phase (each group n=3.) 1.5 ml Capriglandin was injected once intramusculary. Then, phase change observed every day start one day since injection. Estrous phase were determined by observation vaginal smear cytology. Data were analyzed by Mann- Whitney method using Microsoft Excel software and SPSS 16.0 for Windows. There s no significant difference in diestrus and proestrus length on injected group at early diestrus and control early diestrus group, onset estrous of injected group and control group respectively on day 15 and on day 16. The injected group at mid diestrus and control mid diestrus group have a significant difference at onset estrous and diestrus length but there is no significant difference in proestrus length, onset of estrous in the injection group and control group respectively on day 6.7 and on day 12 day (P < 0.05). It can be concluded that there is no response of single injection of PGF 2 α when injected at early diestrus, but when injected at middiestrus causes a shorter diestrus phase than the control respectively 2,3 and 8 days. Keywords : PGF 2 α, onset of estrous, estrous synchronization, vaginal smears PENDAHULUAN Siklus reproduksi berlangsung dengan sintesis lutenaizing hormon (LH) dan folicular stimulating hormon (FSH) oleh hipofisa anterior. Sintesis dan sekresi FSH dan LH dirangsang oleh Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH) yang disekresi oleh hipotalamus. Hormon ini mulai bekerja saat hewan mencapai masa pubertas (kematangan kelamin). Perkembangan awal sel folikel diregulasi oleh FSH yang selanjutnya merangsang sel granulosa dan sel teka ovarium untuk mensekresi estrogen[1]. Sinkronisasi estrus merupakan salah satu cara mengatur reproduksi pada ternak. Pengaturan siklus estrus pada sekelompok ternak bertujuan mempermudah pemeliharaan, efisiensi tenaga kerja, dan efisiensi reproduksi [2]. Prostaglandin F 2 α (PGF 2 α) telah banyak dilaporkan memiliki tingkat keberhasilan sinkronisasi birahi % dan tingkat kebuntingan % [2,3,4,5]. Jurnal Biotropika Vol. 2 No

2 Timbulnya berahi akibat pemberian PGF 2 α disebabkan karena penurunan konsentrasi progesteron akibat induksi perubahan morfologi jaringan luteal melalui perubahan asetat ke kolesterol. Penurunan kadar progesteron ini akan merangsang hipofisa anterior melepaskan FSH kemudian LH. Kedua hormon ini bertanggung jawab dalam proses folikulogenesis dan ovulasi, sehingga terjadi pertumbuhan dan pematangan folikel. Folikelfolikel tersebut akhirnya menghasilkan hormon estrogen yang mampu memanifestasikan gejala berahi [4,6]. Pada sinkronisasi estrus, terjadi peningkatan kadar prostaglandin yang dapat melisiskan korpus luteum sehingga menginduksi perkembangan folikel tersier dan meningkatkan kadar estrogen sehingga memicu estrus secara cepat dibandingkan siklus normal. Usia korpus luteum diketahui berpengaruh terhadap respon prostaglandin, oleh karena itu untuk mempelajari pengaruh tersebut penelitian ini perlu dilakukan. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di peternakan kambing milik Bapak Ir Agus Tumulyadi M.P. di Bululawang dan Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya di Sumber Sekar, Malang pada bulan Februari hingga april dan analisis data dilakukan dilaboratorium anatomi dan histologi hewan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya. Persiapan awal Persiapan awal penelitian ini yaitu memilih 12 hewan coba dengan kriteria status tidak bunting, sehat secara klinis, sudah pernah melahirkan, umur 1,5-3,0 tahun [7]. Hewan coba selanjutnya akan dikelompokkan menjadi kontrol fase diestrus awal, kontrol fase diestrus tengah, injeksi PGF 2 α pada fase diestrus awal dan injeksi PGF 2 α pada fase diestrus tengah (masingmasing kelompok n=3). Smear Vagina Untuk mengetahui fase estrus sebelum perlakuan pada hewan coba, dilakukan pemeriksaan fase estrus dengan metode smear vagina. Smear vagina dilakukan dengan menggunakan cotton bud yang telah dibasahi dengan alkohol 70%, selanjutnya dimasukkan dalam vagina kambing betina dengan sudut ±45 o dan diusapkan selama 2-3 kali putaran. Selanjutnya dibuat preparat apusan pada slide glass. Preparat apusan kemudian ditetesi ethanol absolut dan didiamkan selama 15 menit. Preparat selanjutnya ditetesi pewarna giemsa 20% kemudian didiamkan selama menit. Selanjutnya preparat dibilas dengan air mengalir dan dikeringanginkan. Preparat yang telah jadi kemudian diamati morfologi sel epitel mengunakan mikroskop dengan perbesaran lemah (100x) kemudian dengan perbesaran lebih kuat (400x). Hewan dikelompokkan pada masingmasing kelompok perlakuan sesuai dengan fase yang sedang berlangsung pada masingmasing hewan. Injeksi PGF 2 α Kambing pada perlakuan diestrus awal dan diestrus tengah diinjeksi 1,5 ml capriglandin secara intramuscular. Injkesi hanya dilakukan satu kali. Pengamatan Perubahan fase dan Onset Estrus Pengamatan dilakukan setiap hari mulai 1 hari setelah injeksi hingga fase estrus. Perubahan fase diamati melalui smear vagina. Parameter untuk mengetahui tingkat keberhasilan sinkronisasi diamati dari onset estrus. Analisa Data Data dianalisis dengan metode Mann Whitney menggunakan SPSS 16,0 for windows dan Microsoft Excel. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengamatan sebelum injeksi pada kelompok diestrus awal dan kontrol diestrus awal menunjukkan adanya sel- sel epitel parabasal, dominasi sel- sel parabasal pada preparat merupakan ciri fase diestrus awal. Sel- sel parabasal ditandai dengan diameter sel yang kecil (kurang dari 30 µm), inti yang besar dan rasio sitoplasma dan inti sel relatif kecil. Sel parabasal berdiameter sekitar 20 µm dan berinti dengan diameter sekitar 9 µm [8]. Gambar 1. Sitologi vagina pada pengamatan hari ke-1 kelompok injeksi diestrus awal ditandai dengan sel epitel parabasal (panah hitam) perbesaran 200x Jurnal Biotropika Vol. 2 No

3 Injeksi PGF 2 α yang dilakukan pada fase diestrus awal tidak memberikan banyak perubahan terhadap durasi masingmasing fase pada siklus estrus, durasi fase diestrus kambing yang diinjeksi dengan kambing kontrol tidak terdapat perbedaan signifikan berdasarkan uji dengan Mann Whitney. Kelompok yang diiinjeksi PGF 2 α memiliki rata- rata panjang fase diestrus 11,3 hari, sedangkan kelompok kontrol 12,3 hari. Fase proestrus merupakan fase lanjutan dalam siklus estrus setelah fase diestrus berakhir. Injeksi yang dilakukan pada fase diestrus diperkirakan akan mempengaruhi fase proestrus pula. Pada fase proestrus, kedua kelompok memiliki durasi rata- rata fase proestrus yang sama yaitu 2,7 hari. Hal tersebut membuktikan bahwa injeksi PGF 2 α pada fase diestrus awal tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap fase proestrus. Onset estrus merupakan waktu yang dibutuhkan untuk kambing mencapai estrus/ birahi, dihitung sejak dilakukannya injeksi. Penelitian ini dilakukan pada waktu yang bersamaan sehingga onset estrus kelompok kambing kontrol dihitung sejak dilakukannya injeksi pada kelompok kambing yang diinjeksi PGF 2 α, sedangkan pada perulangan kelompok kontrol yang tidak dilakukan pada waktu yang bersamaan, onset estrus dihitung sejak kambing berada pada fase yang sama dengan kambing yang diinjeksi dilihat dari proporsi sel yang muncul pada preparat. Rata- rata onset estrus kelompok yang diinjeksi PGF 2 α adalah 15 hari, sedangkan pada kelompok kontrol 16 hari. Dari hasil tersebut, dapat diketahui bahwa injeksi pada awal fase diestrus awal tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pemendekan siklus estrus (gambar 2). Gambar 2. Rataan panjang fase dan onset estrus kelompok diestrus awal (injeksi dan kontrol) Pada pengamatan hari pertama fase diestrus tengah, sel- sel polymorphonuclear sudah tidak terlihat sedangkan sel- sel parabasal sudah mulai berkembang menuju sel- sel intermediet. Sel- sel intermediet terus berkembang dan akan menjadi sel- sel superfisial. Sel epitel intermediet dicirikan dengan mengecilnya inti sel sehingga rasio inti sel dengan sitoplasma lebih besar. Sel intermediet memiliki ukuran µm dan inti sel sekitar 8 µm [8]. a b Gambar 3. Sitologi vagina pengamatan hari ke-2 kelompok diestrus tengah. Sel intermediet ( panah biru) dan sel parabasal (panah hitam) perbesaran 100x pada kelompok kontrol (a) dan pada kambing yang diinjeksi PGF 2 α perbesaran 200x (b) Ketika sebagian besar sel epitel telah menjadi sel- sel superfisial maka hal ini menandakan bahwa kambing telah masuk fase proestrus yang selanjutnya akan mengalami tanda- tanda estrus yang akan diikuti terjadinya birahi dan ovulasi. Pada preparat, estrus akan ditandai dengan munculnya sel- sel epitel yang terkornifikasi dengan inti sel yang telah terdegradasi. sel superfisial merupakan sel pada tingkat kematangan akhir, diameter sel superfisial sekitar 50 hingga 60 µm, sitoplasma sel superfisial berbentuk polygonal [8]. Kelompok yang diinjeksi pada fase diestrus tengah dan kelompok kontrol fase diestrus tengah merupakan kambing yang berbeda dari kambing yang diinjeksi pada fase diestrus awal dan kontrol diestrus awal. Pada kelompok kambing yang mengalami injeksi PGF 2 α pada fase diestrus tengah, mengalami rata- rata diestrus selama 2,3 hari, sedangkan pada Jurnal Biotropika Vol. 2 No

4 kelompok kontrol memiliki panjang fase diestrus selama 8 hari. Berdasarkan analisis dengan metode Mann Whitney menunjukkan signifikansi yang lebih rendah dari alfa (0,05) sehingga H0 ditolak, hal ini berarti bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara kambing yang diinjeksi pada fase diestrus tengah dengan kambing kontrol pada fase diestrus tengah. Pada fase proestrus, kelompok yang diinjeksi PGF 2 α memiliki durasi fase proestrus 3,3 hari, sedangkan kelompok kontrol mengalami proestrus selama 3 hari dengan kesimpulan bahwa injeksi PGF 2 α tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap fase proestrus. Durasi onset estrus berbeda secara signifikan pada kedua kelompok. Kelompok yang diinjeksi PGF 2 α memiliki rata- rata onset estrus 6,7 hari, sedangkan kelompok kontrol memiliki onset estrus 12 hari (gambar 4). Gambar 4. Rataan panjang fase dan onset estrus kelompok diestrus tengah (injeksi dan kontrol) Waktu injeksi sangat mempengaruhi onset estrus dan panjang fase pada siklus estrus. Hal ini dapat dilihat pada durasi fase diestrus dan onset estrus antara kelompok yang diinjeksi saat diestrus awal dan diestrus tengah. Pada injeksi diestrus awal rata- rata panjang fase diestrus 11,3 hari sedangkan pada kelompok diestrus tengah memiliki rata- rata diestrus 2,3 hari. Dari analisis Mann Whitney menunjukkan bahwa waktu injeksi berpengaruh secara signifikan terhadap fase diestrus hal ini berhubungan dengan usia korpus luteum. Pada fase proestrus, kelompok injeksi pada awal diestrus memiliki rata- rata fase proestrus selama 2,7 hari, sedangkan kelompok diestrus tengah selama 3,3 hari sehingga tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada kedua kelompok. Rata rata onset estrus pada kelompok injeksi saat fase diestrus awal adalah 15 hari, sedangkan pada kelompok injeksi fase diestrus tengah selama 6,7 hari hal tersebut menunjukkan bahwa terdapat perbedaan waktu yang signifikan terhadap onset estrus. Jadi, dapat disimpulkan bahwa fase injeksi diestrus tengah lebih efektif untuk memperpendek onset estrus dibanding fase diestrus awal (gambar 5). Gambar 5. Rataan panjang fase dan onset estrus perlakuan injeksi diestrus tengah dengan injeksi diestrus awal Kelompok injeksi pada fase diestrus awal tidak mengalami pemendekan siklus disebabkan karena belum adanya korpus luteum atau korpus luteum yang dimiliki belum fungsional sehingga penyuntikan PGF 2 α tidak mampu melisiskan korpus luteum dan perkembangan oosit primer tidak terjadi sehingga tidak muncul tanda- tanda birahi. Pada kambing yang diinjeksi pada fase diestrus tengah, korpus luteum telah fungsional dan mampu diregresi oleh PGF 2 α sehingga terbentuklah siklus estrus yang baru dimana terjadinya perkembangan oosit primer menjadi oosit sekunder yang selanjutnya akan mengalami ovulasi yang didahului dengan tingkah laku estrus/ birahi. Pada sapi, diasumsikan bahwa transisi dari korpus luteum sapi dari masa refraktori menuju respon terjadi pada hari ke-5 dari siklus estrus (hari pertama= estrus) karena pada 5 dari 8 sapi yang diberikan pada PGF 2 α hari ke-5, regresi luteal awal tampak jelas selama pemeriksaan 24 jam setelah pemberian PGF 2 α. Hal ini diasumsikan bahwa respon dari korpus luteum untuk PGF 2 α tergantung pada usia yang tepat dari korpus luteum pada saat pemberian PGF 2 α [9]. Penelitian pada kelinci [10] dan babi [11] mnunjukkan bahwa konsentrasi reseptor PGF 2 α meningkat hingga 5 kali lipat dari awal fase luteal hingga pertengahan fase luteal dan konsentrasi tertingggi didapatkan pada akhir fase luteal. Sebaliknya, konsentrasi tertinggi reseptor PGE 2 berada pada awal fase luteal dan terus menurun hingga akhir fase luteal. Rendahnya reseptor PGF 2 α pada awal fase luteal dimungkinkan menjadi penyebab ketidaksensitifan korpus luteum terhadap kehadiran PGF 2 α sehingga injeksi PGF 2 α pada Jurnal Biotropika Vol. 2 No

5 awal fase diestrus tidak mampu menyebabkan luteolisis yang lebih cepat. Rendahnya reseptor PGF 2 α kemungkinan berhubungan dengan tingginya reseptor PGE 2 pada awal fase luteal [10]. Injeksi PGF 2 α pada pertengahan diestrus mampu meregresi korpus luteum lebih cepat dibandingkan siklus normal sehingga progesteron segera turun dan anterior pituitari mensekresikan FSH sehingga siklus yang baru dimulai. Kemampuan korpus luteum dalam merespon kehadiran PGF 2 α dimungkinkan karena tingginya konsentrasi reseptor PGF 2 α pada pertengahan fase, sehingga korpus luteum menyadari kehadiran PGF 2 α dan memberikan respon luteolisis. Bagaimanapun juga, hal ini membutuhkan penelitian lebih lanjut karena kemungkinan terdapat mekanisme yang berbeda pada spesies yang berbeda. Berbeda dengan kelinci [10] dan babi [11] yang memiiki konsentrasi reseptor PGF 2 α yang rendah pada awal fase luteal, pada sapi konsentrasi afinitas yang tinggi terhadap PGF 2 α telah ditemukan sejak awal fase luteal [11, 12]. KESIMPULAN Single injection PGF 2 α pada fase diestrus tengah mampu memperpendek siklus estrus. Perubahan siklus akibat injeksi PGF 2 α pada kelompok injeksi fase diestrus tengah memiliki fase diestrus lebih pendek yaitu 2,3 dibandingkan kambing kontrol diestrus tengah yang memiliki panjang diestrus 8 hari. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Agung Pramana W. M. M.Si., Drs. Aris Soewondo M.Si. dan Dr. Ir. Gatot Ciptadi, DESS yang telah memberikan banyak masukan yang sangat membangun. Tidak lupa juga kepada Bapak Ir. Agus Tumulyadi M.P. selaku pemilik peternakan yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan penelitian dipeternakan Bulu Lawang. Bapak Slamet dan Bapak Sumali S.Pt. M.Ag serta Bapak Harmaji yang telah banyak membantu selama penelitian, terima kasih juga kepada Winda Rahayu, Ariani Mahdiyah dan M. Rizar Zakaria. DAFTAR PUSTAKA [1] Syari, T. N Pengaruh Pemberian Ekstrak Brotowali (Tinospora crispa, l.) terhadap Perkembangan Folikel Ovarium Tikus Putih (Rattus norvegicus, L.). Skripsi. Program Studi Biologi,Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta. [2] Dewi, R. R., Wahyuningsih dan D. T. Widayati Respon Estrus Pada Kambing Peranakan Ettawa Dengan Body Condition Score 2 Dan 3 Terhadap Kombinasi Implant Controlled Internal Drug Release Jangka Pendek Dengan Injeksi Prostaglandin F 2 Alpha. Jurnal Kedokteran Hewan. SSN : X. Vol. 5(1). [3] Simoes, J., Baril, G., Almeida, J. C.,. Azevedo, J., Fontes, P. dan Mascarenhas, R Time of ovulation in nulliparous and multiparous goats. Animal. 2(5): doi: /S X. [4] Hafizuddin, Wenny N. S., T. N. Siregar, dan Hamdan Persentase Berahi Dan Kebuntingan Kambing Peranakan Ettawa (PE) Setelah Pemberian Beberapa Hormon Prostaglandin Komersial. Jurnal Kedokteran Hewan. ISSN : X. 5 (2). [5] Sutama, I K Inovasi Teknologi Reproduksi Mendukung Pengembangan Kambing Perah Lokal. Pengembangan inovasi pertanian 4(3): [6] Akhtar, M. S., A. A. Farooq and S. Inayat Treatment of First Degree Endometritis by Cloprostenol and Estradiol in Choolistani Cows. The Journal of Animal dan Plant Sciences 19(1):20-21.ISSN: [7] Siregar, T. N Profil Hormon Estrogen Dan Progesteron Pada Siklus Berahi Kambing Lokal. J. Ked. Hewan. 3(2): [8] Casallas, L. H. C Classication of Squamous Cell Cervical Cytology. Thesis. Universidad Nacional de Colombia. [9] Wenzinger, B. dan U. Bleul Effect of a Prostaglandin F 2 α Analogue on the Cyclic Corpus Luteum during its Refractory Period in Cows. Wenzinger and Bleul BMC Veterinary Research 2012, 8:220. [10] Boiti, C., D. Zampini, M. Zerani, G. Guelfi dan A. Gobbetti Prostaglandin Receptors and Role of G Protein- Activated Pathways on Corpora Lutea of Pseudopregnant Rabbit in Vitro. Journal of Endocrinology vol 168 (11): Jurnal Biotropika Vol. 2 No

6 [11] Wiltbank, M.C., T. F. Shiao, D.R. Bergfelt, dan OJ. Ginther Prostaglandin F 2 α Receptors in the Early Bovine Corpus Luteum. BIOLOGY OF REPRODUCTION vol 52 (5): [12] Levy, N., S. Kobayashi, Z. Roth, D.Wolfenson, A. Miyamoto,dan R. Meidan Administration of Prostaglandin F 2 α During the Early Bovine Luteal Phase Does Not Alter the Expression of ET-1 and of Its Type a Receptor: A Possible Cause for Corpus Luteum Refractoriness. BIOLOGY OF REPRODUCTION vol 63 (6): Jurnal Biotropika Vol. 2 No