Morfologi Sel Darah Merah Itik Manila Yang Dipapar Pada Berbagai Konsentrasi Larutan Nacl Hipotonis
MORFOLOGI SEL DARAH MERAH ITIK MANILA YANG
DIPAPAR PADA BERBAGAI KONSENTRASI LARUTAN
NaCl HIPOTONIS
ANISA RAHMA
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Morfologi Sel Darah
Merah Itik Manila yang Dipapar pada Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl
Hipotonis adalah benar karya saya dari arahan komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini, saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, 17 Februari 2015
Anisa Rahma
NIM B04100014
ABSTRAK
ANISA RAHMA. Morfologi Sel Darah Merah Itik Manila yang Dipapar pada
Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl Hipotonis. Dibimbing oleh MOKHAMAD
FAHRUDIN dan KOEKOEH SANTOSO.
Bentuk sel darah merah dapat dipengaruhi oleh pemberian larutan yang
memiliki konsentrasi berbeda. ImageJ dapat dimanfaatkan untuk mengukur
perubahan morfologi sel darah merah. Analisis morfologi sel darah merah
dilakukan pada 60 sampel darah yang diberi perlakuan NaCl dengan konsentrasi
bertingkat (NaCl 0.6%, NaCl 0.7%, NaCl 0.8%, NaCl 0.9%). Sampel natif darah
diamati pada menit ke- 2, -4, -6, -8, dan -10. Sel darah merah diamati
menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40 kali. Data hasil pengamatan
diolah menggunakan imageJ untuk menganalisis sirkulariti serta perubahan
dimensi. Hasil penelitian memperlihatkan terjadi peningkatan sirkulariti dan nilai
dimensi sel darah merah pada konsentrasi 0.6% menit ke-2, konsentrasi 0.7%
menit ke-4, dan pada konsentrasi 0.8% pada menit ke-8. Hal ini menggambarkan
bahwasanya terjadi perubahan bentuk sel darah merah yang ditandai dengan
adanya peningkatan sirkulariti dan dimensi sel darah merah ketika sel darah merah
dipapar pada konsentrasi NaCl yang berbeda-beda.
Kata kunci : ImageJ, Morfologi , NaCl, Sel darah merah, Sirkulariti,
ABSTRACT
ANISA RAHMA. Morfology of Muscovy Duck Red Blood Cell’s in that exposed
by Various Concentrations of NaCl Hypotonic Solution. Under supervision of
MOKHAMAD FAHRUDIN and KOEKOEH SANTOSO.
The shape area of red blood cell could be influenced by exposure of solution
with different concentration. ImageJ software could be utilized to detect the
change of red blood cell morpholgy. In this study, 60 red blood cells samples of
muscovy duck were exposed to different concentrations of NaCl (0.6%, 0.7%,
0.8%, and 0.9%) to detect its morphological change. Blood samples were
observed microscopically at magnification of 40× objective at 2, 4, 6, 8, and 10
minutes after exposure to NaCl solution. The data were then analized using
imageJ software to measure its circularity and dimension. The result of this study
revealed that circularity and dimension of red blood cells increased at 2 minutes
after exposure to 0.6% NaCl, 4 minutes after exposure to 0.7% NaCl, and 8
minutes after exposure to 0.8% NaCl. This study conclude that the morphology of
red blood cells of muscovy duck after exposure to various concentrations of NaCl
solution was influenced by concentration of the NaCl solutions.
Keywords: Circularity, ImageJ, Morphology , NaCl, Red blood cell
MORFOLOGI SEL DARAH MERAH ITIK MANILA YANG
DIPAPAR PADA BERBAGAI KONSENTRASI LARUTAN
NaCl HIPOTONIS
ANISA RAHMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga skripsi berjudul Morfologi Sel Darah Merah Itik Manila yang Dipapar
pada Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl Hipotonis ini dapat penulis selesaikan.
Semoga taufik dan hidayah-Nya selalu dilimpahkan kepada segenap insan yang
selalu bertaqwa kepada-Nya dan semoga seluruh nikmat-Nya yang kita gunakan
senantiasa mendatangkan keberkahan, amin. Penulis menyadari bahwa dalam
karya ilmiah ini terdapat banyak sekali kekurangan baik dari segi penggunaan kata
dan bahasa yang belum memenuhi kaidah yang tepat maupun dari isi penelitian
ini sendiri. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran
yang membangun dari berbagai pihak yang membaca karya ilmiah ini.
Terima kasih penulis ucapkan kepada pihak yang cukup banyak
memberikan bimbingan dan bantuan baik secara moril maupun material. Penulis
mempersembahkan ucapan terima kasih kepada Dr Drh Mokhamad Fahrudin
selaku pembimbing pertama, Dr Drh Koekoeh Santoso selaku pembimbing kedua,
serta staf laboratorium fisiologi yang banyak membantu penelitian. Ungkapan
terima kasih yang juga penulis ucapkan kepada teman-teman yang sudah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini antara lain kepada saudari Etri
Mardaningsih dan saudara Rendi Rifano yang telah membantu penulis dalam
melaksanakan penelitian, kepada saudari Meta Anggistia dan saudara Esdinawan
Carakantara Satridja yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
penulisan skripsi, kepada Agvinta Nilam yang senantiasa memberikan saransarannya, penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada ayahanda
Alirman, dan ibunda Asma Yenti serta seluruh keluarga yang selalu memberikan
dukungan pada penulis dalam penelitian ini. Semoga ilmu yang didapatkan
mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan.
Bogor, 17 Februari 2015
Anisa Rahma
NIM B04100014
DAFTAR ISI
ABSTRAK
iii
PRAKATA
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Prosedur Penelitian
3
Analisis Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
SIMPULAN DAN SARAN
4
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
19
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Sirkulariti sel darah merah itik setelah dipapar pada berbagai
konsentrasi NaCl dan waktu yang berbeda
Tabel 2 Dimensi sel darah merah setelah dipapar pada berbagai konsentrasi
NaCl dan waktu yang berbeda
Tabel 3 Rasio sel darah merah yang memiliki bentuk sirkular setelah
dipapar pada berbagai konsentrasi NaCl dan waktu yang berbeda
5
7
8
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Sirkulariti Sel Darah Merah Itik yang dipengaruhi oleh
Konsentrasi
Gambar 2 Dimensi Sel Darah Merah Itik yang dipengaruhi oleh
Konsentrasi.
Gambar 3 Sel darah merah itik NaCl 0.8% a. tipe RGB menit ke-2, b. tipe
RGB menit ke-8, c. tipe gray-scale menit ke-2, d. tipe grayscale menit ke-8, e. hasil fill holes menit ke-2, f. hasil fill holes
menit ke-8. Skala pada gambar : 100µm
6
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Analisis rancangan acak kelompok sirkulariti sel darah merah
itik
Lampiran 2 Hasil uji duncan sirkulariti sel darah merah itik.
Lampiran 3 Hasil uji Duncan sirkulariti sel darah merah itik.
Lampiran 4 Analisis rancangan acak kelompok dimensi sel darah merah itik.
Lampiran 5 Hasil uji Duncan dimensi sel darah merah itik.
Lampiran 6 Hasil uji ANOVA nilai rasio sel darah merah yang berbentuk
sirkular.
Lampiran 7 Hasil uji Duncan nilai rasio sel darah merah yang berbentuk
sirkular.
Lampiran 8 Analisis Regresi Sirkulariti Sel Darah Merah Unggas
Lampiran 9 Analisis Regresi Dimensi Sel Darah Merah Unggas
14
14
14
14
15
15
15
15
17
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemeriksaan profil sel darah merah sangat penting dilakukan karena
mampu menggambarkan kondisi fisiologis tubuh yang berkaitan dengan
kesehatan. Profil sel darah merah yang baik akan menunjukkan kondisi fisiologis
yang baik (Shawaludin et al. 2013). Morfologi dari sel darah merah seorang
pasien sangat membantu para dokter dalam mendeteksi suatu penyakit (Warni
2009). Unggas memiliki sel darah merah berbentuk elips dengan inti di bagian
tengah. Sel darah merah unggas memiliki ukuran yang berbeda tergantung spesies
unggas dan jenis kelaminnya (Nowaczewski dan Kontecka 2012).
Morfologi dari sel darah merah dapat dipengaruhi oleh pemberian larutan
dengan tekanan osmosis berbeda. Plasma darah unggas memiliki tekanan osmosis
normal 0,85%. Pemberian larutan dengan konsentrasi lebih rendah (hipotonis) dan
lebih tinggi (hipertonis) akan menyebabkan perubahan bentuk sel. Larutan
hipotonis akan mengakibatkan sel menggembung karena adanya pergerakan dari
pelarut ke dalam sel yang merupakan bentuk homeostasis untuk mempertahankan
tekanan osmosis dari sel tersebut (Siagian 2004). Cairan antar kompartemen
mengalami pergerakan yang ditentukan oleh perbedaan tekanan osmosis antara
sel dengan cairan di sekitarnya. Pergerakan terjadi sampai osmolalitas masingmasing kompartemen menjadi sama.
Saat ini, analisis tentang morfologi sel darah merah yang dilakukan oleh
para dokter dan petugas laboratorium masih dilakukan secara konvensional
(Warni 2009). Akan tetapi, perubahan ukuran sel tidak dapat terlihat jelas hanya
dengan menggunakan mikroskop. Oleh sebab itu, diperlukan suatu teknologi
untuk memudahkan analisis ukuran sel. Perkembangan akan kemudahan,
kepraktisan, dan keakuratan ini sangat dibutuhkan terutama dalam analisis sel
darah merah (Usman 2008). Teknologi yang sedang berkembang adalah dengan
menggunakan pengolahan gambar (Hartadi 2004). Pemanfaatan perangkat lunak
imageJ yang digabung dengan kamera Dino-eye untuk membantu melihat
perubahan morfologi sel. Kamera Dino-eye dimanfaatkan untuk memperlihatkan
gambaran sel darah merah dengan bantuan komputer yang dihubungkan dengan
mikroskop sementara perangkat lunak imageJ digunakan dalam hal analisis data.
Perangkat lunak imageJ juga dapat digunakan untuk perhitungan ukuran sel darah
merah secara otomatis (Ramadhani 2013).
Penggunaan perangkat lunak diharapkan akan membantu diagnosis,
mengingat pembacaan yang dilakukan oleh petugas pada preparat ulas sangat
subjektif. Dengan bantuan perangkat lunak ini, gambar dari preparat bisa diambil
dengan segera dan identifikasi dilakukan melalui gambar. Diagnosis juga dapat
dilakukan secara bersama-sama sambil melihat gambar yang telah diambil
sehingga hal ini akan lebih mengurangi faktor kesalahan dalam pembacaan
preparat ulas (Habibzadeh 2011).
Perumusan Masalah
Perumusan masalah pada penelitian ini sesuai dengan pertanyaan berikut.
2
1. Apakah pengaruh cairan hipotonis terhadap morfologi sel darah merah itik
dapat diukur dengan bantuan perangkat lunak imageJ ?
2. Apakah ada pengaruh waktu paparan larutan hipotonis terhadap perubahan
morfologi sel darah merah itik ?
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengukur perubahan morfologi sel darah
merah unggas yang diberi larutan NaCl konsentrasi bertingkat (0.9%, 0.8%, 0.7%,
0.6%) selama jangka waktu tertentu dengan memanfaatkan teknologi pengolahan
gambar.
Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah mempermudah pengamatan sel darah
merah di dalam dunia kedokteran dengan memberikan gambaran yang lebih jelas
tentang morfologi sel darah merah melalui pemanfaatan teknologi pengolahan
gambar.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini membahas tentang pengaruh larutan hipotonis terhadap
perubahan sel darah merah itik selama jangka waktu tertentu. Mekanisme
masuknya larutan hipotonis ke dalam membran sel, yang berhubungan dengan
elastisitas membran, serta kemudahan yang didapatkan dengan menggunakan
pengolahan gambar dalam melihat perubahan luas sel darah merah itik.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan sejak Juni 2014 sampai dengan Agustus 2014.
Pengamatan ukuran luas sel darah merah unggas dilaksanakan di Laboratorium
Fisiologi, Departemen Anatomi Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Penelitian ini menggunakan sel darah merah unggas yang berasal dari 3 ekor
itik manila jantan, NaCl (Darmstadt, Germany) konsentrasi 0.9%, 0.8%, 0.7%,
dan 0.6%, alkohol 70% (Ciubros Farma, Indonesia), antikoagulan Ethylene
Diamine Tetraacetic Acid (EDTA), kapas, tisu, minyak emersi (VWR
International, USA), dan xylol (Recochem, USA).
3
Alat
Alat yang digunakan adalah jarum suntik ukuran G27, kaca objek, gelas
penutup, mikroskop (Nicon YS 100, Nicon Instrument Inc, Japan), kamera Dinoeye (tipe AM4023X, ANIMO Electronic Co, Taiwan) dengan resolusi 1.3
MegaPixel, perangkat lunak imageJ (versi 1.46r, NIH, USA), laptop (Toshiba tipe
Satellite L645, Toshiba, China), alat ukur untuk kalibrasi, pipet eritrosit, dan
stopwatch.
Prosedur Penelitian
Pengambilan Sampel Darah Itik Manila
Pengambilan darah dilakukan di Laboratorium Fisiologi, Departemen
Anatomi Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran Hewan Institut
Pertanian Bogor. Darah diambil melalui vena brachialis. Daerah pengambilan
darah tersebut dibersihkan dengan alkohol 70%. Darah diambil menggunakan
jarum suntik G27 yang sudah diberi antikoagulan EDTA kemudian dimasukkan
ke dalam tabung reaksi. Darah yang terdapat di dalam tabung reaksi diambil
menggunakan pipet leukosit, kemudian dicampur dengan larutan NaCl konsentrasi
(0.9%, 0.8%, 0.7% dan 0.6%) dengan perbandingan 1:10. Darah dihomogenkan
dengan cara memutar tabung reaksi membentuk angka delapan.
Selanjutnya, darah itik yang sudah dicampur larutan NaCl dibuat preparat
natif. Darah diteteskan pada objek gelas kemudian ditutup dengan gelas penutup.
Preparat diamati di bawah mikroskop pada menit ke-2, -4, -6, -8, dan -10 setelah
penambahan pengencer.
Pengambilan gambar
Mikroskop yang digunakan untuk melihat preparat ulas sebelumnya telah
dihubungkan dengan komputer menggunakan kamera Dino-eye. Preparat natif
darah diamati dengan perbesaran objektif 40 kali. Gambar yang terlihat di layar
komputer difoto selama 1 menit. Pengaturan waktu ini bertujuan untuk
menghindari darah tidak terlalu lama terpapar panas lampu mikroskop. Satu menit
kemudian, preparat diganti dengan yang baru. Masing-masing pengenceran
diamati pada menit ke-2, -4, -6, -8 , dan -10. Pada setiap pengamatan, digunakan
preparat baru.
Pengolahan gambar oleh imageJ
Gambar yang telah didapat dianalisis dengan menggunakan perangkat
lunak imageJ. Perangkat lunak imageJ yang sudah di-install pada laptop dibuka
dan dilakukan kalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi skala gambar dilakukan dengan
gambar skala mikrometer (ukuran 100µm) kemudian angka kalibrasi ini
digunakan untuk menganalisis sel darah merah yang diperoleh dengan
menggunakan Dino-eye (Jacqui 2012). Setelah dikalibrasi, dilakukan analisis
terhadap gambar yang akan diukur perubahan morfologinya, untuk dianalisis
dengan menggunakan perangkat lunak imageJ. Gambar yang akan dianalisa
diubah tipenya dari red green blue (RGB) menjadi abu-abu. Selanjutnya nilai
ambang dari warna hitam putih diatur untuk memisahkan antara objek dan latar
belakang (Juma dan Yousef 2005). Nilai ambang diatur sampai objek yang
4
diinginkan terlihat jelas. Setelah didapatkan hasil yang cukup jelas, dilakukan
konversi gambar menjadi gambar hitam putih. Selanjutnya, dilakukan evaluasi
terhadap sel darah merah yang telah dikonversi. Jika terdapat bagian gambar yang
masih berongga, dilakukan pengisian untuk menutup rongga tersebut. Untuk sel
darah merah yang mengalami penumpukan, dilakukan pemisahan dari sel darah
merah yang menyatu dengan menggunakan watershed. Pada tahap ini, data sudah
dapat dianalisis oleh perangkat lunak imageJ. Dengan menggunakan perangkat
lunak imageJ, sirkulariti serta ukuran diameter panjang dan diameter pendek sel
darah merah itik dapat ditampilkan secara otomatis. Ukuran dari diameter panjang
dan diameter pendek dapat dianalisis dengan memanfaatkan sumbu mayor dan
minor dari sel darah merah yang diamati dengan imageJ (Igathinathane et al.
2007).
Analisis Data
Data gambar morfologi sel darah merah diolah menggunakan imageJ (versi
1.46r, NIH, USA). Nilai sirkulariti dan dimensi hasil citra diolah menggunakan
Microsoft Excel 2007. Selanjutnya dianalisis dengan piranti lunak SPSS 18
dengan metode Two Way Anova. Kemudian dilakukan uji lanjut untuk melihat
adanya perbedaan nyata menggunakan uji Duncan, dengan tingkat kepercayaan
95%. Hubungan antara sirkulariti, dimensi dengan konsentrasi NaCl dan waktu
pemaparan ditentukan dengan analisis regresi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Darah merupakan suatu parameter dalam menilai kondisi fisiologis tubuh.
Sel darah merah memiliki peranan yang sangat penting di dalam tubuh makhluk
hidup salah satunya untuk membawa oksigen yang sangat dibutuhkan bagi
kelangsungan hidup suatu organisme (Shawaludin et al. 2013). Ukuran dan
bentuk dari sel darah merah memberikan indikasi permukaan yang tersedia untuk
pertukaran gas (Harthman dan Lessler 1963). Ukuran dari sel darah merah sendiri
dapat berubah karena pengaruh cairan yang konsentrasinya lebih rendah
(hipotonis) sebab cairan hipotonis dapat merusak membran sel darah merah
(Sacher dan Pherson 2002).
Larutan NaCl yang diberikan dapat masuk ke dalam sel darah merah setelah
melalui membran sel. Ketika larutan NaCl berhasil masuk ke dalam sel, larutan
tersebut telah berhasil melewati membran. Selain memiliki membran, sel juga
memiliki kerangka. Kerangka sel dikenal dengan nama sitoskeleton. Sitoskeleton
tersusun atas tiga serabut yaitu mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen antara
(Mustahib 2007). Deformabilitas dan stabilitas membran sel darah merah
tergantung pada sitoskeleton dan isi sel. Kejadian internal tertentu pada membran
sitoskeleton atau molekul hemoglobin bisa mengubah sifat membran dan bentuk
sel (Richards et al. 2000).
Perubahan morfologi sel dapat dilihat dari nilai sirkulariti dan dimensinya.
Sirkulariti merupakan derajat kebundaran dari sel darah merah, nilai sirkulariti
akan mendekati satu apabila objek yang diteliti bulat. Nilai sirkulariti akan
5
berubah karena transformasi bentuk, rotasi, dan translasi (Milos dan Amiya 2013).
Gambaran hasil pengukuran sirkulariti dari sel darah merah itik dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Sirkulariti sel darah merah itik setelah dipapar pada berbagai konsentrasi
NaCl dan waktu yang berbeda
Waktu
(Menit ke-)
Konsentrasi NaCl (%)
0.6
0.7
0.8
0.9 (kontrol)
Sirkulariti
a,q
2
0.650±0.018
0.598±0.022bc,q 0.566±0.025b,q 0.579±0.027c,q
4
0.639±0.023a,q 0.606±0.019bc,q 0.557±0.014b,q 0.581±0.021c,q
6
0.663±0.020a,q 0.613±0.019bc,q 0.566±0.023b,q 0.596±0.026c,q
8
0.674±0.017a,r 0.579±0.023bc,r 0.770±0.013b,r 0.586±0.020c,r
10
0.675±0.017a,s 0.594±0.027bc,s 0.600±0.023b,s 0.616±0.021c,s
Keterangan: Data merupakan rataan nilai sirkulariti±Sd. Superscript (a, b, c) yang
berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata pada
(
DIPAPAR PADA BERBAGAI KONSENTRASI LARUTAN
NaCl HIPOTONIS
ANISA RAHMA
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Morfologi Sel Darah
Merah Itik Manila yang Dipapar pada Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl
Hipotonis adalah benar karya saya dari arahan komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini, saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, 17 Februari 2015
Anisa Rahma
NIM B04100014
ABSTRAK
ANISA RAHMA. Morfologi Sel Darah Merah Itik Manila yang Dipapar pada
Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl Hipotonis. Dibimbing oleh MOKHAMAD
FAHRUDIN dan KOEKOEH SANTOSO.
Bentuk sel darah merah dapat dipengaruhi oleh pemberian larutan yang
memiliki konsentrasi berbeda. ImageJ dapat dimanfaatkan untuk mengukur
perubahan morfologi sel darah merah. Analisis morfologi sel darah merah
dilakukan pada 60 sampel darah yang diberi perlakuan NaCl dengan konsentrasi
bertingkat (NaCl 0.6%, NaCl 0.7%, NaCl 0.8%, NaCl 0.9%). Sampel natif darah
diamati pada menit ke- 2, -4, -6, -8, dan -10. Sel darah merah diamati
menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40 kali. Data hasil pengamatan
diolah menggunakan imageJ untuk menganalisis sirkulariti serta perubahan
dimensi. Hasil penelitian memperlihatkan terjadi peningkatan sirkulariti dan nilai
dimensi sel darah merah pada konsentrasi 0.6% menit ke-2, konsentrasi 0.7%
menit ke-4, dan pada konsentrasi 0.8% pada menit ke-8. Hal ini menggambarkan
bahwasanya terjadi perubahan bentuk sel darah merah yang ditandai dengan
adanya peningkatan sirkulariti dan dimensi sel darah merah ketika sel darah merah
dipapar pada konsentrasi NaCl yang berbeda-beda.
Kata kunci : ImageJ, Morfologi , NaCl, Sel darah merah, Sirkulariti,
ABSTRACT
ANISA RAHMA. Morfology of Muscovy Duck Red Blood Cell’s in that exposed
by Various Concentrations of NaCl Hypotonic Solution. Under supervision of
MOKHAMAD FAHRUDIN and KOEKOEH SANTOSO.
The shape area of red blood cell could be influenced by exposure of solution
with different concentration. ImageJ software could be utilized to detect the
change of red blood cell morpholgy. In this study, 60 red blood cells samples of
muscovy duck were exposed to different concentrations of NaCl (0.6%, 0.7%,
0.8%, and 0.9%) to detect its morphological change. Blood samples were
observed microscopically at magnification of 40× objective at 2, 4, 6, 8, and 10
minutes after exposure to NaCl solution. The data were then analized using
imageJ software to measure its circularity and dimension. The result of this study
revealed that circularity and dimension of red blood cells increased at 2 minutes
after exposure to 0.6% NaCl, 4 minutes after exposure to 0.7% NaCl, and 8
minutes after exposure to 0.8% NaCl. This study conclude that the morphology of
red blood cells of muscovy duck after exposure to various concentrations of NaCl
solution was influenced by concentration of the NaCl solutions.
Keywords: Circularity, ImageJ, Morphology , NaCl, Red blood cell
MORFOLOGI SEL DARAH MERAH ITIK MANILA YANG
DIPAPAR PADA BERBAGAI KONSENTRASI LARUTAN
NaCl HIPOTONIS
ANISA RAHMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga skripsi berjudul Morfologi Sel Darah Merah Itik Manila yang Dipapar
pada Berbagai Konsentrasi Larutan NaCl Hipotonis ini dapat penulis selesaikan.
Semoga taufik dan hidayah-Nya selalu dilimpahkan kepada segenap insan yang
selalu bertaqwa kepada-Nya dan semoga seluruh nikmat-Nya yang kita gunakan
senantiasa mendatangkan keberkahan, amin. Penulis menyadari bahwa dalam
karya ilmiah ini terdapat banyak sekali kekurangan baik dari segi penggunaan kata
dan bahasa yang belum memenuhi kaidah yang tepat maupun dari isi penelitian
ini sendiri. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran
yang membangun dari berbagai pihak yang membaca karya ilmiah ini.
Terima kasih penulis ucapkan kepada pihak yang cukup banyak
memberikan bimbingan dan bantuan baik secara moril maupun material. Penulis
mempersembahkan ucapan terima kasih kepada Dr Drh Mokhamad Fahrudin
selaku pembimbing pertama, Dr Drh Koekoeh Santoso selaku pembimbing kedua,
serta staf laboratorium fisiologi yang banyak membantu penelitian. Ungkapan
terima kasih yang juga penulis ucapkan kepada teman-teman yang sudah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini antara lain kepada saudari Etri
Mardaningsih dan saudara Rendi Rifano yang telah membantu penulis dalam
melaksanakan penelitian, kepada saudari Meta Anggistia dan saudara Esdinawan
Carakantara Satridja yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
penulisan skripsi, kepada Agvinta Nilam yang senantiasa memberikan saransarannya, penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada ayahanda
Alirman, dan ibunda Asma Yenti serta seluruh keluarga yang selalu memberikan
dukungan pada penulis dalam penelitian ini. Semoga ilmu yang didapatkan
mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan.
Bogor, 17 Februari 2015
Anisa Rahma
NIM B04100014
DAFTAR ISI
ABSTRAK
iii
PRAKATA
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Prosedur Penelitian
3
Analisis Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
SIMPULAN DAN SARAN
4
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
19
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Sirkulariti sel darah merah itik setelah dipapar pada berbagai
konsentrasi NaCl dan waktu yang berbeda
Tabel 2 Dimensi sel darah merah setelah dipapar pada berbagai konsentrasi
NaCl dan waktu yang berbeda
Tabel 3 Rasio sel darah merah yang memiliki bentuk sirkular setelah
dipapar pada berbagai konsentrasi NaCl dan waktu yang berbeda
5
7
8
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Sirkulariti Sel Darah Merah Itik yang dipengaruhi oleh
Konsentrasi
Gambar 2 Dimensi Sel Darah Merah Itik yang dipengaruhi oleh
Konsentrasi.
Gambar 3 Sel darah merah itik NaCl 0.8% a. tipe RGB menit ke-2, b. tipe
RGB menit ke-8, c. tipe gray-scale menit ke-2, d. tipe grayscale menit ke-8, e. hasil fill holes menit ke-2, f. hasil fill holes
menit ke-8. Skala pada gambar : 100µm
6
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Analisis rancangan acak kelompok sirkulariti sel darah merah
itik
Lampiran 2 Hasil uji duncan sirkulariti sel darah merah itik.
Lampiran 3 Hasil uji Duncan sirkulariti sel darah merah itik.
Lampiran 4 Analisis rancangan acak kelompok dimensi sel darah merah itik.
Lampiran 5 Hasil uji Duncan dimensi sel darah merah itik.
Lampiran 6 Hasil uji ANOVA nilai rasio sel darah merah yang berbentuk
sirkular.
Lampiran 7 Hasil uji Duncan nilai rasio sel darah merah yang berbentuk
sirkular.
Lampiran 8 Analisis Regresi Sirkulariti Sel Darah Merah Unggas
Lampiran 9 Analisis Regresi Dimensi Sel Darah Merah Unggas
14
14
14
14
15
15
15
15
17
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemeriksaan profil sel darah merah sangat penting dilakukan karena
mampu menggambarkan kondisi fisiologis tubuh yang berkaitan dengan
kesehatan. Profil sel darah merah yang baik akan menunjukkan kondisi fisiologis
yang baik (Shawaludin et al. 2013). Morfologi dari sel darah merah seorang
pasien sangat membantu para dokter dalam mendeteksi suatu penyakit (Warni
2009). Unggas memiliki sel darah merah berbentuk elips dengan inti di bagian
tengah. Sel darah merah unggas memiliki ukuran yang berbeda tergantung spesies
unggas dan jenis kelaminnya (Nowaczewski dan Kontecka 2012).
Morfologi dari sel darah merah dapat dipengaruhi oleh pemberian larutan
dengan tekanan osmosis berbeda. Plasma darah unggas memiliki tekanan osmosis
normal 0,85%. Pemberian larutan dengan konsentrasi lebih rendah (hipotonis) dan
lebih tinggi (hipertonis) akan menyebabkan perubahan bentuk sel. Larutan
hipotonis akan mengakibatkan sel menggembung karena adanya pergerakan dari
pelarut ke dalam sel yang merupakan bentuk homeostasis untuk mempertahankan
tekanan osmosis dari sel tersebut (Siagian 2004). Cairan antar kompartemen
mengalami pergerakan yang ditentukan oleh perbedaan tekanan osmosis antara
sel dengan cairan di sekitarnya. Pergerakan terjadi sampai osmolalitas masingmasing kompartemen menjadi sama.
Saat ini, analisis tentang morfologi sel darah merah yang dilakukan oleh
para dokter dan petugas laboratorium masih dilakukan secara konvensional
(Warni 2009). Akan tetapi, perubahan ukuran sel tidak dapat terlihat jelas hanya
dengan menggunakan mikroskop. Oleh sebab itu, diperlukan suatu teknologi
untuk memudahkan analisis ukuran sel. Perkembangan akan kemudahan,
kepraktisan, dan keakuratan ini sangat dibutuhkan terutama dalam analisis sel
darah merah (Usman 2008). Teknologi yang sedang berkembang adalah dengan
menggunakan pengolahan gambar (Hartadi 2004). Pemanfaatan perangkat lunak
imageJ yang digabung dengan kamera Dino-eye untuk membantu melihat
perubahan morfologi sel. Kamera Dino-eye dimanfaatkan untuk memperlihatkan
gambaran sel darah merah dengan bantuan komputer yang dihubungkan dengan
mikroskop sementara perangkat lunak imageJ digunakan dalam hal analisis data.
Perangkat lunak imageJ juga dapat digunakan untuk perhitungan ukuran sel darah
merah secara otomatis (Ramadhani 2013).
Penggunaan perangkat lunak diharapkan akan membantu diagnosis,
mengingat pembacaan yang dilakukan oleh petugas pada preparat ulas sangat
subjektif. Dengan bantuan perangkat lunak ini, gambar dari preparat bisa diambil
dengan segera dan identifikasi dilakukan melalui gambar. Diagnosis juga dapat
dilakukan secara bersama-sama sambil melihat gambar yang telah diambil
sehingga hal ini akan lebih mengurangi faktor kesalahan dalam pembacaan
preparat ulas (Habibzadeh 2011).
Perumusan Masalah
Perumusan masalah pada penelitian ini sesuai dengan pertanyaan berikut.
2
1. Apakah pengaruh cairan hipotonis terhadap morfologi sel darah merah itik
dapat diukur dengan bantuan perangkat lunak imageJ ?
2. Apakah ada pengaruh waktu paparan larutan hipotonis terhadap perubahan
morfologi sel darah merah itik ?
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengukur perubahan morfologi sel darah
merah unggas yang diberi larutan NaCl konsentrasi bertingkat (0.9%, 0.8%, 0.7%,
0.6%) selama jangka waktu tertentu dengan memanfaatkan teknologi pengolahan
gambar.
Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah mempermudah pengamatan sel darah
merah di dalam dunia kedokteran dengan memberikan gambaran yang lebih jelas
tentang morfologi sel darah merah melalui pemanfaatan teknologi pengolahan
gambar.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini membahas tentang pengaruh larutan hipotonis terhadap
perubahan sel darah merah itik selama jangka waktu tertentu. Mekanisme
masuknya larutan hipotonis ke dalam membran sel, yang berhubungan dengan
elastisitas membran, serta kemudahan yang didapatkan dengan menggunakan
pengolahan gambar dalam melihat perubahan luas sel darah merah itik.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan sejak Juni 2014 sampai dengan Agustus 2014.
Pengamatan ukuran luas sel darah merah unggas dilaksanakan di Laboratorium
Fisiologi, Departemen Anatomi Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Penelitian ini menggunakan sel darah merah unggas yang berasal dari 3 ekor
itik manila jantan, NaCl (Darmstadt, Germany) konsentrasi 0.9%, 0.8%, 0.7%,
dan 0.6%, alkohol 70% (Ciubros Farma, Indonesia), antikoagulan Ethylene
Diamine Tetraacetic Acid (EDTA), kapas, tisu, minyak emersi (VWR
International, USA), dan xylol (Recochem, USA).
3
Alat
Alat yang digunakan adalah jarum suntik ukuran G27, kaca objek, gelas
penutup, mikroskop (Nicon YS 100, Nicon Instrument Inc, Japan), kamera Dinoeye (tipe AM4023X, ANIMO Electronic Co, Taiwan) dengan resolusi 1.3
MegaPixel, perangkat lunak imageJ (versi 1.46r, NIH, USA), laptop (Toshiba tipe
Satellite L645, Toshiba, China), alat ukur untuk kalibrasi, pipet eritrosit, dan
stopwatch.
Prosedur Penelitian
Pengambilan Sampel Darah Itik Manila
Pengambilan darah dilakukan di Laboratorium Fisiologi, Departemen
Anatomi Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran Hewan Institut
Pertanian Bogor. Darah diambil melalui vena brachialis. Daerah pengambilan
darah tersebut dibersihkan dengan alkohol 70%. Darah diambil menggunakan
jarum suntik G27 yang sudah diberi antikoagulan EDTA kemudian dimasukkan
ke dalam tabung reaksi. Darah yang terdapat di dalam tabung reaksi diambil
menggunakan pipet leukosit, kemudian dicampur dengan larutan NaCl konsentrasi
(0.9%, 0.8%, 0.7% dan 0.6%) dengan perbandingan 1:10. Darah dihomogenkan
dengan cara memutar tabung reaksi membentuk angka delapan.
Selanjutnya, darah itik yang sudah dicampur larutan NaCl dibuat preparat
natif. Darah diteteskan pada objek gelas kemudian ditutup dengan gelas penutup.
Preparat diamati di bawah mikroskop pada menit ke-2, -4, -6, -8, dan -10 setelah
penambahan pengencer.
Pengambilan gambar
Mikroskop yang digunakan untuk melihat preparat ulas sebelumnya telah
dihubungkan dengan komputer menggunakan kamera Dino-eye. Preparat natif
darah diamati dengan perbesaran objektif 40 kali. Gambar yang terlihat di layar
komputer difoto selama 1 menit. Pengaturan waktu ini bertujuan untuk
menghindari darah tidak terlalu lama terpapar panas lampu mikroskop. Satu menit
kemudian, preparat diganti dengan yang baru. Masing-masing pengenceran
diamati pada menit ke-2, -4, -6, -8 , dan -10. Pada setiap pengamatan, digunakan
preparat baru.
Pengolahan gambar oleh imageJ
Gambar yang telah didapat dianalisis dengan menggunakan perangkat
lunak imageJ. Perangkat lunak imageJ yang sudah di-install pada laptop dibuka
dan dilakukan kalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi skala gambar dilakukan dengan
gambar skala mikrometer (ukuran 100µm) kemudian angka kalibrasi ini
digunakan untuk menganalisis sel darah merah yang diperoleh dengan
menggunakan Dino-eye (Jacqui 2012). Setelah dikalibrasi, dilakukan analisis
terhadap gambar yang akan diukur perubahan morfologinya, untuk dianalisis
dengan menggunakan perangkat lunak imageJ. Gambar yang akan dianalisa
diubah tipenya dari red green blue (RGB) menjadi abu-abu. Selanjutnya nilai
ambang dari warna hitam putih diatur untuk memisahkan antara objek dan latar
belakang (Juma dan Yousef 2005). Nilai ambang diatur sampai objek yang
4
diinginkan terlihat jelas. Setelah didapatkan hasil yang cukup jelas, dilakukan
konversi gambar menjadi gambar hitam putih. Selanjutnya, dilakukan evaluasi
terhadap sel darah merah yang telah dikonversi. Jika terdapat bagian gambar yang
masih berongga, dilakukan pengisian untuk menutup rongga tersebut. Untuk sel
darah merah yang mengalami penumpukan, dilakukan pemisahan dari sel darah
merah yang menyatu dengan menggunakan watershed. Pada tahap ini, data sudah
dapat dianalisis oleh perangkat lunak imageJ. Dengan menggunakan perangkat
lunak imageJ, sirkulariti serta ukuran diameter panjang dan diameter pendek sel
darah merah itik dapat ditampilkan secara otomatis. Ukuran dari diameter panjang
dan diameter pendek dapat dianalisis dengan memanfaatkan sumbu mayor dan
minor dari sel darah merah yang diamati dengan imageJ (Igathinathane et al.
2007).
Analisis Data
Data gambar morfologi sel darah merah diolah menggunakan imageJ (versi
1.46r, NIH, USA). Nilai sirkulariti dan dimensi hasil citra diolah menggunakan
Microsoft Excel 2007. Selanjutnya dianalisis dengan piranti lunak SPSS 18
dengan metode Two Way Anova. Kemudian dilakukan uji lanjut untuk melihat
adanya perbedaan nyata menggunakan uji Duncan, dengan tingkat kepercayaan
95%. Hubungan antara sirkulariti, dimensi dengan konsentrasi NaCl dan waktu
pemaparan ditentukan dengan analisis regresi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Darah merupakan suatu parameter dalam menilai kondisi fisiologis tubuh.
Sel darah merah memiliki peranan yang sangat penting di dalam tubuh makhluk
hidup salah satunya untuk membawa oksigen yang sangat dibutuhkan bagi
kelangsungan hidup suatu organisme (Shawaludin et al. 2013). Ukuran dan
bentuk dari sel darah merah memberikan indikasi permukaan yang tersedia untuk
pertukaran gas (Harthman dan Lessler 1963). Ukuran dari sel darah merah sendiri
dapat berubah karena pengaruh cairan yang konsentrasinya lebih rendah
(hipotonis) sebab cairan hipotonis dapat merusak membran sel darah merah
(Sacher dan Pherson 2002).
Larutan NaCl yang diberikan dapat masuk ke dalam sel darah merah setelah
melalui membran sel. Ketika larutan NaCl berhasil masuk ke dalam sel, larutan
tersebut telah berhasil melewati membran. Selain memiliki membran, sel juga
memiliki kerangka. Kerangka sel dikenal dengan nama sitoskeleton. Sitoskeleton
tersusun atas tiga serabut yaitu mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen antara
(Mustahib 2007). Deformabilitas dan stabilitas membran sel darah merah
tergantung pada sitoskeleton dan isi sel. Kejadian internal tertentu pada membran
sitoskeleton atau molekul hemoglobin bisa mengubah sifat membran dan bentuk
sel (Richards et al. 2000).
Perubahan morfologi sel dapat dilihat dari nilai sirkulariti dan dimensinya.
Sirkulariti merupakan derajat kebundaran dari sel darah merah, nilai sirkulariti
akan mendekati satu apabila objek yang diteliti bulat. Nilai sirkulariti akan
5
berubah karena transformasi bentuk, rotasi, dan translasi (Milos dan Amiya 2013).
Gambaran hasil pengukuran sirkulariti dari sel darah merah itik dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Sirkulariti sel darah merah itik setelah dipapar pada berbagai konsentrasi
NaCl dan waktu yang berbeda
Waktu
(Menit ke-)
Konsentrasi NaCl (%)
0.6
0.7
0.8
0.9 (kontrol)
Sirkulariti
a,q
2
0.650±0.018
0.598±0.022bc,q 0.566±0.025b,q 0.579±0.027c,q
4
0.639±0.023a,q 0.606±0.019bc,q 0.557±0.014b,q 0.581±0.021c,q
6
0.663±0.020a,q 0.613±0.019bc,q 0.566±0.023b,q 0.596±0.026c,q
8
0.674±0.017a,r 0.579±0.023bc,r 0.770±0.013b,r 0.586±0.020c,r
10
0.675±0.017a,s 0.594±0.027bc,s 0.600±0.023b,s 0.616±0.021c,s
Keterangan: Data merupakan rataan nilai sirkulariti±Sd. Superscript (a, b, c) yang
berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata pada
(