1.3. Tujuan
1. Untuk mengetahui gambaran makrostruktur dan mikrostruktur perubahan
struktur histologi ginjal akibat pemberian Pb.
2. Untuk mengetahui gambaran makrostruktur dan mikrostruktur perubahan
struktur histologi ginjal setelah pemberian kitosan pada ginjal yang
terpapar Pb
3. Untuk mengetahui penurunan residu Pb pada ginjal setelah pemberian
kitosan.
1.4. Hipotesis
Yang menjadi hipotesis pada penelitian ini adalah; 1.
Pemberian Pb pada tikus dapat menyebabkan terjadinya kerusakan makrostruktur dan mikrostruktur ginjal.
2. Pemberian kitosan pada ginjal dapat mengurangi efek kerusakan
makrostruktur dan mikrostruktur dari histologi ginjal tikus putih yang terpapar Pb
3. Pemberian kitosan dapat mengurangi residu Pb pada organ ginjal tikus
putih.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Sumber acuan bagi masyarakat pada umumnya, kalangan akademisi dan
bagi penelitian selanjutnya tentang pengaruh negatif Pb terhadap kesehatan organ tubuh manusia terutama organ ginjal.
2. Sumber informasi kepada masyarakat pada umumnya, kalangan akademisi
dan bagi peneliti bahwa kulit udang mengandung kitin yang dapat di destilisasi menjadi kitosan dimana kitosan ini sangat berguna untuk
mengurangi efek toksik Pb guna mencegah kerusakan ginjal. 3.
Mengajak masyarakat, kalangan akademisi dan peneliti untuk mensosialisasikan pengurangan penggunaan bahan logam berupa Pb dalam
kehidupan sehari-hari demi kehidupan yang lebih baik dan sehat.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Ginjal 2.1.1. Anatomi Ginjal
Ginjal terletak pada bagian dorsal dari rongga abdominal pada tiap sisi dari aorta dan vena kava, tepat pada posisi ventral terhadap beberapa vertebra lumbal yang
pertama. Ginjal dikatakan retroperitoneal, artinya terletak di luar rongga peritoneal Frandson, 1992. Ginjal kanan terletak sedikit lebih rendah daripada
ginjal kiri karena besarnya lobus hepatis kanan. Secara mikroskopis, sebuah ginjal dengan potongan memanjang memberi dua gambaran dua daerah yang cukup
jelas. Daerah perifertepi yang beraspek gelap diebut korteks, dan selebihnya yang agak cerah disebut medulla, berbentuk piramid terbalik. Secara mikroskopis,
korteks yang gelap tampak diselang dengan interval tertentu oleh jaringan medulla yang berwarna agak cerah, disebut garis medulla medullary rays. Substansi
korteks di sekitar garis medulla disebut labirin korteks. Medulla tampak lebih cerah dan tampak adanya jalur-jalur yang disebabkan oleh buluh-buluh kemih
yang lurus dan pembuluh darahnya Hartono, 1992.
Universitas Sumatera Utara
Nabib 1987 menjelaskan secara histologi ginjal terdiri atas tiga unsur utama, yaitu 1. Glomerulus, yakni suatu gulungan pembuluh darah kapiler yang
masuk melalui aferen, 2. Tubuli sebagai parenkim yang bersama glomerulus membentuk nefron, suatu unit fungsional terkecil dari ginjal, dan 3.Interstisium
berikut pembuluh-pembuluh darah, limfe dan syaraf.
2.1.2. Mikrostrukrur Nefron Ginjal
Unit kerja fungsional ginjal disebut sebagai nefron. Didalam setiap ginjal terdapat sekitar 1 juta nefron yang pada dasarnya mempunyai struktur dan fungsi yang
sama. Setiap nefron terdiri dari kapsula bowman, tubulus kontraktus proksimal, lengkung henle dan tubulus kontraktus distal yang mengosongkan diri ke duktus
pengumpul. Glomerulus bersama Kapsul Bowman juga disebut badan Malpigi.
Gambar 2.2. Gambaran Mikrostruktur Nefron Ginjal Tikus Christensen
et.al.,2002
Jalinan glomerulus merupakan kapiler-kapiler khusus yang berfungsi sebagai penyaring. Kapiler glomerulus dibatasi oleh sel-sel endotel mempunyai
sitoplasma yang sangat tipis, yang mengandung banyak lubang disebut fenestra dengan diameter 500-1000A
Setiap korpus renal berdiameter 200 μm dan terdiri atas seberkas kapiler yaitu glomerulus, dikelilingi oleh kapsul epitel berdinding ganda yang disebut
Alatas et al., 2002.
Universitas Sumatera Utara
kapsula Bowman. Lapisan luar membentuk batas luar korpuskulus renal lamina parietalis yang terdiri atas epitel selapis gepeng yang ditunjang lamina basalis
dan selapis tipis serat retikulin. Lapisan dalam lamina visceralis meliputi kapiler glomerulus yang terdiri dari sel-sel podosit. Pada kutub urinarius dari korpuskulus
renal, epitel gepeng dari lapisan parietal kapsula Bowman, berhubungan langsung dengan epitel selindris dari tubulus kontraktus proksimal. Tubulus ini lebih
panjang dari tubulus kontraktus distal dan karenanya tampak lebih banyak dekat korpuskulus renalis dalam labirin korteks.
Lengkung henle adalah struktur berbentuk U terdiri atas ruas tebal descenden dengan struktur yang sangat mirip tubulus kontraktus proksimal; ruas
tipis descenden dan ruas tebal ascenden strukturnya sangat mirip dengan tubulus kontraktus distal. Lebih kurang sepertujuh dari semua nefron terletak dekat batas
korteks-medula yang disebut dengan nefronjukstamedula. Nefron lainnya disebut nefron kortikal. Semua nefron turut serta dalam proses filtrasi, absorpsi dan
sekresi. Bila ruas tebal ascend lengkung henle menerobos korteks, struktur
histologisnya tetap terpelihara tetapi menjadi berkelok-kelok dan disebut tubulus kontortus distal, yaitu bagian terakhir nefron yang dilapisi oleh epitel selapis
kuboid. Lumen tubulus distal lebih besar dan karena sel-sel tubulus distal lebih gepeng dan lebih kecil dari tubulus proksimal, maka tampak lebih banyak sel dan
inti dinding tubulus distal. Urin mengalir dari tubulus kontortus distal ke tubulus koligens, yang
saling bergabung dan membentuk duktus koligens yang lebih besar dan lebih lurus yaitu duktus papilaris Bellii yang berangsur-angsur melebar sewaktu
mendekati puncak piramid. Tubulus koligens yang lebih kecil dilapisi oleh epitel kuboid dan berdiameter kurang lebih 40μm. Dalam medulla, duktus kolagens
merupakan komponen utama dari mekanisme pemekatan urine Junquera, 1995.
2.1.3. Fungsi Ginjal
Alatas et al 2002 menjelaskan fungsi ginjal sebagai organ ekskresi. Ginjal memilki fungsi utama dalam menjaga keseimbangan internal dengan jalan
Universitas Sumatera Utara
menjaga komposisi cairan ekstraselular. Untuk melaksakan hal itu sejumlah besar cairan difiltrasi di glomerulus dan kemudian direabsopsi dan disekresi di
sepanjang nefron sehingga zat-zat yang berguna diserap kembali dan sisa-sisa metabolisme dikeluarkan sebagai urin, lebih lanjut lagi dijelaskan fungsi ginjal
secara keseluruhan, yaitu; 1.
Fungsi Ekskresi Ginjal dapat berfungsi untuk sisa metabolisme protein ureum, kalium,
fosfat, sulfur anorganik dan asam urat, regulasi volume cairan tubuh dikarenakan aktivitas anti-duaretik ADH yang akan mempengaruhi
volume urin yang akan dikeluarkan tubuh dan ginjal yang bermanfaat dalam menjaga keseimbangan asam dan basa.
2. Fungsi Endokrin
Sebagai fungsi endokrin ginjal memiliki tiga fungsi, yaitu; 1. Memiliki partisipasi dalam eritropoesis yaitu sebagai penghasil zat eritropoetin yang
dibutuhkan dalam pembentukan sel darah merah. 2. Pengaturan tekanan darah, hal ini dikarenakan terlepasnya granula rennin dari
jukstaglomerulus yang merangsang angiotensinogen di dalam darah menjadi angitensi I kemudian diubah kembali menjadi angiotensi II oleh
enzim konvertase di paru. Hal ini mengakibatkan terjadinya vasokonstriksi pembuluh darah perifer dan merangsang kelenjar adrenal untuk
memperoduksi aldosteron.Kombinasi kedua inilah yang mengakibatkan terjadinya hipertensi. 3. Ginjal bertugas menjaga keseimbangan kalsium
dan fosfor dikarenakan ginal mempunyai peranan dalam metabolism vitamin D.
Dalam melaksanakan fungsinya, ginjal dapat mengalami gangguan yang mengarah pada kerusakan jaringan ginjal. Beberapa zat yang dapat merusak ginjal
baik struktur maupun fungsi ginjal, yaitu; 1. Makanan. Pada umumnya makanan yang tercemar racun kimia, racun tanaman serangga atau makanan yang secara
alamiah sudah mengandung racun seperti jengkol, singkong ataupun jamur yang dapat menyebabkan kerusakan ginjal. 2. Bahan kimia. Bahan yang mengandung
logam seperti Pb Pb, emas, kadmium. 3. Obat-obatan antibiotik, obat kemotrapi,
Universitas Sumatera Utara
sitostatik dan 4. Zat radiokontras zat yang dapat menyerap dan memantulkan sinar X. Dari keempatnya yang paling sering menyebabkan efek toksik pada
nefron ginjal sehingga menyebabkan kerusakan pada ginjal adalah obat-obatan dan bahan kimia Alatas et al., 2002.
2.2. Plumbum Pb 2.2.1. Sifat Pb
Pb adalah senyawa organometalik yang ditemukan dalam bentuk senyawa tetra ethylleadTEL dan Tetra metil leadTML. Pb adalah logam lunak berwarna abu-
abu kebiruan mengkilat serta mudah dimurnikan dari pertambangan. Pb memiliki titik lebur yang rendah, meleleh pada suhu 328
C 662 F ; titik didih 1740
C 3164
Pringgoutomo et al., 2002, menjelaskan sumber Pb yang okupasional ialah; pengecatan dengan semprotan, pekerjaan bengkel besi, pekerjaan di
tambang, pembakaran aki, alat masak, makanan dalam kaleng. Sedangkan sumber Pb yang non-okupasional ialah pipa air minum, cat tua yang mengelupas, debu
rumah, tanah di perkotaan, percetakan dan asap kendaraan bermotor. F; memiliki nomor atom 82 dengan berat atom 207,20. Pb juga mudah
dibentuk, memiliki sifat kimia yang aktif, sehingga bisah digunakan untuk melapisi logam agar tidak timbul perkaratan. Apabila dicampur dengan logam lain
akan terbentuk logam campuran yang lebih bagus dari logam murninya Widowati et al., 2008.
2.2.2. Toksisitas Pb Bagi Organ Tubuh
Gangguan serius pada toksisitas Pb ini bergantung pada dua faktor yaitu jumlahdosis Pb yang masuk kedalam tubuh dan lamanya Pb terakumulasi
didalam tubuh. Pringgoutomo et al 2002, menuliskan bahwa pada usus orang dewasa dapat terjadi penyerapan Pb sebesar 10 dan pada usus anak-anak
penyerapan mencapai 50. Pb akan tertimbun dalam tulang sebesar 80-85 dan 5-10 di dalam darah sedangkan sisanya terdapat pada jaringan lunak. Di dalam
tubuh, keracunan Pb dapat menyebabkan perubahan pada beberapa organ seperti sel darah, susunan saraf, saluran gastro-intestinal dan ginjal. Pada ginjal
Universitas Sumatera Utara
masuknya Pb kedalam tubuh dapat menyebabkan terjadinya nefritis kronik tubulointerstisiat atau sindrom Fanconi, yang ditandai oleh glikosuria,
aminoasiduria, fosfaturia, proteinuria. Lesi ginjal dapat berlanjut sampai terjadi gagal ginjal.
Pada penelitian Hariono 2006 pada pemberian senyawa 1,5 mg trietil Pb asetatkg BBoralharitikus yang dilakukan selama 10 minggu menunjukan
gambaran histopatologik pada ginjal terlihat vakuolisasi, pelebaran lumen tubulus, banyak mengandung runtuhan sel dan ekskret debris dan pada pemeriksaan
mikroskopik elektron ditemukan adanya pembengkakan lisosom dan mitokondria. Pada penelitian Anggraini 2008, menuliskan pada pemberian Pb sebesar
100mgkgBBoralhari yang dilakuakan selama 16 minggu memperlihatkan naiknya berat rata-rata ginjal yang disebabkan adanya subtansi air dan lemak yang
terjadi di dalam sel sehingga volume sel akan bertambah. Secara mikroskopis pada ginjal terjadi lesi pada glomerulus ginjal yaitu terjadi vakuolisasi. Pada
pengamatan minggu ke-8 terjadi pelebaran pada lumen tubulus, akumulasi sel debris dalam lumen, karyomegali disertai hiperplasi dan kerusakan ini semakin
bertambah pada semakin lamanya pemberian Pb. Penelitian Sinaga 2009, yang menganalisa kandungan residu Pb dan Cd
pada hati dan ginjal babi menemukan bahwa jumlah logam berat Pb yang terdeteksi pada ginjal sebesar 0,7921 ppm dengan rata-rata sebesar 0,1153 ppm.
Namun lebih lanjut lagi dijelaskan bahwa kandungan logam Pb yang tersimpan pada ginjal tersebut masih dibawah batas maksimum residu BMR yang
direkomendasikan oleh pengawas makanan dan minuman POM pada tahun 1998 yaitu sebesar 2,000 ppm.
2.2.3. Ekskresi Pb
Ekskresi Pb melalui urin sebanyak 75-80, melalui feces 15 dan lainnya dapat melalui empedu, keringat, rambut dan kuku. Ekskresi Pb dalam urin lebih
dari 600 μg Pb dalam spesimen urin dalam 24 jam menandakan adanya pejanan secara signifikan, dalam hal ini juga dituliskan oleh Palar, 1994. Proses ekskresi
Pb dalam urin merupakan pejanan baru sehingga pemeriksaan Pb urin dipakai
Universitas Sumatera Utara
untuk pajanan okupasional, hal ini juga dituliskan oleh Goldstein dan Kippen Ardyanto, 2005
2.3. Kitosan 2.3.1. Struktur Kimia Kitosan
Dwiyatmoko 2008 menuliskan Kitosan pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Prancis Ojier, pada tahun 1823. Ojier meneliti kitosan hasil ekstrak kerak binatang
berkulit keras, seperti udang, kepiting dan serangga. Kitosan merupakan turunan dari kitin.Kitin tidak mudah larut dalam air, sehingga penggunaannya terbatas.
Namun dengan modifikasi kimiawi dapat diperoleh senyawa turunan kitin yang mempunyai sifat kimia yang lebih baik yaitu kitosan. Volume produksi kitosan di
alam bebas menempati peringkat kedua setelah serat, diperkirakan volume total mahluk laut diatas 100 juta tontahun. Kitosan merupakan biopolymer alami
turunan dari kitin, homopolymer dari 1-4-amino-2-deoksi- β-D-glukosa
merupakan hasil dari deasetilisasi sebanyak mungkin dari kitin dengan menggunakan larutan NaOH pekat.
Proses pembuatan kitosan dari kitin dilakukkan dengan tiga tahapan, yaitu; Pertama proses deprotenisasi dengan melepaskan ikatan-ikatan protein dan kitin
dengan menggunakan larutan NaOH, yang bertujuan untuk mengubah gugus asetil dari kitin menjadi gugus amina pada kitosan. Kedua, proses demineralisasi yang
bertujuan untuk menghilangkan garam-garam organik atau kandungan mineral yang terdapat didalam kitin. Proses terakhir, yaitu deasetilisasi dengan
melepaskan gugus amina -NH agar kitosan memiliki kareteristik sebagai kation Suhardi, 1992.
Perbedaan kandungan amina adalah sebagai patokan untuk menentukan apakah polimer ini dapat dibentuk menjadi kitin atau kitosan. Kitosan
mengandung gugus amina lebih besar 60, sebaliknya kitin memiliki gugus amina yang lebih kecil dari 60 Robert, 1978. Keberadaan gugus hidroksil dan
amina sepanjang rantai polimer mengakibatkan kitosan sangat efektif mengadsorpsi kation ion logam berat maupun kation dari zat-zat organik protein
Universitas Sumatera Utara
dan lemak. Interaksi kation logam dan kitosan adalah melalui pembentukan kelat koordinasi oleh atom N gugus amino dan O gugus hidroksil Lee et al., 2001.
Struktur kimia dari kitin dan Kitosan dapat dilihat pada gambar 2.3.1.dibawah ini;
Gambar 2.3. Struktur Kimiawi Kitin dan Kitosan Fernandez-Kim, 2004
2.3.2. Manfaat Kitosan
Seperti selulosa dan kitin, kitosan merupakan polimer alamiah yang sangat melimpah keberadaannya di alam. Oleh karena itu, kitosan dapat digunakan
sebagai material alami, sebab kitosan sebagai polimer alami mempunyai karesteristik yang baik.
Kitosan bersifat sebagai pembentukan kelat zat pengikat yang dapat mengikat logam dalam bentuk ikatan kompleks sehingga dapat mengalahkan sifat
dan pengaruh negatif dari logam berat yang terdapat dalam suatu bahan Winarno Fardiaz, 1993. Kemampuan kitosan sebagai zat pengkelat pengikat ion logam
dengan selektif dapat menyebabkan logam berat kehilangan aktifitas biologisnya.
Universitas Sumatera Utara
Konsentrasi ion logam bebas dalam cairan ekstra sel menurun karena pengikatan ion ini oleh pembentuk kelat, karena itu ion logam dapat juga ditarik diserap dari
jaringan. Pembentukan kelat melalui reaksi antara pembentuk kelat dengan ion logam dapat menyebabkan ion logam tersebut kehilangan sifat ionnya, hal inilah
yang menyebabkan logam kehilangan sebagian besar sifat toksiknya Kawamura et al., 1993.
Kitosan dapat digunakan untuk bahan pembuatan lensa kontak soft lens maupun hard lens karena lebih murah dan awet, dapat digunakan sebagai obat anti
kolesterol, kitosan tidak menggumpalkan darah dan kitosan juga baik untuk digunakan sebagai agent anti tumor Shahidi et al., 1999
Kusumawati 2009, menjelaskan beberapa pemanfaatan kitosan. Kitosan bermanfaat dalam bidang pertanian karena kitosan menawarkan alternatif alami
dalam penggunaan bahan kimia yang terkadang berbahaya bagi lingkungan manusia. Kitosan membuat mekanisma pertahanan pada tumbuhan seperti vaksin
bagi manusia, menstimulus pertumbuhan. Merangsang enzim tertentu dan biokontrol dalam bidang pengolahan air juga diuraikan kitosan dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku pembuatan membran ultrafiltrasi.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Januari 2013 sampai Juni 2013 di Laboratorium Fisiologi Hewan dan Struktur Perkembangan Hewan, Departemen
Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara Medan. Pengukuran kadar Pb pada organ ginjal dilakukan pada Balai Riset
dan Standarisasi Industri Medan Baristan Kementrian Perindustrian RI.
3.2. Alat dan Bahan Penelitian.
Alat dan bahan yang digunakan untuk memelihara hewan uji adalah; kandang hewan, jarum gavage, timbangan digital, Pb, serbuk kitosan, asam asetat
1. Alat dan bahan digunakan untuk mengisolasi organ pengamatan adalah; bak bedah, dissecting set, botol filim, camera digital, kertas milimeter blok, NaCl
0,9, larutan boin. Alat dan bahan yang digunakan untuk memeriksa kadar residu Pb dalam ginjal tikus; sentrifuge, alat Atomic Absorption Spectrophotometer
AAS Simadzu AA 6200, magnesium asetat, asam nitrat. Alat dan bahan yang digunakan untuk membuat preparat histologi ginjal adalah; botol winkler, oven,
hotplate, kayu holder, mikrotum, pisau mikrotum, chumber box, timbang digital, gelas ukur, Erlenmeyer, mikroskop, botol balsem, botol filim, objek glass, cover
glass, kuas, aquadest, alkohol 100, 96, 80, 70, 60, 50, 40, 30,H
2
SO
4
pekat, asam pikrat, formalin 4, parafin, pewarna hematoxylin dan eosin, canada balsam, xylol.
Universitas Sumatera Utara
3.3 . Rancangan Percobaan
Kategori