BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Perkembangan zaman sekarang menuntut masyarakat untuk memiliki penampilan yang optimal. Penampilan yang optimal tersebut salah satunya dengan tinggi badan yang ideal. Masa anak-anak dan remaja merupakan masa dimana puncak pertumbuhan massa tulang (peak bone mass) dapat dimaksimalkan (Carrin, dkk., 2014). Puncak pertumbuhan massa tulang (peak bone mass/ PBM) terjadi pada masa remaja yang menyebabkan kebutuhan gizi pada masa ini lebih tinggi daripada fase kehidupan lainnya. Faktor genetik menentukan hampir 80% dari peak bone mass (Anderson, 2000) namun faktor lingkungan seperti nutrisi dan aktivitas fisik dapat menentukan perolehan densitas mineral tulang yang maksimal (Davies, dkk., 2005). Suplemen fish calcium dan YGF251 merupakan salah satu suplemen yang dapat meningkatkan tinggi badan. Suplemen yang terdiri dari kalsium dan YGF251 sebagai bahan utama diharapkan dapat memberikan asupan tambahan untuk meningkatkan pertumbuhan tulang. YGF251 (Young Growth Factor) merupakan suatu ekstrak farmasetik yang dapat diperoleh dari tumbuhan seperti Phlomis umbrosa Turcz, Cynancum wilfordii Hem, Zingiber officinale Rosc, Platycodi Radix yang secara spesififik meningkatkan
sekresi
Insulin-like
Growth
Factor
1.
IGF-1
berfungsi
menstimulasi pembentukan glukosa menjadi glikogen dan menstimulasi pertumbuhan dengan meningkatkan diferensiasi osteoblast dan juga proliferasi
1
2
dari sel osteoblastik serta produksi protein matriks tulang (Begum dkk., 2014). Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh, yaitu 1,5-2% dari berat badan orang dewasa. Dalam tubuh manusia terdapat kurang lebih 1 kg kalsium. Sebesar 99% dari jumlah tersebut berada di dalam jaringan keras, yaitu tulang dan gigi (Granner, 2003). Kalsium mempengaruhi kesehatan tulang melalui efeknya pada pembentukan massa tulang. Asupan kalsium mempengaruhi retensi kalsium di rangka selama masa pertumbuhan tulang sehingga hal tersebut ikut mempengaruhi dalam pencapaian peak bone mass di masa remaja (Zhu dan Prince, 2012). Berdasarkan penelitian terdahulu dari masing-masing senyawa tersebut, keduanya mampu meningkatkan pertumbuhan. Adanya kombinasi fish calcium dan YGF251 diharapkan dapat memperoleh hasil yang optimal. Asupan suplemen umumnya digunakan secara jangka panjang, sehingga perlu dilakukan uji toksisitas sub kronis untuk mengetahui toksisitas dari kedua senyawa jika digunakan dalam jangka panjang. Asupan kalsium yang berlebihan dapat berpengaruh pada sistem saraf dan otot, selain itu dapat menurunkan absorpsi seng dan besi (Kirschmann, 2007). Menurut Peraturan Kepala BPOM No. 39 Tahun 2013, uji keamanan dan mutu pada produk suplemen kesehatan salah satunya harus mencantumkan uji toksisitas untuk bahan yang belum diketahui keamanan dan kemanfaatannya. Selain itu belum terdapat penelitian yang meneliti mengenai toksisitas dari kombinasi kedua senyawa tersebut. Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat diketahui pengaruh yang mungkin timbul dari pemberian suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF251 selama 90 hari
3
terhadap bobot badan, asupan makanan dan minuman, parameter histopatologis, hematologis, serta gejala toksik.
B. Rumusan Masalah 1.
Bagaimanakah gejala toksik yang timbul setelah pemberian per oral suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari pada tikus betina Wistar ?
2.
Bagaimanakah pengaruh pemberian suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari terhadap asupan makanan dan minuman, bobot badan, PKBP, parameter histopatologis, serta hematologis?
3.
Apakah efek toksik akibat pemberian per oral suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari terhadap asupan makanan dan minuman, bobot badan, parameter histopatologis, serta hematologis bersifat reversibel?
C. Tujuan Penelitian 1.
Mengetahui gejala toksik yang timbul setelah pemberian per oral suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari pada tikus betina Wistar.
2.
Mengetahui pengaruh pemberian suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari terhadap asupan makanan dan minuman, bobot badan, parameter histopatologis, serta hematologis.
4
3.
Mengetahui sifat reversibilitas efek toksik akibat pemberian per oral suplemen peninggi badan fish calcium dan YGF 251 selama 90 hari terhadap asupan makanan dan minuman, bobot badan, parameter histopatologis, serta hematologis.
D. Manfaat Penelitian 1.
Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi ide dan pengembangan ilmu pengetahuan tentang uji ketoksikan sub kronis.
2.
Penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan masukan bagi penelitian selanjutnya yang meneliti tentang toksisitas.
3.
Memberikan informasi kepada masyarakat terkait keamanan produk suplemen fish calcium dan YGF 251.
E. Tinjauan Pustaka 1. Definisi Toksikologi Toksikologi merupakan kajian tentang hakikat dan mekanisme efek toksik berbagai bahan terhadap makhluk hidup dan sistem biologik lainnya (Lu, 1995). Menurut Loomis (1978) toksikologi merupakan ilmu yang mempelajari aksi berbahaya suatu zat kimia terhadap sistem biologis tertentu. 2. Asas Umum Toksikologi Toksikologi merupakan ilmu yang mempelajari aksi berbahaya zat kimia atas sistem biologi. Takrif ini menunjukkan bahwa obyek yang dipelajari dalam toksikologi adalah antaraksi zat kimia atau senyawa asing dengan sistem biologi
5
atau makhluk hidup, dimana pusat perhatiannya terletak pada pengaruh berbahaya racun itu atas kehidupan makhluk hidup (Donatus, 2005). Ketoksikan suatu senyawa ditentukan dari keberadaan (kadar dan lama tinggal) senyawa itu atau metabolitnya di tempat aksi dan keefektifan antaraksinya (mekanisme aksi). Berdasarkan alur peristiwa timbulnya efek toksik, maka ada empat asas utama dalam toksikologi. Empat asas tersebut meliputi kondisi pemejanan dan kondisi makhluk hidup, mekanisme aksi, wujud dan sifat efek toksik atau pengaruh berbahaya racun (Donatus, 2005). a.
Kondisi pemejanan dan kondisi makhluk hidup Kondisi pemejanan merupakan semua faktor yang menentukan keberadaan
racun di tempat aksi tertentu di dalam tubuh makhluk hidup terkait dengan pemejanannya. Kondisi pemejanan meliputi jenis (akut dan kronis), jalur, lama dan kekerapan, saat dan takaran pemejanan dosis. Kondisi makhluk hidup merupakan keadaan fisiologi dan patologi yang dapat mempengaruhi ketersediaan dan nasib racun dalam tubuh (absorpsi, distribusi, metabolisme, dan ekskresi) serta keefektifan antaraksi antara racun dengan sel sasaran (Donatus, 2005). b.
Mekanisme efek toksik Mekanisme efek toksik merupakan cara bagaimana racun memberikan efek
toksiknya. Mekanisme efek toksik berdasarkan sifat dan tempat kejadian awal dibagi menjadi dua yaitu mekanisme luka intrasel (primer atau langsung) seperti kerusakan membran sel, sintesis protein, produksi energi; dan mekanisme luka ekstrasel (sekunder atau tidak langsung) seperti pasokan oksigen, zat hara, cairan,
6
mekanisme pengaturan oleh sistem syaraf, endokrin, dan sistem imun (Donatus, 2005). c.
Wujud efek toksik Wujud efek toksik merupakan hasil akhir dari aksi dan respon tubuh terhadap
racun. Wujud efek toksik digolongkan menjadi tiga, yaitu perubahan biokimiawi, perubahan fisiologi atau fungsional, dan perubahan histopatologis atau struktural (Donatus, 2005). d.
Sifat efek toksik Sifat efek toksik suatu racun dapat dibedakan menjadi dua yaitu, terbalikkan
(reversible) dan tak terbalikkan (irreversible) (Donatus, 2005) 3. Uji Ketoksikan Penelitian toksisitas konvensional pada hewan coba sering mengungkapkan serangkaian efek akibat pejanan toksikan dalam berbagai dosis untuk berbagai masa pejanan. Karenanya, penelitian ini merupakan sumber data utama bagi evaluasi toksikologi (Lu, 1995). Uji toksikologi dapat dibagi menjadi dua golongan, yakni uji ketoksikan tak khas dan uji ketoksikan khas. Uji ketoksikan tak khas yakni uji toksikologi yang dirancang untuk mengetahui keseluruhan atau spektrum efek toksik suatu senyawa pada aneka ragam jenis hewan uji. Uji ketoksikan tak khas meliputi uji ketoksikan akut, subkronis, dan kronis. Uji ketoksikan khas yaitu uji toksikologi yang dimaksudkan untuk mengevaluasi secara rinci efek yang khas suatu senyawa pada aneka ragam jenis hewan uji. Uji ketoksikan khas meliputi uji
7
kekarsinogenikan kemutagenikan, keteratogenikan, reproduksi, mata, dan lain-lain (Loomis, 1978). 4. Uji Ketoksikan Sub Kronis Menurut Donatus (2005), uji toksisitas subkronis merupakan uji ketoksikan suatu senyawa yang dipejankan dengan dosis berulang pada hewan uji tertentu selama kurang dari tiga bulan. Uji toksisitas subkronis merupakan uji toksisitas yang dilakukan untuk mengevaluasi dan mengetahui karakteristik efek toksik suatu senyawa secara umum jika dipejankan kepada hewan uji secara berulang, biasanya dilakukan dengan dosis per hari selama tiga sampai empat bulan (Loomis, 1978). Dalam uji ketoksikan subkronis dilakukan beberapa pengamatan dan pemeriksaan, antara lain : perubahan bobot badan hewan uji yang diukur paling tidak 7 hari sekali, purata asupan makan dan minum masing-masing hewan atau sekelompok hewan setiap minggu, gejala klinis yang diamati setiap hari, pemeriksaan hematologi dan kimia darah yang dilakukan paling tidak dua kali pada awal dan akhir pemejanan, pemeriksaan urin yang dilakukan paling tidak sekali, dan pemeriksaan histopatologis organ yang dilakukan di akhir penelitian. (Donatus, 2005). 5. OECD guideline nomor 408 OECD merupakan organisasi yang mempunyai misi untuk mempromosikan kebijakan-kebijakan guna meningkatkan kesejahteraan ekonomi dan sosial seluruh masyarakat dunia. OECD menyediakan sebuah forum dimana pemerintah dapat bekerjasama untuk berbagi pengalaman dan mencari solusi untuk masalah-
8
masalah umum. OECD mempunyai peran penting dalam menetapkan standar internasional tentang berbagai hal, dari pertanian, pajak, hingga keamanan bahan kimia. Standar internasional yang telah dikeluarkan OECD salah satunya adalah OECD Guideline for the Testing of Chemicals (Anonim, 2016b). OECD Guideline for the Testing of Chemicals No 408 merupakan suatu metode untuk mendapatkan informasi keamanan dari suatu bahan kimia yang diberikan secara per oral selama 90 hari. Guideline ini ditujukan terutama untuk penggunaan hewan uji roden. Menurut guideline 408, paling tidak digunakan tiga konsentrasi dosis (Anonim, 1998). 6. Suplemen Kesehatan Menurut Perka BPOM No 39 Tahun 2013 tentang Standar Pelayanan Publik Lengkap, suplemen kesehatan adalah produk yang dimaksudkan untuk melengkapi kebutuhan zat gizi, memelihara, meningkatkan dan memperbaiki fungsi kesehatan, mengandung satu atau lebih bahan berupa vitamin, mineral, asam amino atau bahan lain (berasal dari tumbuhan atau bukan tumbuhan) yang mempunyai nilai gizi dan/atau efek fisiologis, yang tidak dimaksudkan sebagai pangan. Menurut perka tersebut pula, uji keamanan dan mutu pada produk suplemen kesehatan salah satunya harus mencantumkan uji toksisitas untuk bahan yang belum diketahui keamanan dan kemanfaatannya. 7. YGF251 YGF251 (Young Growth Factor) merupakan suatu ekstrak farmasetik yang dapat diperoleh dari tumbuhan seperti Phlomis umbrosa Turcz, Cynancum wilfordii Hem, Zingiber officinale Rosc, Platycodi Radix (25: 30: 15: 30; 5,2%)
9
yang secara spesifik meningkatkan sekresi Insulin-like Growth Factor 1. YGF251 diproses dalam air panas (60°C hingga 95°C). Dipilih suhu tersebut karena jika diproses di bawah 60°C hasil ekstraksi hanya mengandung bahan aktif sangat kecil sedangkan jika diproses diatas dari 95°C akan mengurangi kadar bahan aktif. Hasil dari ekstrak kasar kemudian didinginkan dan disentrifuge. Disaring dengan kertas filtrasi untuk mendapatkan ekstrak murni (Begum dkk., 2014). YGF251 sangat efektif dalam meningkatkan sekresi IGF-1 baik pada manusia maupun tikus. Uji klinis yang dilakukan untuk mempelajari efek dari YGF251 pada manusia menyatakan bahwa kelompok dengan pemberian YGF251 menunjukkan peningkatan yang signifikan secara statistik pada konsentrasi serum IGF-1 (Begum dkk., 2014). Sebagian besar IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1) diproduksi di hepatosit yang distimulasi oleh growth hormone. IGF-1 juga berada di beberapa jaringan yang memproduksi respon paracrine atau autocrine. IGF-1 umumnya berada dalam serum sebesar 150-kDa dalam bentuk kompleks IGF (IGFBP-3 dan subunit bile acid). Kompleks ini dapat mentransport IGF dari darah ke dalam sel (Yakar dkk., 2002). Menurut Tomas dkk (1998) pemberian IGF-1 eksogenus, secara signifikan meningkatkan kecepatan pertumbuhan, keseimbangan nitrogen, dan efisiensi penggunaan makanan sekitar 10-15 %, sedangkan sisa lemak secara konsisten menurun. IGF-1 berfungsi menstimulasi pembentukan glukosa menjadi glikogen dan menstimulasi pertumbuhan dengan meningkatkan diferensiasi osteoblast dan
10
juga proliferasi dari sel osteoblastik serta produksi protein matriks tulang (Begum dkk, 2014). a. Platycodi Radix Platycodi Radix merupakan akar dari tanaman Platycodon grandiflorum grandiflorum (Jacq) A.DC. (Campanulaceae) yang banyak tersebar di Asia daerah utara, Cina, Jepang, dan Korea. Senyawa kimia terbanyak yang terkandung dalam Platycodi Radix adalah saponin triterpene. Platycodi Radix banyak digunakan pengobatan herbal Cina sebagai antitusif, ekspektoran, anti asma, serta untuk pengobatan PUD. Menurut beberapa penelitian, platycodi radix memiliki aktivitas farmakologi sebagai ekspektoran, antitusif, antiinflamasi, antihiperkolesterol, serta antihiperlipid. Dosis letal platycodi pada mencit dan tikus adalah 420 dan 800 mg/kg(oral) atau 22,3 dan 14,1 mg/kg (intraperitoneal) (Anonim, 1999). Saponin yang terkandung dalam platycodi radix dapat memperbaiki homeostatis glukosa dengan cara meningkatkan sensivitas insulin hepatik sehingga mengurangi simpanan lemak serta menstimulasi signaling insulin pada tikus diabetes. Platycodi radix mengandung komponen yang dapat mempromosi sekresi insulin glucose-stimulated (Kwon dkk., 2009). Saponin yang terdapat dalam platycodi radix memiliki aktivitas neuroprotektif pada tikus serta dapat menginduksi apoptosis pada sel kanker usus (HT-29) (Son dkk., 2007; Kim dkk., 2008). Akar tanaman Platycodon grandiflorum (Jacq.) DC berkhasiat sebagai obat cacingan, penurun kolesterol, anti radang, pereda batuk, dan menurunkan gula darah (Anonim, 2006).
11
Taksonomi Platycodon grandiflorum Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Bangsa
: Campanulales
Suku
:Campanulaceae
Marga
: Platycodon
Jenis
: Platycodon grandiflorum (Jacq.) DC
(Anonim, 2006)
Gambar 1. Platycodon grandiflorum (Dharmananda, 2000)
b. Phlomis umbrosa Turcz Phlomis merupakan genus dengan lebih dari 100 spesies tanaman herba, subshrubs, dan shrubs dalam famili Lamiaceae, asli dari wilayah Mediteranian, melewati Asia ke Cina. Penelitian terhadap Phlomis umbrosa masih sangat terbatas, tetapi dapat diketahui bahwa tumbuhan ini sangat berpengaruh terhadap dunia kefarmasian. Terdapat penelitian yang menunjukkan bahwa ekstrak air Phlomis umbrosa memiliki aktivitas antinosiseptif dan antiinflamasi yang baik.
12
Nilai LD50 dari ekstrak air Phlomis umbrosa yang diberikan secara injeksi intraperitoneal pada mencit adalah lebih dari 1000 mg/kgBB (Shang dkk., 2011). Taksonomi Phlomis umbrosa Kingdom
: Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Order
: Lamiales
Family
: Lamiaceae
Genus
: Phlomis
Spesies
: Phlomis umbrosa
(Anonim, 2014)
Gambar 2. Phlomis umbrosa (Anonim, 2005)
c. Cynancum wilfordii Hem Genus Cynanchum mengandung jumlah terbesar, sekitar 180 spesies di Asclepiadaceae dan terdistribusi secara luas termasuk di timur Afrika, Mediteranian, dan zona tropis Eropa, zona subtropis dan zona tropis. Tetapi hanya 33 spesies yang telah diteliti secara sistematik. Penelitian terdahulu menyatakan bahwa akar dari tumbuhan ini dapat meningkatkan esens vital dan mempertinggi
13
tingkat imunitas. Ekstrak dan fraksinya memiliki aksi farmakologi termasuk membasmi radikal bebas, meningkatkan imunitas, menurunkan serum kolesterol yang tinggi, dan aktivitas anti tumor. Sampai sekarang, lebih dari 300 senyawa telah diisolasi dari spesies Cynancum termasuk steroid, alkaloid, terpen, flavonoid, polisakarida, dan glikosida steroidal (Jiang dkk., 2011). Ekstrak etanol Cynancum wilfordii Hem dapat meningkatkan kadar HDL dalam darah serta menurunkan indeks atherogenic pada tikus hiperkolesterol (Lee dkk., 2013). Cynandion A yang terdapat dalam Cynancum wilfordii Hem memiliki aktivitas neuroprotektif (Lee dkk., 2000). Terdapat penelitian mengenai toksisitas dari ekstrak Cynancum wifordii Radix yang menunjukkan bahwa semua tikus mati pada dosis 300 mg/kg (p.o) selama pemejanan 4 minggu, serta pada dosis 500 dan 100 mg/kg (p.o) selama pemejanan 3 minggu (Chung dkk., 1996).
Gambar 3. Cynancum wilfordii Hem (Anonim, 2016a)
d. Zingiber officinale Jahe (Zingiber officinale (L.) Roscoe) mempunyai kegunaan yang cukup beragam, antara lain sebagai rempah, minyak atsiri, pemberi aroma, ataupun sebagai obat (Bartley dan Jacobs, 2000). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa jahe memiliki efek dalam mengurangi gejala mual dan muntah pada wanita hamil serta memiliki aktivitas sebagai antimikroba (Sulaiman dkk., 2014). Ekstrak
14
etanoli dari rhizoma Zingiber officinale menunjukkan adanya efek hepatoprotektif pada tikus jantan galur SD (Bardi dkk., 2013). Rimpang jahe mengandung 2 komponen utama yaitu (1) komponen volatile dan (2) komponen non-volatile. Komponen volatile terdiri dari oleoresin (4,07,5%), yang bertanggung jawab terhadap aroma jahe (minyak atsiri) dengan komponen terbanyak adalah zingiberen dan zingiberol. Komponen non-volatile pada jahe bertanggung jawab terhadap rasa pedas, salah satu diantaranya adalah gingerol. Gingerol merupakan senyawa identitas untuk tanaman jahe dan berfungsi sebagai senyawa yang berkhasiat obat. Gingerol yang terkandung di dalam jahe memiliki efek sebagai antiinflamasi, antipiretik, gastroprotektif, kardiotonik,
dan
antihepatoksik,
antioksidan,
antikanker,
antiinflamasi,
antiangiogenesis dan antiartherosklerosis. Selain komponen volatil dan non volatil, pada jahe juga terkandung sejumlah nutrisi, seperti vitamin, mineral, protein, karbohidrat dan lemak yang bermanfaat untuk kesehatan. Dari sumber USDA National Nutrient data base, didapatkan adanya kandungan kalsium sebanyak 16 mg pada 100 gram jahe (Supriadi dkk., 2011). Praperlakuan air perasaan jahe (5,6 ml/kgBB) pada mencit 1 jam sebelum pemberian kinidin dapat meningkatkan toksisitas akut kinidin (Purwantiningsih dan Hakim, 2003). Komponen terbesar dari minyak jahe adalah zingiberene (31,08%). Pemberian oral subkronis minyak jahe mencapai dosis 500 mg/kgBB pada tikus Wistar tidak menimbulkan toksisitas (Jeena dkk., 2011). Ekstrak etanol rhizoma jahe masih aman digunakan dengan dosis kurang dari 5 g/kg selama 15 hari pada tikus jantan dan betina galur SD (Bardi dkk., 2013).
15
Taksonomi Zingiber officinale Roscoe Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Bangsa
: Zingiberales
Suku
: Zingiberaceae
Marga
: Zingiber
Jenis
: Zingiber officinale Roscoe
(Anonim, 2001)
Gambar 4. Zingiber officinale Roscoe (Blanco dan Stuppy, 2016) Keterangan gambar : (A) Tanaman zingiber officinale (B) Rhizoma zingiber officinale
8. Kalsium Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh, yaitu 1,5-2% dari berat badan orang dewasa. Dalam tubuh manusia terdapat kurang lebih 1 kg kalsium. Sebesar 99% dari jumlah tersebut berada di dalam jaringan keras, yaitu tulang dan gigi terutama dalam bentuk hidroksiapatit {(3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2}(Granner, 2003). Densitas tulang berbeda menurut umur, meningkat pada bagian pertama kehidupan dan menurun secara berangsur setelah
16
dewas, selebihnya kalsium tersebar luas didalam tubuh. Dalam cairan ekstraselular dan intraselular kalsium memegang peranan penting dalam mengatur fungsi sel, seperti untuk transmisi saraf, kontraksi otot, penggumpalan darah dan menjaga permebilitas membran sel. Kalsium mempengaruhi kesehatan tulang melalui efeknya pada pembentukan massa tulang. Asupan kalsium mempengaruhi retensi kasium di rangka selama masa pertumbuhan tulang sehingga hal tersebut ikut mempengaruhi dalam pencapaian peak bone mass di masa remaja (Zhu dan Prince, 2012). Sumber kalsium dapat diperoleh dari bahan makanan seperti susu, daging, buah-buahan, sayur, serta kacang-kacangan. Salah satu bahan makanan yang memiliki kandungan kalsium yang tinggi adalah ikan. Ikan memiliki kandungan kalsium mencapai 1000 mg/100kcal (Guthrie, 1975). Tulang ikan memiliki kandungan kalsium dan fosfor yang tinggi sekitar 2% (20 g/kg berat kering) dai keseluruhan bagian ikan (Malde dkk., 2010). Dosis asupan kalsium yang disarankan untuk orang dewasa adalah 1000 mg/hari sedangkan untuk remaja, anak-anak, dan wanita hamil sebanyak 1200 mg/hari. Suplemen yang mengandung kalsium hingga mencapai 2500 mg/hari dianggap masih aman untuk dikonsumsi. Asupan kalsium yang berlebihan dapat berpengaruh pada sistem saraf dan otot, selain itu dapat menurunkan absorpsi seng dan besi (Kirschmann, 2007). 9. Hematologi Hematologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang darah dalam keadaan sehat dan kondisi sakit (Ciesla, 2007). Parameter hematologis sudah banyak digunakan secara luas untuk menetapkan keadaan fisiologis dan patofisiologis
17
tubuh secara sistemik, meliputi kesehatan secara umum, diagnosis, dan prognosis dari suatu penyakit (Shah dkk., 2007). Darah merupakan komponen yang sangat penting. Komposisi darah terdiri dari 55-58% cairan plasma dan 42-45% komponen sel. Komponen sel tersebut adalah sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan platelet (trombosit). Secara umum volume total darah manusia berkisar 7-8% berat badan (Sherwood, 2001). Volume darah pada tikus berkisar antara 5,0-7,1 mL/100g berat badan (Feldman dkk., 2000). Pemeriksaan hematologis lengkap meliputi jumlah total eritrosit, platelet, hemoglobin, hematokrit, MCV, MCH, MCHC, jumlah total leukosit dan diferensialnya meliputi neutrofil, eosinofil, basofil, limfosit, dan monosit. Menurut beberapa tenaga kesehatan, tidak semua parameter darah penting untuk diperiksa namun hanya beberapa parameter saja yang lebih diutamakan dalam pemeriksaan tertentu (Ciesla, 2007; Feldman dkk., 2000). Efek toksik obat pada elemen sel darah dapat dibagi menjadi dua, yaitu efek yang berpengaruh pada sirkulasi sel dan efek yang berpengaruh pada perkembangan sel. Efek terhadap sirkulasi sel biasanya berpengaruh pada eritrosit, sedangkan efek terhadap perkembangan sel dapat berpengaruh terhadap semua kelas sel pada haemopoietic system (Paget, 1970). a.
Eritrosit Eritrosit atau sel darah merah (RBC) merupakan sel tak berinti dengan
diameter sekitar 7,5 μm yang membawa karbondioksida dan oksigen yang secara morfologi beradaptasi terhadap pertukaran das antara darah dan jaringan serta
18
organ di dalam tubuh. Eritrosit merupakan komponen sel darah yang paling banyak terdapat di dalam darah (9,5 x 106 pada pria dan 4,5 x 106 pada wanita). Jumlah eritrosit meningkat seiring dengan kadar oksigen lingkungan yang rendah. Hemoglobin yang terdapat dalam eritrosit dapat bergabung dengan oksigen membentuk oksihemoglobin atau bergabung dengan karbondioksida membentuk karbaminohemoglobin. Gas karbonmonoksida secara toksik mengikat hemoglobin membentuk karboksihemoglobin yang dapat mengurangi kapasitas transport oksigen secara irreversible (McKenzie dan Klein, 2000). Proses pembuatan eritrosit terjadi di sumsum tulang. Jumlah eritrosit pada tikus akan terus meningkat hingga tikus dewasa (Weiss dan Wardrop, 2010). Kondisi yang dapat timbul akibat abnormalitas dari jumlah eritrosit yaitu eritrositosis dan anemia. Eritrositosis atau polisitemia sekunder merupakan penyakit yang ditandai dengan meningkatnya produksi eritrosit sebagai kompensasi dari hipoksia. Suatu kondisi dimana tubuh kekurangan hemoglobin disebut anemia. Anemia dapat disebabkan karena berkurangnya jumlah eritrosit dalam sirkulasi darah sehingga mengakibatkan berkurangnya kadar hemoglobin. Jumlah eritrosit yang berkurang dapat diakibatkan oleh pendarahan, rusaknya eritrosit atau hemolisis dan kurangnya produksi eritrosit akibat defisiensi asam folat (pernicious anemia) (Greenberg dan Glick, 2003). Nilai rentang eritrosit normal pada tikus betina galur Wistar adalah 7,07–9,03 (x 106/μL) (Weiss dan Wardrop, 2010). b.
Leukosit
19
Leukosit atau sel darah putih (WBC) merupakan komponen sel darah yang berperan penting dalam sistem imun. Fungsi dari sel darah putih antara lain berperan dalam proses fagositosis dan proses cellular immunity (interaksi selantigen) serta humoral immunity (interaksi antibodi-antigen). Range normal leukosit sekitar 5000-9000 sel/mL. Penurunan jumlah leukosit kurang dari batas normal disebut leukopenia. Peningkatan jumlah leukosit diatas normal disebut leukositosis. Leukosit diklasifikasikan menjadi dua kelas yaitu agranular dan granular. Leukosit agranular yaitu limfosit dan monosit sedangkan leukosit granular yaitu neutrofil, basofil, dan eosinofil (McKenzie dan Klein, 2000). Pemeriksaan jumlah leukosit penting dilakukan untuk menilai respon tubuh terhadap berbagai kondisi seperti infeksi, inflamasi, alergi, imunodefisiensi, serta berbagai kondisi tumor atau kanker seperti leukimia dan limfoma. Leukopenia dapat disebabkan karena kurangnya ketersediaan leukosit dikarenakan infeksi maupun pengobatan seperti kemoterapi atau terapi radiasi. Selain itu, dapat disebabkan juga oleh abnormalitas sel yang menyebabkan tidak diproduksinya leukosit. Leukositosis dapat disebabkan karena respon tubuh terhadap infeksi, stress, adanya inflamasi, atau terjadinya abnormalitas produksi leukosit (leukimia) (Naushad dan Wheeler, 2012). Nilai rentang leukosit normal pada tikus betina galur Wistar adalah 1,13-7,49 (x103/μL) (Weiss dan Wardrop, 2010). c.
Platelet Platelet atau trombosit merupakan komponen sel darah yang berperan dalam
proses homeostatis (pembekuan darah) dengan diameter sekitar 2 μm. Platelet
20
meningkatkan agregasi dengan cara melepaskan faktor pembeku darah yang dapat mendorong pembentukan clot (McKenzie dan Klein, 2000). Peningkatan jumlah platelet umumnya bersifat sementara dan merupakan hasil dari peningkatan mobilisasi platelet dari tempat penyimpanan selama adanya aktivitas otot. Tikus yang sehat memiliki jumlah platelet yang banyak. Peningkatan platelet juga dapat dihubungkan dengan adanya pendarahan, kekurangan zat besi, serta inflamasi. Penurunan jumlah platelet dapat disebabkan karena agregasi platelet pada pembekuan darah yang tidak memadai terutama pada anjing dan tikus. Selain itu dapat disebabkan juga oleh produksi platelet yang terganggu. Nilai rentang platelet normal pada tikus betina galur Wistar adalah 6,8-12 (x 105/μL) (Weiss dan Wardrop, 2010). d.
Hemoglobin Hemoglobin merupakan komponen utama pada eritrosit yang merupakan
pigmen merah pembawa oksigen dan karbondioksida di dalam tubuh. Hemoglobin membawa oksigen ke seluruh tubuh dan mengambil CO2 dari tubuh untuk menjaga kestabilan pH di dalam darah. Satu molekul hemoglobin membawa satu molekul oksigen dari lingkungan kaya oksigen seperti alveolus (Ciesla, 2007). Hemoglobin merupakan suatu kompleks
antara besi-porifirin-protein.
Hemoglobin memiliki fungsi sentral dalam fisiologis untuk mengikat, membawa, dan mengantarkan oksigen ke jaringan. Hemoglobin disintesis bersamaan dengan perkembangan eritrosit. Hemoglobin memiliki berat molekul sebesar 64kDa (Weiss dan Wardrop, 2010).
21
Hemoglobin yang terdapat dalam eritrosit dapat bergabung dengan oksigen membentuk oksihemoglobin atau bergabung dengan karbondioksida membentuk karbaminohemoglobin. Gas karbonmonoksida secara toksik mengikat hemoglobin membentuk karboksihemoglobin yang dapat mengurangi kapasitas transport oksigen secara irreversibel. Suatu kondisi dimana tubuh kekurangan Hb disebut anemia. Anemia dapat disebabkan karena berkurangnya jumlah eritrosit dalam sirkulasi darah sehingga mengakibatkan berkurangnya kadar hemoglobin (McKenzie dan Klein, 2000). Nilai hemoglobin pada tikus bervariasi karena dipengaruhi umur, jenis kelamin, dan status kesehatan tikus tersebut. Nilai rentang hemoglobin normal pada tikus betina galur Wistar adalah 13,7-16,8 g/dL (Weiss dan Wardrop, 2010). e.
Hematokrit Hematokrit atau PCV (Packed Cell Volume) merupakan parameter yang
berfungsi untuk mengevaluasi adanya perubahan cairan dan elektrolit dalam darah. Nilai PCV didapat dari perbandingan jumlah total massa eritrosit dengan plasma. Pengukuran PCV memiliki kelebihan yaitu mudah dilakukan, informatif, cepat dikerjakan dengan batas kesalahan yang relatif kecil (Feldman dkk., 2000; Mitruka dan Rawnsley, 1981). Hematokrit menggambarkan proporsi sel darah merah terhadap plasma di dalam darah tepi, bukan di keseluruhan sirkulasi sistemik. Hematokrit tubuh memberikan informasi rasio dari total massa RBC terhadap volume total darah (Mitruka dan Rawnsley, 1981). Nilai PCV sangat berpengaruh terhadap viskositas darah, apabila nilai PCV meningkat (polisitemia) maka viskositas darah juga meningkat sehingga aliran
22
darah yang melalui pembuluh darah juga meningkat dan akan memperberat kerja jantung. Penurunan nilai PCV menandakan gejala anemia, sedangkan peningkatan nilai PCV menandakan gejala polisitemia (Ganong, 1989). Nilai rentang PCV normal pada tikus betina galur Wistar adalah 37,9-49,9% (Weiss dan Wardrop, 2010). f.
Mean Corspular Volume, Mean Corpuslar Hemoglobin, & Mean Corpuslar Hemoglobin Concentration Jumlah
eritrosit,
hemoglobin,
dan
hematokrit
digunakan
untuk
mengkarekteristikkan kondisi eritrosit secara individual, namun agar lebih akurat perlu dibantu dengan mengetahui volume eritrosit, kandungan hemoglobin, dan konsentrasi hemoglobin menggunakan tiga indeks eritrosit yaitu volume eritrosit rata-rata (mean corpuscular volume/MCV), hemoglobin eritrosit rata-rata (mean corpuscular hemoglobin/MCH), dan kadar hemoglobin (mean corpuscular hemoglobin concentration/MCHC) (Mitruka dan Rawnsley, 1981). Anemia menurut morfologinya dibagi menjadi tiga kelas. Kelas pertama adalah anemia normositik normokromik dimana ukuran dan bentuk sel darah merah normal ditunjukkan dengan nilai MCV dan MCHC yang normal. Kelas kedua adalah anemia makrositik normokromik dimana MCV meningkat, MCHC normal. Kelas yang ketiga adalah anemia mikrositik hipokromik dimana nilai MCV rendah dan MCHC rendah (Ciesla,2007). Nilai MCV yang kurang dari batas normal mengindikasikan terjadinya mikrositosis, sedangkan MCV yang lebih dari batas normal mengindikasikan terjadinya makrositosis (Mitruka dan Rawnsley, 1981). Nilai rentang MCV
23
normal pada tikus betina galur Wistar adalah 49,9-58,3 fL (Weiss dan Wardrop, 2010). Nilai MCH dapat digunakan untuk menentukan tipe anemia hipokromik (hemoglobin rendah), normokromik (hemoglobin normal), dan hiperkromik (hemoglobin tinggi). Nilai MCH harus didampingi dengan nilai MCV karena volume sel dapat mempengaruhi konten dari hemoglobin yang terdapat dalam sel, dan nilai MCH dapat berubah tergantung dari MCV (Lichtman dkk., 2010). Nilai rentang MCH normal pada tikus betina galur Wistar adalah 17,8-20,9 pg ( (Weiss dan Wardrop, 2010). Perhitungan nilai MCHC dapat memberikan informasi tentang konsentrasi relatif hemoglobin intraseluler (Ciesla, 2007). Nilai MCHC yang lebih rendah dari normalnya disebut hipokromik (Mitruka dan Rawnsley, 1981). Nilai rentang MCHC normal pada tikus betina galur Wistar adalah 33,2-37,9 g/dL (Weiss dan Wardrop, 2010). 10. Histopatologis Organ Wujud efek toksik digolongkan menjadi tiga, yaitu perubahan biokimiawi, perubahan fisiologi atau fungsional, dan perubahan histopatologis atau struktural (Donatus, 2005). Penelitian ini melihat salah satu wujud efek toksik yang dilihat yaitu perubahan histopatologis atau struktural. Histologi adalah ilmu tentang jaringan tubuh dan cara jaringan ini menyusun organ (Junqueira & Carneiro, 2007). Histopatologi merupakan cabang dari patologi, yaitu ilmu yang dipusatkan untuk menemukan dan mendiagnosis penyakit dari hasil pemeriksaan jaringan. Histopatologi meliputi pemeriksaan
24
jaringan disertai sampel jaringan untuk pemeriksaan mikroskopik. Mayoritas histopatologis dilakukan dari potongan jaringan blok parafin dengan pewarnaan hematoksilin-eosin (Underwood,1999). Hematoksilin memulas inti dan struktur asam lainnya dari sel (seperti bagian sitoplasma yang kaya RNA dan matriks tulang rawan menjadi biru. Sebaliknya, eosin memulas sitoplasma dan kolagen menjadi merah muda (Junqueira dan Carneiro, 2007). Respon histopatologis dapat berupa perubahan morfologi atau struktural dalam berbagai wujud seperti radang, edema, nekrosis, dan lain-lain. Radang merupakan respon fisiologi lokal terhadap cedera jaringan. Radang bukan merupakan suatu penyakit namun manifestasi dari penyakit. Radang dapat menguntungkan karena dapat menghancurkan mikroorganisme serta mencegah penyebaran penyakit. Namun di sisi lain radang juga dapat mengakibatkan distorsi jaringan sehingga mengganggu fungsi jaringan. Edema merupakan kelebihan cairan dalam ruang interseluler jaringan yang secara klinis ditandai dengan pembengkakan menyeluruh dari jaringan yang terkena. Kematian sel atau jaringan pada organisme hidup disebut nekrosis. Nekrosis merupakan suatu proses patologis setelah terjadi cedera sel dan sering mengenai jaringan yang padat (Underwood, 1999). F. Keterangan Empiris Penelitian ini bersifat eksploratif untuk mengetahui pengaruh pemberian suplemen fish calcium dan YGF251 selama 90 hari pada tikus betina Wistar tehadap bobot badan, asupan makanan dan minuman, parameter histopatologis serta hematologis.
