KAJIAN TERATOGENESIS, PERKEMBANGAN OTAK DAN PERILAKU PASCALAHIR FETUS MENCIT (Mus musculus L.) Swiss Webster AKIBAT PERLAKUAN OCHRATOXIN A

ARUM SETIAWAN, Prof. Dr. Mammed Sagi, M.S.,

2012 | Disertasi | S3 Biologi

Ochratoxin A (OTA) merupakan mikotoksin utama pada kelompok ochratoxin yang bersifat toksis. Struktur OTA yang mirip dengan struktur asam amino fenilalanin (Phe), menyebabkan OTA dapat menghambat enzim yang menggunakan Phe seperti Phe-tRNA synthetase. Toksisitas OTA berhubungan dengan penghambatan sintesis protein, penghambatan sintesis DNA dan RNA, disfungsi mitokondria, pembentukan DNA-adducts, gangguan homeostasis kalsium, pembentukan Reactyve Oxygen Species (ROS) dan menstimulasi terjadinya peroksidasi lemak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian OTA selama periode organogenesis terhadap perkembangan embrio dan fetus mencit, perkembangan otak fetus dan perilaku turunan mencit umur 21 hari. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yang masing-masing tahap menggunakan 30 ekor mencit betina bunting. Tahap I induk mencit dipelihara sampai umur kebuntingan (uk) 18 hari, sedangkan Tahap II induk mencit dipelihara sampai melahirkan. Tiga puluh ekor mencit bunting masing-masing tahap dibagi secara acak menjadi 5 kelompok perlakuan dengan 6 ulangan. Ochratoxin A dilarutkan dalan sodium bikarbonat, diberikan secara oral pada uk 7-14 hari. Dosis perlakuan OTA adalah 0,5 ; 1,0 dan 1,5 mg/kgbb, sedang sisanya sebagai kontrol yang tidak diberi perlakuan dan placebo diberi perlakuan dengan sodium bikarbonat. Pada uk ke 18, 30 ekor mencit dikorbankan dan dibedah cesar. Pengamatan meliputi jumlah fetus, jumlah fetus hidup, jumlah kematian fetus intrauterus, pengamatan morfometri fetus dan otak fetus, kandungan protein otak dan profil protein otak fetus mencit. Tiga puluh ekor induk lainnya dipelihara sampai melahirkan, dan anaknya dipelihara sampai umur 21 hari (pascasapih). Pada umur 21 hari anak mencit diuji perilaku dengan tes neuromotoris menggunakan uji berenang dan uji penciuman. Setelah itu mencit dikorbankan untuk diamati morfometri otak, kandungan protein otak, profil protein otak, struktur histologi cerebellum dengan pewarnaan Hematoxylin-eosin dan Immunohistokimia, serta dilakukan penghitungan jumlah sel Purkinje cerebellum. Data dianalisis dengan ANOVA satu arah dan dilanjutkan dengan uji DMRT untuk mengetahui beda nyata antar perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa OTA yang diberikan pada mencit bunting selama masa organogenesis menghambat pertumbuhan dan perkembangan embrio, menyebabkan kematian intrauterus dan malformasi berupa perdarahan (hemorraghe), badan bongkok (flexy), ekor bengkok dan melilit, tungkai menyilang, lengan pendek (pochomelia), kelopak mata terbuka (open eye), daun telinga hilang (anotia) atau kecil (microotia). Ochratoxin A juga menyebabkan penurunan ukuran berat otak, panjang cerebrum, panjang cerebellum, lebar cerebrum, lebar cerebellum dan tebal dinding cerebrum otak fetus dan anak mencit umur 21 hari. Ochratoxin A menyebabkan penurunan kandungan protein otak dan penurunan konsentrasi protein otak dengan pengamatan profil proteinnya serta penurunan jumlah sel Purkinje cerebellum otak. Berdasarkan uji perilaku OTA menyebabkan penurunan nilai parameter uji pada uji berenang (swimming test) dan kenaikan persentase kegagalan menghindari bau amonia pada uji penciuman (olfactory avoidance test). Dari hasil penelitian diatas dapat dibuat kesimpulan bahwa OTA bersifat sebagai teratogen yang tidak spesifik karena OTA mempengaruhi beberapa organ embrio dan fetus dalam perkembangannya. Ochratoxin A bersifat neurotoksik dan sebagai teratogen perilaku yang mempengaruhi perkembangan otak dan perilaku pasca lahir anak mencit. Penurunan jumlah sel Purkinje dan IP3R menyebabkan penurunan perilaku mencit umur 21 hari.

Ochratoxin A (OTA) is the most toxic of the ochratoxins. Ochratoxin A is structurally similar to the amino acid phenylalanine (Phe), it has an inhibitory effect on a number of enzymes that use Phe as a substrate. Its toxicity has been associated with inhibition of protein synthesis, DNA and RNA synthesis, mitochondrial dysfunction, formation of DNA adducts, disruption of calcium homeostasis, the generation of reactive oxygen species and stimulated lipid peroxidation. This experiment was performed to examine the effects of Ochratoxin A in pregnant mice at the organogenesis period on growth, development of embryos and foetuses, brain development and postnatal behavior of post weaning mice. This research was conducted in two stages, using 30 pregnant mice in each stage. Thirthty pregnant mice in each stage were divided randomly into 5 groups of 12. Ochratoxin A was dissolved in sodium bicarbonate and administrated orally on seventh to fourteenth days of gestation. Ochratoxin A was given at the dosage of 0,5; 1,0 and 1,5 mg/kg body weight, respectively. The remaining animals were used as an untreated control, and placebo were given by sodium bicarbonate. At 18th days of gestations, thirty pregnant mice were sacrificed and caesarian sectioned to remove the foetuses. Observation covered the number of foetuses, the number of live foetuses, the number of intrauterine death, fetal morphometric observation, brain morphometric, brain protein content and protein profile of the brain. The other Dams were maintained until delivery. At 21st days of age, the offspring were performed behavioral test using swimming test and olfactory avoidance tests After behavioral tests, the offsprings were sacrificed and taken its brain. Observation covered the brain morphometry, brain protein content and brain protein profile. The cerebellum subsequently prepared by parafin method and stained using Haematoxylin-Eosin staining and Immunohistochemistry technique to detect the Inosithol 1,4,5 triphosphate receptor (IP3R) and the number of cerebellum Purkinje cells. Data Analysis using one way ANOVA and DMRT for the significance difference. Result of these study indicated that OTA given to the pregnant mice at the organogenesis period caused inhibit foetuses growth and development, intrauterine death, foetuses malformation such as haemorraghe, curved body, open eye and anotia, decreased of brain weight, the length and width of cerebrum and cerebellum, the wall thickness of cerebrum, decreased of foetuses brain protein content, decreased thickness of bands protein profile, decreased of IP3R, impaired growth of Purkinje cells of mice treated with the more marked decline in the number of Purkinje cells compared with control and placebo. In the behavioral test, OTA caused a decrease in the value of test parameters on swimming test and an increase in the percentage of failures to avoid the smell of ammonia in olfactory avoidance test. So, it can be concluded that OTA is not a specific teratogen because OTA affects on several organ in embryo and foetuses development. Ochratoxin A is neurotoxic and as a behavioral teratogen that affect the behavior of the offspring with decreased in the number of Purkinje cells and IP3R.

Kata Kunci : Ochratoxin A, mencit, teratogenesis, perilaku, sel Purkinje, protein, IP3R