Transcript
PENGARUH FORMALIN PERORAL DOSIS BERTINGKAT SELAMA 12 MINGGU TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGIS OTAK TIKUS WISTAR LAPORAN HASIL KARYA TULIS ILMIAH Diajukan sebagai syarat untuk mengikuti ujian hasil Karya Tulis Ilmiah mahasiswa program strata-1 kedokteran umum ERICKO HARTANTO LAYMENA G2A PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO 2012 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KTI PENGARUH FORMALIN PERORAL DOSIS BERTINGKAT SELAMA 12 MINGGU TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGIS OTAK TIKUS WISTAR Disusun oleh: ERICKO HARTANTO LAYMENA G2A Semarang, 31 Juli 2012 Pembimbing 1 Pembimbing 2 dr. Gatot Suharto, Sp.F, M.Kes, S.H Dra. Ani Margawati, M.Kes, PhD Ketua Penguji Penguji dr. Erie B.P.S. Andar,Sp.BS, PAK (K) dr. Sigid Kirana Lintang Bhima, Sp.KF PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN Yang bertanda tangan ini, Nama : Ericko Hartanto Laymena NIM : G2A Program Studi : Program Pendidikan Sarjana Program Studi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Judul KTI : PENGARUH PEMBERIAN FORMALIN PERORAL DOSIS BERTINGKAT SELAMA 12 MINGGU TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGIS OTAK TIKUS WISTAR Dengan ini menyatakan bahwa: 1) KTI ini ditulis sendiri tulisan asli saya sediri tanpa bantuan orang lain selain pembimbing dan narasumber yang diketahui oleh pembimbing. 2) KTI ini sebagian atau seluruhnya belum pernah dipublikasi dalam bentuk artikel ataupun tugas ilmiah lain di Universitas Diponegoro maupun di perguruan tinggi lain. 3) Dalam KTI ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis orang lain kecuali secara tertulis dicantumkan sebagai rujukan dalam naskah dan tercantum pada daftar kepustakaan. Semarang, 31 Juli 2012 Yang membuat pernyataan, Ericko Hartanto Laymena KATA PENGANTAR Puji syukur peneliti panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yaitu Yesus Kristus karena berkat rahmat-nya, Karya Tulis Ilmiah ini dapat terselesaikan dengan baik. Peneliti menyadari sangat sulit untuk menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak sejak penyusunan proposal sampai dengan terselesaikannya laporan hasil Karya Tulis Ilmiah ini. Bersama ini, peneliti menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada 1. Rektor Universitas Diponegoro Semarang yang telah memberikan kesempatan untuk menimba ilmu di Universitas Diponegoro 2. Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro yang telah memberikan sarana dan prasarana sehingga penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini dapat berjalan dengan baik dan lancar 3. dr. Gatot Suharto, Sp.F, M.Kes, S.H dan Dra. Ani Margawati, M.Kes, PhD selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini 4. dr. Bambang Endro Putranto, Sp.PA(K); dr. Indra Widjaja T, Sp.PA(K); dr. Vega Karlowee selaku konsultan Patologi Anatomi yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing pembacaan preparat jaringan otak 5. dr. Sigid Kirana Lintang Bima, Sp.F, selaku dosen penguji Karya Tulis Ilmiah ini 6. dr. Erie B.P.S. Andar, Sp.BS.,PAK(K), selaku ketua penguji Karya Tulis Ilmiah ini 7. Kepala Bagian dan seluruh jajaran staf Bagian Forensik atas dukungannya dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini 8. Ibu Kartika Widyaningrum dan Ibu Istiqomah serta staf Laboratorium Biologi F-MIPA Universitas Negeri Semarang yang telah membantu kami dalam pelaksanaan penelitian ini 9. Orang tua dan seluruh keluarga yang senantiasa memberikan dukungan moral dan spiritual serta material dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini 10. Melvika Reza Buwana S.E, selaku teman dekat yang selalu memberi dukungan moral dan spiritual dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini 11. Sahabat-sahabat yang selalu memberikan dukungan dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini 12. Serta pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu atas bantuannya secara langsung maupun tidak langsung sehingga Karya Tulis ini dapat terselesaikan dengan baik. Akhir kata, penulis berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga Karya Tulis ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semarang, 31 Juli 2012 Ericko Hartanto Laymena DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii BAB 1 PENDAHULUAN Latar belakang Permasalahan penelitian Tujuan penelitian Tujuan umum Tujuan khusus Manfaat penelitian Keaslian penelitian... 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Formaldehid sebagai racun Definisi racun Antiseptik, disinfektan, dan sterilan sebagai racun Formaldehid dan formalin; definisi, efek, metabolisme Definisi formaldehid Efek formalin terhadap kesehatan Metabolisme formaldehid pada tubuh Toksisitas pada sistem saraf (neurotoksisitas) Sistem saraf Karakteristik dari sistem saraf Blood brain barrier Kebutuhan energi yang tinggi Cedera sel Faktor-faktor yang mempengaruhi kerusakan neuron... 22 2.4.1 Jenis kelamin Degenerasi Trauma serebral Infeksi sistem saraf pusat Penyakit serebrovaskuler Racun BAB 3 KERANGKA TEORI, KERANGKA KONSEP, dan HIPOTESIS Kerangka teori Kerangka konsep Hipotesis Hipotesis mayor Hipotesis minor BAB 4 METODE PENELITIAN Ruang lingkup penelitian Tempat dan waktu penelitian Jenis dan rancangan penelitian Populasi dan sampel Populasi target Populasi terjangkau Sampel Kriteria inklusi Kriteria eksklusi Cara pengambilan sampel Besar sampel Variabel penelitian Variabel bebas Variabel tergantung Definisi operasional variabel Cara pengumpulan data Bahan Alat... 34 Alat untuk memberikan perlakuan Alat untuk otopsi Alat untuk pemeriksaan histopatologis Jenis data Cara kerja Alur penelitian Analisis data Etika penelitian Jadwal penelitian BAB V HASIL PENELITIAN Analisis sampel Analisis deskriptif Analisis analitik BAB VI PEMBAHASAN BAB VII SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 58 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Penelitian yang sudah ada tentang efek toksik formalin... 5 Tabel 4.1 Definisi operasional variabel Tabel 4.2 Jadwal penelitian Tabel 5.1 Jumlah sel saraf otak tiap lapangan pandang pada sediaan histopatologis otak tikus wistar yang diberi formalin peroral bertingkat selama 12 minggu Tabel 5.2 Ukuran pemusatan data dan ukuran penyebaran data jumlah sel saraf otak tiap lapangan pandang pada sediaan histopatologis otak tikus wistar yang diberi formalin peroral bertingkat selama 12 minggu Tabel 5.3 Hasil uji post hoc pada setiap kelompok... 44 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Perjalanan dan efek racun dalam tubuh Gambar 2.2 (a)rumus kimia formaldehid. (b)formaldehid dalam spacefill model. (c)formaldehid dalam ball and stick model Gambar 2.3 Jalur metabolisme formaldehid dan metanol Gambar 2.4 Ilustrasi skematis dari blood brain barrier Gambar 2.5 Skema cedera sel dan kematian sel Gambar 3.1 Kerangka teori penelitian Gambar 3.2 Kerangka konsep penelitian Gambar 4.1 Rancangan penelitian Gambar 4.2 Alur penelitian Gambar 6.1 Gambaran histopatologis otak tikus wistar pada kelompok kontrol Gambar 6.2 Gambaran histopatologis otak tikus wistar pada kelompok perlakuan I Gambar 6.3 Gambaran histopatologis otak tikus wistar pada kelompok perlakuan II Gambar 6.4 Gambaran histopatologis otak tikus wistar pada kelompok perlakuan III Gambar 9.1 Proses penelitian di laboratorim F-MIPA UNNES Gambar 9.2 Urutan proses pembuatan preparat jaringan histologi Gambar 9.3 Preparat jaringan histologi setelah dilakukan pengecatan Gambar 9.4 Pengamatan jaringan dengan mikroskop... 75 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Ethical clearance Lampiran 2. Surat keterangan melakukan penelitian Lampiran 3. Perhitungan dosis formalin Lampiran 4. Metode baku histologis pemeriksaan jaringan Lampiran 5. Diagram Consort Lampiran 6. Hasil analisis pengamatan histopatologis sel otak tikus wistar Lampiran 7. Dokumentasi penelitian Lampiran 8. Biodata Mahasiswa... 76 ABSTRAK Latar Belakang Formalin merupakan bahan yang secara luas digunakan dalam pendidikan dan penelitian, pengawet jenazah dan disinfektan. Saat ini formalin sering disalahgunakan sebagai pengawet bahan tambahan makanan, hal ini bertentangan dengan peraturan menteri kesehatan. Formalin dapat mengganggu keamanan, mutu, dan gizi dari makanan yang telah diatur dalam peraturan pemerintah. Sehingga pada akhirnya akan merugikan konsumen. Dewasa ini terdapat beberapa pustaka dan penelitian mengenai formalin, dan pengaruh formalin terhadap gangguan neurologis secara klinis sudah pernah diteliti. Namun penelitian pengaruh formalin terhadap gambaran histopatologi otak masih belum jelas. Tujuan Mengetahui perbedaan gambaran histopatologi otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis bertingkat selama 12 minggu. Metode Penelitian true experimental laboratorik dengan post test only control group design. Sampel penelitian adalah tikus wistar jantan yang memenuhi kriteria inklusi dan eksklusi, kemudian dibagi secara acak dengan simple random sampling. Konsumsi formaldehid 0 ml/hari pada kelompok kontrol; 1/16 dosis lethal (0,019-0,025 ml/hari) pada kelompok I; 1/8 dosis lethal (0,038-0,050 ml/hari) pada kelompok II; ¼ dosis lethal (0,075-0,100 ml/hari) pada kelompok III. Pengumpulan data dilakukan dengan pengamatan langsung gambaran histopatologi otak. Uji hipotesis menggunakan uji One-Way ANOVA yang dilanjutkan dengan uji Post Hoc. Hasil Nilai rerata jumlah kerusakan sel otak yang tertinggi pada kelompok perlakuan III. Uji ANOVA didapatkan perbedaan yang bermakna (p=0,000). Uji post-hoc didapatkan perbedaan yang bermakna pada K-I (p=0,003), K-II (p=0,000), K-III (0,000), I-II (p=0,030), I-III (p=0,003) Kesimpulan Pemberian formalin peroral dosis bertingkat pada tikus wistar menyebabkan terjadinya perubahan gambaran histopatologi otak. Perubahan struktur histopatologi otak yang terlihat berupa penurunan jumlah sel saraf otak tiap lapangan pandang. Kata Kunci Formalin, formaldehid, peroral, gambaran histopatologi otak, tikus wistar. ABSTRACT Backgrounds Formalin is an ingredient widely used in education and research, the body preservatives and disinfectants. Formalin is currently misused as food preservative, it is contrary to the regulations from ministry of health. Formalin can interfere with the safety, quality, and nutrients from the foods that have been set out in government regulations, which would ultimately harm consumers. Today there are several references and research on the formalin, and formalin effects of neurological disorders have been investigated clinically. But the study the influence of formalin on brain histopathologic picture remains unclear. Aims Knowing the histopathological pictures difference of wistar rat brain after peroral gradual dose of formalin administrations for 12 weeks Methods True experimental laboratory research with post test only control group design. Study sample was male wistar rats that has met inclusion and exclusion criteria and were randomized by simple random sampling. Formaldehyde consumption is 0 m/day in control group; 1/16 lethal dose (0.019 to ml / day) in group I; 1/8 lethal doses (0.038 to ml / day) in group II; ¼ lethal dose (0.075 to ml / day) in group III. Data was collected through direct observation of histopathologic picture of the brain. Hypothesis testing using oneway ANOVA test and Post Hoc test afterwards. Results The highest mean of total brain cells damage was in treatment group III. ANOVA test showed a significant difference (p = 0.000). Post-hoc test showed significant differences in K-I (p=0,003), K-II (p=0,000), K-III (0,000), I-II (p=0,030), I-III (p=0,003) Conclusion Gradual doses of formalin administration causes histopathological pictures changes in the wistar rat brain. The histopathological change observed in brain structure was a decrease in the number of nerve cells.. Keywords Formalin, formaldehyde, peroral, histopathological picture of the brain, wistar rats. BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar belakang Bahan kimia merupakan bagian dari kehidupan kita, dengan kemampuannya untuk meningkatkan kualitas hidup atau sebaliknya, membahayakan nyawa kita. Salah satu bahaya bahan kimia adalah efek toksiknya pada saraf, dan sifat ini disebut neurotoksik. 1,2 Zat yang memiliki sifat neurotoksik ini dikenal dengan nama neurotoksin. Neurotoksin sudah banyak dipelajari baik untuk mengetahui efek toksik pada manusia, atau digunakan untuk mempelajari sistem saraf. 2 Data menunjukkan bahwa setiap tahun diperkirakan berjuta-juta orang di dunia sedang terpapar oleh neurotoksin, baik berupa logam zat kimia industri, polutan lingkungan, maupun obat. Kelainan morfologi yang timbul oleh neurotoksin secara umum paling nyata ditemukan di substansia alba berupa nekrosis, demielinisasi, gliosis, dan kalsifikasi. 1,2,3 Formalin, yang secara luas digunakan dalam industri, pendidikan dan penelitian, lebih dikenal masyarakat umum sebagai bahan pengawet jenazah dan disinfektan. Namun sejak tahun 2005, ditemukan kasus formalin yang digunakan sebagai bahan pengawet makanan. Penggunaan formalin sebagai bahan pengawet makanan bertentangan dengan PERMENKES RI No 1168/MENKES/PER/X/1999 yang melarang formalin sebagai bahan tambahan pada makanan, dan PP No 28 tahun 2004 tentang keamanan, mutu 1 2 dan gizi pangan,uu No 7 tahun 1996 tentang pangan serta UU No 8 tahun 1999 tentang perlindungan konsumen. 4,5,6 Bahan dasar dari formalin adalah formaldehid (IUPAC: methanal), yang merupakan aldehid paling sederhana dan merupakan hasil oksidasi parsial dari methanol. Formaldehid memiliki bau khas dan dapat mengiritasi. 5,7,8,9 Occupational Safety and Health Administration (OSHA) menetapkan nilai ambang batas 0.75 parts per million (ppm) dalam 8 jam sebagai Time Weighted Average (TWA), 2 ppm dalam 15 menit sebagai Short Term Exposure Limits (STEL), 0,5 ppm sebagai Action Level (AL). IDAHO chemical roundup menyatakan apabila tercium bau formalin, misalnya saat membuka kontainer berisi formalin, maka paparan yang kita terima sudah melebihi nilai ambang tersebut. Pada paparan formaldehid dengan konsentrasi 100 ppm dapat membahayakan nyawa secara instan. Anak anak harus dihindarkan dari paparan formalin mengingat hipersensitifitas dan batas toleransi yang berbeda. 10,11,12,13 Otak adalah organ yang berperan untuk fungsi luhur, sensori, memori, motorik, dan fungsi vital lainnya. Seiring dengan perkembangan bayi jumlah neuron relatif tetap, namun sel bertambah ukurannya dan koneksinya. Ukuran otak berhenti untuk bertambah setelah usia 6 tahun. Dengan demikian berarti sel otak tidak dapat berproliferasi apabila terjadi kerusakan. 14,15,16 3 Keracunan formaldehid baik secara akut, maupun kronis, memiliki efek pada sistem saraf pusat. Hal ini didukung dengan adanya gangguan neurologis secara klinis, dan gangguan fungsi luhur, yaitu memori. 8,9,13 Berdasarkan uraian diatas, peneliti ingin melakukan penelitian mengenai efek pemberian formalin dosis bertingkat selama 12 minggu terhadap gambaran histopatologis otak tikus wistar. Otak dipilih sebagai organ yang diteliti dengan pertimbangan bahwa otak merupakan organ paling sensitif terhadap kekurangan oksigen dan zat toksik. Waktu pemaparan selama 12 minggu diharapkan efek subakut terlihat pada otak. Penggunaan hewan coba yaitu tikus wistar karena metabolisme tikus wistar tidak jauh berbeda dengan manusia Permasalahan penelitian Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah pada penelitian ini adalah: Apakah terdapat perbedaan gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis bertingkat selama 12 minggu? 4 1.3 Tujuan penelitian Tujuan umum Mengetahui perbedaan gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis bertingkat selama 12 minggu Tujuan khusus 1) Menganalisis gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis 0 mg/kgbb/hari selama 12 minggu 2) Menganalisis gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis 50 mg/kgbb/hari selama 12 minggu 3) Menganalisis gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis 100 mg/kgbb/hariselama 12 minggu 4) Menganalisis gambaran histopatologis otak tikus wistar pada pemberian formalin peroral dosis 200 mg/kgbb/hari selama 12 minggu 5) Membandingkan gambaran histopatologis otak tikus wistar antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan 6) Membandingkan gambaran histopatologis otak tikus wistar antar kelompok perlakuan Manfaat penelitian 1) Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam mendukung dan melengkapi informasi mengenai pengaruh buruk formalin terhadap kesehatan apabila digunakan sebagai bahan tambahan pangan 2) Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar atau acuan untuk penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh pemberian formalin peroral terhadap kerusakan organ terutama otak 3) Dibidang Ilmu Kedokteran Forensik dan Patologi Anatomi, hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu menentukan diagnosis keracunan formalin pada pemeriksaan 1.5 Keaslian penelitian Penelitian mengenai efek formalin pada hewan coba yang sudah pernah dilakukan sebelumnya oleh penelitian lain adalah sebagai berikut. Tabel 1.1 Penelitian yang sudah ada tentang efek toksik formalin No Judul penelitian 1 Two year drinking water study of formaldehide in rats. Peneliti Metodologi Hasil Til hp, Woutersen RA, Feron VJ, Hollanders VH, Falke HE, Clary JJ ekor tikus wistar jantan dan 70 betina berumur 24 minggu. Masing-masing dipilih acak 10 ekor/jenis kelamin/kelompok diberikan minuman formalin setiap hari dengan Membuktikan no observed adverse effect level pada dosis 15 dan 21 mg/kgbb/hari baik pada tikus jantan dan betina. Pada dosis 82 6 dosis 0,1,2,15,82 dan 109 mg/kgbb/hari mg/kgbb/hari untuk tikus berturut-turut jantan dan 0,1,8,21,109 dihubungkan dengan mg/kgbb/hari untuk tikus kerusakan mukosa betina kemudian lambung berupa diterminasi setelah 12 atau hiperplasia epitelial 18 bulan. tapi tidak menghasilkan tumor lambung ataupun tumor tempat lain 2 Pathological A Khan, HA 75 ekor burung puyuh Membuktikan pada effect of Bachaya, MZ (japanese Quails) dibagi dosis 2.5 ml/kg tidak formalin (37% Khan, F Mahmood dalam 5 kelompok secara adanya ganguaan formadehid) 18 acak masing-masing klinis, namun pada feeding female diberikan formalin yang dosis 20 ml/kg tampak Japanese dicampurkan dalam dengan gejala yang menonjol Quails. dosis 2.5,5,10,20 ml/kg dan berupa anoreksia, kontrol selama 8 minggu. depresi dan lemah. Dinilai keadaan klinik, Pada dosis parameter hematologi dan ml/kg ditemukan biokimia serta histologi penurunan berat organ badan, penurunan produksi telur, penurunan berat organ; jumlah eritrosit, leukosit, hb dan hematokrit menurun. Pada semua kelompok total serum protein dan globulin meningkat dibandingkan kontrol. Pada pemeriksaan histopatologis dosis 7 2,5 ml/kg tidak menunjukkan perubahan secara bermakna. 3 Effect oral OK Al Omari, WA 40 ekor tikus Sprage Hasil membuktikan administration Khamas, A Dawely jantan dan betina, berat badan, konsumsi of formalin on Elbeteiha. Tahun umur 4-5 bulan, dibagi makanan dan blood gases dalam 3 kelompok, minuman relatif lebih parameter in diberikan formalin yang rendah dibandingkan rats. dicampur dalam minuman kontrol. Tidak ada diberikan ad libitum, perbedaan statistik ph selama 8-12 minggu. dan PCO 2 antar Kelompok I terdiri dari 14 kelompok. Tidak ada ekor diberikan dosis perubahan histologi formalin 80 hepar dan ginjal pada mg/kgbb/hari, kelompok kelompok paparan II 13 ekor dosis 150 formalin yang mg/kgbb/hari dan diberikan dicampur kelompok kontrol diberikan dalam minum air tanpa formalin. Masing- sehingga konsentrasi masing kelompok 1 ekor formalin dalam air 1%, tikus dipilih secara acak diberikan personde untuk pemeriksaan internal sehari sekali sehingga organ-organ secara umum. pemberian dosis Makanan dan mimuman tertakar dengan baik. diberikan secara ad libitum. Bila dicampur dalam Berat badan ditimbang minuman dan setiap minggu untuk diberikan ad libitum mengukur dosis pemberian. maka dosis harian Parameter yang diukur belum tentu dapat adalah analisa gas darah tercapai seperti yang dari arteri, hitu
