" 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
"-