DISTRIBUSI AKTIVITAS ENZIM INTESTIN DI SEPANJANG SALURAN INTESTINAL PADA BUDIDAYA IKAN NILA TILAPIA (Oreochromis niloticus L.) AbstrakDistribusiregionalenzimpadaususikanniladitelitimenggunakanenzimhistokimia. Sampeldariikandewasadiperolehlimasegmenususbesar.Kegiatanmaltase,leusin aminopeptidase, dipeptidyl aminopeptidase IV, lipase, non-spesiIik esterases, dan IosIatase alkali diperiksapadasetiapsegmen.SemuaenzimterdapatpadalokasispesiIikdisepanjangempat segmenususbagianpertama.Reaksikuatpadamaltasehadirdalamsegmenususketiga, sedangkan aminopeptidases dan alkalin IosIatase terdeteksi dalam pertama tiga bagian. Aktivitas palingintensiIuntuklipasepadaduabagianpertama,sementaranon-spesiIikesterasesdiamati padaempatbagianpertama.Kegiatandarisemuaenzimditunjukkandalamperbatasankuas. Non-spesiIik esterases juga hadir dalam sitoplasma enterosit. Selain lokalisasi perbatasan dalam segmenkranial,dipeptidylaminopeptidaseIVjugadiamatipadasemuasegmenlaminabasal, termasuk segmen terminal. Hasil ini menunjukkan bahwa daerah empat pertama memiliki peran paling penting dalam kedua pencernaan dan penyerapan nutrisi. Selain itu, panjang besar bagian-bagiandariusussaluranpencernaanberpartisipasidalammenyediakanluaspermukaanuntuk penyerapannutrisiberlimpah,dankemungkinansalahsatuIaktoryangterlibatdalam karakteristik tingkat pertumbuhan yang cepat pada ikan tilapian. I. PENDAHULUAN Sepertipadavertebratalain,kemampuanikanuntukmemanIaatkannutrisiyangdicerna bergantungpadaadanyaenzimyangtepatdilokasiyangtepatpadadindingdandisepanjang lumen saluran usus. Umumnya, distribusi danintensitas Aktivitas enzim usus di sepanjang usus bervariasidengankebiasaanmakandanstrukturmorIologiusus(CocksonandBourne,1972; HoIer and Schiemer, 1981; Kuz`mina, 1984; Kuz`mina and Smirnova, 1992; Sabapathy and Teo, 1993).Meskipunikantilapiantelahdikategorikansebagaiherbivoretetapihewaninijuga dikenalmemilikikemampuanuntukmemanIaatkanberbagaimacammakanantermasuklarva danseranggaairsertaganggang,gulmadanmacrophytes(Lowe-McConnell,1975;Bowen, 1982;Trewavas,1983.Berbagaienzimususyangterlibatdalamprosespencernaandan penyerapantelahdiketahuipadaikantilapian,sepertiamilase,pepsin,tripsin,danNagase esterases alkaline phosphatase, 1964;Cockson danBourne, 1972; Moriarty, 1973;Klarenet al, 1993;. Li dan Fan, 1997. Seperti dengan ikan herbivora lainnya, nila menunjukkan aktivitas lebih besarpadacarbohydrasedibandingkanproteasedanaktivitaslipaselebihrendahdibandingkan denganikankarnivoradanomnivora,1960;Agrawaletal,1975;.DasdanTripathi,1991; Opuszynski dan Shireman, 1995.Nilasangatbanyakdibudidayakandiseluruhdunia,danjugadigunakansebagaihewan laboratorium. Baru-baruini, kompleksmorIologiusus kotor telah digambarkan terdiri darilima segmenutama,perbedaannyatadenganhewanbudidayalainnya(Smithetal,press).Sampai saat ini, distribusi sepanjang saluran usus maupun lokasi seluler dari enzim usus ikan nila benar-benar telah ditandai. Penelitian ini dimulai karakterisasi dengan menggunakan enzim histochem-istry untuk menyelidiki proses, distribusi dan lokalisasi selular enzim dalam usus ikan nila Nila. II. HASIL Enzimususmenunjukkanperbedaanyangjelaspadadistribusiregionaldanlokalisasi disepanjangusus(Tabel2).Kerjaberbagaienzimyangterdeteksipadasituskarakteristik sepanjangempatsegmenpertamausus.SebagianbesarKegiatanlokalterjadodisepanjang perbatasan,tetapinon-spesiIikesterasesjugaterdapatpadasitoplasmaenterosit,dandipeptidyl aminopeptidase IV (DAP IV) juga terdeteksi pada lamina basal dari semua segmen.Maltaseditemukandiperbatasandariselepitelkolumnar(Gambar.2A)padaempat segmenpertamausus,denganpewarnaanyangpalingintensdiamatipadaketigasegmen. AminopeptidaseleusindanDAPIVterdeteksipadamikrovilienterosit(Gambar.2BdanC, masing-masing)dalamempatsegmenpertamausus.Keduapeptidasesmenunjukkanaktivitas kuat dalam tiga segmen pertama usus daripada di keempat. Pewarnaan DAP IV yang lemah juga diamati dalam lamina basal (Gambar. 2C) dari semua segmen usus. Aktivitas lipase terdeteksi di areaperbatasan(Gambar.2D)daripertamatigabagianusus,denganreaksienzimyangpaling intensiI diamati pada dua daerah pertama. Aktivitas non-spesiIik esterase ditemukan pada empat daerah usus pertama. Reaksi esterase terdapat dalammikrovili, danjuga di sitoplasma enterosit (Gambar.3A).AktivitasIosIatasealkaliususterdeteksidiempatdaerahususpertama.Reaksi terkuatdiamatidalamtigasegmenususpertama,denganpenurunanintensitasyangcepatpada daerahditransisidarisegmenketigasampaikeempat.Reaksienzimlokalpadaperbatasandari sel-selepitelkolumnar(Gambar.3B,C).Tinggiperbesaranjugamenunjukkanaktivitasenzim pada sitoplasma supranuclear enterosit (Gambar. 3C). III. PEMBAHASAN Pencernaan dan penyerapan partikel makanan dan molekul umumnya terjadi di sepanjang perbatasan sel epitel kolumnar, di mana banyak enzim pencernaan dan penyerapan terlokalisasi. Contohenzimtersebuttermasukmaltase,dipeptidases,lipasedanalkaliIosIatase(Hirjidan Courtney,1982;Kuz'minadanGelman,1997).PadaikanNilatilapiasepertipadaikanteleost lainnya, enzim ini didistribusikan bervariasi sepanjang usus. 4.1. Maltase Ikan teleostei umumnya menyerap karbohidrat dalam bentuk monosakarida, denganikan herbivora biasanya lebih mengandalkan jalur ini daripada ikan karnivora (Buddington et al, 1987.Karenamaltasemenghidrolisismaltosadisakaridauntukmenghasilkanglukosa monosakarida,hasilpenelitianinimenunjukkanaktivitasmaltaseterbesarterjadidalamloop lambung menunjukkan bahwa usus tengah adalah wilayah yang paling aktiI dalam pembentukan glukosa. Glukosa yang dihasilkan dapat diserap pada distal sepanjang saluran usus. Menariknya, aktivitasdistribusimaltasediamatidalampenelitianinisesuaidenganpenelitianamilase sebelumnya,dimanaenzimyangmenghidrolisismaltosamenjadiglukosa(StevensdanHume, 1995;Horn,1998).Nagase(1964)melaporkanaktivitasamilaseterbesarpadaususbagian tengah Tilapia mossambica, mirip dengan yang diamati pada Nila Tilapia untuk maltase. Sebuah poladistribusitopograIiyangsamadarikeduaenzimsigniIikansiIungsional:amilaseakan menghasilkan substrat untuk kegiatan maltase.Variasidalamdistribusikegiatanmaltasesepanjangusustelahdilaporkandalam berbagaispesiesikan.Bream(Abramisbrama)menunjukkanseragamreaksienzimsepanjang salurantersebut(Kuz'minausus,1985),sedangkanrainbowtroutmenunjukkanaktivitaslebih besardalamtengkorakdaripadadidaerahcaudal(Costanzoetal.,1983).Puncakkegiatan maltase pada (Esox Lucius) terdapat pada segmen usus tengah (Kuz'mina, 1985), sementara pada ikan(PlecoglossusAltifelis)aktivitasmaksimaldiamatipadawilayahcaudalusus(Kawaidan Ikeda, 1971). PH optimal untuk aktivitas maltase juga telah dilaporkan bervariasi pada beberapa ikan. UntukNila tilapia, pH optimum 6,0 untuk reaksi enzim (Yamada et al, 1996); untuk ikan airtawardankecoak,7,0-8,0,danuntukpike,8,0(Kuz'minadanNevalenny,1983).PHusus padasegmenpasca-lambungpadaikannilasekitar5,5-6,0(Moriarty,1973),jauhberbedadari pHoptimaldariaktivitasmaltasepada6,9.Dengandemikian,aktivitasmaltaselemahpada segmen loop hati dari usus tilapian terkait kondisi PH. 4.2. Peptidases Pencernaan protein dalam ikan Nila dimulai dengan hidrolisis protein dan polipeptida oleh pepsin,tripsindanchymotrypsin,(1960;Nagase,1964;CocksondanBourne,1972;Moriarty, 1973;FangdanChiou,1989).Peptidarantaipanjangkemudiandicernaolehpeptidasesseperti leusinaminopeptidase(LAP)danDAPIVmenjadipeptidayanglebihsederhanadanasam amino(Jobling,1995).Hasilkamimenunjukkanaktivitasyangkuatuntukkeduapeptidases dalam tiga segmen usus pertama, yang membentuk sekitar 65 dari total panjang usus (Smith et al, Press). Jadi, lebih dari setengah dari panjang usus memainkan peran penting dalam degradasi peptida.Daerah-daerahdariususikanNilatilapiamengandungpeptidasesyangmampu menghidrolisispeptida,peptidaterutamadimanaposisiN-terminalberisiprolinuntuk aminopeptidasedipeptidylIVdansemuaasamaminoyangumumkecualiprolinuntuk aminopeptidaseleusin(Lojdaetal,1979;.SakaidanKawatsu,1983;Pearse,1985).Selainitu, Iungsi DAP IV berspekulasi untuk terlibat dalam penyerapan peptida kecil di seluruh lumen usus dankedalamdarah(KimdanErickson,1985).Studisebelumnyajugamenunjukkanbahwa tripeptidesyangdiangkutlebiheIisiendaripadaasamaminobebas(Ash,1980;Bogeetal, 1981.; Stevens dan Hume, 1995). Hasil kami menunjukkan bahwa hidrolisis polipeptida menjadi peptida dan asam amino, serta penyerapan peptida pendek pada ikan Nila, terjadi terutama di tiga daerahususpertama.Bowen(1981),menyatakanbahwaproteindicernadandiserapdalam tengkorak setengah dari saluran usus pada T. mossambica.Reaksipeptidaseyanglemahpadasegmenususkeempat,danketidakhadirannyapada perbatasansegmenterminal,menyiratkanperanrelatiIlebihkecilpadadaerahtersebutuntuk hidrolisispeptida.AktivitasenzimlebihrendahpadadaerahiniberhubungandenganeIek perubahanpHdisepanjangsaluranusus(Moriarty,1973sertapenyerapanulangdarienzim menuju usus mukosa (HoIer dan Schiemer, 1981).Distribusidanintensitaspeptidasesdiamatidalampenelitianiniberkorelasidenganbaik dengankeberadaandanaktivitasenzimproteasedilaporkandibeberapaikannilatilapia.Fish (1960)melaporkanaktivitasproteaseyanglebihbesardibagiantengkorakdaripadadibagian ekor pada ususT.mossambica.Demikianpula,T.mossambicamenunjukkankegiatantripsinlebihtinggi dalamtengkorakdibandingkancaudalusus(Nagase1964),sementaraT.shiranamenunjukkan aktivitaspepsindantripsinseimbangdalamsegmenkranialusus(CocksondanBourne,1972). Jadi,peptidasesterdapatpadalokasiyangsamasepertiprotease,dimanamerekasegeradapat bertindak pada peptida rantai pendek yang dihasilkan oleh protease.Perbedaan interspesiIik telah dicatat pada lokalisasi aktivitas peptidase pada enterosit. pada nilatilapia,aminopeptidasespadaikanteleosteilainumumnyaterdapatpadaperbatasanusus (HirjidanCourtney,1982;VonkdanBarat,1984;Gawlickaetal,1995).Namun aminopeptidase,leusinpadavertebratalaitermasukikanjugatelahditemukandalamorganel sitoplasmik dan vesikulayang kolumnar sel epitel (Seligman dkk, 1970;. Overnell, 1973;Adibi danKim,1981;HirjidanCourtney,1982).Lengkappencernaanpeptidadalamspesies-spesies ternyata melibatkan sitoplasma enterocytic serta brush border. 4.3. Lipase Awalaktivitaslipasedalamsaluranususikannilatelahdilaporkanmemilikihasilyang bervariasi. Keddis (1957) danMoriarty (1973) tidak menemukan aktivitas lipase dalam usus dari T.nilotica.Namun,Al-HussainidanKholy(1953)danNagase(1964)sebelumnya menunjukkan enzim ini pada ikan nila, dengan aktivitas yang paling menonjol di proksimal dan usus bagian tengah. Pada penelitian iniu-naItil palmitat digunakan sebagai substrat. Senyawa ini memberikanreaksiyanglebihspesiIikdanhasillokalisasidalamenzimyanglebihbaik, menggunakan substansi tersebut, penelitian ini menunjukkan reaksi lipase positiI dalam usus tiga pertama segmen. Pewarnaan itu paling intens dalam dua bagian pertama, terdiri dari 53,8 dari Panjang usus Smith et al, di tekan.. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat aktivitas lipolitik pada ikan ini 4.4. Non-spesifik esterases Tingkattingginon-spesiIikesterasessebelumnyatelahdilaporkandalamususikannila (LidanFan,1997).Hasilpenelitiansamadengankarya-karyasebelumnyabahwaaktivitas esteraselokalterjadidisepanjangbrushborder.Namun,penelitiankamijuga mendemonstrasikan reaksi esterasenon-spesiIik dalamsitoplasma enterosit pada empat segmen ususpertama.Halinimenimbulkankemungkinanbahwametabolismelipiddapatmelibatkan kegiatan baik intra maupun ekstrasel dalam enterosit daerah usus(Deimling dan Bocking, 1976; Wassmer et al, 1988;. Van Lith dkk, 1992). 4,5. Alkali fosfatase usus FosIatasealkaliususdianggapterlibatdalampenyerapannutrisisepertilipid,kalsium glukosa,danIosIatanorganik(Malageladaetal,1977.;RoubatydanPortmann,1988;Harris, 1989;Dupuisetal,1991;.Mahmoodetal,1994).EnzimlokalpadabrushborderyangaktiI dalamhalini. Deteksi enzim dalamsitoplasma supranuclearmenunjukkan sumber produksinya, yangtelahterbuktidalamaparatusGolgiterletakdiwilayahselular(Alpersetal.,1995). DistribusiluasalkaliIosIataseseluruhempatsegmenpertamausus,terdiridari93,6dari panjangusus(Smithetal.,dalampress),menunjukkanbahwapenyerapanberbagaibentuk nutrisidapatberlangsungsepanjangpermukaanluar.Selanjutnya,distribusiumumdarienzim yangdiamatidalampenelitianiniberkorelasibaikdenganlokalisasidanintensitasmaltase, lipase dan peptidases, termasuk amilase dan protease, dilaporkan dalam Ikan nila lainnya, (Fish, 1960; Nagase, 1964; Cockson dan Bourne, 1972;Moriarty, 1973). Dengan demikian, enzimini terdapat pada lokasiyang sama dengan enzim pencernaan, penyerapan partikelyanglebih kecil memungkinkan produksi enzim tersebut lebih cepat.Meskipun panjang lebih besar dari usus aktiI dalam hal ini, kegiatan IAP kuat dalam tiga bagianpertamasekitar65daripanjangususSmithetal,ditekanmungkinmenunjukkan bahwa pencernaan dan transportasi nutrisi dalam usus terjadi terutama di daerah usus tengkorak dan menengah. Penurunan dan hilangnya berikutnya aktivitas IosIatase alkali di bagian keempat dan terminal, masing-masing, menunjukkan bahwa penyerapan nutrisi paling aktiI di daerah usus lebihkranial,meskipunpenyerapanberlanjutmeskipundengantingkatpenurunan,melalui proporsi yang lebih besar dari usus panjang. 4.6. Segmen Terminal Kurangnyamencolokpewarnaanenzimyangluasdisegmenterminalpatutdicatat. HanyaDAPIVterdeteksidisini,dimanaiaterbataspadalaminabasalyangsitusdimanaia juga terdeteksi di semua segmen lainnya. Penelitian sebelumnya telah menyarankan bahwa DAP IVterlokalisasidalamlaminabasalterlibatdenganmetabolismeselulermelekatstruktural proteinsepertikolagen,bukandenganprosespencernaanmakananSakaidanKawatsu,1983. KurangnyaenzimpencernaandisegmenterminalmenunjukkanbahwadaerahinitidakaktiI dalampemecahannutrisidipengaruhiolehenzim.Juga,tidakadanyaaktivitasIosIatasealkalin di segmen terminal lebih lanjut menunjukkan bahwa penyerapan nutrisi bukan merupakan Iungsi pentingdariwilayahini.Kegiatanlain,sepertiresorpsiairandrorelektrolit,kemungkinan mendominasi di sini. IV. KESIMPULAN Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa empat segmen usus pertama dari hati loop yang melaluikumparanutamadistaldaerahutamadimanaterjadipencernaandanprosesabsorpsi dikatalisisolehenzimini.Tigasegmenpertamamunculmenjadidaerahdenganpartisipasi terbesar dalamIungsi tersebut. Penurunan danhilangnya keduaaktivitas enzimpencernaan dan penyerapandalambagiankumparanutamadistaldanterminal,masing-masing,menunjukkan bahwaIungsi-Iungsilainsepertielektrolitdanresorpsiaircenderungmendominasidisini. Kombinasipanjangusus(HoIerdanSchiemer,1981;Sugitaetal,1985;.Smithetal,dalam perss) bersama-sama dengan distribusiluas. enzim disepanjang ususmeningkatkan kemampuan ikan untuk memanIaatkan berbagai komponen makanan, dan mungkin menjadi salah satu Iaktor yang berkontribusi terhadap tingkat pertumbuhan yang cepat dari ikan tersebut. %AMBAHAN KALAU DIPERLUKAN... HOHOHO Dalamususikannilaterdapatbeberapabakteriprobiotikyangmembantuproses pencernaan,spertimenghasilkanenzimexogenousenzim.Beberapaenzimexogenousuntuk pencernaan pakan seperti amylase, protease, lipase dan selulase. Enzim exogenous tersebut akan membantuenzimendogenousdiinanguntukmenghidrolisisnutrientpakan.Haliniakan meningkatkanketersediaannutrientyangsiapdiserapdarisaluranpencernaanuntukmasukke pembuluhdarah,danakandiedarkankeseluruhbagiantubuhdanjaringanyangmembutuhkan dalamprosesmetabolismselanjutnya.Semakintingginutrientpakanyangtercerna,semakin besar pula kemungkinan nutrient tersebut dimanIaatkan oleh ikan untuk pertumbuhannya dan (Autornya, kaga tau siapa)