Universitas Sumatera Utara

10

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Rhodamin B

2.1.1. Karakteristik Kimia Rhodamin B Rhodamin merupakan senyawa kimia murni yang berbahaya (harmful), terbagi atas rhodamin B, rhodamin 6 G dan rhodamin 123. Struktur kimia rhodamin B dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1 berikut.

Gambar 2.1. Struktur Kimia Rhodamin B ( Brantom, 2005) Rhodamin B memiliki nama kimia N-[9-(2-Carboxyphenyl)-6-(diethylamino)3H-xanthen-3-ethyethanaminium

chlorida.

Sinonimnya

adalah

tetra

ethylrhodamine, D & C Red No.19, Rhodamine B Chloride, C.l. Basic Violet 10, C. l. 45170 dengan rumus molekul : C28H31N2O3Cl. Bobot Molekul (BM) : 479,02 dan Titik Lebur : 165 °C. Nomor CAS:81-88-9. Nomor IMIS:

Universitas Sumatera Utara

11

0848. Kelarutan: sangat larut dalam air dan alkohol, sedikit larut dalam asam hidroklorida dan natrium hidroksida (Merck Index, 2006). Di Indonesia, berdasarkan Peraturan Menkes RI No.722/Menkes/Per/ IX/1988 dan Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan (POM) No.00366/C/ II/1990 menyatakan bahwa rhodamin B termasuk dalam 30 zat pewarna bahan berbahaya yang tidak boleh terdapat di dalam obat, makanan dan kosmetik (Menkes RI, 1985; Ditjend POM Depkes RI, 1990). Rhodamin B merupakan zat pewarna sintetis berbentuk serbuk kristal berwarna kehijauan, dalam bentuk larutan pada konsentrasi tinggi berwarna merah keunguan dan konsentrasi rendah berwarna merah terang (Trestiati, 2003; Merck Index, 2006). Termasuk golongan pewarna xanthenes basa, dan terbuat dari meta-dietilaminofenol dan ftalik anhidrid, suatu bahan yang tidak bisa dimakan (Nainggolan dan Sihombing, 1984) serta sangat berfluoresensi (Merck Index, 2006). Rhodamin B digunakan sebagai pewarna kertas, kapas, wool, serat kulit kayu, nilon, sabun dan industri tekstil sebagai pewarna bahan kain atau pakaian (Merck Index, 2006) dan dalam laboratorium digunakan sebagai pereaksi (reagensia) untuk identifikasi plumbum, bismuth, kobalt, merkuri (Cu), mangan (Mg), thalium (Th) dan sebagai bahan uji pencemaran air (CTFA, 1991).


12

2.1.2. Dampak Rhodamin B

Rhodamin B merupakan zat warna yang berbahaya yang sampai sekarang masih banyak disalahgunakan dalam mewarnai berbagai makanan dan minuman. Analisis yang menggunakan metode destruksi yang dilanjutkan dengan metode spektrofometri, telah diketahui bahwa sifat racun rhodamin B tidak hanya disebabkan senyawa organik, tetapi oleh karena kontaminasi senyawa anorganik terutama timbal dan arsen (Subandi, 1999). Dengan terkontaminasinya rhodamin B dengan kedua unsur tersebut, menyebabkan rhodamin B berbahaya jika digunakan sebagai pewarna pada makanan, obat maupun kosmetik. Hal ini didukung oleh Winarno (2004) yang menyatakan bahwa timbal memang banyak digunakan sebagai pigmen atau zat pewarna dalam industri kosmetik dan kontaminasi dalam makanan dapat terjadi akibat penggunaan zat pewarna tekstil tersebut. Di dalam struktur rhodamin B terdapat ikatan dengan senyawa klorin (Cl) dimana atom klorin tergolong sebagai senyawa halogen dan sifat halogen yang berada di dalam senyawa organik sangat berbahaya dan memiliki reaktivitas yang tinggi untuk mencapai kestabilan dalam tubuh dengan cara berikatan terhadap senyawa-senyawa di dalam tubuh yang menimbulkan efek toksik dan memicu kanker pada manusia (Kusmayadi dan Sukandar 2009). Juga senyawa Alkilating (CH3-CH3 ) dan bentuk struktur kimia yang poli


13

aromatik hidrokarbon (PAH) dimana bentuk senyawa tersebut bersifat sangat radikal, menjadi bentuk metabolit yang reaktif setelah mengalami aktivasi dengan enzim sitokrom P-450. Bentuk radikal ini akan berikatan dengan protein, lemak dan DNA (Levi,1987 ; Zakaria et al., 1996). Beberapa dari hasil penelitian uji toksisitas menunjukkan rhodamin B memiliki LD50 lebih dari 2000mg/kg, dan dapat menimbulkan iritasi kuat pada membran mukosa (Otterstätter, 1999 dalam Wirasto, 2008) sedangkan pada hewan percobaan tikus ditemukan bahwa dosis lethal LD50 per-oral sebesar 887mg/kg, dan dosis terendah sebesar 500mg/kg (RTECS, 2005). Menurut Parodi et al., (1982), LD50 per-oral pada tikus 90mg/kgBB. Sedangkan menurut Singh et al., (1987) LD50 per-oral pada tikus yaitu lebih besar dari 10,56mg/kgBB dan secara intra vena pada tikus LD50 sebesar 89,5 mg/kgBB (Merck Index, 2006). Rhodamin B bersifat karsinogenik dan genotoksik (Brantom, 2005). Dampak mengkonsumsi rhodamin B dalam jumlah besar dan berulangulang akan terjadi penumpukan dalam tubuh yang dapat menimbulkan iritasi pada mukosa saluran pencernaan, dan bila terhirup dapat mengiritasi saluran pernafasan, iritasi pada kulit, mata tampak kemerahan dan udem (Yulianti, 2007), serta menimbulkan kerusakan pada organ hepar, ginjal maupun limpa (Trestiati, 2003; Lee et al., 2005). Pemberian rhodamin B secara subkutan pada hewan mencit dan tikus dapat menimbulkan sarkoma, pembesaran organ


14

hati, ginjal dan limfa yang diikuti perubahan anatomi berupa pembesaran organ (Merck Index, 2006). Nainggolan dan Sihombing (1984) menyatakan bahwa pemberian rhodamin B dan metanil yellow per-oral pada mencit selama 16 minggu menunjukkan perubahan gizi yang buruk, semua simpanan lemak di dalam tubuh habis, hepatoma, perubahan ginjal di bagian pielum dan bagian korteks yang menipis. Menurut International Agency for Research on Cancer (IARC) tahun 1978, pemberian rhodamin B per-oral dalam kosentrasi 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0% setelah 18 minggu terlihat pertumbuhan berat badan yang lambat pada tikus sedangkan dalam konsentrasi 2,0% mengakibatkan semua hewan tikus mati pada hari ke 42 (minggu ke-6) akibat kerusakan multiorgan. Dengan mengetahui bahaya akibat zat pewarna rhodamin B, hal-hal yang harus dilakukan untuk menghindari produk makanan yang menggunakan zat perwarna bahaya harus diperhatikan bahwa : (1) setiap pembelian produk makanan baca jenis dan jumlah pewarna yang digunakan dalam produk tersebut; (2) perhatikan label pada setiap kemasan produk dan pastikan di label tercantum izin dari BPOM (Badan Pengawas Obat dan Makanan) yang tertulis “POM dan nomor izin pendaftaran” dan bila produk tersebut hasil industri rumah tangga harus ada nomor pendaftaran yang tertulis : “P-IRT dan nomor izin pendaftaran”; (3) produk makanan yang tidak dikemas secara khusus, sebaiknya pilih makanan atau minuman yang warnanya tidak terlalu


15

mencolok, karena kemungkinan warna tersebut berasal dari bahan pewarna bukan makanan (non food grade) seperti pewarna tekstil. Perbedaan warna makanan yang menggunakan zat perwarna makanan dan bukan pewarna makanan (rhodamin B) akan terlihat dari karakteristik warnanya antara lain : (1) Warna makanan kelihatan cerah beraneka warna sehingga tampak menarik, dalam bentuk larutan/minuman warna merah berpendar atau, (2) Banyak memberikan titik-titik warna karena tidak homogen (seperti pada kerupuk dan es putar), (3) Ada sedikit rasa pahit (terutama pada sirup, limun), (4) Tenggorokan terasa gatal setelah mengkonsumsi makanan tersebut, (5) Berbau tidak alami sesuai makanannya, (6) Saat diolah, tahan terhadap pemanasan (direbus/goreng warna tidak pudar), (7) Harganya murah, contohnya: harga saus yang hanya dijual dengan harga 800 rupiah per botol (Winarno, 2004; Syah, 2005). Alasan penambahan zat pewarna pada makanan biasanya adalah untuk memberi kesan menarik bagi konsumen; menutupi kualitas yang rendah dari suatu produk yang sebenarnya tidak layak digunakan; untuk menutupi perubahan warna akibat proses pengolahan dan selama penyimpanan; serta untuk menjaga rasa dan vitamin yang mungkin akan terpengaruh sinar matahari selama produk disimpan (Syah, 2005).


16

Terlepas dari semua keterbatasan yang ada pada zat pewarna alami, dari segi kesehatan jelas pewarna sintetik rhodamin B tidak diperkenankan dikonsumsi karena bukan pewarna makanan dan sangat berbahaya bagi kesehatan oleh karena itu pewarna alami merupakan pilihan yang terbaik.

2.2.

Ginjal

2.2.1. Anatomi dan Histologi Ginjal

Ginjal terletak pada dinding posterior abdomen di daerah lumbal, di sebelah kanan dan kiri tulang belakang dibungkus lapisan lemak, dibelakang peritonium (Price dan Wilson, 2006). Ginjal merupakan sepasang organ yang besar, berbentuk seperti kacang dengan warna kemerahan. Posisi hati menyebabkan ginjal kanan terletak 1-2cm lebih rendah dibandingkan ginjal kiri. Masing-masing ginjal memiliki berat 130-150gram dengan ukuran panjang 11cm, lebar 4-5cm, dan tebal 3cm (Gartner dan Hiatt, 2007). Permukaan ginjal licin dan terdapat di dalam suatu kapsul yang dikelilingi lemak perinefrik dan fasia Gerota (Chandrasoma dan Clive, 2005). Bila massa ginjal membesar, ini ditandai pergeseran lemak di sekitar ginjal (Effendi dan Markum, 2007). Sisi medial ginjal berbentuk cekung dan sisi lateralnya cembung. Sisi cekung medial (hilum) ginjal merupakan tempat masuknya saraf, keluar masuknya pembuluh darah dan pembuluh limfa, serta keluarnya ureter (Junqueira dan Carneiro, 2007).


17

Ginjal diliputi oleh kapsula ginjal yang terdiri atas jaringan penyambung padat. Bagian luar ginjal disebut korteks dan bagian dalam medula. Pada bagian medula banyak terdapat nefron (unit fungsional ginjal) yang terdiri dari korpus renal, tubulus kontortus proksimal, ansa henle dan tubulus kontortus distalis. Setiap korpus renal berdiameter 200μm dan terdiri atas seberkas kapiler glomerulus yang dikelilingi oleh kapsula bowman (Junqueira dan Carneiro, 2007). Berikut gambar struktur mikroanatomi ginjal.

Gambar 2.2. Struktur Umum Histologis Ginjal (Focosi, 2009)


18

Gambar 2.3. Kortek Ginjal : Aparatus Jukstaglomerular (Eroschenko, 2003) Glomerulus adalah organ epitelio-vaskuler yang berfungsi untuk filtrasi ultra dari plasma. Kecuali infundibulum yang mengandung arteriol aferen dan eferen, glomerulus secara keseluruhan tertutup oleh kapsula bowman yang berbentuk mangkok dan dilapisi sel epitel parietal. Kapiler glomerulus dilapisi oleh lapisan endotelium, berlubang pori-pori dengan diameter kurang lebih 100nm dan terletak pada membrana basalis. Di bagian luar membrana basalis adalah sel epitel viseral atau podosit (Robbins et al., 2007). Pada kutub urinarius dari korpuskulus renal, epitel gepeng dari lapisan parietal kapsula Bowman berhubungan langsung dengan epitel silindris dari tubulus kontortus proksimal. Tubulus kontortus proksimal lebih panjang dari tubulus kontortus distal dan karenanya tampak lebih banyak dekat korpuskulus renal dalam labirin korteks. Tubulus proksimalis dilapisi oleh epitel selapis kuboid atau silindris dan sel-sel epitel ini memiliki sitoplasma


19

asidofilik yang disebabkan oleh adanya mitokondria panjang dalam jumlah besar. Apek sel memiliki banyak mikrovili dengan panjang kira-kira 1μm, membentuk suatu brushborder yang menambah luas permukaan penyerapan (Guyton dan Hall, 2007; Junqueira dan Carneiro, 2007). Karena selnya besar, setiap potongan melintang tubulus proksimal hanya mengandung 3-5 inti bulat, biasanya terletak pada pusat sel. Pada hewan hidup, tubulus proksimalis memiliki lumen lebar dan dikelilingi oleh kapiler peritubular. Tubulus kontortus proksimal berfungsi dalam mengabsorbsi kembali zat-zat yang tersaring misalnya albumin, protein kecil dan non protein seperti karbohidrat (Leeson et al., 1996). Pada sajian histologi brushborder tampak tidak teratur dan lumen kapiler peritubular sangat mengecil atau kolaps (Junqueira dan Carneiro, 2007; Leeson et al., 1996).

Gambar 2.4. Potongan Korteks Renal (PCT=Proximal Convoluted Tubules DCT=Distal Convoluted Tubules) (Robbins et al., 2007).


20

Sel epitel tubulus proksimal sangat peka terhadap anoksia dan rentan terhadap toksik. Banyak faktor yang memudahkan tubulus mengalami toksik, seperti permukaan bermuatan listrik yang luas untuk reabsorbsi tubulus, sistem transport aktif untuk ion dan asam organik, kemampuan melakukan pemekatan secara efektif, selain itu kadar sitokrom P450 yang tinggi untuk mendetoksifikasi atau mengaktifkan toksikan (Cotran et al., 2003). Tubulus kontortus proksimalis berlanjut sebagai ansa henle. Ansa henle adalah struktur berbentuk ‘U’ terdiri atas ruas tebal desenden, dengan struktur yang sangat mirip tubulus kontortus proksimalis, sedangkan ruas tipis desenden, ruas tipis asenden, dan ruas tebal asenden, yang strukturnya sangat mirip tubulus kontortus distal. Di medula bagian luar, ruas tebal desenden dengan garis tengah luar sekitar 60μm, secara mendadak menipis sampai sekitar 12μm dan berlanjut sebagai ruas tipis desenden. Lumen ruas nefron ini lebar karena dindingnya terdiri atas sel epitel gepeng yang intinya hanya sedikit menonjol ke dalam (Junqueira dan Carneiro, 2007). Tubulus kontortus distalis merupakan bagian akhir dari nefron, dilapisi epitel sel kuboid. Disinilah tempat mekanisme yang mengendalikan jumlah total garam dan air tubuh. Tubulus distal mensekresi ion hidrogen dan amonium

kedalam

urin

tubulus

dan

aktifitas

ini

penting

untuk

mempertahankan keseimbangan asam-basa dalam darah (Junqueira dan Carneiro, 2007). Fungsi dari tubulus distal meliputi reabsorpsi bikarbonat dan


21

air, transport atau sekresi ion-ion yang berupa hidrogen, natrium, klorida, amonia, kalsium dan magnesium (Leeson et al., 1996). Pada sajian histologi perbedaan antara tubulus proksimal dan tubulus distal yang keduanya samasama terdapat di korteks didasarkan pada ciri tertentu. Sel-sel tubulus proksimal memiliki brushborder sedangkan tubulus distal tidak terdapat brushborder, lebih asidofilik dan lumen tubulus distal lebih besar, dan karena sel tubulus distal lebih gepeng dan lebih kecil dari tubulus proksimal, maka tampak lebih banyak sel dan inti pada dinding tubulus distal daripada di dinding tubulus proksimal. Kanalikuli dan vesikel apikal yang menandai tubulus proksimal, tidak terdapat dalam sel-sel tubulus distal. Sel tubulus distal memiliki banyak invaginasi membran basal dan mitokondria yang menunjukkan fungsi tranpor-ionnya (Junqueira dan Carneiro, 2007). Berikut gambar histologi tubulus proksimal dan tubulus distal ginjal.

Gambar 2.5. Pewarnaan H-E pada bagian Kortek Renal (Robbins et al., 2007)


22

Price dan Wilson (1995) menyatakan kematian sel yang disebabkan oleh nekrosis tubulus dapat ditandai dengan menyusutnya inti sel atau ketidakaktifan inti sel tubulus. Inti sel tubulus yang tidak aktif dengan pewarnaan Hematoksilin Eosin akan terlihat lebih padat dan gelap bila dibandingkan dengan inti sel tubulus yang normal.

Gambar 2.6. Sel tubulus ginjal normal dan nekrosis (Robbins et al., 2007) Keterangan : A=sel epitel tubulus ginjal normal; B=kerusakan awal iskemik (reversibel); C=Nekrotik sel epitel (irreversibel) Vaskularisasi ginjal berasal dari arteri renalis yang merupakan cabang dari aorta abdominalis. Masing-masing arteri renalis biasanya membelah menjadi arteri segmentalis yang masuk ke hilus renalis, empat di depan pelvis dan satu di belakang pelvis renalis, tersebar ke berbagai segmen ginjal. Arteri segmentalis akan bercabang menjadi arteri lobaris, satu untuk setiap piramid ginjal. Sebelum masuk substansia ginjal, arteri lobaris mempercabangkan dua atau tiga arteri interlobaris. Pada perbatasan korteks dan medula, arteri interlobaris mempercabangkan arteri arcuata yang melengkung sekitar basis


23

piramid. Arteri arcuata mempercabangkan sejumlah arteri interlobularis yang berjalan ke atas dalam korteks. Arteriol aferen glomerulus merupakan cabangcabang arteri interlobularis. Sedangkan pembuluh darah baliknya adalah vena renalis yang bermuara ke vena cava inferior. Persarafan ginjal berasal dari pleksus simpatikus renalis dan tersebar sepanjang cabang-cabang arteri vena renalis. Serabut aferen yang berjalan melalui plexus renalis masuk ke medula spinalis melalui nervus torakalis X, XI, dan XII. Sifat inervasinya adalah vasomotor untuk pembuluh-pembuluh darah (Junqueira dan Carneiro, 2007).

2.2.2. Fisiologi Ginjal Ginjal mengatur komposisi kimia dari lingkungan dalam melalui suatu proses majemuk yang melibatkan filtrasi, absorpsi aktif, absorpsi pasif dan sekresi. Filtrasi terjadi dalam glomerulus, tempat ultrafiltrat dari plasma darah terbentuk. Tubulus nefron terutama tubulus proksimalis mengabsorbsi zat-zat dalam substrat yang berguna bagi metabolisme tubuh, sehingga memelihara homeostatis lingkungan dalam (Junqueira dan Carneiro, 2007).

Filtrasi

memindahkan produk sisa tertentu dari darah ke dalam lumen tubulus, yang dikeluarkan bersama urin. Dalam keadaan tertentu, dinding duktus koligens dapat ditembus air, sehingga membantu memekatkan urin, yang umumnya


24

hipertonik terhadap plasma darah. Dengan cara ini, organisme mengatur air, cairan interselular dan keseimbangan osmotik (Junqueira dan Carneiro, 2007). Ginjal merupakan alat tubuh yang strukturnya amat rumit, berperan penting dalam pengelolaan berbagai faal utama tubuh. Beberapa fungsi ginjal : 1. Regulasi volume dan osmolalitas cairan tubuh Bila tubuh kelebihan cairan maka terdapat rangsangan melalui arteri karotis interna ke osmoreseptor di hipotalamus anterior. Rangsangan tersebut diteruskan ke kelenjar hipotalamus posterior sehingga produksi hormon anti diuretik (ADH) dikurangi dan akibatnya diuresis banyak. 2. Regulasi keseimbangan elektrolit Untuk mempertahankan homeostasis, ekskresi air dan elektrolit seharusnya sesuai dengan asupan. Jika asupan melebihi ekskresi, jumlah zat dalam tubuh meningkat. Jika asupan kurang dari ekskresi, jumlah zat dalam tubuh berkurang. 3. Regulasi keseimbangan asam basa Ginjal turut mengatur asam-basa, bersama dengan sistem dapar paru dan cairan tubuh, dengan mengekskresi asam dan mengatur penyimpanan dapar cairan tubuh. 4. Ekskresi produk metabolit dan substansi asing Ginjal merupakan organ utama untuk membuang produk sisa metabolisme yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh, seperti urea (dari metabolisme asam


25

amino), kreatinin (dari kreatin otot), asam urat (dari asam nukleat), produk akhir pemecahan hemoglobin (seperti bilirubin), dan metabolit dari berbagai hormon. Ginjal membuang banyak toksin dan zat asing lainnya yang diproduksi oleh tubuh atau pencernaan, seperti pestisida, obat-obatan dan makanan tambahan. 5. Fungsi endokrin a. Partisipasi dalam eritropoiesis ; Ginjal mengsekresi eritropoietin, yang merangsang pembentukan sel darah merah. Salah satu rangsangan yang penting untuk sekresi eritropoietin oleh ginjal ialah hipoksia. b. Pengatur tekanan arteri; Ginjal berperan dalam mengatur tekanan arteri jangka panjang dengan mengekskresi sejumlah natrium dan air. Ginjal juga mengatur tekanan arteri jangka pendek dengan mengsekresi faktor atau zat vasoaktif, seperti renin yang menyebabkan pembentukan produk vasoaktif (misalnya angiotensin II). 6. Pengaturan produksi 1,25-dihidroksi vitamin D3 Ginjal menghasilkan bentuk aktif dari vitamin D, yaitu 1,25-dihidroksi vitamin D3. 7. Sintesa glukosa Ginjal menerima sekitar 20% hingga 25% dari curah jantung atau sekitar 1000 hingga 1200 ml/menit untuk difiltrasi. Semua elemen akan mengalami filtrasi, termasuk air, elektrolit, dan nonelektrolit, kecuali untuk sel darah


26

merah dan sebagian besar protein. Transport ion dan molekul melalui peristiwa reabsorbsi dan sekresi di sepanjang tubulus melalui mekanisme transport aktif atau pasif. Molekul-molekul air bergerak secara osmosis jika terdapat gradien konsentrasi ion-ion atau molekul yang melewati membran semipermeabel. Sejumlah dua pertiga dari hasil filtrasi glomerulus diabsorbsi kembali oleh tubulus proksimal, hanya sekitar 1% yang diekskresikan ke urin. Gangguan pada fungsi ginjal dapat diketahui melalui pengukuran beberapa bahan-bahan hasil metabolisme diantaranya adalah ureum (BUN, Blood Urea Nitrogen) dan kreatinin (Guyton dan Hall, 2007). Ureum atau urea nitrogen darah (Blood Urea Nitrogen/BUN) merupakan hasil metabolisme protein normal. Tahapan pembentukan ureum dimulai dengan derivat asam amino ornitin yang bergabung dengan satu molekul karbondioksida dan satu molekul amonia untuk membentuk zat kedua yaitu sitrulin. Sitrulin kemudian bergabung dengan molekul amonia lain untuk membentuk arginin, yang kemudian dipecah menjadi ortinin dan ureum. Ureum berdifusi dari sel hati ke cairan tubuh dan dikeluarkan melalui ginjal berupa urin (Guyton dan Hall, 2007). Kadar ureum yang tinggi dalam tubuh akan bersifat toksik karena sifatnya mendenaturasi protein (Doxey, 1983). Sedangkan kreatinin disintesis di dalam hati dari metionin, glisin dan arginin. Dalam otot rangka, kreatin disfosforilasi membentuk fosforil kreatin, merupakan

simpanan

tenaga

penting

bagi

sintesis

ATP.

Kretinin


27

diekskresikan seluruhnya dalam urin melalui filtrasi glomerulus dan meningkatnya kadar kreatinin dalam darah merupakan indikasi rusaknya fungsi ginjal. Pada hewan mencit kadar normal BUN antara 13,9 – 28,3 mg/dl dan kreatinin antara 0,30 – 1,0 mg/dl (Malole dan Pramono, 1989).

2.2.3. Nekrosis Tubular Akut (NTA) Proses Degenerasi dan Nekrosis Sel Sel adalah unit terkecil yang menunjukkan semua sifat dari kehidupan. Aktifitasnya memerlukan energi dari luar untuk proses pertumbuhan, perbaikan dan reproduksi. Ketika mengalami stres fisiologis atau rangsang patologis, sel bisa beradaptasi mencapai kondisi baru dan mempertahankan kelangsungan hidupnya. Namun bila kemampuan adaptif berlebihan sel mengalami jejas. Dalam batas tertentu bersifat reversibel dan sel kembali ke kondisi semula. Stres yang berat atau menetap menyebabkan cedera ireversibel dan sel yang terkena mati (Cotran et al., 2003). Penyebab cedera sel : deprivasi oksigen, infeksi, reaksi imun, defek genetik, ketidakseimbangan nutrisi, obat-obatan dan bahan kimia (Robbins et al., 2007). Rhodamin B termasuk sebagai bahan kimia dapat menyebabkan jejas sel. Bahan tersebut dapat menyebabkan kerusakan pada tingkat seluler


28

dengan mengubah permeabilitas membran, homeostasis osmotik, keutuhan enzim atau kofaktor dan dapat berakhir dengan kematian seluruh organ. Zat kimia menginduksi cedera sel melalui cara langsung bergabung dengan komponen molekuler atau organel seluler. Pada kondisi ini kerusakan terbesar tertahan oleh sel yang menggunakan, mengabsorpsi, mengekskresi, atau mengonsentrasikan senyawa. Banyak zat kimia lain yang tidak aktif secara intrinsik biologis, tetapi pertama kali harus dikonversi menjadi metabolit toksik reaktif yang kemudian bekerja pada sel target. Bahan kimia misalnya rhodamin B menerima atau mendonor elektron bebas selama reaksi intrasel sehingga mengkatalisis pembentukan radikal bebas. Terdapat 3 reaksi jejas sel yang diperantarai radikal bebas yaitu peroksidase membran lipid, fragmentasi DNA dan ikatan silang protein. Interaksi radikal lemak menghasilkan peroksida yang tidak stabil dan reaktif dan terjadi reaksi autokatalitik. Reaksi radikal bebas dengan timin pada DNA mitokondria dan nuklear menimbulkan rusaknya untai tunggal. Kerusakan DNA memberikan implikasi pada pembunuhan sel dan perubahan sel menjadi ganas. Radikal bebas mencetuskan ikatan silang protein yang diperantarai sulfhidril, menyebabkan peningkatan kecepatan degradasi atau hilangnya aktifitas enzimatis. Reaksi radikal bebas juga secara langsung menyebabkan fragmentasi polipeptida. Empat sistem sel yang paling mudah terkena jejas atau cedera yaitu integritas membran sel, pembentukan


29

ATP, sintesis protein dan integritas apparatus genetik. Dalam keterbatasan sel dapat mengompensasi gangguan tersebut, namun bila cedera persisten atau berlebihan menyebabkan sel melewati ambang batas dan masuk kepada kondisi ireversibel. Keadaan tersebut disertai kerusakan luas pada semua membran, pembengkakan lisosom, vakuolisasi mitokondria, sehingga terjadi penurunan kapasitas untuk membentuk ATP. (Cotran et al., 2003).

Gambar 2.7. Jejas sel akibat radikal bebas (Cotran et al., 2003) Degenerasi sel merupakan peristiwa perubahan morfologi sel akibat cedera, bisa bersifat reversibel dan ireversibel. Cedera sel reversibel meliputi perubahan membran plasma, perubahan mitokondrial, dilatasi retikulum endoplasma dan perubahan nuklear. Perubahan morfologik tersebut dapat dikenali dengan mikroskop cahaya yaitu adanya pembengkakan sel dan degenerasi lemak. Morfologi cedera sel ireversibel-nekrosis menunjukkan sekuens perubahan morfologik yang diikuti kematian sel pada jaringan hidup (Cotran et al., 2003). Perubahan morfologi sel dapat terlihat pada Gambar 2.8.


30

Gambar 2.8. Jejas sel reversibel dan ireversibel (Cotran et al ., 2003) Nekrosis merupakan korelasi makroskopik dan histologik pada kematian sel yang terjadi di lingkungan cedera eksogen ireversibel. Manifestasi yang paling sering terjadi ditandai dengan pembengkakan sel, denaturasi protein sitoplasma dan pemecahan organel sel. Selain itu nekrosis juga memiliki ciri adanya penonjolan membran disertai kehilangan integritas membran, sel membengkak kemudian lisis, kebocoran lisosom, inti menggerombol dan terjadi agregasi, seperti yang terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.9. Gambaran sel nekrosis (Cotran et al., 2003)


31

Patogenesis Seperti halnya hati, ginjal juga rawan terhadap zat-zat kimia. Oleh karena itu, zat kimia yang terlalu banyak berada di dalam ginjal diduga akan mengakibatkan kerusakan sel, seperti piknosis dan kongesti. Piknosis atau pengerutan inti merupakan homogenisasi sitoplasma dan peningkatan eosinofil. Piknosis merupakan tahap awal kematian sel (nekrosis). Tahap berikutnya yaitu inti pecah (karioreksis) dan inti menghilang (kariolisis). Piknosis dapat terjadi karena adanya kerusakan di dalam sel antara lain kerusakan membran yang diikuti oleh kerusakan mitokondria dan aparatus golgi sehingga sel tidak mampu mengeliminasi air dan trigliserida sehingga tertimbun dalam sitoplasma sel. Pada ginjal, piknosis paling banyak terjadi pada tubulus proksimalis karena di tubulus inilah terjadi proses reabsorbsi sehingga peluang terjadinya kerusakan akibat dari toksikan paling tinggi. Nekrosis merupakan kematian sel jaringan akibat jejas saat individu masih hidup. Secara mikroskopik terjadi perubahan inti (nukleus) yaitu inti menjadi keriput, tidak vasikuler lagi dan tampak lebih padat, warnanya gelap hitam (karyopiknosis), inti pucat tidak nyata (kariolisis), dan inti terpecah-pecah menjadi beberapa gumpalan (karioreksis) (Himawan, 1992). Nekrosis dapat disebabkan oleh bermacam-macam agen etiologi dan dapat menyebabkan kematian dalam beberapa hari seperti zat toksik dan logam berat, gangguan metabolik dan infeksi virus (Thomas, 1988). Nekrosis


32

tubulus adalah lesi ginjal yang reversibel dan timbul pada suatu sebaran kejadian klinik. Menurut Cotran (1995), kerusakan ginjal berupa nekrosis tubulus disebabkan oleh sejumlah racun organik. Hal ini terjadi karena pada sel epitel tubulus terjadi kontak langsung dengan bahan yang direabsorbsi, sehingga sel epitel tubulus ginjal dapat mengalami kerusakan berupa degenerasi lemak ataupun nekrosis pada inti sel ginjal. Nekrosis Tubular Akut (NTA) Nekrotik Tubular Akut (NTA) adalah kesatuan klinikopatologik yang ditandai secara morfologik oleh destruksi sel epitel tubulus dan secara klinik oleh supresi akut fungsi ginjal (Alpers dan Fogo, 2007), dibedakan atas NTA iskemik dan NTA nefrotoksik. NTA nefrotoksik disebabkan oleh berbagai bahan seperti toksin, obat obatan, atau konsentrasi tinggi zat yang potensial merusak dan berbahaya seperti zat kimia dan logam berat (Underwood, 2000; Alpers dan Fogo, 2007). Kerusakan tubulus proksimal ginjal akibat zat nefrotoksis terlihat adanya penyempitan tubulus proksimal, nekrosis sel epitel tubulus proksimal dan adanya hialin cast di tubulus distal (Manggarwati dan Susilaningsih, 2010). Tampak juga degenerasi tubulus proksimal yang mengandung debris, tetapi membrana basalis utuh (Underwood, 2004 ; Alpers dan Fogo, 2007). Patogenesis Nekrotik Tubular Akut (NTA) dapat terjadi karena berkurangnya aliran darah ke ginjal sebagai akibat suatu penurunan tekanan


33

darah. Karena epitel tubulus-tubulus ginjal terutama tubulus proksimal sangat peka terhadap suatu iskemia, maka jaringan ini dalam batas–batas tertentu akan mengalami kerusakan, walaupun sisa jaringan ginjal lainnya tampak seperti tidak mengalami kelainan. NTA dapat juga disebabkan karena keracunan, misalnya zat kimia, air raksa atau karbon tetraklorida. Efeknya terhadap epitel tubulus langsung akibat kontak antara racun yang kemudian diekskresi dalam urin dengan epitel ini (Alpers dan Fogo, 2007). NTA merupakan penyebab terpenting dari gagal ginjal akut. Dengan gejala klinis oliguria yang dilanjutkan diuresis. Adanya kerusakan tubulus menyebabkan

retensi

cairan, sehingga terjadi

uremia, hiperkalemia,

peningkatan blood urea nitrogen (BUN) sekitar 25-30mg/dl per-hari, dan kreatinin kira-kira 2,5mg/dl per-hari (Price dan Wilson, 1995; Underwood, 2000). Setelah penyembuhan, epitel tubulus diganti dengan sel yang belum memiliki kemampuan selektif, sehingga urin mudah lewat tanpa absorbsi yang mengakibatkan dehidrasi dan hilangnya elektrolit tertentu (Price dan Wilson, 1995; Alpers dan Fugo, 2007). Tampak pula peningkatan ketidakkebalan terhadap infeksi sehingga kurang lebih 25% kematian akibat NTA terjadi selama fase diuretik (Underwood, 2000). Nekrosis terjadi setelah suplai darah hilang atau setelah terpajan toksin dan ditandai dengan pembengkakan sel, denaturasi protein, serta kerusakan organel sel. Perubahan inti sel nekrosis berupa piknosis, ditandai melisutnya


34

inti sel dan peningkatan basofil, kariolisis inti sel pucat dan terlarut dan karioreksis, fragmen inti sel yang piknotik dan selanjutnya dalam 1-2 hari inti dalam sel yang mati benar-benar menghilang (Mitchell dan Cotran, 2007). Nefrotoksisitas akibat zat toksik dapat menyatukan beberapa jalur molekuler apoptosis, termasuk menghilangkan molekul protektif intraseluler dan aktivasi kaspase. Zat kimia seperti rhodamin B sebagai zat toksik juga menginduksi stres retikulum endoplasma pada glomerulus ginjal, yang menyebabkan stres oksidatif dan inflamasi pada sel-sel podosit serta mesangial glomerulus (Inagi, 2009). Senyawa Radical Oxygen Species (ROS), yang merupakan hasil metabolisme rhodamin B, juga dapat menyebabkan kerusakan glomerulus (Singh et al, 2006). Menurut Huxtable (1988) ginjal yang terkena bahan nefrotoksik akan melakukan perbaikan pada 1 sampai 2 minggu fase penyembuhan dan perbaikan dapat terus berlangsung hingga 12 bulan atau sampai fungsi ginjal normal kembali.

2.3

Madu

2.3.1 Gambaran umum Madu Madu adalah cairan alami memiliki rasa manis, dihasilkan oleh lebah madu, dari sari bunga tanaman (floral nectar) atau bagian lain dari tanaman


35

(extra floral nectar) atau ekskresi serangga yang berkhasiat dan bergizi tinggi (Suranto, 2007). Madu dapat dikelompokkan berdasarkan bentuk maupun sumber nektarnya. Berdasarkan bentuknya, madu dibagi menjadi 3 jenis : (1) Madu sisir yaitu madu yang masih terkandung dalam sisir sarang madu; (2) Madu ekstraksi yaitu madu yang telah dipisahkan tanpa penghancuran sisir sarang madu melainkan dengan cara memusingkan atau memberikan gaya gravitasi; dan (3) Madu paksa yaitu madu yang diperoleh dengan penghancuran sisir sarang madu dengan pengepresan atau dengan cara lain yang semacam. Sedangkan menurut sumber nektarnya madu dibagi menjadi 3 macam : (1) Madu flora yaitu madu yang dihasilkan dari nektar bunga. Bila nektar tersebut berasal dari satu jenis tanaman disebut madu monoflora dan bila berasal dari beraneka ragam bunga disebut madu poliflora; (2) Madu ekstra flora yaitu madu yang dihasilkan dari nektar yang terdapat diluar bunga yaitu berasal dari bagian tanaman yang lain seperti daun, cabang atau batang tanaman; (3) Madu embun yaitu madu yang dihasilkan dari cairan suksesi serangga yang kemudian eksudatnya diletakkan pada bagian-bagian tanaman, cairan ini kemudian dihisap dan dikumpulkan oleh lebah madu. Madu jenis ini berwarna gelap dengan aroma merangsang. Madu juga dapat diklasifikasi berdasarkan letak geografis produksi madu. Di Indonesia jenis madu yang dipasarkan sering diberi nama menurut daerah asalnya, misalnya Madu Sumbawa, Madu Kalimantan dan Madu Sulawesi (Suranto, 2007).


36

2.3.2 Kualitas madu Kualitas madu ditentukan oleh waktu pemanenan madu, kadar air, warna madu, rasa dan aroma madu. Waktu pemanenan madu harus dilakukan pada saat yang tepat, yaitu ketika madu telah matang dan sel-sel madu mulai ditutup oleh lebah dan madu yang baik mengandung kadar air sekitar 17-21% (Sihombing, 1987), dan adanya kandungan enzim diastase sebagai salah satu acuan yang digunakan SNI menentukan madu itu asli atau tidak, karena enzim ini hanya bisa dihasilkan dari kelenjar ludah lebah. Warna merupakan salah satu kriteria mutu madu. Biasanya warna madu cenderung akan mengikuti tanaman penghasil nektarnya, misalnya madu dari tanaman lobak akan berwarna putih seperti air, madu dari tanaman akasia dan apel akan berwarna kuning terang, sedangkan madu dari tanaman lime akan berwarna hijau terang. Madu yang disimpan dalam jangka waktu yang relatif lama maka warnanya akan cenderung menjadi lebih tua (Hammad, 2009). Cita rasa madu ditentukan oleh zat yang terdapat dalam madu diantaranya glukosa, alkaloid, gula, asam glukonat dan prolin. Rasa dan aroma madu yang paling enak adalah ketika madu baru dipanen dari sarangnya. Sesudah itu, senyawasenyawa yang terdapat dalam madu sedikit demi sedikit akan menguap. Hal ini disebabkan senyawa yang terdapat dalam madu bersifat volatil (mudah menguap). Untuk menjaga kualitas madu cara memanen dan menyimpan madu perlu diperhatikan (Suranto, 2004).


37

Di Indonesia, kualitas madu ditentukan oleh Standar Nasional Indonesia (SNI) nomor 01-3545-2004 tahun 2004. Standar tersebut merupakan kriteria mutu madu yang ditetapkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN) dan merupakan revisi dari SNI nomor 01-3545-1994. Tabel 2.1. Syarat Mutu Madu (BSN) NO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10

JENIS UJI Aktifitas enzim diastase, Minimal Hidroksimetifurfural, Maksimal Air, maksimal Gula pereduksi (dihitung sebagai glukosa), maksimal Sukrosa, maksimal Keasaman, maksimal Padatan yang tidak larut dalam Air, maksimal Abu, maksimal Cemaran logam :  Timbal (Pb), maksimal  Tembaga (Cu), maksimal Cemaran Arsen (As),maksimal

SATUAN

PERSYARATAN

DN (Diastase Number) mg/kg

3 50

% b/b % b/b

22 65

% b/b ml NaOH 1 N/kg % b/b

5 50 0,5

% b/b

0,5

mg/kg mg/kg mg/kg

1,0 5,0 0,5

2.3.3 Kandungan Madu Zat-zat yang terkandung dalam madu sangat kompleks dan telah diketahui tidak kurang dari 181 macam zat yang terkandung dalam madu. Jumlah karbohidrat merupakan komponen terbesar yang terkandung dalam madu, berkisar lebih dari 75%. Jenis karbohidrat yang paling dominan golongan monosakarida yang terdiri fruktosa dan dekstrosa. Fruktosa dan


38

dekstrosa mencakup 85% - 90% dari total karbohidrat yang terdapat dalam madu, sisanya terdiri dari disakarida dan oligosakarida (Sihombing, 1987). Komposisi terbesar kedua adalah air. Jumlahnya berkisar 15% - 25%. Bervariasinya kadar air dalam madu disebabkan karena kelembapan udara, jenis nektar, proses produksi dan penyimpanan (Suranto, 2007). Madu juga mengandung banyak mineral yang bersifat esensial maupun non esensial. Kandungan mineral dan vitamin dalam madu dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 2.2. Kandungan vitamin dan mineral dalam madu (Suranto, 2007)


39

Tabel 2.3. Kandungan Mineral dalam Madu (Sihombing, 1987) Esensial Nama Besi (Fe) Fosfor (P) Kalium (K) Kalsium (Ca) Khlorin (Cl) Magnesium (Mg) Natrium (Na) Silikon (Si) Sulfur (S) Zink (Zn)

Satuan (ppm) 2,40 35 205 49 52 19 18 9 58 1,6

Non esensial Nama Satuan (ppm) Aluminium (Al) 59,5 Antimony (Sb) 1–2 Boron (B) 3,5 Titanium (Ti) 1,36

Asam utama yang terdapat dalam madu adalah asam glutamat. Sedangkan asam organik yang terdapat dalam madu : asam asetat, asam butirat, format, suksinat, glikolat, malat, proglutamat, sitrat dan piruvat (Suranto, 2004).

2.2.4. Mekanisme proteksi madu dalam melindungi sel tubulus proksimal ginjal akibat pemberian rhodamin B Secara umum, radikal bebas merusak struktur seluler dan subseluler melalui tahap inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Untuk melawan radikal bebas diperlukan pencegahan dan menghambat terbentuknya radikal bebas, menginaktivasi dan memutus propagasi (chain breaking) dan memperbaiki kerusakan akibat radikal bebas (Agustina dan Ahmad, 2003).


40

Tubuh manusia menghasilkan senyawa antioksidan, tapi tidak cukup kuat untuk berkompetisi dengan radikal bebas, sehingga diperlukan antioksidan dari luar yang dapat membantu melindungi tubuh dari berbagai serangan radikal bebas. Antioksidan merupakan senyawa yang dapat meredam dampak negatif suatu oksidan dengan cara memberikan elektronnya pada oksidan (Bagiada, 1995). Antioksidan mampu mengubah oksidan menjadi molekul yang tidak berbahaya dan mencegah pembentukan radikal bebas serta memperbaiki kerusakan yang ditimbulkannya (Widjaja, 1997). Antioksidan bermanfaat mengurangi kerusakan asam deoksiribonukleat, menurunkan peroksidasi lipid, atau terhambatnya transformasi keganasan invitro (Agustina dan Ahmad, 2003). Madu sebagai salah satu makanan yang kaya akan antioksidan (AlMamary et al., 2002; Estevinho et al., 2008) telah digunakan sebagai sumber makanan alami sejak zaman dahulu. Madu sebagai cairan alami memiliki rasa manis yang dihasilkan oleh lebah madu, dari sari bunga tanaman (floral nectar) atau bagian lain dari tanaman (extra floral nectar) (Suranto, 2007). Madu tersusun atas beberapa senyawa gula seperti glukosa dan fruktosa serta sejumlah mineral seperti magnesium, kalium, kalsium, natrium, klor, belerang, besi dan fosfat. Madu mengandung vitamin thiamin (B1), riboflavin (B2), Pantotenat (B5) piridoksin (B6), asam askorbat (C), beta-karoten, asam


41

nikotinat, asam fenolik, asam urat, albumin, bilirubin dan vitamin E (Gheldof et al., 2002; Suranto, 2007; Bogdanov et al., 2007). Vitamin E dan beta karoten merupakan pertahanan utama melawan oksigen perusak, khususnya radikal bebas dan peroksidasi lipid dalam jaringan (Maslachah et al., 2001). Juga sejumlah kecil tembaga, yodium, dan seng serta beberapa jenis hormon (Suranto, 2007). Enzim penting yang terdapat dalam madu adalah diastase, invertase, glukosa oksidase, peroksidase dan lipase. Enzim diastase mengubah karbohidrat komplek (polisakarida) menjadi karbohidrat yang sederhana (monosakarida). Enzim invertase yang memecah molekul sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Sedangkan enzim oksidase adalah enzim yang membantu oksidasi glukosa menjadi asam peroksida. Enzim peroksidase melakukan proses oksidasi metabolisme. Semua zat tersebut berguna untuk proses metabolism tubuh (Suranto, 2004). Madu memiliki unsur bahan pengawet dan telah digunakan sebagai bahan antiseptik dan antibiotik (Walji, 2001) dan sebagai bahan pemanis. Madu mengandung senyawa biologis aktif asam kafeat, asam ester phenethyl kafeat dan glikones flavonoid (Chinthalapally et al., 1993) yang dapat menghambat proliferasi sel tumor dan transformasi oleh downregulasi jalur enzimatik selular, termasuk tirosin protein kinase, siklooksigenase dan jalur dekarboksilase ornithine (Chinthalapally et al., 1993). Madu mengandung senyawa flavonoid yang dapat berperan sebagai penangkap radikal bebas


42

hidroksi (OH.) sehingga tidak terjadi oksidasi lemak, protein, dan DNA dalam sel. Kemampuan flavonoid dalam menangkap radikal bebas 100 kali lebih efektif dibandingkan vitamin C dan 25 kali lebih efektif dibandingkan vitamin E (Harbone, 1987; Salamah dkk., 2008). Madu mampu meningkatkan kadar Nitrit Oxide (NO) dalam tubuh (AlWali et al., 2006), kaya akan kandungan poliphenol yang dapat menghambat proliferasi sel-sel kanker (Jaganatha and Mandal, 2009), mengandung selenium, mangan, seng dan tembaga (Bogdanov et al., 2008). Madu memiliki efek antitumor (Gribel dan Pashiniski, 1990) dan antimetastatik dan antitumor akibat obat kemoterapi (Wattenberg, 1986), antibakteri (Dustmann, 1979), anti jamur, anti inflamasi dan mempercepat penyembuhan luka (Jeddar et al., 1985). Madu dapat menginduksi apoptosis sel kanker kandung kemih dan menghambat pertumbuhan tumor (Swellam et al., 2003) serta menghambat proliferasi sel adenokarsinoma ginjal (Samarghandian et al., 2011). Madu memiliki efek proteksi dan memperbaiki kerusakan sel ginjal mencit secara signifikan pada dosis 0,08ml/20g BB (setara 30 ml)(Ratnasari, 2009).


Universitas Sumatera Utara

Recommend Documents