Efek Sinar X terhadap Transfer Calsium ke dalam Eritrosit.

LAPORAN PENELLTIAN

EFEK SINAR-X TERBADAP TRANSPOR KALSIUM
KE DALAM ERITROSJT

O leb

Azhari, Drg. Mkes.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLK
Dibiayai oleh Dana DlK Universitas Padjadjaran
Tahun Angganln 2000
Oengan DIP No. 060/23/2000
Tgl.l April 2000

LEMBAGA PENELITV\N
UNlVERSITAS PAOJADJARAN

_ ..._

" FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS PADJADJARAN
Nopember, 2000zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIH

LEl\fBAR
LAPORAN AKHIR

JOENTITAS
DAN PENGESAHAN
PENELITIAN
SUMBER DANA OIK UNPAD
T AHllN ANGGARAN 2000

----------------------------------------

, zyxwvutsr

4..1<

....

~

1;zyxwvutsrqponm
~

I. a. Judul Penelitian: Efek Sinar X terhadap Transfer Calsium ke dalam Eritrosit.
b. Macam Pcnelitian: (X) Dasar (
) Terapan (
) Pengembangan.
c. Kategori: l/Il/Ill.
2.

Katua Peneliti:

a. Nama lengkap dan gelar
b. .lenis kelamin

: Laki-laki

PangkatiGoionganlNip
d. Jabatan Fungsional
e. Fakultas/J urusan

f. Bidang ilmu yang diteliti

: Penatall lIcil 3 I 567587
: Lekior Muda.
: Kedokteran gigi.
: Radiologi Molekuler

c.

: Azhari Drg. Mkes.

3. Jumlah Tim Peneliti: 3 (riga) orang.

4. Lokasi Penelitian: Lab. Biokimia UNPAD
5. Bila penelitian ini merupakan peningkatan kerjasarna kelembagaan:'
a. Nama Instansi :
b. Alarnat
6. Jangka waktu penelitian: 6 bulan
7. Biaya yang diperlukan Ro. 3 ..000.000 (tiga juta rupiah)
Band ng,

,

Mengetahui
Dekan'Fakultas Kedokteran Gigi
:Uni rsitas Padjadjaran

•

....~
.- ....

Ketu

11 - 2000

eneliti
./

-:

Azhar' \ r Mkes
N1P:
130321
245
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
NIP:zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLK
13\ 567 587
, zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Menyetujui
Ketua Lernbaga Penelitian
Universitas Padjadjaran

'DR-:- Setia~an Natasasmita, Drg.

Prof. Dr. Johan S. Masjhur, dr, Sp KE, SpKN
NIP : 130 256 894

ABSTRAK

Jon kalsiwn merupakan unsur penting dalam proses M etabolisme, yang zyxwvutsrqponmlkjih

berfungsi sebagai Ca faktor maupun proses sekresi sel.
Ion calsium masuk kedalam sci rnelalui
dikeluarkan

melalui proses

Transforaktif

proses
Konsentrasi

Transpor
dalam

fasif dan
set

harus

dipenahankan dalam keadaan normal konsian kecil.
Penelitian dilakukan pada dosis radiasi sinar-x (2 x 200 Tad) mcrupakan dosis

terapi dengan lnkubasi Ca~' bervariasi 50, 100, 150 dan 200 M g dalam waktu zyxwvutsrqponmlkjihgfedc
j 5

detik.
Hasil penelitian menunjukkan
terjadi rata-rata

bahwa, Inkubasi pada dosis

50 M ikromol

bambatan masuk ke dalam Eritrosit sebesar: 53,5% , dosis

M ikromol 35,5% , 150
menunjukkan bahwa

M ikromol 26,5% ,

200 M ikromol 56% ,.

radiasi sinar-x pada dosis

Keadaan

100
101

2 x 200 rad dapat mcngganggu

proses Transfor dengan jalan menghambat masuknya Ion Calsiurn ke dalam sel secara

Signifikan dan tidak tergantung besar dosis ink~asi.

A B STRA CT

Calcium ion

IS

the important element in the process of metabolism, which zyxwvutsrqponmlkji

function as not only fa cto r Ca but also the process of cell secretion.
Calcium

ion

enters the

ceil by the process of passive transfort and is

released in the way of the active tra n sfo rt process. Concentration in the eel has to be
maintained in the little normal condition.
The research is implemented in the doses of X-Ray radiation (2 x 200 rad),
which is the therapy doss with incubation Ca2+ varying 50, 100, 150, and 200 M g
in 15 seconds.
The

result of the

research proves that the

consist of an

obstacle on an

average in entering eritrocit as 35% for the doses of 50 M ikromol, 35,5 % for the
doses of 100 M ikromol, 26,5% for the doses od 150 M ikromol, and 56% of the
doses of 200 M ikromol. The condtion shiws that the radiation of X-Ray in the

by hampering the
doses of 2 x 200 rad can distrub the procesS-of the transfort zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTS

entrance of calcium ion in the cell significantly and does not defend on the amount
of doses.

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrahiim.
Segala puji saya panjatkan
sena hidayah-Nya,

sehingga

kehadirat Allah
penulis

judul: E fek Radiasi Sinar-x Terhadap
Beberapa

•

SWT. yang telah memberikan

dapat menyelesaikan

penelitian

ini dengan

Transpor Calsium Kedalarn Erirrosit.

hambatan mengiringi proses pcnelitian-penelitian

dan menambah pengalaman

rahmat

ini memberi ani

dan wawasan tentang Efek Radiasi.

Tidak Iupa saya mengucapkan

terima kasih banyak

pada sernua pihak yang

tidak bisa penulis sebutkan sam persatu,
Akhir kata penulis berbarap, sernoga

basil penelitian

ini dapat berrnanfaat

bagi pembaca, praktisi di bidang Radiologi khususnya.

Bandung,

11-2000

_.

,..~ .- zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQ

Penulis zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWV

ii

nAFTAR zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHG
lS I

'.tr
Halam~
ABSTRAK

.

ABSTRACT

.

KATAPENGANTAR

11

DAFTAR [St

".........

DAFTAR TABEL

BAB 1

111

V

PENDAHULUAN

..

I. 1, Latar Belakang

.

1.2, Identifikasi Masalah

"

1.3. Kerangka Pernikiran
BAS II

, zyxwvuts

,

,

,

,

, ,.."

.

,
.),

.

4

..

6

.

6

..

8

".

8

2.4 Struktur Alphasubunit

.

8

2.5 Radiasi dengan Materi

..

9

..

10

..

10

TlNJAUAN PUSTAKA
2.1 Kinetika Transport

2.2 Pompa Kalsium pada Membran Plasma
2.3 Kinetika Pompa ATP (P Type)

2,6 EI'ek Biologi Radiasi Pengion

,

,

2.7 Mekanisme Terbentuk Radikal pada Sel Biologi

,

2.8 Efek Radiasi Sinar X Terhadap Lipid Membran Eritrosit.. ..

12

2.9 Efek Radiasi Terhadap Protein Membran Eritrosit ...........

13 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcb

iii

•

3.1 Tujuan Penelitian................................................................

..J3'

3.2 Manfaat PeneLitian..............................................................

15,

BABJV

METODE PENELITlAN

..

16

BABV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHA$AN

.

20

BASIl!

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

DAFTAR PUSTAKA

.

15

,

24

..~...-

..zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

ivzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

D A FTA R TA BEL

Tabel I: Laju Transpor Calsium pada M embran Eritrosit Ke)ornpok Kontrol.
Tabel 2: Laju Transpor Calsium pada M embran Eritrosit K elornpok Percobaan.
Tabel 3: Hambatan Transpor Calsium Kedalam dalam (% ).

..,.._
_- .

zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPON
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

•
v zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

BABI
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sejak ditemukannya Sinar Rontgen oleh Prof. Dr. Wilhelm Conrad Rontgen!zyxwvutsrqponmlkjih
tahun J 895, penggunaan sinar x semakin meluas baik di bidang kedokteran,
kedokteran gigi. teknik industri, pertanian dan lain-lain.

Pemakaian sinar-x di bidang kedokteran, kedokteran gigi digunakan sebagai
radioagnostik maupun radioterapi. Selain rnempunyai manfaat yang besar sinar-x
dapat juga

menimbulkan efek yang merugikan jaringan atau sel hid UP. yang biasa

& Hing, 1981). Para pekerja sinar-x atau
disebut dengan efek biologis (Wherman zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

pekerja di lingkungan radiasi sangat menghindari efek ini bahkan kadang-kadang
sangat berlebihan. Keadaan ini cukup beralasan karena masih kurangnya penelitian
yang dapat memberikan informasi tentang efek biologi. Konsep yang sampai saat ini
masih dianut tidak mengenal harga ambang yaitu konsep "ALARA" (as low as
reasonabJe). Di mana sekecil apapun paparan sin3r~Xakan mempunyai efek negarif
yang hams

kita hindari karena dapat

menghasilkan gugus Radikal

bebas pada

molekul yang dilewatinya.
Radikal bebas yang terbentuk memiliki dua sifat. Pertama mempunyai reaktifitas
yang tinggi karena cenderung menarik elektron dan selanjutnya dapat merubab suatu
molekul menjadi radikal. Membran sel eritrosit yang terdiri dari lipid dan protein

1

merupakan sasaran dari radikal bebas ini. Proses

inilah

yang mendasari berbagai

proses patologis yang terjadi pada jaringan atau organ.
Radikal cenderung berpasangan
rnolekul baru akan membentuk

sehingga

terbentuk radikal baru, kemudian ,

radikal bebas lagi, sehingga

terjadi reaksi raruai,

Keadaan ini dapat terjadi pada rnembran eritrosit. Bagian mernbran yang terpenting
dalam trasport adalah m olekul protein, yang akan menjaga keseimbangan nutrisi dan

ion, baik di dalam maupun di luar sel yang disebut dengan protein pengemban.
Protein transport mempunyai dua betas

domain hydrophobic yang membentuk

& Voet, 1995) yang dibangun dari sebagian besar alta
protein trans mernbran (VoetzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

helix, kemudian lembaran beta dan coil. Afinitas glukosa dengan protein pengemban

mempunyai

tingkat kejenuhan

karena

keterbatasa jumlah

dan

kemampuan

pengemban yang dapat mempengarubi nilai Komisi, di samping itu dapat dihambat
juga

oleh inhibrator SH sehingga dikatakan transport nutrisi menyerupai reaksi

enzimatis dan rnempunyai
sensitif terhadap

gugus SH sebagai

pusat aktif Radiasi sinar-x sangat

asam amino yang menganding

yang berfungsi mempertahankan

struktur

gugus SH dan ikatan hidrogen,

seRGnClerd an tertier dari protei. Asam-

asam amino yang menyusun protein paling rawan terbadap
a sa m a mino sistein dan gugus inilah

radiasi sinar-x adalah

yang' paling peka terhadap

radiasi sinar-x

sehingga dapat terbentuk ikatan disulfida (Unsclear, 1987) yang menirnbulkan ikatan zyxwvutsrqponmlkjihgf
intra dan inter molekuler schingga mengalarni perubaban konformasi, pada gilirannya
protein pengemban dapat kehilangan fungsi biologi dalam hal ini adalah protein
saluran dan enzim (Bertsche U, 1984 dan Felix JB, dkk, 1991). Di samping peran

2.

protein transport, lipid bilayer

juga memegang peranan renting dalam proses,
t..

transpor ini. Unsur lipid yang utama

pada

mernbran, fospholipid dan g/iko/ipiJ l~

,

merupakan unsur lipid paling banyak pada membran dan mengandung banyak asam
lemak tidak jenuh

linolea t, tinolena t, dan a r ochidona t yang merupakan
sepertizyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

bagian paling sensitif tcrhadap radiasi sinar-x (Thomas, AB. 1991) akibatnya ikatan
rangkap dapat terputus dapat pula terjadi

ikatan silang lipid dengan polypeptide

yang mengakibatkan perubahanj?uitiif(ls (Gwozdzinski, 1991) pada gilirannya akan
mengakibatkan perubahan permeabilitas membran (Thomson, dkk, 1991). Fluidiras
membran merupakan bagian penring untuk berfungsinya protein
berfungsi untuk mentranspor nutrisi

terutama

keseirnl.angan nutrisi didalam dalam di luar

membran yang

pada proses Transporaktif (Ca~.
sel akan mempengaruhi

proses

kelangsungan hidup sel (Lee AG, Michalegeli F; East JM, 1991). Dari perubahanperubahan membran erirrosir tersebut peneliti rnenarik suatu hipotesis bahwa radiasi
sinar-x dapat menyebabkan perubahan transpor Kalsium,
Untuk mendapatkan hasil, penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
metode penelitian sungguhan (true eksperimenj'dengan rancangan faktorial.

1.2. Identifikasi Masalah

- Apakah sinar-x dapat mempengaruhi laju transport calsiurn ke dalarn eritrosit ?
•

- Apakah Jaju transport terpengaruh oleh dosis calsium extra cellular?

•

3

1.3. KerangkazyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Pem ikiran

...

~

Menurut Luckey (1980) menyatakan bahwa radiasi sinar-x pada dosis ke~
~

dapat meningkatkan

metabolisme dan mempunyai

harga

ambang. Beberapa ,

laporan tentang.efek negatif yang terjadi akibat radioterapi seperti perubahan srruktur
kelenjar ludah (Maxymiw WG., 1991). Perubahan PH ludah (Fois AM, dkk, 1991).
Klasifikasi pada tulang gigi maupun rahang rerganggu (Sedlecki dkk, 1991) terjadi
perubahan jumlah leukosit dan eritrosit perifer. Kesernuanya ini sebagai akibat dari
gangguan proses metabolisme dan perkembangan sel (Parkins, dkk., 1991).
Ion Calsium di dalam sel berfungsi dalam proses

metabolisme terutama

sebagai CO-Enzim dan Fungsi Sekresi. Konsentrasi di dalam sel Ion Calsium
dipertahankan tetap dan kecil dengan proses transport aktif(Albert, 19(5).
Membran merupakan bagian yang terpenting dari suatu sel, yang terdiri dari
lipid

bila yer dan protein (struktural dan fungsional). Radiasi sinar-x

dapat

mempengaruhi membran eritrosit ini yaitu terbenruknya radikal hidroksil (Cassaret,
j 968)

yang merupakan bagian yang paling berbahaya karena dapat menyebabkan

reaksi rantai

dengan lipid maupun

prote'i'il1)engemban yang akan mernbentukzyxwvutsrqponmlkjihg

radikal lipid maupun radikal protein. Para peneliti mengatakan bahwa radikal yang
terbentuk sensitif terhadapzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
asam a mino sistein. Sistein ini mengandung gugusan
sulfhidr il (SH) dengan radikal hidroksil akan membentuk ikatan disulfida (S-S), yang

menimbulkan

ikatan

intra

dan inter molekuler

sehingga

protein

pengemban

mengalami perubahan konformasi pada gilirannya mengakibatkan perubahan fungsizyxwvutsrqponmlkjihgfe
membran (Bertsche U., 1.984; Feix. JB, dkk., 1991). Di samping itu juga

4

sensitif

rerhadap

lemak tidak jenuh sepertizyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Linolea t, l.inolea t dan Ar ochidona i terhadap,

ikatan rangkapnya sehingga mempengaruhi fluiditas membran (Gwozdzinski,
Fluiditas

membran merupakan bagian penting untuk fungsi

(Lee AG., dkk., 1991). Proses

~..,.
1991'J{;zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYX

protei.n pengembang

Transpor dilakukan oleh Protein Fungsional yang

disebut dengan Calon bupati dan wakil bupati-ATPase (Calsium Transforter)
(Matyskevskain op. et. aJ. 1991): Ca - ATPase merupakan

suatu protein dan

merupakan Enzirn yang rnernpunyai struktur yang kaya gugus SH (Ledish, 1995)
yang terutama

bagian sisi aktif (binding site) dan merupakan tempat

berikatan

dengan [on Calsium 'pada saat proses transpor aktif terjadi. Radiasi sinar-x sangat
sensit if terhadap

gugus SH ini. Melihat perubahan

yang terjadi

pada proses

transpor penulis menduga masalah transpor nutrisi terutama Calsium sebagai -akibat
dari radiasi sinar-x.
Dari beberapa fenomena di atas dapat diarnbil suatu Hypotesa bahwa:
Ho

: Radiasi sinar-x tidak mempengaruhi proses Transpor aktifCalsium

HI

: Radiasi sinar-x rnempengaruhi Transpor aktifCalsium.

5

•

/;32 '.
BAn II
TIN JA U AN PU STAKA

2.1. Kinetika Transpor
Permeabilitas rnernbran terhadap ion dikontrol oleh sistern transpor, Hasil
perbedaan muatan melewati membran menghasiikan perbedaan potensial listrik.
Terdapat dua tipe proses rranspor (Voet & voei, 1995):
I. Nonmediated transpor
2. Mediated transpor

Non mediated transpor

melalui difusi sederhana, perbedaan

dengan mediated

dengan menggunakan aksi dari protein pengemban yang macamnya
ca rrie r. tra n sp o r,

dinamakan:

tr a nsloka ter . zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Mediated transpor dibagi dalam 2 kategori:zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
I. Passive mediated transpor atau facilitatif difusi pada molekul yang spesifik

mengalir

dari

konsentrasi

tinggi

ke

konsentrasi

rendah

sampai

pada

...~
.. .-

keseimbangan.

2. Aktive transpor, molekul-molekul spesifik dari konsentrasi rendah ketinggi,
melawan kemiringan konsentrasi.

Pompa Calsium:
Ion Calsium merupakan bagian peruing untuk kehidupan suatu sel, terutama
sebagaizyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
messengger secunder Co-faktor dan fungsi sekresi. Sehingga keberadaannya

6

walaupun dalam jumlah

kecil namun termasuk unsur

yang penting, Keseimbangan zyxwvutsrqponmlkji
t..

dari suatu ion selalu hams terjaga baik ekstra maupun intra yang dimungkinkan ,~t:h

,

suatu sistem dalam hal ini adalah

sis/em pUIIlP

yang dikendalikan oleh ATPase.

ATPase bila terpapar radiasi sinar-x masih kontroversial, tentang aktivitasnya
(Augestein, L.G. and Grist,

L.L,

1985) mengarakan bertarnbah aktivitasnya

sedangkan (Cassarcn, 1984) dapat menurunkan aktivitas ATPase. Nampaknya dosis
yang digunakan dan rnetode sangat rneneruukan. Sehingga diperlukan pcnelitian lebih
jauh lagi.

CA l + ATPase

Suatu Prototipe

dari P tipe yang sering disebut dengan "Calsium Pump"

berfungsi untuk mempertahankan ion

ci+ disitol telah

(tidak semua ion Ca2+ dalam keadaan bebas

rendah + 0.1 - 0,2 mikro mol

sebagian berikatan dalam bentuk

phOSpCI, oxa la t atau mo1ekul ATP). Seeara umum konsernrasi ion 2+ bebas sangat

penting. Struktur A'TPase singlezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
tr a nsmembr a n 100.000 MW a lpha polipeptide yang zyxwvutsrqponmlk
mcngandung ATPase, mentransfer ion Cal+ dan membutuhkan ion Mg2+ kornplek
dengan ATP (fungsi bela subunit masih konrroversi). Bagian sitosol alphasubunit
mempunyai

afinitas sangat tinggi (mempunyai

1 M) dalarn keadaan
Komisi 10.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSR

istirahat sedangkan pada saar fungsi disarkoplasmic retikurn bisa mencapai 10.2 mol.
Aktifitas ini diatur olch ion Ca2+ bebas disitosol.

7

2.2. Pompa Calsium

pada i\lembran

Plasma

,
Dalam melaksanakan
dengan "Calmodulin"

fungsinya zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Ca 1 + berikatan dengan protein yang disel)jif

,

m erupakan

bagian penting

pada eritrosit.

Ca 2 + m erangsang-

ca lmodutin yang merangsang ATPase supaya aktif yang diatur secara a lloster ic dan
m cnghasilkan memompa

Ca~+ keluar,

2.3. Kinetika Pompa ATP (P tipe)
Apabila

ion

mengalami perubahan

Ca2~ berikatan

dcngan

protein

pengemban,

protein

akan

konforrnasi, berikatan pada darah, bagian ATP yang berikatan

dcngan protein dihidrolis menjadi AD!' + Pi ditransfer menjadi residu a spa r ta t yang

spesifik dalam protein, membentuk permukaan protein Ion Ca 2 + lalu berdisosiasi dari
luar ke

pennukaan

protein,

selanjutnya

ikatan

a spa r tilphospa t

dihidrolisa

menyebabkan Ez mejadi E I (bentuk semula). Permukaan luar menjadi tidak aktif dan
m enghasilkan pennukaan

sisi sitosol ("binding

site"). Dalam

keadaan

demikian

bagian sirosol mempunyai afinitas yang ringgi seperri sernula (1000 kali permukaan
luar).

..

.....'Jip._ .zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

2.4. Struktur

Alphasubunit zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Protein mengandung
dengan
Caz'dapat

kalsium sepanjang
melewatinya,

10 tr a nsmembr a n a lpha helix, 4 residu yang berkaitan
membran alphahelix

rnernbemuk pintu masuk, dimana

Protein ini mengandung

3 globula r sitosolic doma in yaitu

A Tl'binding, phospor ila si a spa r ta t dan ener gi tr a ndusi,

8 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

2.5. I~acliasi dcngan

Matcri
I",

lnteraksi radiasi dengan rnateri mempunyai
efek Campton, kedua

3 mekanisme

.'

,..,.

utama, pettatna

,

efek fotolistrik, kcuga produksi pasangan. Efek C ompton zyxwvutsrqponm

tcrjadi bila radiasi yang datang berenergi lebih rendah dari pada energi ikat clektron
pada atom. Radiasi yang datang dibelokan sehingga energi yang keluar menurun.
Efe« /-'% lislr ik

terjadi bila energi radiasi yang datang melebihi energi kat elektron.

Keuka radiasi berinteraksi dengan sel atau jaringan terjadi efek fotolistrik, kemudian zyxwvutsrqponmlkj
diikuti denuan
- tereksiiasi atau terionisasinva
, atom atau molekul di dacrah sekiiar
interaksi. Reaksi ini dapat terjadi tetapi yang utama adalah

dengan elektron orbit

sehingga rnolekul ini berubah menjadi radikal. Di bidang kedokteran

radiasi dan

radioaktif ini dimanfaatkan untuk radiodiagnostik dan radioterapi.
Radiasi pengion adalah radiasi yang dapat

menyebabkan

fragmentasi

molekul ke dalam bentuk ion, radikal atau dalam bent uk atom-atom lain. Sumbersumber

radiasi adalah sinar kosmis, sinar garna, sinar-xdan sinar UV, elektron,

partikel beta, proton, nerron dan partikel aplha. Sinar kosmis
tcristerial dengan energi lebih dari 50 megavolt, sinar gama

berasal dari ekstra
berasal dari

inti

radionukleotida akibat transisi isometrik dari inti yang tereksitasi menuju inti yang
stabil dengan energi antara 10 sampai 100 megavolt. Sinar U-X berasal dari
disintegrasi atom berupa transisi kulit atom dengan energi antara 0,0 I sampai 10
megavolt. Sinar zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
U V berasal dari benda panas dengan energi 6 x 10",megavolt Sinar
Elektron berasal dari ekselator atom yang terganggu berenergi 1,0 sampai 100

9

megavolt. Partikel beta berasal dari disintegrasi

inti dengan energi antara 0,2 sampaizyxwvutsrqponmlkjihg

.
8 megavolt.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

I.""

't
~

2.6. Efek Biologi Radiasi Pengion
Efek biologi terhadap

rubuh tergantung pada surnber dan faktor organ tubuh

yang terkena radiasi, besar dosis, kualitas dan jenis radiasi, Sedangkan faktor yang
berkaitan dengan organ tubuh adalah kepekaan organ serta kemarnpuan perbaikan
organ secara umum kepekaan sel terhadap

radiasi berbanding terbalik dengan

ti ngkar perkembangan sel. Secara staristik efek biologi dapat berupa efek stokastik
dan nontclastil. Efek stoka stik dosis tertentu

dapat dipastikan menimbulkan

efek

biologi, sedangkan zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
4ek nonstoka stik suatu dosis tertentu dapat menimbulkan efek
biologi bergantung pada dosis radiasi yang diberikan. Efeknya dapatsegera dengan
dosis

yang besar disebut dengan dosis akut, sedangkan yang kecil dan bertahap

disebut dengan dosis kronik.
Dari hasil penelitian mutakhir diketahui bahwa radiasi dengan dosis rendah
tidak menimbulkan efek negatif terhadap rnakhluk hidup

bahkan dosis rendah inizyxwvutsrqponmlkjihg

~ ":-~

memberikan efek yang positif (Luckey, 1995). Dalam konsep

ini dikenal konsep

ba ta s a mba ng, radiasi memberikan rangsangan yang positif pada makhluk hidup

sedangkan di atas batas ambang radiasi membawa efek yang negati f.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO

2.7. Mekanisme Terbentuk Radikal pada sel biologi
Karena radiasi rnerupakan energi
suatu

yang bergerak maka jika radiasi melalui

matari akan cenderung semakin pelan gerakannya dan akan rnemberikan

10

sebagian

energi

kemarri

yang dilaluinya,

jika

energi yang bergerak

cukup

besar zyxwvutsrqponmlkjih

t
I",

seperti sinar netron, sinar gamma radiasi

ini akan memindahkan

elektron yang

terikat cukup kuat dari benda yang dilalui tersebut, akibatnya terionisasi jika energi
radiasi melewati sel tubuh dimana

sebagian besar terdiri dari air radiasi akan

menyebabkan perpindahan elektron suatu atom ke dalam sel kemudian elektron
bereaksi dengan atom lain merupakan komponen

beracun yang akhirnya

akan

menyebabkan kerusakan sel, Ion-ion terbentuk dalam sel biologi akan membentuk
molekul-molekul baru.

H2O

Radiasi

H20 +

e

E+H20

H+ + OH*e-

H 2 0- + H2O

H"+OH-

I-hO

Radiasi

OH" +H*

Selanjutnya Hidroksil radikal (OH"') akan berekasi hingga membentuk peroksida
(H202), suatu komponen yang beracun bagi tubuh-tnanusia.

-OR* zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
+ OH* --R * + I-hO
Di samping itu rnolekul organik dapat bereaksi dengan

OH* mernbentuk radikal

organik (R *) dengan adanya oksigen radikal organik tersebut terus bereaksi sehingga
terbentuk proksida juga,

11

RH + 01-1"

R*+H2O

R* + ~

RO·2 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
1.;

H'" +02

HO*2

HO* + HO·2

]-hO + 02

Reaksi

ini akan

,_
-4

mempengaruhi

sering disebut autooksidasi,

strukrur

Autooksidasi

lemak maupun protein sel hidup yang
merupakan rangkaian reaksi yang terdiri

dari riga tahap, Dengan adanya radiasi, asam lemak tak jenuh akan meleoas atom
hidrogen dan membentuk

radikal bebas pada iahap ionisasi. Pada periode propagasi.

radikal.
Radikal ini sangat aktif dan akan membentuk radikal baru dan H202. Dari reaksi di
atas radikal peroksil lebih berbahaya dibandingkan dengan H 202.

2.8. Efck Radiasi Sinar-X Terhadap
Struktur membran
yang terpenting

Lipid Membran

Eritrosit

erirrosit terdiri dari protein dan lemak. Komponen

pada mcmberan

lemak

fo sfo lip id , gJikolipid dan kolesteroL,
adalah zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

fosfolipid dan glikolipid mengandung asam lernak iidak jenuh; linoleat, linolenat dan
arachidonat ygsangat
Radikal

hidroksil

rawan terhadap
dapat

peroxidasipilid, akibat

serangan radikal, terutama

menimbulkan

akhir

reaksi

yang

dikenal

dari reaksi raruai ini dapat terputusnya

menjadi berbagai senyawa toksit terhadap
meJonaldehida,

rantai

radikal hidroksil.

12

asam lernak

sci, antara lain aldehida-aldehida

9 hidroksi non enal, serta berbagai

dengan

seperti

hidrokarbon elena (C!H6) dan

di alas, dapat pula reaksi silang an tara dua.zyxwvutsrqponmlkjihgfe

penrana (C s H 12). D i samping reaksi

;..,

rantai asarn lemak dan rantai pepiida yang timbul karena reaksi anlara dua radikal.
Perubahan yang tcrjadi pada struktur membran ini akan mempengeruhi

...,

lluiditas

dan fungsi memberan yang pada gilirannya akan mempengaruhi permeabilitas
mernbran.
2.9. Efek Radlasi Terhadap

Protein Membran Eritrosit

Pada membran urnumnya
fungsional.

protcinnya terdiri dari

protein struktural dan

Tergolong protein fungsional adaJah reseptor enzim ATPase sedangkan

protein struktural yaitu membangun, membentuk dan mernpertahankan

bentuk

bikonkaf pada eritrosit. Faktor yang penting pada proses transpor ini adalah protein
saluran yang berperan dalam menjaga keseimbangan nutrisi dan ion di dalam
maupun di luar sel. Protein saluran merupakan protein fungsional yang berbentuk
tiga dimensi, yang terdiri dan sebagian besar struktur alfa helix, beta sheetdan coli

yang merupakan

bagian penting

dalam memperrahankan

..

Oikawa, 1984). Radikal bebas sangat realctifterhadap
asam-asam amino dan

konform asi

(Kimio

struklur alfa helix terutama

sistein yang mengandung gugus sulthidril (SH) gugusan

inilah yang paling berperan dalam proses perusakan suatu protein saluran. Di mana
pada gilirannya

akan membentuk suatu ikatan (S - S) yang akan

menimbulkan

ikatan intra atau an tara molekul protein sehingga protein terse but akan berubah
konformasinya yang mengakibatkan

berubah fungsi. Diduga faktor inilah yang

13

merupakan peran utama dalarn perubahan

kcseimbangan

nutrisi di luardan

set eritrosit.

......

t

Komponen
glikolipid, dan

di dalam

lemak

yang terpenting pada membran adalah

tosfolipid, zyxwvutsrqponmlkjihg

kolesterol, fosfolipid dan glikolipid rnengandung asam lemak tak

jenuh: Linoleat dan Aracidonat yang sangat rawan

terhadap

serangan radikal,

terutama radikal hidroksil. Radikal hidroksil dapat menimbulkan reaksi rantai yang
dikenal dengan peroxidasilipid , akibat akhir dari reaksi rantai ini dapat terputusnya
asam lemak menjadi berbagai senyawa toksit terhadap

sel, antara

lain aldehid-

aldehid.
Di samping reaksi di atas dapat pula terjadi

reaksi silang antara

dua rantai asam

lemak, asam lemak dan rantai peptida yang timbul karena reaksi antara dua radikal
dapat menyebabkan terputusnya dan perubahan struktur

rnembran ini akan terjadi

kebocoran pada membran eritrosit (hemolisis) .

.... .,.._
.
.- zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

14

B A S Il!

TUJUAN DAN M ANFAAT PENELITJAN zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUT

3.1. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bcrtuj uan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh radiasi sinarx membran eritrosit terhadap

transpor Biornernbran eristrosit tanpa dipcngaruhi sel

induk (Steam Cel) karena

dilakukan

secara lnvitro.dan

bagaimana efeknya

terhadap membran kaena dilakukan pada sel yang tidak mempunyai inti sel,
Ion Calsium harus selalu dalam keadaan kecil di dalam set. Proses transpor aktif
dari dalam ke luar akan berperan dalam rnempertahankan konsentrasi ini.

3.2. ManCaat PeneLitian
Penelitian

Biomembran yang dilewati oleh banyak molekul dan ion, baik

secara sendiri-sendiri
keberadaan

maupun berimeraksi satu sarna lain. Konsentrasi dan

suatu unsur sangat penting dalam mempertahankan

suatu proses

Metabolisme pada rnembran maupun di dalam scI. Faktor lingkungan fisik maupun
kimiawi sangat mempengaruhi keseimbangan Kimiiiwi. Sinar-x marupakan faktor
yang berperan secara fisik rnaupun kimiawi. Sehingga didalam basil penelitian ini
didapatkan suatu perubahan keseimbangan unsur Ion Calsium terutama di dalarn
faktor perusak dapat diketahui secara
sel, Sehingga percobaan ini sinar-x sebagaizyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

signifikan dapat menghambat masuknya calsium ke dalam sel eritrosit.
percobaan

Hasil

ini diharapkan dapat menjadi dasar dalam penelitian selanjutnya dan

dapat menjadi sumbangan ilmiah dalam melengkapi konsep yang sudah ada.

15

BA BfV

METODE PENELITIAN

Bahan:
Bahan kimia yang digunakan

adalah dari tingkar analitik, air yang digunakan air

suling.
Donor darah dari PMI Bandung dengan menggunakan anti koagulan heparin.
Larutan penyetop yang digunakan HgCL2 (2 mm) NaCI (310 mm) .lodium (0,25
m m ), dalam keadaan dingin OOC(Levins & Stein 1972).

Ca yang digunakan dalam bentuk CaCh dalarn larutan NaCI pysiologis dengan
kadar bervariasi.
Untuk mengendapkan protein digunakan:
Sa (OH)2, 0,3 N sebanyak 0,5 MI dan Zn (S04) 2 5% sebanyak 0,5 MI (Nelson
Somogy,1945).

....~.#_.

A lat:

.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUT

Sentrifugasi Klinik Merk lEe - 4B Centrifuge, USA.

Spektrofotometer, Merk Milton 4000 digital
Inkubator Merk Memert, untuk mengeringkan dan memanaskan sampai 120°C.
Waterbath Kottermann, dilengkapi dengan pengatur suhu dan pengatur frekuensi
goyangan.
Alat pengaduk dari kaca, dan "Votter Homogenser" untuk memecah Eritrosit,

16 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Metoda

Objek Penelitian
Darah yang digunakan

adalah darah orang dewasa sehat yang berasal dari

donor yang diambil secara acak dari PMI Cabang Bandung.

Rancangan Penelitian
Eksperimen sungguhan dengan Factorial.

Identifikasi Varia bel:
•

Variabel

: Radiasi sinar-x

•

V ariabel Penghubung

: Membran Eritrosit (Protein Membran)

•

Variabel Akibat

: Kadar

iOD

Calsium di dalam Eritrosit

Definisi Operasional

I. Kadar Calsium awal: adalah kadar calsium sebelum dilakukan percobaan.
2. Laju transpor: setelah dilakukan percobaan dikurangi kadar aW1l1.
3.

Larutan

penyetop: adalah larutan yang digunakan u n tu k menutup saluran

membran Eritrosit,

Cara Kerja:
Percobaan zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
in i melalui beberapa tahap tertentu:

17

I..

Dua

kelompok sampel darah dari pasien yang sarna dimasukkan pada tabung .zyxwvutsrqponmlkjihg
f ..

V e n o je e t

10 cc yang m e n g a n d u n g heparin sebagai anti kro g u la n . Satu kelompok~':'"
v

tabung diradiasi dengan sinar-x, sedangkan

satu kelornpknya lagi tanpa radiasi.

2. P encucian dengan m enggunakan NaCl pysiologis.
3. Pemeriksaan kadar Hb, untuk mengontrol apakah membran pecah atau tidak.
4.

Penentuan berat kering Eritrosit, sebagai pernbanding dengan diletakkan

di atas

Foil I teks 20 M mol dikeringkan dalam oven pada suhu 120°C selama 12jam,
kemudian berat Eritrosit ditentukan. (Nurhalim, 1985).

L Berdasarkan metode Linewever - Burk dan dikembangkan
450 mikro liter CaCh dimasukkan
pada suhu 37()C, masukkan
rnikropipet. Setelah

oleh Nurhalim (1985)

ke dalam masing-masing

50 m ikro

liter Eritrosit

tabung dipanaskan

dengan

menggunakan

15 detik lalu distop dengan HgCh, kernudian disentrifuga

selama 15 men it, keceparan 5000 rpm. Supernatan dibuang dengan membalikkan

tabung.
2. Penenruan Kadar Calsium di dalam Eritrosit
Terdapat

..

~ ~ :.

Eritrosit di Hemolisis dengan menarnbah 2 ml

dengan menggunakan

aguadest, kemudian

batang pengaduk Eriirosit diaduk dan dikocok di atas

Vortex sampai homogen, kemudian dibiarka 10 rnenit.
3. Untuk

mengendapkan

protein ditarnbah 1,5 ml Ba (OHh lalu tambahkan Zn

(S04)2 1,5 ml. Kemudian dikocok dengan menggunakan Vortex homogenizer.

18 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Setelah

hom ogen

disentrifuga

diam bil m engandung
4.

Filtrat diperiksa

selam a

15 m enit, keceparan

5000 rpm .

ion Calsium yang berasal dari dalam Eritrosit.

kadarnya,

dengan

m enggunakan

A tom ic A bsorbtion

Spektro

Fotom etri (A A S). K adar Calsium Intra Sel diketahui .

....zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
.,.,... . zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONM

19 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

BABV

BASIL PENELITIAN DAN PE~mAHASAN

Pada penelitian ini penulis rnenggunakan Eritrosit sebagai objek penelitian
karena di samping tergolong sel yang radiosensitif, eritrosit tidak mempunyai inti,
sehingga sangat ideal untuk percobaan Transpor Biomernbran dalam hal ini Transpor

aktif ion Calsium
Hasil percobaan:
"'.,

Tabell.
Laju Transpor Calsium pada Membrao Eritrosit deo.f.ao Variasi Kadar
Inkubasi: 50, 100, 150, 200
Mm dim temperatur 37 C. tanpa
Radiasi
(Kelompok Kontrol),

CaCh dalam Mikro/gr Eritrosit kering zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO
115 detik
Percobaan
50

100

150

200

1

16,10

48,3

54.4

55,8

2

18.10

:- . 52.0
_'"•zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
19.4 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDC
18.2

3

12.3

12.8

It5

26,3

4

9.2

10

13.4

15

5

6.99

5.94

15,03

11,23

Rata-rata

12,6

19,3

29.3

25.3

2 0 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Tabel II.

*..

Laju Transpor Cal" pada Membran Eritrosit dengan Variasi kadar InkubaSi:t'"
50, 100, 1.50, 200 Maksimal