Potensi Sari Ikan Gabus (Channa striata) Sebagai Nutrisi Pencerdas Otak Pada Hewan Uji Mencit Putih (Mus usculus L) Putra Santoso* dan Warnety Munir Jurusan Biologi FMIPA UNAND, Kampus UNAND Limau Manis Pauh Padang, 25161, *e-mail :
[email protected] ABSTRACT An experimental research about nutritious powder of Snakehead fish (Channa striata) effects on cognitive behaviors and brain anatomy of white mice (Mus musculus L) has been conducted during April to November 2011 at Animal Physiology Laboratory Biology Department Andalas University, Padang. It used completely randomized design with five treatments (0 mg/g bw as control, 5 mg/g bw, 10 mg/g bw, 15 mg/g bw, and 20 mg/g bw of nutritious powder of Channa striata) and five replications. Mice were treated everyday with nutritious powder of fish during gestation and stopped at the end of this period. Newborns were reared for a mount before tested for its cognitive behaviors by using William hebb Maze, Curiosity holes, and Morris Water-Maze test procedures. After cognitively tested, every mice was killed by dislocation vertebrae cervicalis then decapitated to dissect of the brain. The brain was moved out to measure its weight, ratio to body size, and its total volume. It was found that snake head fish powder supplement increased the spatial orientation capacity of mice significantly at all of dose levels (5 mg/ g bw, 10 mg/g bw, 15 mg/g bw, and 20 mg/g bw) but has no effect on capacity of memory and curiosity. It also has significant effect on increasing of brain weight (at 5 mg/ g bw to 15 mg/g bw) and decreased the ratio of brain and body weight at all of dose levels but has no effect on brain volume. Key words: Channa striata, mice, cognitive behaviors, brain anatomy, white mice. PENDAHULUAN Ikan gabus (Channa striata: Family Channidae) merupakan spesies ikan yang memiliki kadar gizi tinggi. Spesies tersebut banyak ditemukan di berbagai tipe perairan tawar baik sungai maupun danau. Menurut Suprayitno (2005) kandungan gizi ikan gabus terdiri atas 20% protein, 1.5% lemak, 0.2% karbohidrat, 1.3% mineral dan 77% air. Analisis kualitatif yang dilakukan oleh Jais (2007) mengungkapkan adanya kandungan 17 macam asam lemak diantaranya asam linoleat, DHA, dan arachidic. Beragamnya jenis nutrisi dalam kadar tinggi yang dikandung oleh ikan gabus menjadikannya sebagai kandidat penting suplemen pencerdas otak. Menurut Zamenhof (2004), nutrisi yang kaya akan asam amino
esensial, seperti ikan gabus, sangat penting bagi pembentukan sistem saraf secara sempurna dengan kapasitas memori lebih tinggi. Kendati ikan gabus memiliki potensi gizi yang tinggi bagi pertumbuan dan perkembangan sistem saraf, namun hingga saat ini penelitian-penelitian mengenai hal tersebut masih sangat terbatas. Beberapa penelitian sebelumnya lebih terfokus kepada efek pemulihan luka dan efek antioksidan serta peningkatan kapasitas fisiologis darah (Page-McCaw et al., 2007; Jais et al., 2007, Daud, 2011). Oleh sebab itu, penelitian tentang pemanfaatan ikan gabus sebagai nutrisi pencerdas otak sangat penting untuk dilakukan. Eksplorasi tentang aspek manfaat ikan gabus tersebut dapat memberikan kontribusi penting bagi upaya pemberdayaan sumber daya gizi lokal. Tujuan penelitian ini secara spesifik adalah untuk (1) Mengetahui ada atau tidaknya efek signifikan asupan suplemen sari ikan gabus terhadap kecerdasan kognitif berupa kuriositas dan memori
hewan uji mencit putih, dan (2)
mengetahui efek pemberian suplemen sari ikan gabus terhadap volume total otak, berat total, dan rasio bobot otak dengan berat tubuh mencit putih. Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan landasan kuat bagi pemanfaatan ikan gabus oleh masyarakat luas sebagai sumber gizi bagi kecerdasan otak, sekaligus memacu penelitian-penelitian lainnya yang lebih mendalam. METODE PENELITIAN Penelitian ini telah dilaksanakan sejak April hingga November 2011 di Laboratorium Fisiologi Hewan dan Laboratorium Struktur Perkembangan Hewan Jurusan Biologi FMIPA UNAND, Padang yang dilakukan secara eksperimen menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Perlakuannya berupa dosis sari ikan gabus yang diberikan kepada induk mencit selama periode kehamilan (gestasi) yang terdiri atas : A : 0 mg/g bb/hari (kontrol); B : 5 mg/g bb/hari; C : 10 mg/g bb/hari; D : 15 mg/g bb/hari; dan E : 20 mg/g bb/hari. Hewan uji yang digunakan adalah mencit putih dewasa berusia 2.5 bulan dengan bobot 25-30 gram. Mencit dipelihara dalam kandang dan dikawinkan dengan perbandingan 1 jantan dan 5 betina estrus. Mencit jantan dan betina ditempatkan pada kandang
yang sama selama satu malam kemudian keesokan harinya dilakukan pemeriksaan ada atau tidaknya sumbat vagina (vagina plug) sebagai penanda telah terjadi perkawinan (fertilisasi). Betina yang sudah difertilisasi selanjutnya dipisahkan pada kandang lain dan dijadikan sebagai induk betina yang akan diberi asupan sari ikan gabus sesuai dosis yang telah ditentukan. Setiap harinya mencit diberi makanan berupa pakan ternak lengkap dan minuman secara ad libitum, sementara suplemen sari ikan gabus diberikan satu kali sehari secara oral dengan jumlah sesuai dosis perlakuan selama periode gestasi. Pemberian suplemen segera dihentikan jika induk telah melahirkan, anak-anaknya tetap dipelihara bersama induk tersebut hingga usia satu bulan yang kemudian akan dianalisis kecerdasan dengan dan morfologi otaknya. Pengujian kecerdasan dilakukan dengan tiga teknik analisis perilaku kognitif menurut Drott and Haun (2005) yaitu HebbWilliams Maze, Morris Water Maze dan Curosity Hole. Untuk keperluan analisis otak, mencit ditimbang bobot badannya sebelum dilakukan analisis morfologi otak. Selanjutnya mencit dimatikan dengan cara dislokasi vertebrae cervicalis dan didekapitasi. Pembedahan otak dilakukan dengan membuka rangka cranial dengan alat bedah dan kemudian seluruh bagian otak diangkat dan ditimbang untuk mengetahui bobot otak total. Otak kemudian dihitung volumenya dengan memasukkan dalam tabung ukur volume yang sudah diisi dengan garam fisiologis 0.9%. Data hasil penelitian dianalisis sidik ragamnya dengan menggunakan program Tollpax ver.wind.010. Jika ditemukan nilai signifikan maka dilanjutkan dengan analisis DNMRT pada taraf nyata 5%. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Kecerdasan Uji kecerdasan terhadap mencit percobaan yang diberikan asupan nutrisi selama dalam kandungan telah dilakukan dengan tiga parameter yaitu uji kecerdasan memori (dengan labirin), uji kecerdasan keingintahuan (dengan curiosity holes) dan uji kecerdasan spasial (dengan Water-Maze). Berdasarkan hasil uji kecerdasan memori dengan labirin diketahui bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dengan
kelompok yang diberi asupan sari ikan gabus (Tabel 1). Akan tetapi terdapat kecenderungan peningkatan kecerdasan memori (kendati tidak signifikan) yang diindikasikan dengan semakin cepatnya waktu penyelesaian labirin oleh mencit seiring peningkatan dosis sari ikan gabus yang diberikan. Penyelesaian labirin tercepat terdapat pada kelompok perlakuan dengan dosis tertinggi (20 mg/g bb) yaitu 3, 77 menit sedangkan penyelesaian paling lama adalah pada kelompok kontrol (5, 82 menit). Pengujian kecerdasan berupa keingintahuan (kuriositas) mencit juga memperlihatkan pola yang serupa dimana secara statistik tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dengan kelompok mencit yang diberi asupan sari ikan gabus (Tabel 2). Namun terlihat bahwa terdapat kecenderungan peningkatan (kendati tidak signifikan) yang diindikasikan dengan bertambahnya frekuensi mencit perlakuan melihat kedalam lubang pada alat uji curiosity holes dibandingkan dengan kelompok kontrol. Frekuensi mencit melihat kedalam lubang terbanyak juga terdapat pada kelompok perlakuan dosis tertinggi (20 mg/ g bb) sedangkan yang paling sedikit adalah pada kelompok kontrol. Uji Morris Water-Maze dalam rangka mendeteksi tingkat kecerdasan orientasi spasial mencit
ternyata memperlihatkan perbedaan signifikan secara
statistik antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan (Tabel 3). Peningkatan orientasi spasial mencit seiring dengan peningkatan dosis asupan sari ikan gabus. Mencit yang diberi sari ikan gabus memiliki kemampuan lebih cepat untuk menyelesaikan uji Morris Water-Maze dimana kecepatan tertinggi terdapat pada perlakuan E (dosis asupan 20 mg/g bb) sedangkan yang terendah terdapat pada kelompok kontrol.
Analisis Otak Parameter analisis otak meliputi berat total otak, rasio berat otak dengan berat badan dan volume total otak. Berdasarkan data hasil pengukuran berat otak mencit seperti yang disajikan pada Tabel 4 diketahui bahwa terdapat perbedaan signifikan antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan. Akan tetapi pada perlakuan dengan dosis paling tinggi (20 mg/ g bb) justru tidak terjadi peningkatan bobot
otak yang signifikan (sama dengan kontrol). Bahkan pada perlakuan tersebut lebih rendah dari bobot otak kelompok kontrol. Tabel 1. Rata-Rata Durasi Penyelesaian Labirin (menit) Oleh Mencit Putih Sebagai Bentuk Kecerdasan Memori Rata-Rata Perlakuan Notasi 5,82 A (kontrol) a 5,41 B (5 mg/g bb) a 4,00 C (10 mg/g bb) a 4,45 D (15 mg/g bb) a 3,77 E (20 mg/g bb) a Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Tabel 2. Rata-Rata Frekuensi Mencit Melihat Ke Dalam Lubang Pada Uji Curiosity Holes Sebagai Bentuk Keingintahuan (Curiosity) Perlakuan Rata-rata Notasi A (kontrol) 22,6 a B (5 mg/g bb) 27,4 a C (10 mg/g bb) 26,0 a D (15 mg/g bb) 29,6 a E (20 mg/g bb) 30,2 a Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Tabel 3. Rata-Rata Kecepatan Mencit Putih (menit) Dalam Menyelesaikan Uji Morris Water Maze Sebagai Bentuk Kecerdasan Orientasi Spasial Perlakuan Rata-rata Notasi A (kontrol) 2,40 a B (5 mg/g bb) 1,33 b C (10 mg/g bb) 0,78 bc E (15 mg/g bb) 0,36 c D (20 mg/g bb) 0,34 c Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Rasio berat otak dengan berat badan juga memperlihatkan perbedaan yang signifikan secara statistik antara kelompok perlakuan dengan kelompok kontrol (Tabel 5). Rasio berat otak dengan berat badan tertinggi ditemukan pada kelompok kontrol sedangkan yang terendah adalah pada kelompok perlakuan E (dosis 20 mg/g bb). Dari Gambar 5 juga terlihat bahwa asupan sari ikan gabus memberikan efek yang selaras dengan tingkatan dosisnya. Semakin tinggi dosis yang diberikan, semakin rendah rasio berat otak dengan berat badannya. Akan tetapi, pola tersebut tidak begitu beraturan karena rasio berat otak dengan berat
badan justru lebih kecil pada perlakuan dengan dosis rendah (5 mg/g bb) dibandingkan dengan dosis yang lebih tinggi (10 mg dan 15 mg/ g bb). Hal tersebut mengindikasikan bahwa asupan sari ikan gabus dosis rendah sudah cukup mampu untuk meningkatkan massa komponen seluler dari otak mencit. Analisis terhadap volume otak memperlihatkan pola yang berbeda dengan dua parameter lainnya yang dikaji terhadap otak mencit. Semua tingkatan dosis asupan sari ikan gabus tidak memberikan efek yang signifikan terhadap volume otak Tabel 6). Akan tetapi terdapat kecenderungan peningkatan volume dibandingkan dengan kelompok kontrol. Tabel 4. Rata-Rata Berat Otak Mencit (g) Perlakuan C (10 mg/g bb) B (5 mg/g bb) D (15 mg/g bb) A (Kontrol) E (20 mg/g bb)
Rata-rata 0,4276 0,4198 0,4158 0,4066 0,3886
Notasi a a a ab b
Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Tabel 5. Rata-Rata Rasio Berat Otak dengan Berat Badan Mencit Percobaan Perlakuan A (Kontrol) D (15 mg/ g bb) C (10 mg/g bb) B (5 mg/ g bb) E (20 mg/g bb)
Rata-rata 0,0174 0,0158 0,0142 0,0141 0,0137
Notasi a b c c c
Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Tabel 6. Rata-Rata Volume Otak (ml) Mencit Percobaan Perlakuan A (kontrol) B (5 mg/g bb) C (10 mg/g bb) D (15 mg/g bb) E (20 mg/g bb)
Rata-Rata 3,680 3,800 4,000 3,996 4,000
Notasi a a a a a
Keterangan : angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama adalah tidak berbeda nyata (DNMRT p 5%)
Jika dilihat dari hasil analisis tiga parameter kecerdasan seperti yang telah dipaparkan sebelumnya, dapat diketahui bahwa asupan nutrisi ikan gabus hanya
mampu
meningkatkan kecerdasan orientasi
spasial tetapi belum dapat
memberikan efek signifikan terhadap peningkatan kecerdasan memori dan kuriositas. Terdapat kecenderungan bahwa peningkatan dosis asupan sari ikan gabus akan memberikan efek peningkatan kecerdasan kognitif mencit percobaan maka dapat ditafsirkan bahwa tingkatan dosis yang diperlukan harus lebih tinggi dari 20 mg/ g bb. Menurut Zamenhof et al. (2004) kadar nutrisi yang diperlukan untuk meningkatkan kecerdasan secara signifikan akan sangat tergantung kepada waktu pemberian dan komposisi dari nutrisi yang diberikan tersebut. Pemberian ideal adalah sejak fase pementukan saraf (neurulasi) dalam uterus hingga fase perkembangan otak tahap akhir pasca natal. Sedangkan komposisi nutrisi yang baik adalah nutrisi dengan kadar asam amino dan asam lemak yang seimbang. Barkhooy (2007) juga menyatakan bahwa perhitungan dosis asupan nutrisi yang tepat juga sangat menentukan seberapa besar peningkatan kecerdasan yang akan terlihat. Berdasarkan keseluruhan hasil analisis otak dimana nutrisi ikan gabus telah dapat meningkatkan berat otak dan rasio berat otak dengan berat badan tetapi belum dapat menambah volume total otak mencit secara signifikan, maka terdapat indikasi bahwa sari ikan gabus mempunyai efek positif terhadap perkembangan otak. Akan tetapi dosis asupan yang ideal semestinya lebih tinggi dari 20 mg/g bb. Peningkatan bobot otak dan volumenya menurut Cromie (2010) telah terbukti memiliki korelasi nyata terhadap peningkatan massa seluler dari komponen otak. Otak dengan asupan nutrisi yang ideal terutama berupa bahan dasar protein dapat mengalami kemajuan dengan penambahan bobot total dan ketebalan korteks cerebrum. Korteks cerebrum adalah bagian pusat intelejensi yang memegang peranan penting dalam peningkatan kapasitas kecerdasan. Jika dihubungkan antara hasil uji perilaku dengan hasil analisis otak maka dapat diketahui bahwa kelompok mencit yang mendapat asupan sari ikan gabus memperlihatkan kecenderungan lebih cerdas dan memiliki kondisi otak lebih baik daripada kelompok kontrol. Aspek yang sangat nyata hubungannya adalah dalam
hal kecerdasan orientasi spasial, dimana pada dosis asupan sari ikan yang lebih tinggi terlihat bahwa kemampuan orientasi spasialnya meningkat dan bobot otak juga meningkat serta rasio otak terhadap berat badan semakin kecil. Hal ini menjadi indikasi kuat bahwa sari ikan gabus memang berpotensi sebagai nutrisi yang dapat meningkatkan kapasitas anatomis dan fisiologis otak. Hal tersebut dimungkinkan karena dalam sari ikan gabus terkandung berbagai nutrisi penting untuk pertumbuhan dan perkembangan otak. Menurut Zuraini et al. (2006) dalam daging ikan gabus terkandung protein yang tinggi dan asam lemak arachidonic acid (AA) dan docosahexaeonic acid (DHA) yang sangat dibutuhkan selama pertumbuhan otak. Hasil analisis yang dilakukan oleh Suprayitno (2011) juga telah menemukan bahwa di dalam ikan gabus terkandung 17 macam asam lemak dan 15 macam asam amino. Kandungan asam lemak dan asam amino yang beragam dan dalam kadar tinggi tersebut akan sangat bermanfaat dalam rangka memacu pembentukan otak dengan kapasitas struktural dan fisiologis yang lebih tinggi. SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaksanakan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut (1) Asupan sari ikan gabus dapat meningkatkan kecerdasan orientasi spasial mencit secara signifikan pada semua tingkatan dosis (5, 10, 15 dan 20 mg/ g bb) tetapi belum dapat meningkatkan kapasitas memori dan keingintahuan (kuriositas) dan (2) sari ikan gabus dapat meningkatkan bobot total otak secara signifikan pada dosis asupan 5 hingga 15 mg/g bb dan meningkatkan rasio berat otak dengan berat badan pada semua tingkatan dosis tetapi belum mampu memberikan efek terhadap volume total otak. Penelitian selanjutnya sebaiknya ditekankan kepada konfirmasi histologis dan seluler terhadap jaringan otak dan pengukuran total sel dan juga dengan menganalisis aspek kuantitatif DNA dari jaringan otak mencit yang diperlakukan.
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih atas dukungan dana dari anggaran DIPA UNAND 2011 sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Nomor : 05/UN.16/ PL/DM/III/ 2011 Tanggal 20 April 2011.
DAFTAR PUSTAKA
Astawan, M. 2009. Ikan Gabus Dibutuhkan Pascaoperasi. Nutrition Mon. (2): 1-2 Barkhooy, P. 2007. Fatty Acid Are Needed for Brain Growth and Development. J. of Ped. 120(4). p2. Cromie, W. J. 2010. Genes Found that Regulate Brain Size : One Increase, The Other Decreases. President and Fellows of Harvard College. Daud, C.K.D. 2011. Antioxidant Properties of Channa Striatus (Haruan). Matrix Joomial. No. GS18436. p.4 Drott, J. and F. Haun. 2005. A New Behaviour test for Distinguishing Spatial Learning Deficits from Complex Learning Deficits in Aged-Rodents. 5th International Conference on Methods and Techniques in Behavioral Research, 30 August - 2 September 2005, Wageningen, The Netherlands. Jais, A.M.M. 2007. Pharmacognosy and Pharmacology of Haruan (Channa striatus), a medicinal fish with wound healing properties. Bol. Latinoam.Caribe Plant.Med.Aromaticas Vol. 6 (3): 51-60 Jais, A.M.M., R. Fung, E. Bosi, C. Platell, R.McCauley, K.Croft. 1998. Preliminary Evidence on the Potential of Haruan. Malay. Appl. Biol. 27:50-51 Kidd, P.M. 2007. Omega-3 DHA and EPA for Cognition, Behaviour, and Mood: Clinical Findings and Structural-Functional Synergies withh Cell Membrane Phospholipids. Alternative Medicie rev. Vol.12 (3): 207-227 Kottelat, M., J.A. Whitten, S. Wiroatmodjo, S.N.Kartikasari. `1998. Freshwater Fishes of Western Indonesia and Sulawesi. Periplus Edition Ltd. Jakarta. Liu, E., S.Shailaja, B.S.Hoo, A.M.M.Jais, T.L.Lee. 2001. Thromboelastographic Assesment of the Effect of Snakehead Fish Extracts on Whole Blood Coagulation. Prog. Anaesthesia Gen.Scient.Symp.Spt. Meschino, J.P. 2008. Essential Fats For Child Brain Development (DHA: Important During Pregnancy and Lactation). Dynamic Chiropractic (2) Vol. 26 Issue 25. P4. Page-McCaw, A., A.J.Ewald, Z. Werb. 2007. Matrix Metalloproteinases and The Regulation of Tissue Remodelling. Nat.Rev. Mol. Cell.Biol. 8(3): 221233. Samidah, I. 2008. Konsumsi Albumin Ikan Gabus Pada Balita. Laporan Riset Tahun Anggaran 2008. Balitbangda Sulawesi Selatan. Steel, R. G. D., J. H. Torrie. 1995. Prinsip dan Prosedur Statistika. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Stith, B. 2006. Developmental Biology Eighth Edition. Sianuer Associate Inc. New York.
Suprayitno, E. 2011. Analisis Asam Amino Dari Ikan Haruan (Channa sp.). Nutritia Edisi 1 (2).p.3 Suprayitno, E. 2005. Kandungan Gizi Ikan Gabus (Channa striata). Berkala Riset Unibraw Vol. 3. p.5 Taslim, N.A. 2008. Pemulihan Fisiologis Pasien Dengan Ikan Gabus. J.Berkala Klinis Unihas 51:24-27 Zamenhof, S., S.M.Hall, L. Grauel, E Van Marthens, and M. Donahue. 2004. Depriviation of Amino Acids and Prenatal Brain Development in Rats. J. Nutrition 104: 1002-1007. Zuraini, A., M.N.Somchit, M.H.Soliha, Y.M.Goh, A.K.Arifah, M.S.Zakaria, N.Somchit, M.A.Rajio, Z.A.Zakaria, A.M.M.Jais. 2006. The Fatty Acid and Amino Acid Composition of Three Lokal Malaysian Channa spp. Fish. Food Chem. 97:674-678.
