" FAKULTAS KEDOKTERAN GIGIUNIVERSITAS PADJADJARAN

Nopember, 2000

_ ..._LEMBAGA PENELITV\N

UNlVERSITAS PAOJADJARAN

Dibiayai oleh Dana DlK Universitas PadjadjaranTahun Angganln 2000

Oengan DIP No. 060/23/2000Tgl.l April 2000

Azhari, Drg. Mkes.

Oleb

EFEK SINAR-X TERBADAP TRANSPOR KALSIUMKE DALAM ERITROSJT

LAPORAN PENELLTIAN

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

MenyetujuiKetua Lernbaga PenelitianUniversitas Padjadjaran

Azhar' \ r MkesNIP: 13\ 567 587

'DR-:- Setia~an Natasasmita, Drg.N1P: 130321 245,

-:....~.-....-

Band ng, 11 - 2000Ketu eneliti

./

MengetahuiDekan'Fakultas Kedokteran Gigi

:Uni rsitas Padjadjaran•,

7. Biaya yang diperlukan Ro. 3..000.000 (tiga juta rupiah)

6. Jangka waktu penelitian: 6 bulan

5. Bila penelitian ini merupakan peningkatan kerjasarna kelembagaan:'a. Nama Instansi :b. Alarnat

4. Lokasi Penelitian: Lab. Biokimia UNPAD

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

: Azhari Drg. Mkes.: Laki-laki: Penatall lIcil 3 I567587: Lekior Muda.: Kedokteran gigi.: Radiologi Molekuler

2. Katua Peneliti:a. Nama lengkap dan gelarb. .lenis kelaminc. PangkatiGoionganlNipd. Jabatan Fungsionale. Fakultas/J urusanf. Bidang ilmu yang diteliti

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.

,4..1<~....1;---------------------------------------- ~

LEl\fBAR JOENTITAS DAN PENGESAHANLAPORAN AKHIR PENELITIAN SUMBER DANA OIK UNPAD

TAHllN ANGGARAN 2000

Signifikan dan tidak tergantung besar dosis ink~asi.

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

menunjukkan bahwa radiasi sinar-x pada dosis 2 x 200 rad dapat mcngganggu

Mikromol 35,5%, 150 Mikromol 26,5%, 200 Mikromol 56%,. Keadaan 101

terjadi rata-rata bambatan masuk ke dalam Eritrosit sebesar: 53,5%, dosis 100

Hasil penelitian menunjukkan bahwa, Inkubasi pada dosis 50 Mikromol

detik.

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

Penelitian dilakukan pada dosis radiasi sinar-x (2 x 200 Tad)mcrupakan dosis

dipenahankan dalam keadaan normal konsian kecil.

dalam set harusKonsentrasidikeluarkan melalui proses Transforaktif

Transpor fasif danIon calsium masuk kedalam sci rnelalui proses

berfungsi sebagai Ca faktor maupun proses sekresi sel.

Jon kalsiwn merupakan unsur penting dalam proses Metabolisme, yang

ABSTRAK

of doses.

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

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

doses of 200 Mikromol. The condtion shiws that the radiation of X-Ray in the

doses of 100 Mikromol, 26,5% for the doses od 150 Mikromol, and 56% of the

average in entering eritrocit as 35% for the doses of 50 Mikromol, 35,5 % for the

The result of the research proves that the consist of an obstacle on an

in 15seconds.

which is the therapy doss with incubation Ca2+ varying 50, 100, 150, and 200 Mg

The research is implemented in the doses of X-Ray radiation (2 x 200 rad),

maintained in the little normal condition.

released in the way of the active transfort process. Concentration in the eel has to be

Calcium ion enters the ceil by the process of passive transfort and is

function as not only factor Ca but also the process of cell secretion.

Calcium ion IS the important element in the process of metabolism, which

ABSTRACT

Penulis

,..~.­_.Bandung, 11-2000

bagi pembaca, praktisi di bidang Radiologi khususnya.

Akhir kata penulis berbarap, sernoga basil penelitian ini dapat berrnanfaat

tidak bisa penulis sebutkan sam persatu,

Tidak Iupa saya mengucapkan terima kasih banyak pada sernua pihak yang

dan menambah pengalaman dan wawasan tentang Efek Radiasi.

Beberapa hambatan mengiringi proses pcnelitian-penelitian ini memberi ani

judul: Efek Radiasi Sinar-x Terhadap Transpor Calsium Kedalarn Erirrosit.

sena hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini dengan

Segala puji saya panjatkan kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan rahmat

•Bismillahirrahmaanirrahiim.

KATA PENGANTAR

ii

•

13

12

10

10

9

8

8

8

6

6

4

,.),

'.trHalam~,

iii

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

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

2.7 Mekanisme Terbentuk Radikal pada Sel Biologi ..

2,6 EI'ekBiologi Radiasi Pengion , ..

2.5 Radiasi dengan Materi ..

2.4 Struktur Alphasubunit .

2.3 Kinetika Pompa ATP (P Type) , ".

2.2 Pompa Kalsium pada Membran Plasma , ..

2.1 Kinetika Transport .

TlNJAUAN PUSTAKA ..BAS II

1.3. Kerangka Pernikiran , , , , ,.." .

1.2, Identifikasi Masalah " , .

I.1, Latar Belakang .

BAB 1 PENDAHULUAN ..

DAFTAR TABEL V

KATAPENGANTAR 11

ABSTRACT .

ABSTRAK .

nAFTAR lSI

DAFTAR [St "......... 111

iv

..~.-....

DAFTAR PUSTAKA 24

20HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHA$AN .BABV

16METODE PENELITlAN ..BABJV

3.2 Manfaat PeneLitian.............................................................. 15,

..3.1 Tujuan Penelitian................................................................ J3',

15TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .BASIl!

v

..,.._ ._-

Tabel 3: Hambatan Transpor Calsium Kedalam dalam (%).

Tabel 2: Laju Transpor Calsium pada Membran Eritrosit Kelornpok Percobaan.

Tabel I: Laju Transpor Calsium pada Membran Eritrosit Ke)ornpok Kontrol.

•

DAFTAR TABEL

molekul menjadi radikal. Membran sel eritrosit yang terdiri dari lipid dan protein

yang tinggi karena cenderung menarik elektron dan selanjutnya dapat merubab suatu

Radikal bebas yang terbentuk memiliki dua sifat. Pertama mempunyai reaktifitas

molekul yang dilewatinya.

yang hams kita hindari karena dapat menghasilkan gugus Radikal bebas pada

reasonabJe). Di mana sekecil apapun paparan sin3r~Xakan mempunyai efek negarif

masih dianut tidak mengenal harga ambang yaitu konsep "ALARA" (as low as

yang dapat memberikan informasi tentang efek biologi. Konsep yang sampai saat ini

sangat berlebihan. Keadaan ini cukup beralasan karena masih kurangnya penelitian

pekerja di lingkungan radiasi sangat menghindari efek ini bahkan kadang-kadang

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

dapat juga menimbulkan efek yang merugikan jaringan atau sel hidUP. yang biasa

radioagnostik maupun radioterapi. Selain rnempunyai manfaat yang besar sinar-x

Pemakaian sinar-x di bidang kedokteran, kedokteran gigi digunakan sebagai

kedokteran gigi. teknik industri, pertanian dan lain-lain.

tahun J 895, penggunaan sinar x semakin meluas baik di bidang kedokteran,

Sejak ditemukannya Sinar Rontgen oleh Prof. Dr. Wilhelm Conrad Rontgen!

1.1. Latar Belakang

PENDAHULUAN

BABI

1

saluran dan enzim (Bertsche U, 1984 dan Felix JB, dkk, 1991). Di samping peran

protein pengemban dapat kehilangan fungsi biologi dalam hal ini adalah protein

intra dan inter molekuler schingga mengalarni perubaban konformasi, pada gilirannya

sehingga dapat terbentuk ikatan disulfida (Unsclear, 1987) yang menirnbulkan ikatan

asam amino sistein dan gugus inilah yang' paling peka terhadap radiasi sinar-x

2.

asam amino yang menyusun protein paling rawan terbadap radiasi sinar-x adalah

sensitif terhadap asam amino yang menganding gugus SH dan ikatan hidrogen,

yang berfungsi mempertahankan struktur seRGnClerdan tertier dari protei. Asam-

enzimatis dan rnempunyai gugus SH sebagai pusat aktif Radiasi sinar-x sangat

juga oleh inhibrator SH sehingga dikatakan transport nutrisi menyerupai reaksi

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

tingkat kejenuhan karena keterbatasa jumlah dan kemampuanmempunyai

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

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

Protein transport mempunyai dua betas domain hydrophobic yang membentuk

ion, baik di dalam maupun di luar sel yang disebut dengan protein pengemban.

dalam trasport adalah molekul protein, yang akan menjaga keseimbangan nutrisi dan

Keadaan ini dapat terjadi pada rnembran eritrosit. Bagian mernbran yang terpenting

rnolekul baru akan membentuk radikal bebas lagi, sehingga terjadi reaksi raruai,

Radikal cenderung berpasangan sehingga terbentuk radikal baru, kemudian ,

merupakan sasaran dari radikal bebas ini. Proses inilah yang mendasari berbagai

proses patologis yang terjadi pada jaringan atau organ.

•

- Apakah Jaju transport terpengaruh oleh dosis calsium extra cellular?

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

1.2. Identifikasi Masalah

metode penelitian sungguhan (true eksperimenj'dengan rancangan faktorial.

Untuk mendapatkan hasil, penelitian ini dilakukan dengan menggunakan

sinar-x dapat menyebabkan perubahan transpor Kalsium,

perubahan membran erirrosir tersebut peneliti rnenarik suatu hipotesis bahwa radiasi

kelangsungan hidup sel (Lee AG, Michalegeli F; East JM, 1991). Dari perubahan-

keseirnl.angan nutrisi didalam dalam di luar sel akan mempengaruhi proses

membran merupakan bagian penring untuk berfungsinya protein membran yang

berfungsi untuk mentranspor nutrisi terutama pada proses Transporaktif (Ca~.

mengakibatkan perubahan permeabilitas membran (Thomson, dkk, 1991). Fluidiras

yang mengakibatkan perubahanj?uitiif(ls (Gwozdzinski, 1991) pada gilirannya akan

rangkap dapat terputus dapat pula terjadi ikatan silang lipid dengan polypeptide

bagian paling sensitif tcrhadap radiasi sinar-x (Thomas, AB. 1991) akibatnya ikatan

lemak tidak jenuh seperti linoleat, tinolenat, dan arochidonat yang merupakan

merupakan unsur lipid paling banyak pada membran dan mengandung banyak asam

protein transport, lipid bilayer juga memegang peranan renting dalam proses,t..

transpor ini. Unsur lipid yang utama pada mernbran, fospholipid dan g/iko/ipiJl~,

•

3

membran (Bertsche U., 1.984;Feix. JB, dkk., 1991). Di samping itu juga sensitif

4

mengalami perubahan konformasi pada gilirannya mengakibatkan perubahan fungsi

sulfhidril (SH) dengan radikal hidroksil akan membentuk ikatan disulfida (S-S), yang

terbentuk sensitif terhadap asam amino sistein. Sistein ini mengandung gugusan

radikal lipid maupun radikal protein. Para peneliti mengatakan bahwa radikal yang

reaksi rantai dengan lipid maupun prote'i'il1)engemban yang akan mernbentuk

j968) yang merupakan bagian yang paling berbahaya karena dapat menyebabkan

mempengaruhi membran eritrosit ini yaitu terbenruknya radikal hidroksil (Cassaret,

lipid bilayer dan protein (struktural dan fungsional). Radiasi sinar-x dapat

Membran merupakan bagian yang terpenting dari suatu sel, yang terdiri dari

dipertahankan tetap dan kecil dengan proses transport aktif(Albert, 19(5).

sebagai CO-Enzim dan Fungsi Sekresi. Konsentrasi di dalam sel Ion Calsium

Ion Calsium di dalam sel berfungsi dalam proses metabolisme terutama

gangguan proses metabolisme dan perkembangan sel (Parkins, dkk., 1991).

perubahan jumlah leukosit dan eritrosit perifer. Kesernuanya ini sebagai akibat dari

Klasifikasi pada tulang gigi maupun rahang rerganggu (Sedlecki dkk, 1991) terjadi

kelenjar ludah (Maxymiw WG., 1991). Perubahan PH ludah (Fois AM, dkk, 1991).

laporan tentang.efek negatif yang terjadi akibat radioterapi seperti perubahan srruktur

dapat meningkatkan metabolisme dan mempunyai harga ambang. Beberapa ,

1.3. Kerangka Pemikiran~...

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

menimbulkan ikatan intra dan inter molekuler sehingga protein pengemban

5

HI : Radiasi sinar-x rnempengaruhi Transpor aktifCalsium.

Ho : Radiasi sinar-x tidak mempengaruhi proses Transpor aktifCalsium

Dari beberapa fenomena di atas dapat diarnbil suatu Hypotesa bahwa:

dari radiasi sinar-x.

transpor penulis menduga masalah transpor nutrisi terutama Calsium sebagai -akibat

sensitif terhadap gugus SH ini. Melihat perubahan yang terjadi pada proses

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

yang terutama bagian sisi aktif (binding site) dan merupakan tempat berikatan

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

(Matyskevskain op. et. aJ. 1991): Ca - ATPase merupakan suatu protein dan

disebut dengan Calon bupati dan wakil bupati-ATPase (Calsium Transforter)

(Lee AG., dkk., 1991). Proses Transpor dilakukan oleh Protein Fungsional yang

Fluiditas membran merupakan bagian penting untuk fungsi protei.n pengembang

rerhadap lemak tidak jenuh seperti Linoleat, l.inoleat dan Arochidonai terhadap,~..,.ikatan rangkapnya sehingga mempengaruhi fluiditas membran (Gwozdzinski, 1991'J{;

•

6

sebagai messengger secunder Co-faktor dan fungsi sekresi. Sehingga keberadaannya

Ion Calsium merupakan bagian peruing untuk kehidupan suatu sel, terutama

Pompa Calsium:

melawan kemiringan konsentrasi.

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

dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah sampai padamengalir

I. Passive mediated transpor atau facilitatif difusi pada molekul yang spesifik

Mediated transpor dibagi dalam 2 kategori:

carrier. transpor, translokater.

...~.­..keseimbangan.

dengan menggunakan aksi dari protein pengemban yang macamnya dinamakan:

Non mediated transpor melalui difusi sederhana, perbedaan dengan mediated

2. Mediated transpor

I. Nonmediated transpor

Terdapat dua tipe proses rranspor (Voet & voei, 1995):

perbedaan muatan melewati membran menghasiikan perbedaan potensial listrik.

Permeabilitas rnernbran terhadap ion dikontrol oleh sistern transpor, Hasil

2.1. Kinetika Transpor

TINJA UAN PUSTAKA

BAn II

/;32 '.

7

Aktifitas ini diatur olch ion Ca2+ bebas disitosol.

mempunyai afinitas sangat tinggi (mempunyai Komisi 10.1M) dalarn keadaan

istirahat sedangkan pada saar fungsi disarkoplasmic retikurn bisa mencapai 10.2mol.

dengan ATP (fungsi bela subunit masih konrroversi). Bagian sitosol alphasubunit

mcngandung ATPase, mentransfer ion Cal+ dan membutuhkan ion Mg2+ kornplek

penting. Struktur A'TPase single transmembran 100.000 MW alphapolipeptide yang

phOSpCI, oxalat atau mo1ekulATP). Seeara umum konsernrasi ion 2+ bebas sangat

Suatu Prototipe dari P tipe yang sering disebut dengan "Calsium Pump"

berfungsi untuk mempertahankan ion ci+ disitol telah rendah + 0.1 - 0,2 mikro mol

(tidak semua ion Ca2+ dalam keadaan bebas sebagian berikatan dalam bentuk

CAl+ ATPase

jauh lagi.

yang digunakan dan rnetode sangat rneneruukan. Sehingga diperlukan pcnelitian lebih

sedangkan (Cassarcn, 1984) dapat menurunkan aktivitas ATPase. Nampaknya dosis

(Augestein, L.G. and Grist, L.L, 1985) mengarakan bertarnbah aktivitasnya

ATPase bila terpapar radiasi sinar-x masih kontroversial, tentang aktivitasnya

suatu sistem dalam hal ini adalah sis/em pUIIlP yang dikendalikan oleh ATPase.

walaupun dalam jumlah kecil namun termasuk unsur yang penting, Keseimbangant..

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

8

ATl'binding, phosporilasi aspartat dan energi trandusi,

Caz'dapat melewatinya, Protein ini mengandung 3 globular sitosolic domain yaitu

dengan kalsium sepanjang membran alphahelix rnernbemuk pintu masuk, dimana

Protein mengandung 10 transmembran alphahelix, 4 residu yang berkaitan

2.4. Struktur Alphasubunit

.....'Jip._ ...luar).

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

menghasilkan pennukaan sisi sitosol ("binding site"). Dalam keadaan demikian

menyebabkan Ez mejadi EI (bentuk semula). Permukaan luar menjadi tidak aktif dan

ikatan aspartilphospat dihidrolisaluar ke pennukaan protein, selanjutnya

spesifik dalam protein, membentuk permukaan protein Ion Ca2+ lalu berdisosiasi dari

dcngan protein dihidrolis menjadi AD!' + Pi ditransfer menjadi residu aspartat yang

mengalami perubahan konforrnasi, berikatan pada darah, bagian ATP yang berikatan

Apabila ion Ca2~ berikatan dcngan protein pengemban, protein akan

2.3. Kinetika Pompa ATP (P tipe)

mcnghasilkan memompa Ca~+keluar,

calmodutin yang merangsang ATPase supaya aktif yang diatur secara allosteric dan

,Dalam melaksanakan fungsinya Ca1+ berikatan dengan protein yang disel)jif,

dengan "Calmodulin" merupakan bagian penting pada eritrosit. Ca2+ merangsang-

2.2. Pompa Calsium pada i\lembran Plasma

9

Elektron berasal dari ekselator atom yang terganggu berenergi 1,0 sampai 100

megavolt. Sinar UV berasal dari benda panas dengan energi 6 x 10",megavolt Sinar

disintegrasi atom berupa transisi kulit atom dengan energi antara 0,0 I sampai 10

stabil dengan energi antara 10 sampai 100 megavolt. Sinar U-X berasal dari

radionukleotida akibat transisi isometrik dari inti yang tereksitasi menuju inti yang

tcristerial dengan energi lebih dari 50 megavolt, sinar gama berasal dari inti

partikel beta, proton, nerron dan partikel aplha. Sinar kosmis berasal dari ekstra

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

molekul ke dalam bentuk ion, radikal atau dalam bentuk atom-atom lain. Sumber-

Radiasi pengion adalah radiasi yang dapat menyebabkan fragmentasi

radioaktif ini dimanfaatkan untuk radiodiagnostik dan radioterapi.

sehingga rnolekul ini berubah menjadi radikal. Di bidang kedokteran radiasi dan

interaksi. Reaksi ini dapat terjadi tetapi yang utama adalah dengan elektron orbit

diikuti denuan tereksiiasi atau terionisasinva atom atau molekul di dacrah sekiiar- ,

Keuka radiasi berinteraksi dengan sel atau jaringan terjadi efek fotolistrik, kemudian

Efe« /-'%lislrik terjadi bila energi radiasi yang datang melebihi energi kat elektron.

pada atom. Radiasi yang datang dibelokan sehingga energi yang keluar menurun.

tcrjadi bila radiasi yang datang berenergi lebih rendah dari pada energi ikat clektron

efek Campton, kedua efek fotolistrik, kcuga produksi pasangan. Efek Compton

I",.' ,..,.utama, pettatna,lnteraksi radiasi dengan rnateri mempunyai 3 mekanisme

2.5. I~acliasi dcngan Matcri

10

suatu matari akan cenderung semakin pelan gerakannya dan akan rnemberikan

Karena radiasi rnerupakan energi yang bergerak maka jika radiasi melalui

2.7. MekanismeTerbentuk Radikal pada sel biologi

sedangkan di atas batas ambang radiasi membawa efek yang negatif.

batas ambang, radiasi memberikan rangsangan yang positif pada makhluk hidup

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

tidak menimbulkan efek negatif terhadap rnakhluk hidup bahkan dosis rendah ini~":-~

Dari hasil penelitian mutakhir diketahui bahwa radiasi dengan dosis rendah

disebut dengan dosis kronik.

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

biologi bergantung pada dosis radiasi yang diberikan. Efeknya dapatsegera dengan

biologi, sedangkan 4ek nonstokastik suatu dosis tertentu dapat menimbulkan efek

dan nontclastil. Efek stokastik dosis tertentu dapat dipastikan menimbulkan efek

ti ngkar perkembangan sel. Secara staristik efek biologi dapat berupa efek stokastik

organ secara umum kepekaan sel terhadap radiasi berbanding terbalik dengan

berkaitan dengan organ tubuh adalah kepekaan organ serta kemarnpuan perbaikan

yang terkena radiasi, besar dosis, kualitas dan jenis radiasi, Sedangkan faktor yang

Efek biologi terhadap rubuh tergantung pada surnber dan faktor organ tubuh

2.6. EfekBiologi Radiasi Pengion

megavolt. Partikel beta berasal dari disintegrasi inti dengan energi antara 0,2 sampai. I.""

8 megavolt. 't~

11

terbentuk proksida juga,

organik (R*)dengan adanya oksigen radikal organik tersebut terus bereaksi sehingga

Di samping itu rnolekul organik dapat bereaksi dengan OH* mernbentuk radikal

-OR* + OH* --- R * + I-hO

(H202), suatu komponen yang beracun bagi tubuh-tnanusia.

Selanjutnya Hidroksil radikal (OH"') akan berekasi hingga membentuk peroksida

H2O Radiasi H20 + e

E+H20 H++ OH*e-

H20- + H2O H"+OH-

I-hO Radiasi OH" +H*

molekul-molekul baru.

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

bereaksi dengan atom lain merupakan komponen beracun yang akhirnya akan

menyebabkan perpindahan elektron suatu atom ke dalam sel kemudian elektron

radiasi melewati sel tubuh dimana sebagian besar terdiri dari air radiasi akan

sebagian energi kemarri yang dilaluinya, jika energi yang bergerak cukup besarI",

seperti sinar netron, sinar gamma radiasi ini akan memindahkan elektron yang t-terikat cukup kuat dari benda yang dilalui tersebut, akibatnya terionisasi jika energi

12

meJonaldehida, 9 hidroksi non enal, serta berbagai hidrokarbon elena (C!H6) dan

menjadi berbagai senyawa toksit terhadap sci, antara lain aldehida-aldehida seperti

peroxidasipilid, akibat akhir dari reaksi raruai ini dapat terputusnya asam lernak

reaksi rantai yang dikenal denganRadikal hidroksil dapat menimbulkan

arachidonat ygsangat rawan terhadap serangan radikal, terutama radikal hidroksil.

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

yang terpenting pada mcmberan adalah fosfolipid, gJikolipid dan kolesteroL,

Struktur membran erirrosit terdiri dari protein dan lemak. Komponen lemak

2.8. Efck Radiasi Sinar-X Terhadap Lipid Membran Eritrosit

atas radikal peroksil lebih berbahaya dibandingkan dengan H202.

Radikal ini sangat aktif dan akan membentuk radikal baru dan H202. Dari reaksi di

radikal.

hidrogen dan membentuk radikal bebas pada iahap ionisasi. Pada periode propagasi.

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

sering disebut autooksidasi, Autooksidasi merupakan rangkaian reaksi yang terdiri

Reaksi ini akan mempengaruhi strukrur lemak maupun protein sel hidup yang

RH + 01-1" R*+H2O-4

R* +~ RO·2,_1.;

H'" +02 HO*2

HO* + HO·2 ]-hO + 02

-

13

konformasinya yang mengakibatkan berubah fungsi. Diduga faktor inilah yang

ikatan intra atau antara molekul protein sehingga protein tersebut akan berubah

pada gilirannya akan membentuk suatu ikatan (S - S) yang akan menimbulkan

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

asam-asam amino dan sistein yang mengandung gugus sulthidril (SH) gugusan

Oikawa, 1984). Radikal bebas sangat realctifterhadap struklur alfa helix terutama..yang merupakan bagian penting dalam memperrahankan konformasi (Kimio

tiga dimensi, yang terdiri dan sebagian besar struktur alfa helix, beta sheetdan coli

maupun di luar sel. Protein saluran merupakan protein fungsional yang berbentuk

saluran yang berperan dalam menjaga keseimbangan nutrisi dan ion di dalam

bikonkaf pada eritrosit. Faktor yang penting pada proses transpor ini adalah protein

protein struktural yaitu membangun, membentuk dan mernpertahankan bentuk

fungsional. Tergolong protein fungsional adaJah reseptor enzim ATPase sedangkan

Pada membran urnumnya protcinnya terdiri dari protein struktural dan

2.9. Efek Radlasi Terhadap Protein Membran Eritrosit

mernbran.

dan fungsi memberan yang pada gilirannya akan mempengaruhi permeabilitas

Perubahan yang tcrjadi pada struktur membran ini akan mempengeruhi lluiditas

,rantai asarn lemak dan rantai pepiida yang timbul karena reaksi anlara dua radikal.

di alas, dapat pula reaksi silang antara dua.;..,...

penrana (CsH12). Di samping reaksi

14

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

kebocoran pada membran eritrosit (hemolisis) .

dapat menyebabkan terputusnya dan perubahan struktur rnembran ini akan terjadi

lemak, asam lemak dan rantai peptida yang timbul karena reaksi antara dua radikal

Di samping reaksi di atas dapat pula terjadi reaksi silang antara dua rantai asam

aldehid.

asam lemak menjadi berbagai senyawa toksit terhadap sel, antara lain aldehid-

dikenal dengan peroxidasilipid , akibat akhir dari reaksi rantai ini dapat terputusnya

terutama radikal hidroksil. Radikal hidroksil dapat menimbulkan reaksi rantai yang

jenuh: Linoleat dan Aracidonat yang sangat rawan terhadap serangan radikal,

glikolipid, dan kolesterol, fosfolipid dan glikolipid rnengandung asam lemak tak

Komponen lemak yang terpenting pada membran adalah tosfolipid,

......tset eritrosit.

merupakan peran utama dalarn perubahan kcseimbangan nutrisi di luardan di dalam

15

dapat menjadi sumbangan ilmiah dalam melengkapi konsep yang sudah ada.

yang berperan secara fisik rnaupun kimiawi. Sehingga didalam basil penelitian ini

didapatkan suatu perubahan keseimbangan unsur Ion Calsium terutama di dalarn

sel, Sehingga percobaan ini sinar-x sebagai faktor perusak dapat diketahui secara

signifikan dapat menghambat masuknya calsium ke dalam sel eritrosit. Hasil

percobaan ini diharapkan dapat menjadi dasar dalam penelitian selanjutnya dan

kimiawi sangat mempengaruhi keseimbangan Kimiiiwi. Sinar-x marupakan faktor

Metabolisme pada rnembran maupun di dalam scI. Faktor lingkungan fisik maupun

keberadaan suatu unsur sangat penting dalam mempertahankan suatu proses

secara sendiri-sendiri maupun berimeraksi satu sarna lain. Konsentrasi dan

Penelitian Biomembran yang dilewati oleh banyak molekul dan ion, baik

3.2. ManCaat PeneLitian

dari dalam ke luar akan berperan dalam rnempertahankan konsentrasi ini.

Ion Calsium harus selalu dalam keadaan kecil di dalam set. Proses transpor aktif

terhadap membran kaena dilakukan pada sel yang tidak mempunyai inti sel,

induk (Steam Cel) karena dilakukan secara lnvitro.dan bagaimana efeknya

x membran eritrosit terhadap transpor Biornernbran eristrosit tanpa dipcngaruhi sel

Penelitian ini bcrtuj uan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh radiasi sinar-

3.1. Tujuan Penelitian

TUJUAN DANMANFAAT PENELITJAN

BASIl!

16

Alat pengaduk dari kaca, dan "Votter Homogenser" untuk memecah Eritrosit,

goyangan.

Waterbath Kottermann, dilengkapi dengan pengatur suhu dan pengatur frekuensi

Inkubator Merk Memert, untuk mengeringkan dan memanaskan sampai 120°C.

Spektrofotometer, Merk Milton 4000 digital

Sentrifugasi Klinik Merk lEe - 4B Centrifuge, USA.

....~#_...Alat:

Somogy,1945).

Sa (OH)2, 0,3 N sebanyak 0,5 MI dan Zn (S04) 2 5% sebanyak 0,5 MI (Nelson

Untuk mengendapkan protein digunakan:

kadar bervariasi.

Ca yang digunakan dalam bentuk CaCh dalarn larutan NaCI pysiologis dengan

Larutan penyetop yang digunakan HgCL2 (2 mm) NaCI (310 mm) .lodium (0,25

mm), dalam keadaan dingin OOC(Levins & Stein 1972).

Donor darah dari PMI Bandung dengan menggunakan anti koagulan heparin.

suling.

Bahan kimia yang digunakan adalah dari tingkar analitik, air yang digunakan air

Bahan:

METODE PENELITIAN

BABfV

17

Percobaan ini melalui beberapa tahap tertentu:

Cara Kerja:

membran Eritrosit,

3. Larutan penyetop: adalah larutan yang digunakan untuk menutup saluran

2. Laju transpor: setelah dilakukan percobaan dikurangi kadar aW1l1.

I. Kadar Calsium awal: adalah kadar calsium sebelum dilakukan percobaan.

Definisi Operasional

: Kadar iOD Calsium di dalam Eritrosit• Variabel Akibat

: Membran Eritrosit (Protein Membran)• Variabel Penghubung

: Radiasi sinar-x• Variabel

Identifikasi Varia bel:

Eksperimen sungguhan dengan Factorial.

Rancangan Penelitian

donor yang diambil secara acak dari PMI Cabang Bandung.

Darah yang digunakan adalah darah orang dewasa sehat yang berasal dari

Objek Penelitian

Metoda

18

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

3. Untuk mengendapkan protein ditarnbah 1,5 ml Ba (OHh lalu tambahkan Zn

Vortex sampai homogen, kemudian dibiarka 10 rnenit.

dengan menggunakan batang pengaduk Eriirosit diaduk dan dikocok di atas

Terdapat Eritrosit di Hemolisis dengan menarnbah 2 ml aguadest, kemudian

2. Penenruan Kadar Calsium di dalam Eritrosit ..~~:-.tabung.

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

rnikropipet. Setelah 15 detik lalu distop dengan HgCh, kernudian disentrifuga

pada suhu 37()C, masukkan 50 mikro liter Eritrosit dengan menggunakan

450 mikro liter CaCh dimasukkan ke dalam masing-masing tabung dipanaskan

L Berdasarkan metode Linewever - Burk dan dikembangkan oleh Nurhalim (1985)

kemudian berat Eritrosit ditentukan. (Nurhalim, 1985).

Foil I teks 20 M mol dikeringkan dalam oven pada suhu 120°C selama 12jam,

4. Penentuan berat kering Eritrosit, sebagai pernbanding dengan diletakkan di atas

3. Pemeriksaan kadar Hb, untuk mengontrol apakah membran pecah atau tidak.

2. Pencucian dengan menggunakan NaCl pysiologis.

tabung diradiasi dengan sinar-x, sedangkan satu kelornpknya lagi tanpa radiasi.

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

Venojeet 10 cc yang mengandung heparin sebagai anti krogulan. Satu kelompok~':'"v

19

.....,.,.- ...

Fotometri (AAS). Kadar Calsium Intra Sel diketahui .

4. Filtrat diperiksa kadarnya, dengan menggunakan Atomic Absorbtion Spektro

diambil mengandung ion Calsium yang berasal dari dalam Eritrosit.

Setelah homogen disentrifuga selama 15 menit, keceparan 5000 rpm.

20

CaCh dalam Mikro/gr Eritrosit kering 115 detikPercobaan

50 100 150 200

1 16,10 48,3 54.4 55,8

2 18.10 19.4 _'" :-. 52.0 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

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

Tabell."'.,

Hasil percobaan:

aktif ion Calsium

sehingga sangat ideal untuk percobaan Transpor Biomernbran dalam hal ini Transpor

karena di samping tergolong sel yang radiosensitif, eritrosit tidak mempunyai inti,

Pada penelitian ini penulis rnenggunakan Eritrosit sebagai objek penelitian

BASIL PENELITIAN DAN PE~mAHASAN

BABV

21

Percobaan CaCb dalam Mikro/gr Eritrosit Kering /15 detik I

50 100 150 200 I

I 94.4 12.6 37.8 71.06 I-2 97.8 49.5 .. 47.69 97.8~ 56.09 15.62 85.5.) -4 19.6 47 l 46.3 22.6 I5 0 53 0 5

Rata-rata 53.5 35.5 26.5 56

hambatan

Persentase (%)Hambatan Ca2+ke dalam Eritrosit

Tabel U].

I Percobaan CaCh dalam Mikro/er Eritrosit Kerinu 115 detik I- - -50 100 150 200

1 0.9 42.2 16.6 16

2 0.4 9.8 27.? 0.4

I ~ 5.4 10.8 I 3..8.) -4 7.4 5.3 7.2 11.6 I

5 7.85 .2.79 16...1 10.7 I

Rata-rata 4.4 14.2 13.9 8.5 I

*..Laju Transpor Cal" pada Membran Eritrosit dengan Variasi kadar InkubaSi:t'"50, 100, 1.50,200 Maksimal <Ian temperatur 37°C dengan radiasiZ x 200 rad '(Kelompok Eksperimen).

Tabel II.

22

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa Variasi Dosis Inkubasi CaClz pada

Extracelluler 50, 100; 150 dan 200 Mikrogram pada kelompok kontrol menunjukkan

perbedaan konsentrasi Ion Ca di dalam sci pada kelornpok Experimen, Dimana

Konsenrrasi di dalam sel kelornpok Experimen berkurang. Terjadi hambatan

Tranpor kedalarn sel dengan bertambahnva dosis lnkubasi Extrasellular secara

keseluruhan serempak tidak terjadi pcrbedaan secara signilikan. Sedangkan antara

dua kelompok (kontrol dan Experimen) terdapat perbedaan harnbatan secara

signifikan. Keadaan ini menunjukkan ierdapat pengaruh radiasi terhadap

konsentrasi didalam sel. Pola harnbatan dapat dilihat dari dua aspek, pertarna dari

proses Transpor Fasifkedalam sel, dan yang kedua Transpor aktifkeluar sel. Kedua

faktor terjadi bersamaan sehingga sulit untuk mengatakan Transpor Fasif atau aktif

yang terpengaruh. Pada penelitian terdahulu, Transpor glukosa, (Azhari 1998)

merupakan transpor pasif kedalam sel terjadi penghambatan karena radiasi pengion.

Transfer kedalam sel yang berkurang. Di sarnping itu ada juga pendapat lain yang

mengatakan bahwa radiasi sinar-x dapat menmgkalkan aktifitas Enzirn ATPase

yang ada pada Membran (Cassaren) CaATPase. Keadaan ini sesuai dengan

penelitian Transpor Calsium. Sehingga mungkin sekali kedua proses tranpor (aknf

dan fasif) terganggu, sehingga tampak didalam hasil penelitian pada Tabel (2) Hasil

Experimen dan persentase Hambatan yang cukup besar pada Tabel (3). Perlu

dilakukan penelitian secara serempak sehingga tarnpak pengaruh radiasi sinar-x dan

lnteraksi antar molekul.

Pcmbahasan:

23

,.._pengaruhnya terhadap sinar pengion.

2. Perlu penelitian lebih lanjut interaksi molekul dalam proses transpor dan

teknik dcngan rnenggunakan beberapa molekul secara serempak.

I. Perlu penelitian Icbih lanjut rnengenai fungsi membran dengan menggunakan

Saran

keduanya secara bersamaan.

3. Proses transpor akrif dan fasif yang terjadi pada membran sel dapat terganggu

radiasi pengion sinar X.

1 Mcmbran erirrosit dapat dipengaruhi oleh radikal bebas yang dihasilkan oleh

mekanisme lalu lintas yang teratur.

I. Membran eritrosit merupakan pembatas sel yang penting yang rnempunyai

Kesimpulan

to.,.t-KESIMPULAN DAN SARAN

BABVI

24

...."".__ -

7. Voet and Voet, 1995. Biochemistry, 2nd ed.. John Willey Sons, p. 521-535. NewYork.

6. Sedlecki S. Rasic V. 1991. Radiation Effec: on Calsium Concentration in Micejaws and Teeth Afler Administration of Whole-body doses of lOGy. Stomatol-Glas­Srb. Nov-Dec. 36(5). p.38S-91.

5. Matyskevskain OP. et. al. 1991. Acuvtt» of Ml-. Ca" ATl'ase and LipidConcentration in the Plasma Membranes 1'01 Bruin Synaptosomes in the earlyStages ofAcute Radiation Injury. J. Biochem. Feb, 56 (I). p. 38-42. Ukraina.

4. Lew-VL. et. al., 199I. Physiological (C(/·) t.evel and Ptmtpleak Turnover 111

Intact red Cells Measuredusing an Incorporated Co Chelator. Nature 1991. Jul-29,298 (5873), p. 478-81.

3. Kimio Oikawa et. al. 1984. Conformation lind stabitity of/he Anion TransportProtein ofHuman Erythrocyte Membranes. Canada.

2. Gwozdzinski K. 1991. Lonizing radiation-induced structural modification ofHuman Red Bloods Cells. Radio-Environ-Biophys. 30 (I). p.45-52.

I. Carruther A. 1986. ATP Regulation of the Human-red Cell Sugar Transporter.•Combridge. J. Bioi-chern. Ag2S. P.II020-37.

DAFTAR.I'l)STAKA

FKGUNPAD-. FKG UNPAD

Instansi

FKGUNPAD

ahlian

Lampiran

Ketua Peneliti

Nama : Azhari, drg, Mkes

.fabatan : Lektor Muda

Unit kerja : Fakultas Kedokteran Gigi UNPAD

Alamat Surat : Bumi Asri A2:i Ujungberung

Telepon : 7804011

Tim Pcncliti :

No Nama Bidang Kc

L Azhari, drg, Mkes Biologi Radiasi

2. Lucky Riawan, drg, SpBM BedahMulut..~.." Nina Djustiani Bio Kirnia-'.

II

"-