ALERGENISITAS POLEN DI UDARA BEBAS PASAR MINGGU JAKARTA SELATAN PADA TIKUS WISTAR (Rattus norvegicus)
NOR SHOLEKHAH DAMAYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Alergenisitas Polen di Udara Bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan pada Tikus Wistar (Rattus norvegicus) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam tulisan ini dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, 24 Januari 2008
Nor Sholekhah Damayanti P055050091
ABSTRACK NOR SHOLEKHAH DAMAYANTI. The Allergenicity of Airborne Pollen at Pasar Minggu South Jakarta in Wistar Rat (Rattus norvegicus). Under direction of SRI BUDIARTI, and ALEX HARTANA
Allergy cases were frequently reported at kecamatan Pasar Minggu South Jakarta. Pollen is one of the respiratory-system allergen substance which has never been explored in Indonesia. This research was conducted to know the allergenicity of airborne pollen at Pasar Minggu South Jakarta. The protein of airborne pollen at that area was identified and characterized. The detection of allergenicity was made to rat (Wistar strain) by in vivo experiment. There were four kind of airborne pollen found in Pasar Minggu, South Jakarta, which were: maize, dwarf coconut, pine, and oil palm pollen. Their protein concentration were, respectively, 65; 88; 14; and 66 mg/g of pollen. SDS-PAGE results showed that maize, dwarf coconut, pine, and oil palm pollen had several proteins with molecular weight ranging from 17 – 70 kDa; 17 – 68 kDa; 16 - 68 kDa; and 15 – 68 kDa, respectively. Skin inflamation was detected after injection of those protein extract to mouse’s subcutaneous. Respiratory challenge caused an increase in relative weight of respiratory tract. This challenge though, cause a decrease in body weight and an increase in size for mucose membrane cells, a secretion of mucose, and an eruption of inflammation cells. All pollen were allergenic to wistar rat, thus can be utilized as an extract allergen for allergy detection and immunotherapy substances for human in Indonesia.
Keywords: pollen, type I allergy, allergen
RINGKASAN NOR SHOLEKHAH DAMAYANTI. Alergenisitas Polen di Udara Bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan pada Tikus Wistar (Rattus norvegicus). Dibimbing oleh SRI BUDIARTI dan ALEX HARTANA.
Kasus alergi banyak dilaporkan terjadi di kecamatan Pasar Minggu Jakarta Selatan. Polen merupakan salah satu jenis alergen pada sistem saluran pernapasan yang belum pernah diteliti di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui alergenisitas polen di udara bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan. Polen yang ditemukan beterbangan bebas di daerah tersebut diidentifikasi dan dikarakterisasi berat molekul proteinnya. Pengujian terhadap alergenisitas polen dilakukan secara in vivo dengan menggunakan tikus wistar. Empat jenis polen ditemukan beterbangan di udara bebas kecamatan Pasar Minggu Jakarta Selatan, yaitu: polen jagung, kelapa genjah, pinus, dan kelapa sawit. Konsentrasi protein masingmasing polen yang diuji secara berurutan adalah 65, 88, 14, and 66 mg/gram polen. Hasil SDS-PAGE menunjukkan bahwa polen jagung, kelapa genjah, pinus, dan kelapa sawit berturut-turut mempunyai protein dengan berat molekul antara 17 – 70 kDa; 17 – 68 kDa; 16 - 68 kDa; dan 15 – 68 kDa. Reaksi inflamasi yang ditandai dengan pembengkakan pada kulit terjadi setelah dilakukan penyuntikan ekstrak polen pada bagian bawah kulit (subcutaneous) kaki tikus wistar. Pemaparan ekstrak polen pada saluran pernapasan tikus menyebabkan peningkatan relatif berat saluran pernapasan tikus, penurunan berat badan total tikus, pembesaran sel-sel membran mukosa, sekresi mukus yang berlebihan, dan erupsi sel-sel inflamasi. Semua polen yang diteliti bersifat alergenik pada tikus wistar, sehingga berpotensi digunakan sebagai ekstrak alergen untuk mendeteksi alergi pernapasan serta sebagai bahan imunoterapi penderita alergi di Indonesia. Kata kunci: polen, alergi tipe I, alergen
Hak Cipta Milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB
ALERGENISITAS POLEN DI UDARA BEBAS PASAR MINGGU JAKARTA SELATAN PADA TIKUS WISTAR (Rattus norvegicus)
NOR SHOLEKHAH DAMAYANTI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Bioteknologi
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Tesis
:
Alergenisitas Polen di Udara Bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan pada Tikus Wistar (Rattus norvegicus)
Nama
:
Nor Sholekhah Damayanti
NIM
:
P055050091
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. dr. Sri Budiarti Ketua
Prof. Dr. Ir. Alex Hartana Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Bioteknologi
Dr. Ir. Muhammad Jusuf
Tanggal Lulus :
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 24 Januari 2008
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. drh. Hasim, DEA
PRAKATA Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik. Karya ilmiah ini dilaksanakan sejak bulan November 2006 hingga Agustus 2007 dengan mengambil judul : Alergenisitas Polen di Udara Bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan pada Tikus Wistar (Rattus norvegicus). Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr. dr. Sri Budiarti serta Bapak Prof. Dr. Ir. Alex Hartana selaku pembimbing yang selalu memberikan dukungan serta masukan-masukannya selama ini. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada SEAMEO-SEARCA dan Yayasan Damandiri yang telah memberikan bantuan berupa dana untuk penulisan tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu dr. Iris Rengganis, Sp.PD-KAI dan Dr. dr. Nurul Hiedayati atas bantuan serta persahabatan yang diberikan. Di samping itu, juga kepada Bapak Pras, Bapak Iwa, Bapak Edi, Mas Karman, Bapak Endang, dan Mbak Endang yang telah membantu penulis selama di lapangan maupun di laboratorium. Tidak lupa kepada rekan-rekan seperjuangan di laboratorium khususnya Mbak Fitma, Pak Sinaga, Bu Dona, dan Bu Amin. Serta kepada temanteman terdekat penulis, yaitu Bu Santi, Ria, Mbak Ulva, Mbak Niken, Bu Indah, Irul, Mas Hasrul, serta Mas Imron atas kebersamaannya selama ini. Terima kasih yang tak terungkapkan penulis ucapkan kepada suami tercinta Berry Juliandi atas dukungan serta cinta yang diberikan kepada penulis, kepada ananda tercinta Jasmine P. Aliva atas semangat dan pengertiannya, kepada Ibu dan almarhum Bapak atas doanya selama ini, serta kepada seluruh adikadikku. Penulis berharap semoga hasil karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi masyarakat maupun bagi perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Bogor, 24 Januari 2008
Nor Sholekhah Damayanti
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Solo pada tanggal 20 Februari 1979 dari pasangan Sri Murniati Mulyani dan almarhum Hario Sudarsono. Penulis merupakan putri pertama dari tujuh bersaudara. Pada tahun 1997 penulis masuk pada Jurusan Biologi FMIPA IPB melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI). Gelar Sarjana Sains (S.Si) penulis dapatkan pada tahun 2002 dengan penelitian berjudul “Viabilitas Polen dan Kultur Anter pada beberapa Kultivar Pisang (Musa spp)”. Pada tahun 2001 penulis menikah dengan Berry Juliandi dan melahirkan seorang anak perempuan pada tahun 2002. Pada tahun 2004 penulis bekerja sebagai staf pengajar di Program Studi Biologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Pada tahun 2005 penulis mendapatkan beasiswa dari Departemen Agama untuk melanjutkan pendidikannya pada Program Studi Bioteknologi IPB. Selama kuliah penulis juga mendapatkan bantuan penulisan tesis dari SEAMEO-SEARCA dan Yayasan Damandiri.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR..............................................................................
xi
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang.................................................................... 1.2. Tujuan..................................................................................
1 3
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Polen.................................................................................... 2.1.1. Karakter Fisik Polen.................................................. 2.1.2. Karakter Kimiawi Polen............................................ 2.2. Polen Penyebab Alergi Pernafasan...................................... 2.3. Alergi (Hipersensitifitas)..................................................... 2.3.1. Alergi tipe I (Immediate; IgE-mediated)................... 2.3.1.1. Pengaruh Gen terhadap Alergi Tipe 1......... 2.3.1.2. Pengaruh Alergen Inhalasi pada Sistem Saluran Pernafasan...................................... 2.3.1.3. Deteksi Alergi Tipe 1................................... 2.3.1.4. Kasus Alergi Pernafasan di Indonesia.......... 2.3.2. Alergi tipe II (Cytotoxity).......................................... 2.3.3. Alergi tipe III (Immune complex-mediated).............. 2.3.4. Alergi tipe IV (Delayed cell-mediated - T cell mediated cytolysis).................................................... 2.4. Tikus Wistar........................................................................ 2.5. SDS-PAGE (Sodium Dodesil Sulfat–Poliakrilamida Gel Elektroforesis)..................................................................... III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat............................................................... 3.2. Metode Penelitian................................................................ 3.2.1. Penangkapan Polen.................................................... 3.2.2. Identifikasi Polen pada Alat Penangkap Polen.......... 3.2.3. Pengumpulan Polen................................................... 3.2.4. Pengekstrakan Polen.................................................. 3.2.5. Analisis Kadar Protein dan Penentuan Berat Molekul Protein......................................................... 3.2.6. Uji Alerginisitas Polen pada Tikus Wistar................ 3.2.6.1. Penyiapan dan Pengadaptasian Binatang Uji................................................................ 3.2.6.2. Pengenalan Alergen pada Tikus.................. 3.2.6.3. Pemaparan Alergen pada Saluran Pernapasan Tikus..........................................
4 4 6 6 9 9 10 11 12 13 13 14 14 15 15
17 17 17 17 17 18 18 19 19 20 20
3.2.6.4. Penimbangan Berat Badan, Organ, dan Histopatologi Laring dan Paru-paru Tikus............................................................. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Polen di Udara Bebas Pasar Minggu Jakarta Selatan.......... 4.2. Protein Polen........................................................................ 4.3. Respon Inflamasi setelah Pengenalan Alergen pada Kaki Tikus............................................................................ 4.4. Respon Berat Badan serta Berat Saluran Pernafasan Tikus setelah Pemaparan Polen ..................................................... 4.5. Respon Histopatologi Laring dan Paru-Paru Tikus setelah Pemaparan Polen.................................................................. 4.6. Potensi Polen Jagung, Kelapa Genjah, Pinus, dan Kelapa Sawit sebagai Bahan Deteksi Alergi dan Imunoterapi di Indonesia..............................................................................
20
22 25 26 28 29
32
V. KESIMPULAN..................................................................................
35
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................
36
LAMPIRAN...........................................................................................
41
x
DAFTAR TABEL Halaman
1 Alur kerja pengujian alerginisitas polen pada tikus wistar...............
19
2 Kadar protein polen...........................................................................
25
3 Inflamasi lokal setelah pengenalan alergen.......................................
27
DAFTAR GAMBAR Halaman
1 Polen..................................................................................................
23
2 Infloresens penghasil polen...............................................................
24
3 SDS-PAGE 10% protein polen.........................................................
26
4 Kaki tikus setelah penyuntikan alergen.............................................
27
5 Perubahan berat badan tikus sebelum dan sesudah pemaparan empat jenis polen pada saluran pernapasan...................................
29
6 Perubahan berat relatif paru-paru dengan laring dan trakea tikus setelah pemaparan empat jenis polen pada saluran pernapasan........
29
7 Histopatologi laring tikus setelah pemaparan berbagai jenis polen pada saluran pernapasan dengan perbesaran 400x............................
31
8 Histopatologi paru-paru tikus setelah pemaparan berbagai jenis polen pada saluran pernapasan dengan perbesaran 400x..................
32
9 Daftar ekstrak alergen import yang digunakan Prodia......................
33
