Vol. I X No. 2 1981
Bulletin Penelitian Kesehatan Healtl~Studies in Indonesia
LAPORAN PENDAHULUAN RlENGENAI PEND,$RAMAN PERIREN AL DAN METROPATI PADA GERRIL (MERIONES UNGUICULATUS) DISEBABKAN MIKOTOKSIN PENZCILIUM I/IRIDICA TUM Iwan T. Budiarso*, Roedyanto Tjokrosapoct~o,Ir~iiaHassan, Frans Sukardi, T j a n d ~ aTcdjakusuman** dan J o l ~ nF. Tuitc***
Twenty four female gerbils were alloted into 4 groups and each group consisted of 6 animals. Group A was fed with standard diet used as control. Groups B, C and 5 were fed with diets respectively containing 2,5 %, 5 and 10 % concentrations of dried ground cldtures o f Penicillium viridicatum. Three gerbils from each group were killed at the end of 5 and I2 week feeding period respectively. No clinical sign was observed in test groups, other than decrease of body weight. Gross lesions were observed in animals which were killed at the end of 12 week feediizgperiod. Lesions included hj~dropic degeneration, hemorrhages, and necrosis of perirenal fatty tissue. Tlze rcnal parenchyma showed the feature of toxicosis. Microscopic lesions of degeneration, hemorrhages, necrosis and itlflammatoty cells infiltration of penrenal tissue. 71ze kidney showed focal dilatation and collapse o f tubulus.
PENDAHULUAN Penelitian ~nengenai penemuan nietabolit bersifat racun yang dihasilkan oleh berbagai jenis cendawan sebagai surnber penyebab penyakit dan tumbuh ganda pada hewan dan manusia, mernbuka suatu lernbaran bidang baru dalarn ilmu kedokteran. Cendawan-cendawan ini dapat rnencernari berbagai rnacam bahan pokok rnakanan dan biji-bijian komoditi pertanian. Di Indonesia, penelitian rnengenai niikotoksin dan mikokarsinogen belum banyak mendapat perhatian. Hal ini merupakan suatu tantangan yang sungguh-sungguh di antara para ahli kesehatan niasyarakat. Penelitian yang pernah diberitakan niengenai Ilubungan antara pepcernaran makanan oleh mikotoksin dengan kemungkinan timbulnya penyakit atau tumbuh ganda pada hati hanya terbatas pada aflatoksin saja (Pang dkk, 1972, 1974, Pang, 1977, a, 1977 b.). Padahal yang disebut nukotoksin yang dapat rnenirnbulkan penyakit dan tumbuh ganda itu banyak sekali jenisnya. Hal ini sudah pernah dilaporkan oleh BUDIARSO (1978 a,
* ** ***
Staf peneliti, Puslit Kanker dan Pengembangan Radiologi, Badan Litbangkes. Departemen Kesehatan. Bagian Patologi Anatomik, F:.'cultas Kedokteran, Universitas Indonesia. Department of Botany and Plant Pathology, Perdue University, Lafoyette, Indian - U.S.A.
1978 b) sebagai suatu liasil penelitian dan penelusuran kepustakaan. CARLTON, TUITB dan MlSLEVEC (1970) adalah kelompok peneliti yang pertania-tama rnelaporkan niengenai kcracunan P. viridicatum pada niencit. Kelainan patologi1:nya terdiri dari perdarahan dan nekrosa dari hati. Ginjalnya mengalami degencrasi dan nekrosa pada bagian kortck. Di dalam lumen tubuli d i t e ~ n u kan endapan silindcr protein dengan atau tanpa pigmen e~npetlu.Laporan ini telali diteguhkan ole11 hasil pcnelitian dari BUDIARSO dkk ( 1 971 a , 197 1 b) d a n HlJDIARSO(1978 b), Selain mencit, liewan-hew an percobaan lain yang peka terhadap P. viridicatum adalah tikus (CARLTON dan TUITE , 1970 a), marmot dan babi (CARLTON clan TUITE, 1970 b), domba, bebek, dan kera (BUDIARSO, 1975). Pada kesempatan ini penulis melaporkan kelainan patologi anatomik pada gerbil yang disebabkkn mikotoksin P viridicatuin.
BAHAN DAN METODE Biakan Ceizduwan: Seratus ml larutan niedium dari campul-an Czapek, Cora Steep dan Dexirosa dan dite~npatkan kc dalam tabung Erlemcyer yang berukuran 500 ml. Kemudian disuciliamakan pada suhu 131' C selama 15 menit. Se telah dingn, keesokan hariny a diinokulasi dengan spora dari I'erzicilliunz viridicatum
CORRECTION / RALAT
1.
Bulletin Health. Studies In Indonesia/Bulletin Penelitian Kesehatan Vol. IX No. 1 1981. Page/ Halaman 15. Notations
: as printed under Abstract should be printed as a Note
Catatan
: yang dicetak di bawah Abstract seharusnya sebagg catatan.
ABSTRACT Untuk mengetahui penyakit-penyakit apa yang mengancam kesehatan para transmigran diselenggarakan beberapa survai morbiditas di beberapa daerah trnnsmigrasi yang terletak di sekitar jalan raya trans - Sumatera. Penelitian ini adalah rnerupakan hasil salah satu survai di Propinsi Lampung. Dari penghuni kampung-kampung Waspada, Katya Tani, Ogan Baru dun Pagar Dewa diambil darah, faeces dun dahaknya untuk diperiksa. Juga diselidiki nyamuk dun tikus serta ectoparasit yang terdapnt pada tikus-tikus yang tertangkap. Seluruhnya diperiksa 273 orang. Dari 203 sampel tinja, prevalensi Entamoeba histolytia adalah 4%, E. colt 22%, Endolimax nana 9%, Jodamoeba butschlii lo%, Gardia lamblia 2%, Ascaris lumbricoides 59%. Trichuris trichiura 60%, dun cacing tambang 42%. Kecuuli untuk cacing tambang, umur tidak mempunyai pengaruh atas prevalensi rate Bakteria enteropathogen terdapat pada I orang dengan Shi~elladysenteriae, 2 orang dengan Shiaella sonnei, I orang dengan Shinella flexneri, 2 orang dengan Salmonella typhi dun 2 orang dengan Edwardnella tarda. Dari 164 sampel dahak tidak ada satu yang positif akan basil tahan asam. Enam puluh anak anak antara 0 9 tahun diperiksa limpanya dun hanya pada 2 anak (3%)terdapat limpa yang teraba. Dan 273 orang hanya 5 orang (1,8%)mengandung microfilaria dun prevalensi malaria tertinggi terdapat di Karya Tani (6,7%), kebanyakan Plasmodium vivax. Serologis 18% dun 171 orang mempunyai IhY antibody terhadap E. histolytica dun 4% terhadap Toxoplasma ~ondii;agglutinasi tes terhadap Leptospira spp adalah 4% terhadap Pseudomonas Pseudomallei 2% positif Dengan HI tes terhadap arbovirus Grup A (Chikungunya) dun Grup B (Japanese Encephalitis) rnenunjukknn 73,3 - 75% dun 93,3 - 97,I % positif masing-masing. Semua golongan umur menunjukkan angka positif yang tinggi Dengan IFA tes prevalensi antibody positif untuk scrubtyphus dun murine typhus adalah masing-masing 7,6% dun 37,1%. Scrubtyphus serologis positifterdapat paling banyak pada umur 30 tahun ke etas. Tikus yang paling banyak tertangkap adalah e s rattus diardii dun R. exulans dun pada 80% tikus-tikus yang tertangkap (seluruhnya 86 ekor) dijumpai Leptonombidium deliense. 2.
Bulletin Health Studies In Indonesia/Bulletin Penelitian Kesehatan Vol. IX No. 2 1981 Page/Halaman 24.
Dalam judul
: LAPORAN PENDAHUL UAN MENGENAI PENDARAHAN PERIRE-
NAL DAN METROPATI F'ADA GERBIL (MERIONES UNGUICULATUS) DISEBABKAN MIKOTOKSIN PENICILIUM VIRIDICA TUM. Harap diralat menjadi : LAPORAN PENDAHULUAN MENGENAI PERDARAHAN PERIRENAL DAN NEF ROPATI PADA GERBIL (MERIONES UNGUICULATUS) DISEBABKAN MIKOTOKSIN PENICILIUM VIRIDICATUM. : LAPORAN PENDAHUL UAN MENGENAI PENDARAHAN PERIREThe title NAL DAN METROPATI PADA GERBIL (MERIONES UNGUICULATUS) DISEBABKAN MIKOTOKSIN PENICILIUM VIRIDICATUM. Should read
: LAPORAN PENDAHUL UAN MENGENAI PENDARA HAN PERIRE-
NAL DAN NEFROPATI PADA GERBIL (MERIONES UNGUICULATUS) DISEBABKAN MIKOTOKSIN PENICILIUM VIRIDICATUM.
Pendarahan disebabkan P. Viridicatum
yang mengandung kadar masing-masing 2,5 %, 5 % dan 10 %. Semua hewan percobaan ini ditempatkan dalarn kandang plastik yang diberi alas serbuk gergaji. Setiap kandang diisi 2 ekor. Makanan dan air minum diberikan secara ad libitum Kandang dibersihkan dan alas diganti seminggu sekali. Semua hewan percobaan ditirnbarlg berat badannya sebelum percobaan dimulai dan setiap minggu selama masa percobaan.
Biakan ini diinokulasikan pada suhu 23' C selama 2 minggu. Misolia dan sporanya lalu dipisahkan dari cairan sodium dengan melalui kertas saring Whatman No. 1. Lalu biakan cendawan direndam dalam larutan chloroform selama 24 jam. Kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 5 0 ' ~selama 5 hari. Biakan ini lalu digiling sampai menjadi tepung halus. Hewan percobaan darz perlakuan : 24 ekor gerbil betina dewasa dibagi menjadi 4 kelompok. Grup A terdiri dari 6 ekor dan diberi makanan standar. Grup B, C dan D masingmasing terdiri dari 6 ekor dan diberi rnakanan yang dicampur dengan tepung biakan cendawan
Table I
Pemenksaan makroskopik: Masing-masing 3 ekor gerbil dibunuh pada akhir minggu ke-5 dan ke-1 1 untuk pemeriksaan patologi anatomik (Tabel 1).
Jumlah Gerbil yang diperiksa, Rata-rata berat badan, Perdarahan Perirenal dan Kelainan Tubuler Ginjal dari Gerbil yang diberi Makan Berbagai Kadar Tepung Biakan Cendawan Penicilium viridicatum
grup B dan C, dan 2 ekor dari grup D yang dibunuh pada akhir minggu ke-1 1 menunjukkan adanya bercak-bercak perdarahan dan nekrosa dari jaringan lemak sekitar ginjal kanan dan kiri. Di sampirig itu, jaringan lernak tersebut juga kelihatan mengalami degenerasi hidropik. Ketiga kapsul ginjal dari ketiga gerbil grup D yang dibunuh pada akhir minggu ke-11, tampak berbintik-bintik keputihan dan aspeknya mengkilat. Perubahan mikroskopik: Perubahan perdarahan, nekrosa dan degenerasi jaringan sekitar ginjal yang terlihat secara makroskopik, diteguhkan ole11 pemeriksaan mikroskopik. Ternyata proses peradangan ini juga ada yang menjalar sampai pada jaringan otot para-lumbal. Perubahan dari parenchyln ginjal ditemukan masing-masing 1 ekor dari grup B dan grup D, dan 2 ekor dari grup C yang dibunuh pada akhir rninggu ke-1 1. Ganlbaran perubahan ginjal dari ketiga grup itu kurang lebih sama.
Pemenksaan mikroskopik: Semua alat-alat tubull seperti jantung, paru, hati, ginjal, limpa, lambung, usus dan pankreas dikumpulkan dan diawetkan dalam laru tan formalin 10 %. Se telah matang, kemudian diproses untuk pembuatan kupe histologi menurut cara yang rutin dan diwarnai dengan hematoxylin dan eosin. I-1ASIL PERCOBAAN
Gejala Winik: Gerbil-gerbil dari kelompok peicobaan lianya mcnunjukkan gejala kurang mau makan dan penurunan berat badan khususnya Grup D. (Tabel 1). Gerbil dari kelompok kontrol tidak menunjukkan gejala-gejala kelainan. Perubahan rnakroskupik: Scmua gerbil, baik dari kelompok kontrol rnaupun dari percobaan yang dibunuh pada akliir minggu ke-5 tidak nampak adanya kelainan dari semua alat-alat tubuhnya. Masing-masing 1 ekor dari 25
lwan
T. Budi:~rso,dhk
dan nekrosa jaringan pel-irenal. Variasi dari kelainan gambar patologi anatomik ini tidak terlalu mengherankan, karena nlungkin sekali jenis strain P. viridicahltn yang dipakai, cara proses pembiaka~l cendawan, dan macam jenis liewan percobaan adalali berlainan atau heterogen, sehingga tidaklah mustaliil bahwa respon yang bervariasi tcrsebut dipengarulii oleh satu atau lebih Ihktor-faktor atau oleh kombinasi dari faktor-faktor yang terdapat dalam percobaan tersebut. Di samping perbedaan gambar patologianatomik daripada mencit, gerbil ini tcmyata jauh resisten. Karena pada mencit yang diberi niakanan 1 0 % P. ~)iridicatunzakan mengalami derajat niortalitas lebili dari 5 0 % dalani jangka waktu 3 m i n g p . Sedangkan gerbil pada penelitian ini tidak ada yang mati setelah diberi makan P. viridicatum dengan kadar yang sama selama 1 1 minggu.
Perubahan ginjal ini terdiri dari tlegcncrasi albumin bagian tubuli kontorti dan dilatasi tubuli terutama di bagian kortek. Dilatasi tubuli ini sifatnya lokal dan penyebarannya secara acak. Epitcl dari tubuli yang mengalami dilatasi it11 kelihatan rnenjadi pipill. Sedangkan tubuli nonnal yang terletak di sebelahnya nienjadi kolaps dan atrofi, selingga tanipak seperti jaringan parenchyrn yang hiperseluler. Alatalat tubuh lainnya seperti jantung, paru, hati, limpa, lambung, usus dan pankreas tidak menunjukkan perubahan.
DISKUSI Penelitian niengenai keracunan berbagai jenis hewan percobaan yang disebabkan oleh niikotoksin P. viridicatum sudah banyak dilaporkan (BUDIARSO dkk., 1969, 1970, 1971 a, 1971 b , 1976; BUDIARSO, 1975, 1978 b , CARLTON dkk.. 1968, 1970, CARLTON and TUITE, 1970 a , 1970 b , KROGH dan HASSELAGER, 1969, FRlIS dkk., 1969, KROGH, 1970) dan ternyata kepekaan reaksinya bervarias~. Dari sekian banyak jenis liewan yang pcrnah dicoba, ternyata mcncit adalali hewan pcrcobaan yang p a l ~ n gpcka. Pada iiic~lcit secara konsisten ditemukan kerusakan pada hatinya dan juga seringkali disertai perubahan pada ginjalnya.
Mikotoksin lain, sepeltl aflatox~nd a ~ icitrinin telah dilaporkan sebagai bahan yang bersifat nefrotoksik (KINOSITA dan SHIKATA, 1964, NEWBERNE dkk, 1964), akan tetapi keracunan mikotoksin pada penelitian gerbil dapat dibedakan dari aflatoxicosis atau keracunan cirrinin. Karena pada yang akllir ini tidak ditemukan pendarallan dari nekrosa pada jaringan perircn.1. Bi samping itu, mikotoksin dari strain P. viridicattrm yang digunakan dalam penelitian ini belum diketahui zatnya. Mikotoksinnya terkandung di dalam mycelia dan sporanya dan bukan di dalaln media biakannya (BUDIARSO dkk., 1969). Juga pada pemeriksaan arialisa secara kromatografi, bahwa biakan P. viridicaturn tidak mengandung aflatoxin (MISLIVEC dkk, i968).
spa
Perubahan makroskopik dan mikroskopik dari gerbil pada penelitian ini yang paling nyata adalah pendarahan dan nekrosa daripada jaringan sekitar ginjal dengan disertai degenerasi dan dilatasi tubuli ginjal. Perubahan patologianatomik yang akhir-akhir ini mirip seperti dari kelainan ginjal yang pernah dilaporkan pada mencit (BUDIARSO dkk., 1970, 1971, CARLTON dkk., 1968, 1970), pada tikus (CARLTON dan TUITE, 1970 a , KROGH dan HASSELAGER. 1979), pada marmot (CARLTON dan TUITE, 1970 a) dan pada babi, (CARITON dan TUITE. 1970 a. KROGH dan HASSELAGER, 1969, ELLING dan MOLLER, 1973), sekalipun perubahan makroskopiknya pada gerbil yang paling menonjol adalah pendarahan
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Dr.D.T. Dcniis , Ketua U.S. Naval Medical Research Unit, Detachment-?,, Jakarta, yang telah menyurnbangkan hewan gerbil yang digunakan untuk pcnelitian ini.
KEPUSTAKAAN
2. Budiarso, I.T., Carlton, W.W. and Tuite J.: Pliototoxic syndrome induced in mice by rice cultures of Perzicillium ~liridicatum and exposurc t o sunlight. Path, Vet. 7 : 531 546 (1970).
1. Budiarso, I.T., Carlton, W. W. and Tuite, J.: Hepatorenal damage in mice iqduced by Penicillium viridicatum cultures, mycelia, and chloroform extracts. Fed. Proc. 2 8 : 304. (1969).
26
3,
Invesligatio~i ol sorne cultural corltlitioris o ~ itoxigc~licityof Pc,nicilli~ir~r ~jiritlicutlltl~.Tosicol. Appl. Pharin. 2 0 : 104 205 (Ic)71 a!. 4. -----------------------: Invcsticatio~l of dose, age, ancl tluratron of' a~l~ili~list!-atiori o n tlie hepatorenal da111:lge induced in riiice by cultural p~.oducts of Per7icilli1rm viridicatur?l. Toxicol. Appl. Pllarn~.30 : 357379 ( 197 1 13). 5. Budiarso, I.T., Da~nlluri, A., I-lernomoadi dan K~unawas, W.: blikotoksikosis p ~ u ' l ayam kutuk discbahkan ole11 P ~ ' r l i c i l l i ~ l ~ ~ r ~jiridicantri~Ilemcr;~ Zoa. 6 9 : 23--28 (1 976). 0. Budial-so, I.T.: Aplast~c nnclnia in anirnals W? e 111in ducc d by I~~~~zicilliunr ~iYididufz~ tures and rnycelia. Paper presented at the Third Meeting of the Asian-Pacific Division of the International Society o f Haematology, Jakarta,8 12 June, 197.5. 7 . Bildiarso, 1.T.: Mikotoksiktais dan niikokarsinoget~esis pada liewall dari ~iianusia. Medika No. 9, tli. 4 , 3 7 7 -- 3 8 3 (1978 a). 8. -------------------: I'ercobaan penyakit hati menallurl pacla nicncit yang disebabkan ~nikotoksinPcwic.illiut?l ~~iridic:utz~t?z Kunip~llan Naskah Ilmiah Sinlposium Nasional Pcnyakit l-lati Mer~ahun. Ed. Pang, R.T.L., Sjafocllal~ Noer, 11. clan Sulaiman, tl. A. Hai. S7 - 9 3 (1'378 b). 9 . Carltoll, W.W. ;111tlTuitc, J . : hlycotc?xicosis inducetl in guinea pigs and rats by corn cul turcs of' I'crlic.illilr~?li7zrio'icahlt~z.Toxicol. Appl. Fharni. 16, 345 36 1 (1 970a). 10. -------------: Nephropatlly anti ecle~iiasyndrome induced in nliniatnrc swine by corn cultures of Penicillium viridicaturn. Path. Vet. 7: 08 - 8 0 (1970 b). I I . Carlton, W.W., Tuitc, J . arid h~lislivec.P.: Investigations of tlie toxic effects in mice of ccitriirl species of I'cnicillium. Toxicol. Appl. Pliarrii. I 3 : 372 - 387 (1968). 12. --------------- : Pathology of the toxicosis produced ill ~iiiceby cultulcs of Pc~izicillium ~~iri~lic~uturrz. 1'1 oc. 1st 1J.S. -- Japan Conf. on 'Toxic Mict.oorganis~iis+ klonolulu, FIaw~~ii. Hal. 9 4 ( 1970). 13. Elling. F;. ;in~lMollcr, T.: Mq,~.otoxicnc----.--..----------.-.
-
--
pliropathy in pigs. Bull. World Health Ors a n . 4 9 : 41 1 4 1 8 (1973). 14. FI-iis, P., Hassclager, E. and Krogh, P. Isolation of citrini~i and oxalic acid from P t ~ r i i c i l l i ~viridicatunl ~~z Westling and their ~ieplirotoxicity in rats and pigs. Acta Path. Microbiol. Scand. 7 7 : 559 - 5 6 0 ~1069). 15. Krogh, P. and Hasselager, S.: Studies on fungal ~icphrotoxicity.Ma1. 198 - 214. Year book, Royal Vet. and Agri. College. Conpenhagen, Denmark (1968). 16. Krogli, P.. Ilasselager, E. and Friis, P.: Studies on fungal nephrotoxicity. Acta. Pathol. Scand. 7 8 : 401 - 4 13 (1 970). 17. ~ i k o s i t a , R. and Shikata, T.: On texic moldy rice. In: Wogan. G.N.: Mycotoxins in Foodstuffs. pp. 111-132, MIT. Press Cambridge, Mass. (1964). 18. Mislivec, P., Hunter, J.H., and Tuite, J.: Assay for aflatoxin production by the genera Aspergillus and Penieilliunr Appl. Microbiol. 16 : 1053 - 1055 (1968). 19. Newberne, P.M., Carlton, W.W. and Wogan, G.N.: Hepaterna in rats and hepatoren* injury in duckling fed peanut meal or Aspergillus flavus extract. Path. Vet. 1 : 105 - 132 (1964). 20. Pang, R.T.L; Poerwokoesoemo, S.K. and I;aryatli. D.: Aflatoxin and primary cancer of liver in man. A study on 9 cases. Paper presented at the 4 t h Asian Pacific Congress of Gastroenterology. 5-1 2 February 1972. 21. Pang, R.T.L., Musaini and Karyadi, D.: Aflatoxin and primary hepatic cancer in Indonesia. Paper presented a t the 5th. World Congress of Gastroenterology. Mexico 13 - 1 4 October 1974. 23. Pang, R.T.L., : Aflatoxin dalam epidemiologi karsinoma hati primer. Kertas kerja yang dibacakan pada Simposium Nasional Kanker Saluran Makanan, Jakarta, 24 - 2 6 Nopember 1977. 23. Pan?. R.T.L. : The role of aflatoxin in primary liver cancer. Paper presented at the 3rd Asian Cancer Conference, September 26 - 3 0 , 1977; Manila, Philippines.
