LAPORAN PRAKTIKUM TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

Uji Toksisitas Akut pada Mus Musculus

Dosen Pembimbing :

Ibu Indri Ganarsih M, Si.

Ibu Etyn Yunita M, Si.

Kelompok : 4 (Empat)

Kelas : Biologi 5 A

Ayu Septiawan (1110095000004)

M Fazri Hikmatyar (1110095000010)

Mutia Widi Riani (1110095000016)

Rachma Fauziah (1110095000025)

Hartadi Wiryawan (11100950000xx)

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Efek toksik dari bahan pencemar yang berasal dari logam berat dapat mengakibatkan

kerusakan organ-organ atau bahkan bahkan kematian pada makhluk hidup. Salah satu logam

berat yang dapat memberikan efek toksin adalah Cd (Cadmium). Cadmium merupakan salah

satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh

darah. Cadmium berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat

terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Zat beracun tersebut dapat masuk ke

tubuh manusia elalui sistem pencernaan dan sistem pernapasan. Keracunan logam kadmium

terdiri dari 15-50% penyerapan melalui sistem pernapasan dan 2-7% melalui sistem

pencernaan. Target organ adalah hati, plasenta, ginjal, paru-paru, otak, dan tulang.

Uji toksisitas akut dilakukan untuk mengetahui efek dari logam Cd (Cadmium) didalam

larutan kadmium sulfat (CdSO4). Penggunaan larutan kadmium sulfat (CdSO4) bertujuan

untuk memudahkan pendedahan yang dilakukan secara intraperitoneal terhadap mencit. Uji

toksisitas akut ini dilakukan untuk memperkirakan LD50 sehingga dapat diketahui besarnya

dosis zat toksik yang mangakibatkan kematian 50% hewan uji untuk selanjutnya dapat

dikonversi ke manusia.

1.2 Rumusan Masalah

1. Pengaruh dosis logam berat CdSO4 terhadap kondisi Mus musculus betina.

2. Pengaruh pemaparan CdSO4 yang dibandingkan dengan kontrol terhadap organ visceral

Mus musculus betina.

1.3 Tujuan

1. Menentukan Lethal Dose Cadmium Sulfat / LD50 CdSO4 pada Mus musculus.

2. Mengetahui tingkat toksisitas CdSO4 berdasarkan konsentrasi tertentu.

3. Mengetahui efek toksisitas akut sebagai akibat dari pendedahan jangka pendek dengan

dosis tertentu.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Hewan Percobaan

Pemilihan spesies hewan coba yang lazim digunakan pada uji toksisitas akut adalah tikus,

mencit, marmut, kelinci, babi, anjing, dan monyet. Pertimbangan dalam memilih hewan coba

biasanya didasarkan pada avaibilitas, harga, dan kemudahan dalam perawatan. Namun seiring

perkembangan zaman, tipe metabolisme, farmakokinetik, dan perbandingan catatan atau sejarah

avaibilitas juga ikut dipertimbangkan. Hewan yang paling sering dipakai adalah mencit dengan

mempertimbangkan faktor ukuran, kemudahan perawatan, harga, dan hasil yang cukup konsisten

dan relevan. Hewan percobaan yang digunakan dalam praktikum kali ini memiliki klasifikasi

sebagai berikut:

Kerajaan : Animalia

Filum : Chordata

Kelas : Mamalia

Ordo : Rodentia

Famili : Muridae

Genus : Mus

Spesies : M. musculus

Hewan mencit atau Mus musculus adalah tikus rumah yang termasuk ke dalam ordo

rodentia dan family Muridae. Mencit dewasa biasa memiliki berat antara 25-40gram dan

mempunyai berbagai macam warna. Mayoritas mencit laboratorium adalah strain albino yang

mempunyai warna bulu putih dan mata merah muda (Hrapkiewicz etal, 1998).

Mencit merupakan hewan yang tidak mempunyai kelenjar keringat, jantung terdiri dari

empat ruang dengan dinding atrium yang tipis dan dinding ventrikel yang lebih tebal. Percobaan

dalam menangani hewan yang akan diuji cenderung memiliki karakteristik yang berbeda, seperti

mencit lebih penakut dan fotofobik, cenderung sembunyi dan berkumpul dengan sesama, mudah

ditangani, lebih aktif pada malam hari (nocturnal), aktivitas terganggu dengan adanya manusia,

suhu normal 37,40 C, lajurespirasi 163/menit sedangkan pada hewan tikus sangat cerdas, mudah

ditangani, tidak bersifat fotofobik, lebih resisten terhadap infeksi, kecenderungan berkumpul

dengan sesama sangat kurang, jika makanan kurang atau diperlakukan secara kasar akan menjadi

liar dan galak, suhu normal 37,50 C, laju respirasi 210/menit pada mencit dan tikus

persamaannya gigi seri pada keduanya sering digunakan untuk mengerat /menggigit benda-benda

yang keras.

2.2. Uji Toksisitas Akut

Uji toksisitas adalah untuk menentukan sifat akut atau kronik limbah. Pengujian toksisitas

bertujuan untuk menilai efek racun terhadap organisme, menganalisis secara obyektif resiko

yang dihadapi akibat adanya racun di lingkungan. Toksisitas akut terjadi pada dosis tinggi, waktu

pemaparan pendek dengan efek parah dan mendadak dimana organ absorpsi dan eksresi terkena.

Sedangkan toksisitas kronis terjadi pada dosis tidak tinggi pemaparan menahun, gejala tidak

mendadak atau gradual, intensitas efek dapat parah/ tidak.Jenis uji yang digunakan tergantung

pada penggunaan zat kimia dan manusia yang terpapar.

Uji toksisitas akut dilakukan dengan memberikan zat kimia yang diuji sebanyak satu kali,

atau beberapa kali dalam waktu 24 jam. Terdapat beberapa macam cara untuk pengujian

toksisitas akut, yaitu oral, parenteral, inhalasi, kulit dan mata. Suatu indeks untuk mendefinisikan

toksisitas akut dikenal dengan istilah LD50. Pengertian dari LD50 adalah dosis tunggal dari

suatu zat, yang diturunkan secara statistik, yang menyebabkan kematian 50% hewan uji. Uji

toksisitas akut bertujuan untuk menyelidiki intrinsik dari suatu bahan kimia, untuk menilai jenis

hewan yang peka, menyeleksi tingkat dosis dalam penelitian lebih lanjut, dan untuk memperoleh

informasi mengenai dampak merugikan yang dapat muncul pada organ.

2.3. Uji Toksisitas CdSO4 terhadap Hewan dan Tumbuhan

Bahan kimia yang masuk ke dalam tubuh manusia atau hewan dengan dosis, waktu dan

cara pemberian tertentu telah banyak dilaporkan menyebabkan kelambatan perkembangan dan

embrio abnormal. Selain efek tersebut bahan-bahan kimia dapat menyebabkan terjadinya

penurunan indeks mitosis pada sel, baik sel tubuh ataupun sel embrio (blastomer) serta

menyebabkan terjadinya aberasi kromosom. Penurunan indeks mitosis berarti telah terjadi

kelambatan pembelahan sel, jika waktu pembelahan sel lambat maka akan menyebabkan

kelambatan perkembangan suatu organisme.

Cd termasuk dalam logam berat non-esensial, dalam jumlah yang berlebih menyebabkan

toksisitas pada manusia, hewan dan tumbuhan. Akumulasi pada tumbuhan dapat memicu

perubahan ekspresi protein. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil protein bayam cabut

(Amaranthus tricolor, L.) pada cekaman Kadmium (Cd) dilaksanakan di Laboratorium Botani

Biologi ITS, secara deskriptif eskperimental dengan metode elektroforesis SDS-PAGE. daun

bayam cabut (Amaranthus tricolor, L.) diperlakukan CdSO4 dengan konsentrasi 0 ppm (kontrol),

1, 2, dan 3 ppm. Analisis dengan elektroforesis SDS-PAGE menunjukkan bahwa dengan

perlakuan konsentrasi 1, 2 membentuk 18 pita protein dan 3 ppm 17 pita protein. Pita protein

yang terlihat pada perlakuan 1, 2 dan 3 ppm yang berbeda dengan kontrol di duga sebagai

fitokelatin mempunyai berat molekul 15.9 kDa, 39.2 kDa, 21 kDa dan 64.28 kDa. Protein

fitokelatin pada tumbuhan diketahui berperan sebagai protein pertahanan dan pengikat logam

cadmium (Cd).

2.3. Efek Toksisitas CdSO4 terhadap Sistem Organ Manusia

Cadmium ditemukan dalam pembuatan baterai, plastik PVC, pigmen cat, pupuk, rokok,

dan kerang yang berada di sekitar lingkungan pabrik. Logam berat ini bergabung bersama timbal

(Pb) dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada

kesehatan manusia. Cadmium di alam biasanya berikatan dengan sulfat membentuk senyawa

CdSO4. Walaupun kadar logam dalam tanah, air, dan udara rendah, namun dapat meningkat

apabila manusia menggunakan produk-produk dan peralatan yang mengandung logam, pabrik-

pabrik yang menggunakan logam, pertambangan logamdan pemurnian logam.

Efek Kadmium Terhadap Ginjal

Logam Cd dapat menimbulkan gangguan dan bahkan mampu menimbulkan kerusakan pada

sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan yang terjadi pada sistem ginjal dapat dideteksi dari

tingkat jumlah atau jumlah kandungan protein yang terdapat dalam urine. Petunjuk kerusakan

yang dapat terjadi pada ginjal akibat logam kadmium yaitu terjadinya asam amniouria dan

glokosuria, dan ketidaknormalan kandungan asam urat kalsium dan fosfor dalam urine.

Efek Kadmium Terhadap Paru

Keracunan yang disebabkan oleh peristiwa terhirupnya uap dan atau debu kadmium juga

mengakibatkan kerusakan terhadap organ respirasi paru-paru. Kerusakan paru-paru tersebut

dapat terjadi sebagai akibat dari keracunan kronis yang disebabkan oleh Cd.

Efek Kadmium Terhadap Tulang

Efek keracunan kadmium juga dapat mebgakibatkan kerapuhan pada tulang. Gejala rasa sakit

pada tulang sehingga menyulitkan untuk berjalan. Terjadi pada pekerja yang bekerja pada

industri yang menggunakan kadmium. Penyakit tersebut dinamakan “itai-itai”.

Efek Kadmium Terhadap Sistem Reproduksi

Daya racun yang dimiliki oleh kadmium juga mempengaruhi sistem reproduksi dan organ-

organya. Pada konsentrasi tertentu kadmium dapat mematikan sel-sel sperma pada laki-

laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat terpapar oleh uap logam cadmium dapat

mengakibatkan impotensi.

2.4. Jalur-jalur Pendedahan dan Penjelasannya

Cara pendedahan zat pada hewan percobaan harus dilakukan secara tepat. Hal ini

dikarenakan pendedahan hewan dilakukan dengan tujuan untuk meneliti anatomi dan fisiologi

hewan percobaan tersebut. Jika cara pendedahan yang dilakukan tidak sesuai prosedur, maka

hewan percobaan akan cacat atau bahkan mati ketika kita memerlukan data-data untuk proses

penelitian.

Jalur pendedahan melalui kulit adalah yang paling mudah. Cukup hanya dengan

mengoleskan zat pada bagian kulit yang diinginkan. Pendedahan melalui saluran pernapasan juga

cukup mudah untuk dilakukan, yaitu dengan cara memaksa hewan menghisap zat yang ingin kita

masukkan.

Oral gavage merupakan metode yang banyak dilakukan di kalangan ilmuan. Untuk

mengurangi resiko yang tidak baik dalam penggunaanya, penting untuk dianjurkan bahwa

ketrampilan merupakan hal yang harus dimiliki orang yang melakukan pendedahan secara oral

gavage. Menurut Zhang (2012) sebagai alternatif gavage, beberapa bahan bisa dimakan secara

sukarela pada campuran yang enak. Pemberian secara oral gavage dilakukan melalui saluran

pencernaan, oleh karena itu penting untuk membuat mencit agar tidak stress. Volume maksimal

pendedahan secara oral gavage adalah 0,1 mL.

Injeksi secara subkutan biasanya paling tidak menyakitkan diantara metode injeksi yang

lain. Injeksi ini dilakukan dengan cara memasukkan zat ke dalam lapisan kulit menggunakan

jarum suntik. Meskipun demikian, metode ini hanya digunakan untuk beberapa maksud

penelitian saja. Jika ingin meneliti sistem pencernaan, maka metode ini tidak tepat digunakan

(anonim, 2012). Volume maksimal zat yang dapat dimasukkan melalui metode subkutan adalah

0,05 sampai 0,2 mL bergantung pada berat hewan.

Injeksi intravena merupakan metode injeksi yang cukup sulit dilakukan oleh orang yang

kurang berpengalaman. Untuk melakukan injeksi intravena dapat menyebabkan masalah pada

mencit bila terjadi kesalahan saat dilakukan injeksi (Institute of Animal Technology, 2012).

Injeksi intravena langsung memasukkan zat ke aliran darah melalui ekor (pada mencit). Injeksi

ini digunakan untuk meneliti penyakit-penyakit atau gangguan kesehatan yang membutuhkan

penedahan zat langsung ke aliran darah. Volume maksimal zat yang dapat dimasukkan melalui

metode subkutan adalah 0,1 sampai 0,25 mL bergantung pada berat hewan.

Injeksi intraperitonial dilakukan dengan cara memasukkan zat ke rongga abdomen.

Menurut tim dari Procedures with care (2010), injeksi intraperitonial meskipun sering dilakukan

sebagai salah satu metode untuk injeksi zat seperti anestesi, tingkat kegagalannya cukup tinggi,

oleh karena itu disarankan untuk beralih ke injeksi subkutan atau oral gavage jika hanya untuk

memasukkan zat anestesi. Volume maksimal zat yang dapat dimasukkan melalui metode

subkutan adalah 0,25 sampai 1,5 mL bergantung pada berat hewan.

BAB III

METODE KERJA

3.1 Waktu dan Lokasi

Praktikum dimulai pada 18 Oktober – 1 November 2012. Praktikum ini dilakukan selama

4 hari untuk aklimasi, dan 10 hari untuk waktu pengamatan setelah pendedahan. Lokasi di Pusat

Laboratorium Terpadu Lantai 4 Lab. Biologi Dasar.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah kandang mencit, tempat makan mencit,

tempat untuk air minum mencit, timbangan analitik, timbangan presisi, pinset, wadah plastik,

cawan petri, syrinx, spatula, gelas beaker, batang pengaduk atau magnetic stirrer, botol larutan,

gunting bedah, pisau bedah, jarum pentul, papan bedah, dan kamera

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah mencit (Mus muscullus), sarung

tangan, aquabidestilata, CdSO4, alumunium foil, aquadest, pelet anak babi, kertas, plastik, label,

tisu, dan sabun pencuci tangan.

3.3 Cara Kerja

3.3.1 Pemilihan hewan uji

Hewan uji yang dipakai adalah Mus musculus dimana kondisi fisiknya harus sehat.

Sebelum digunakan untuk pengujian Mus musculus sudah diaklimatisasi terlebih dahulu

(penyesuaian dengan kondisi laboratorium) selama satu minggu. Umur reproduksi Mus musculus

sudah cukup (dewasa) dimana untuk Mus musculus jantan umurnya adalah 12 minggu dan untuk

Mus musculus betina umurnya adalah 10 minggu. Distribusi dari berat badan Mus musculus

harus merata dengan range persentase 10-20% dan jumlah ulangan perdosis adalah (n-1) (t-1)

≥15.

3.3.2 Penentuan jumlah dosis yang digunakan untuk mencit (Mus musculus)

Sebelum membuat larutan CdSO4 yang diperlukan adalah jumlah dosis untuk LD50. Dosis

tertinggi CdSO4 diperoleh dari studi literatur penelitian sebelumnya dimana didapat sebesar dosis

tertinggi = 10 mg/Kg b.b. Dosis terendah = 2,5 mg/Kg b.b dan jumlah kelompok perlakuan ada

4. Perhitungan dosis menggunakan rumus Laurence & Bacharah (1964) yaitu F= r√ I . Setelah

nilai F sudah didapat maka dosis tertinggi dibagi dengan nilai F tersebut. Hasil pembagian

tersebut dibagi lagi dengan nilai F sampai batas dosis terendah.

3.3.3 Pembuatan Larutan CdSO4

Setelah perhitungan jumlah dosis didapat, dosis-dosis tersebut dikonversikan kedalam 0,1

mL/ 10 gram b.b. dan satuan hasil konversinya adalah mg/10 mL. Setelah itu praktikan harus

membuat larutan stok CdSO4 yang dosisnya 10 lipat lebih pekat dari dari zat uji dengan dosis

tertinggi. Pembuatan larutan stok untuk menghindari penguapan berlebih dari zat. Langkah

pertama pembuatan larutan stok CdSO4 yaitu padatan CdSO4 diambil dengan menggunakan

spatula dan ditimbang menggunakan timbangan analitik digital dengan memberi alas alumunium

foil. Padatan CdSO4 dibungkus menggunkan alumunium foil yang sebelumnya menjadi alas pada

saat penimbangan. Setelah itu CdSO4 dipindahkan dari kertas alumunium foil kedalam gelas

beaker. Tuangakan akuabidestilata sesuai dengan volume hasil perhitungan sekaligus dengan

membilas alumunium foil pembungkus CdSO4 untuk menghindari CdSO4 yang tersisa. Larutan

tersebut diaduk dengan meggunakan batang pengaduk atau magnetic stirrer hingga terlarut

dengan sempurna. Larutan stok tersebut dipindahkan kedalam botol larutan yang gelap atau

ditutup alumunium foil untuk menghindari pengaruh cahaya. Larutan stok yang sudah jadi diberi

label tanggal pembutan dan nama pembuat. Larutan stok disimpan didalam lemari es serta untuk

menghindari ketidakakuratan konsentrasi sebaiknya jangan digunakan lebih dari satu bulan.

Setelah larutan stok dibuat langkah selanjutnya adalah membuat larutan dengan berbagai macam

dosis. Pembuatannya dilakukan dengan cara pengenceran menggunakan rumus

V1 x M1 = V2 x M2.

3.3.4 Pendedahan dan pengamatan kondisi pada mencit (Mus muscullus).

Pendedahan dilakukan dengan cara intraperitoneal pada Mus muscullus. Pemegangan

Mus muscullus harus tepat sehingga apabila disuntik Mus muscullus tidak bisa bergerak.

Pemegangan Mus muscullus diusap kulitnya dari bagian dorsal sampai bagian leher lalu Mus

muscullus digenggam bagian dorsalnya sampai Mus muscullus tidak bisa bergerak lagi.

Penyuntikan dengan cara intraperitoneal diarahkan kebagian rongga perut dengan derajat

kemiringan syrinx yaitu 450 . Tepatnya daerah penyuntikkan ditandai dengan lancarnya jarum

syrinx saat masuk ke rongga perut. Pendedahan hanya dilakukan 1 kali. Setelah Mus muscullus

disuntikan larutan CdSO4 lakukan pengamatan kondisi fisik Mus muscullus. Pengamatan

kematian dilakukan pada jam 1, 2, 4,24, 48, 72, 96 dan pengamatan kondisi fisik setiap hari

dilakukan selama 10 hari. Parameter yang diamati adalah: Kulit, rambut, mata, pernafasan,

tingkah laku, motorik, tremor, salivasi, letargi, sistem saraf otonom, berat badan mencit dan berat

feses. Penimbangan berat badan mencit menggunakan timbangan presisi dan penimbangan berat

feses mencit menggunakan timbangan analitik digital. Penimbangan dilakukan rutin setiap hari

dan dicatat hasilnya sampai 10 hari. Setiap hari alas kandang harus diganti dan mencit diberi

makan yaitu pelet anak babi dan diberi minum air.

3.3.5 Pembedahan dan pengamatan organ viseral mencit (Mus muscullus)

Sebelum pembedahan mencit harus dimatikan terlebih dahulu dengan cara dislokasi pada

bagian leher mencit yaitu menggunakan alat tumpul untuk menekan bagian leher dan bagian

ekor mencit ditarik sampai mencit tidak bergerak atau mati. Setelah mencit mati dilakukan

pembedahan dengan menggunakan gunting bedah dimulai dari bagian anus. Organ viseral yang

diamati adalah limpa, ren, gastrum, pulmo, cor, intestinum, pankreas dan hepar. Organ tersebut

dialas alumunium foil yang telah ditimbang beratnya dengan menggunakan timbangan analitik

lalu diletakkan organ yang akan ditimbang. Setelah ditimbang amati secara makroskopis organ

viseral tersebut. Organ viseral dibandingkan dengan kontrol yaitu dilihat dari warna organ,

tekstur membengkak, mengkerut atau mengeras. Foto organ viseral kontrol dengan organ viseral

yang terdedah CdSO4.

3.3.6 Penentuan LD50 pada mencit (Mus muscullus)

Penentuan LD50 dapat dihitung dengan menggunakan analisa probit dilihat dari jumlah

individu yang mati dan koreksi % kematian. Nilai probit didapat dari perhitungan koreksi %

kematian dan nilai probit dilihat menggunakan tabel probit. Selanjutnya dibuat pada microsoft

excel grafik regesi linear dengan sumbu X= log10 dosis dan sumbu Y= nilai probit. Rumus yang

didapat digunakan untuk mendapatkan nilai X. Setelah nilai X dapat maka hasil harus di antilog

terlebih dahulu itulah nilai dari LD50.

3.4 Analisis data

3.4.1 Distribusi berat badan mencit

X = Berat rata-rata seluruh mencit

Jumlah seluruh mencit

Hasil X digunakan untuk distribusi berat badan mencit. Range persentase dari X adalah sebesar

10-20%.

3.4.2 Jumlah ulangan perdosis

( n - 1) ( t – 1 ) ≥ 15

3.4.3 Menentukan jumlah dosis

Berdasarkan Laurence & Bacharah (1964)

F = r√ I

Keterangan: F = nilai koefisien

I = nilai dosis tertinggi per dosis terendah

r = jumlah kelompok perlakuan yang akan diuji (tidak termasuk kontrol) – 1

Dosis tertinggi zat x dibagi dengan nilai F sampai menemukan beberapa dosis dan sampai

batas nilai dosis terendah.

3.4.4 Menentukan LD50/LC50

Koreksi % kematian:

% kematian yang teramati- % kematian kontrol x 100 %

100- % kematian kontrol

Hasil dari koreksi % kematian digunakan untuk melihat nilai probit pada tabel probit.

Contoh hasil rumus regresi linear menggunakan Ms. Excel:

Y = 5,045X – 4,2501

Dengan Y = nilai probit

X = log10

LD50 adalah antilog dari nilai X.

3.4.5 Pembuatan dosis larutan CdSO4

V1 x M1 = V2 x M2

Keterangan : V1 = Volume larutan 1

M1 = Konsentrasi larutan 1

V2 = Volume larutan 2

M2 = Konsentrasi larutan 2

BAB IV

PEMBAHASAN

Praktikum kali ini mengenai uji toksisitas akut logam berat CdSO4 yang dilakukan

dengan menggunakan hewan coba mencit (Mus musculus) betina. Logam berat CdSO4

didedahkan secara intraperitoneal dalam bentuk larutan dengan konsentrasi yang berbeda.

Penggunaan larutan CdSO4 untuk mengetahui efek toksik logam berat Cd dalam praktikum kali

ini disebabkan unsur logam berat Cd bukan merupakan unsur bebas yang ada di alam. Sehingga

digunakan senyawa dalam bentuk CdSO4.

Pengaruh pendedahan logam berat CdSO4 dilakukan dengan mengamati berbagai

parameter, diantaranya adalah perubahan berat badan mencit, berat feses, pengamatan fisik, dan

berat organ visceral. Berdasarkan hasil pengamatan perubahan berat badan mencit selama 10

hari, di dapatkan hasil sebagai berikut :

0 2.5 4 6.3 100

5

10

15

20

25

30

12345678910

Dosis (mg/ml bb)

Bera

t bad

an (g

)

Gambar 1. Perubahan Berat Badan Mencit

Grafik 1 memperlihatkan adanya perubahan berat badan pada masing-masing kelompok

dosis yang didedahkan. Grafik 1 menunjukkan nilai yang berbeda-beda selama 10 pengamatan

setelah didedahkan CdSO4. Secara umum pada dosis 2,5 mg/Kg bb. dan 6,3 mg/Kg bb. terjadi

penurunan berat badan mencit, sedangkan pada dosis 4 mg/Kg bb. dan 10 mg/Kg bb. terjadi

peningkatan berat badan mencit. Hal ini terjadi karena perbedaan nafsu makan akibat pengaruh

dosis yang didedahkan yang berpengaruh pada organ pencernaan yang mengakibatkan kerusakan

pada organ pencernaan mencit sehingga terjadi kemapuan penyerapan makanan oleh mencit.

0 2.5 4 6.3 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

H10

Dosis mg/Kg bb.

Ber

at F

eses

Men

cit (

gram

)

Gambar 2. Perubahan Berat Feses Mencit

Grafik 2 menunjukkan terjadinya perubahan secara fluktuatis berat feses tiap hari antar

kelompok dosis yang didedahkan. Pada dosis 0 mg/Kg bb. (kontrol), terlihat terjadi peningkatan

berat feses secara signifikan pada hari ke-4 dan seterusnya. Hal ini karena mencit kelompok

kontrol memiliki nafsu makan yang tinggi sehingga feses/hasil buangan metabolismenya pun

juga meningkat. Sedangkan pada mencit kelompok dosis yang lain mengalami gangguan pada

organ pencernaan sehingga menurunkan nafsu makan mengakibatkan feses yang dihasilkan lebih

sedikit,sehingga jauh berbeda dari kontrol.

Perbedaan berat feses juga terjadi akibat tigkat toksisitas yang dihasilkan pada masing-

asing konsentrasi mengakibatkan terganggunya metabolisme yang terjadi pada tubuh mencit.

Pengukuran berat feses juga dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah ada pengaruh

antara CdSO4 dengan fungsi pencernaan. Cadmium tidak diabsorpsi dengan baik, yaitu sekitar 5-

8%. Namun, itu tetap lebih tinggi dibandingkan absorpsi mineraldan sulit dieliminasi dari dalam

tubuh sehingga akan dideposit di dalam tubuh. Cadmium diabsorpsi dan diakumulasi. Ekskresi

Cd terjadi melalui urin dan feses (Widowati,2008).

Berat feses juga berpengaruh terhadap berat badan, makin banyak feses yang

dikeluarkan, maka berat badan akan semakin berkurang karena hanya sedikit makanan yang

diserap akibat terganggunya system pencernaan akibat pendedahan. Begitu pula sebaliknya,

semakin kecil berat feses yang dikeluarkan maka semakin bertambah berat badannya. Hal ini

dikarenakan penyerapan makanan oleh tubuh dapat diserap secara optimal.

Pengamatan fisik mencit dilakukan selama 10 hari. Pengamatan fisik ini dilakukan untuk

mengatahui efek pemberian berbagai dosis CdSO4 terhadap mencit. Berikut merupakan tabel

pengamatan fisik mencit.

Tabel 1. Pengamatan Fisik

Parameter Kelompok dosis (mg/kg bb)

0 10 6.3 4 2,5

K

ulit&rambut

Normal Berdiri Rontok Berdiri Normal

Mata Normal Menyipit Menyipit Menyipit Menyipit

Pernafasan Normal Normal Normal Normal Normal

Tingkah laku Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif

Motorik Respon

positif

Respon

positif

Respon

positif

Respon

Positif

Respon

positif

Tremor Normal Normal Normal Normal Normal

Salivasi Normal Normal Normal Normal Normal

Letargi Normal Normal Normal Normal Normal

Sistem saraf

otonom

Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif

Paparan logam Cd pada mencit dapat terlihat pengaruhnya melalui pengamatan fisik.

Secara umum yang terlihat pengaruh adanya paparan Cd dalam tubuh mencit yaitu terjadinya

kerontokan pada rambut mencit dan juga membuat rambut menjadi berdiri serta adanya tanda-

tanda mata yang menjadi menyipit merupakan suatu respon terhadap adanya racun didalam

tubuh. Pada pengamatan 1, 2, 4 jam setelah pendedahan terlihat adanya perubahan fisik mencit.

Kelompok perlakuan dosis 10 mg/Kg bb., 6,3 mg/Kg bb., 4 mg/Kg bb., dan 2,5 mg/Kg bb., rata-

rata mengalami tremor, letargi, nafas yang sedikit terengah-engah, mata menyipit dan rambut

berdiri. Hal ini terjadi dapat dikarenakan dosis yang didedahkan langsung terabsorbsi dan

bereaksi ke organ-organ tertentu yang menyebabkan abnormalitas organ mencit terlihat pada

kondisi fisiknya. Namun hal ini tidak berlangsung lama karena adanya mekanisme utuk

detoksifikasi dalam tubuh mencit untuk merespon adanya inhibitor seperti logam Cd yang

didedahkan pada mencit tersebut.

Mencit juga mengalami homeostasis untuk mengembalikan keadaan tubuhnya kembali

seperti semula. Efek dari Cd yang terdedah kedalam tubuh akan membuat jantung bekerja lebih

keras dan lebih cepat untuk menyesuaikan diri, sehingga membuat nafas terengah-engah.

Menurut Gourge, 2006, mamalia memiliki suatu aparatus untuk meningkatkan ketebalan rambut.

Termasuk diantaranya adalah piloereksi, berdirinya rambut-rambut tunggal akibat kontraksi otot-

otot piloerektor dibagian dasar masing-masing rambut. Baik temperatur dingin maupun reaksi

emosional semacam perasaan takut memicu piloereksi. Jika penyesuaian perilaku, penggerakan

aliran darah ke permukaan kulit dan piloereksi ternyata tidak cukup, sebuah respon yang unik

bisa dirangsang agar terjadi menggigil. Hal ini juga terjadi pada mencit, sehingga mencit

mengalami tremor dan letargi.

Organ viseral mencit perlu diamati untuk dapat mengetahui seberapa besar dampak

pendedahan CdSO4 terhadap organ-organ serta menganalisis dampak pendedahan terhadap organ

tersebut. Berikut merupakan grafik berat organ viseral mencit.

0 2.5 4 6.3 100

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

PulmoCorLimpaPankreasHeparRenIntestinumGastrum

Dosis mg/Kg bb.

Prop

orsi

Bera

t Org

an V

isera

l Men

cit (g

ram

)

Gambar 3. Proporsi Berat Organ visceral

Proporsi berat organ visceral pada gambar 1. Menunjukkan secara keseluruhan adanya

fluktuasi proporsi berat organ visceral pada mencit akibat pemberian dosis CdSO4. Gambar 1.

Juga menunjukkan bahwa berat organ visceral tidak mengalami penurunan secara signifikan

seiring kenaikan dosis CdSO4 yang didedahkan. Berat masing-masing organ visceral pada dosis

pendedahan 2,5 mg/kg bb CdSO4 mengalami penurunan secara keseluruhan dari kontrol.

Penurunan ini disebabkan oleh penimbunan Cd di dalam berbagai macam-macam organ tubuh

terutama ren, hepar, dan pulmo, tetapi dapat juga ditimbun di dalam pankreas, jantung, limpa,

dan jaringan adiposa (Peereboom, 1981) . Penimbunan Cd pada berbagai macam organ ini akan

menyebabkan terjadinya kerusakan sel yang menyusun organ-organ sehingga berat keseluruhan

organ menurun.

Berat organ visceral pada dosis pendedahan CdSO4 4 mg/kg bb terlihat bahwa ada

fluktuasi jika dibandingkan dengan control maupun dosis pendedahan sebelumnya. Organ hepar,

ren, intestinum, cor, pancreas, limpha mengalami kenaikan berat sedangkan organ lain beratnya

mengalami penurunan jika dibandingkan dengan dosis 2,5 mg/kg bb. Kenaikan berat organ

intestinum dapat dikarenakan adanya variasi pemberian jenis pakan, dan pemberian pakan yang

berbeda juga dapat menyebabkan kenaikan berat organ intestinum, sedangkan kenaikan berat

organ limpha menurut Yamada et al (1981) dikarenakan secara histopatologis pulpa putih akan

berkurang sedangkan dalam pulpa merah terjadi infiltrasi sel leukosit berinti polimorf dan sel-sel

myeloid. Berat seluruh organ visceral pada dosis pendedahan CdSO4 6,3 mg/kg bb mengalami

penurunan dari berat control dan berat dosis 2,5 dan 4 mg/kg bb. Penurunan berat badan ini

diakibatkan oleh sama halnya dengan penurunan berat organ visceral pada dosis pendedahan 2,5

mg/kg bb. Pendedahan CdSO4 dosis 10 mg/kg bb menyebabkan kematian individu mencit

seluruhnya, sehingga tidak ada berat organ viseralnya.

Organ-organ viseral selain ditimbang juga diamati secara makroskopis agar dapat

mengetahui pengaruh pendedahan CdSO4 terhadap organ viseral yang lebih spesifik. Berikut

merupakan tabel pengamatan makroskopis organ viseral mencit pada masing-masing dosis

pendedahan.

Tabel 2. Pengamatan Makroskopis Organ viseral

OrganDosis (mg/kg bb)

0 2,5 4 6,3

LimphaMerah

bata

Merah

kehitaman

Merah

kehitamanMerah bata

Pankreas Krem Krem

Warna

lebih pucat

dari kontrol

Krem

Gastrum Krem KremWarna

putih pucat

Warna

lebih pucat

dari kontrol

IntestinumKuning

kehijauan

Kuning

pucat

Kuning

pucat

Kuning

pucat

CorMerah tua

segarMerah tua

Merah

pucat

Merah tua

pucat

Pulmo

Merah

muda

segar

Merah

muda

Merah

muda

Merah

muda pucat

HeparMerah tua

segarMerah

Merah tua

pucat

Warna

lebih hitam

dari kontrol

pucat

RenMerah tua

segar

Merah

kehitaman

Merah

pucat

Merah

kehitaman

Tabel 2. . Menunjukkan hampir keseluruhan telah terjadi perubahan kondisi fisik organ

viseral mencit yang telah didedahkan CdSO4. Organ limpha pada dosis pendedahan 2,5 dan 4

mg/kg bb mengalami perubahan warna dari control yang berwarna merah bata menjadi warna

merah kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi kerusakan limpha akibat Cd.

Pemberian Cd dapat menyebabkan penurunan jumlah anti bodi pada mencit sehingga daya tahan

terhadap virus dan bakteri berkurang (Pool,1981).. Pengamatan makroskopis organ pancreas

menunjukkan perubahan warna pada dosis pendedahan CdSO4 4 mg/kg bb dari warna krem

menjadi kepucatan. Keracunan Cd dapat menyebabkan penurunan fungsi pancreas. Efek

pemberian Cd pada hewan mempengaruhi metabolisme karbohidrat.

Pengamatan makroskopis Organ sistem pencernaan yang terdiri dari gastrum dan

intestinum menunjukkan telah terjadi perubahan warna. Organ gastrum pada dosis 4 dan 6,3

mg/kg bb dari warna krem menjadi kepucatan, sedangkan intestinum mengalami perubahan

warna pada dosisi 2,5, 4, dan 6,3 mg/kg bb dari warna kuning kehijauan menjadi kuning pucat.

kerusakan organ sistem pencernaan dapat mempengaruhi proses pencernaan mencit, sehingga

tidak dapat menyerap nutrisi yang terdapat dalam makanan secara maksimal.

Organ sistem ekskresi mencit merupakan organ-organ yang mempunyai dampak yang

paling parah. Hal ini dikarenakan organ-organ ini sangat berperan dalam pengeluaran senyawa-

senyawa toksik yang tidak dibutuhkan lagi oleh tubuh serta organ pada sistem ekskresi

merupakan target organ yang paling banyak menyerap Cd (Pool,1981). Sistem organ ekskresi

terdiri dari pulmo, ren dan hepar. Organ hepar menunjukkan perubahan warna pada dosis 4

mg/kg bb menjadi lebih pucat dan pada dosis 6,3 mg/kg bb menjadi kehitaman. Menurut

Peerebom (1981) Cd yang terserap dalam tubuh sebanyak 64 % akan ditimbun di dalam hati

dalam waktu 4 jam, kemudian Cd akan disebarluaskan diantara sel-sel hati. Organ ren

menunjukkan perubahan warna pada dosis 2,5 dan 6,3 mg/kg bb menjadi lebih pucat serta pada

dosis 4 mg/kg bb menjadi lebih kehitaman. Menurut Benard et al (1981) cadmium yang

tertimbun di dalam ginjal akan menyebabkan proteinria yang merupakan awal dari lesio pada

ren. Pengamatan makroskopis terhadap organ pulmo menunjukkan perubahan warna menjadi

lebih pucat pada dosis 6,3 mg/kg bb. Pendedahan Cd dengan dosis tinggi akan meenyebabkan

emphysema pulmonum. Hal ini disebabkan karena Cd dapat mengakibatkan pecahnya dinding

alveoli paru-paru (Anon, 1982).

Pengamatan terhadap cor menunjukkan perubahan warna menjadi merah pucat pada dosis

4 mg/kg bb dan merah hitam pucat pada dosis 6,3 mg/kg bb. Cor merupakan salah satu organ

penyusun sistem sirkulasi. Pendedahan Cd dalam dosis tinggi pada jantung dapat menyebabkan

terjadinya hipertropi cor. Hipertropi adalah peningkatan volume organ atau jaringan akibat

pembesaran komponen sel (Anon, 1982).

Langkah selanjutnya setelah pengamatan organ viseral ialah penentuan LD50 CdSO4. LD50

merupakan dosis yang menyebabkan 50% kematian dari populasi. Berikut merupakan tabel

kematian mencit pada saat 96 jam setelah penyuntikan.

Tabel 3. Penentuan LD50 pada saat 96 jam pengamatan

Dosis CdSO4

(mg/ml.bb)

Jumlah

IndividuJumlah Individu Mati setelah 96 jam

0 3 0

2,5 3 0

4 3 1

6,3 3 0

10 3 2

Tabel 2. Menunjukkan individu mencit yang mengalami kematian pada saat 96 jam

setelah pendedahan. Individu mencit yang mengalami kematian terdapat pada pendedahan dosis

CdSO4 4 dan 10 mg/kg bb masing masing sebanyak 1 dan 2 individu mencit. Individu mencit

yang didedahkan CdSO4 0, 2,5 dan 6,3 mg/kg bb tidak mengalami kematian. Hasil tersebut

menunjukkan bahwa adanya efek CdSO4 sesuai dengan dosis yang didedahkan. Semakin tinggi

CdSO4 yang didedahkan maka efek terhadap tubuh mencit akan semakin besar, hal ini

dikarenakan seluruh organ-organ mempunyai batasan maksimum terhadap zat beracun seperti

Cd, ketika zat toksik tersebut tidak dapat ditoleransi oleh berbagai organ tubuh, maka zat tersebut

dapat merusak suatu unit struktural sel pada organ-organ penyusun tubuh mencit.

Tabel 4. Penentuan Nilai Probit

Dosis

CdSO4

(mg/ml.bb)

Log10

Dosis

Jumlah

Individu

Jumlah

Individu

Mati

%

kematian

Koreksi %

Kematian

Nilai

Probit

0 - 3 0 0 0 -

2,5 0,397 3 0 0 0 -

4 0,602 3 1 33 33 4,56

6,3 0,799 3 0 0 0 -

10 1 3 2 67 67 5,44

Tabel 2 diatas merupakan tabel nilai probit yang dapat dihitung dari % kematian pada

mencit di masing-masing dosis. Pada dosis 4 mg/kg bb dan 10 mg/kg bb memiliki % kematian

sebesar 33 % dan 67 %. Kematian dari koreksi % kematian dapat menghasilkan nilai besarnya

nilai probit. Pada koreksi % kematian 67 % maka nilai probitnya adalah 5.44, sedangkan pada

koreksi % kematian 33 % maka nilai probitnya adalah 4,56. Analisis probit digunakan dalam

pengujian biologis untuk mengetahui respon subyek yang diteliti oleh adanya stimuli dalam hal

ini CdSO4 dengan mengetahui respon berupa mortalitas. (Negara, 2003 ).

Selanjutnya, dengan membuat grafik regresi linier dengan sumbu x = log10 dan sumbu y =

nilai probit. Sehingga didapatkan grafik sebagai berikut.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

1

2

3

4

5

6

f(x) = 4.3686931919038 x − 0.444720710189366R² = 0.372231430241087

log10 dosis

nila

i pro

bit

Gambar 4. Grafik regresi linear dengan

Pada grafik dapat diperoleh rumus :

Y = 4.3687 X – 0.4447

Dengan Y = nilai probit

X = log10 dosis

Untuk LD50 berarti kematian 50% maka nilai probitnya adalah 5

Maka Y = 4.3687 X – 0.4447

5 = 4.3687 X – 0.4447

X = 1.24

Maka dosis LD50 adalah antilog X = antilog 1.24 = 17.37 mg/Kg bb

Grafik 1 telah diperoleh rumus y = 4.3687 X – 0.4447 . Sehingga dari hasil tersebut dapat

diperoleh nilai LD50 (kematian 50%) sebesar 17.37 mg/kg bb. Nilai LD50 ini menurut Lu (1991)

termasuk ke dalam kriteria amat sangat toksik karena nilainya diantara 1-50 mg/kg bb.

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

1. Nilai Lethal Dose Cadmium Sulfat (CdSO4)/ LD50 sebesar 17.37 mg/Kg bb

2. Ada perubahan berat badan, kondisi fisik, serta organ visceral pada mencit di

masing-masing kelompok perlakuan yang dibandingkan dengan kontrol.

3. Perbedaan dosis sangat mempengaruhi berat organ viseral dan pengamatan

makroskopiss

DAFTAR PUSTAKA

Anon, B.R. 1982. Acute Cadmium Pneumonitis. Ind. Med., 39 (4) : 411-412.

Bernard, A. 1981. Characteristic of Proteinuria by Prolonged Oral Administration of Cadmium

in Female Rats. Tox. Let., 20 (4) : 411-412

Hrapkiewicz, K., Medina, L. and Holmes, D.D. (1998). Clinical Medicine of Small Mammals

and Primates, pp. 3–30. lowa State University Press.

Lu, F. C., 1991. Toksikologi Dasar Asas, Organ Sasaran dan Penilaian Resiko, diterjemahkan

oleh Nugroho,E., Edisi Kedua. UI Press. Jakarta

Negara, Abdi. 2003. Penggunaan Analisis Probit Untuk Pendugaan Tingkat Kepekaan

Spodoptera exigua Terhadap Deltametrin Di Daerah Istimewa Jogjakarta. Sulawesi

Tengah : Balai Pengkajian Teknologi Pertanian.

Peerebom, J.W. 1981. Exposure and Toxic Effects of Cadmium Part 2. Toxic Effect of Cadmium

to Animals and Man. Tox Environ. Health Perspect., 4 : 107-178

Pool, M.L. 1981. Exposure and Health Effects of Cadmium on Enzymes Activaties., Tox.

Environ, Chemist. Rev., 4 : 179-203

Sulastry, feni. 2009. Uji Toskisitas Akut yang Diukur Dengan Penentuan LD50 Ekstrak Daun

Pegagan (Centella asiatica (L) Urban) Terhadap Mencit BALB/C. Semarang: UNDIP

Wisaksono, Satmoko. Efek Toksik dan Cara Menentukan Toksisitas Bahan

Kimia.DirektoratPengawasan Nazaba, Ditjen POM, Departemen Kesehatan RI Jakarta.

Yamada,Y.K. 198. Thymus Atrophy on Mice Caused by Administrated Cadmium., Tox. Let ., B

(1-2) : 49-55

Zhang, Lei. 2011. Voluntary oral administration of drugs in mice, Protocol Exchange,. doi:

10.1038/protex.2011.236. Published online 11 May 2011

LAMPIRAN

1. Perhitungan Koreksi % kematian diperoleh dari :

Dosis 4 mg/kg.bb

Koreksi% kematian=% kematian yang teramati−%kematian kontrol100−% kematian kontrol

×100 %

¿ 33,33−0100−0

×100%=33,33 %

Dosis 10 mg/kg.bb

Koreksi% kematian=% kematian yang teramati−%kematian kontrol100−% kematian kontrol

×100 %

¿ 67−0100−0

×100 %=67 %

2. Berdasarkan grafik regresi linear dapat diperoleh rumus :

Y = 4.368x – 0.444

Untuk LD50 berarti kematian 50%

maka nilai probitnya adalah 5

Maka Y = 4.368x – 0.444

5 = 4.368x – 0.444

X = 1.24

Maka dosis LD50 adalah

antilog X = antilog 1.24 = 17.37 g/Kg.bb

3. Foto Organ Visceral

Kontrol Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5