6.1 Kesimpulan

ABSTRAK
Nama
Program Studi
Judul Tugas Akhir
: Nadiyya Faza Zhafirah
: Pendidikan Dokter
: Pengaruh Pemberian Monosodium Glutamat pada Induk
Tikus selama Gestasi terhadap Regenerasi Sel Saraf
Korteks Motorik Otak Neonatus Tikus
Monosodium glutamat (MSG) digunakan secara luas dan tanpa takaran
yang terkontrol sebagai penyedap makanan. Konsumsi MSG selama kehamilan
pada hewan coba menyebabkan berbagai gangguan pada janin salah satunya
adalah sel otak. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh MSG terhadap
gambaran histologis otak bagian korteks serebri pusat motorik tikus yang
induknya mengonsumsi MSG selama kehamilan. Penelitian ini menggunakan
desain eksperimental dengan cara mengamati dan menghitung sel saraf normal
pada area M1 korteks serebri neonatus tikus yang induknya diberikan MSG per
oral selama gestasi. Sampel yang digunakan sebanyak 36 otak tikus yang dibagi
menjadi empat kelompok: kontrol, MSG 1200 mg/kg BB, MSG 2400 mg/kg BB,
dan MSG 4800 mg/kg BB. Hasil penelitian menunjukkan adanya pertambahan
persentase sel-sel saraf normal pada kelompok perlakuan dibandingkan kelompok
kontrol. Walaupun pertambahan ini tidak signifikan secara statistik pada
kelompok MSG 1200 mg/kg BB dan MSG 4800 mg/kg BB (uji one way Anova),
namun kelompok MSG 2400 mg/kg BB mengalami pertambahan signifikan
(p<0,05) pada kelompok usia 1,7, dan 14 hari berturut-turut sebesar 46,89%,
48,59%, dan 64,85%. Hasil ini mengindikasikan adanya proses regenerasi sel-sel
saraf normal pada area M1 korteks serebri otak tikus yang sel sarafnya mengalami
kerusakan akibat pemberian MSG.
Kata kunci:
Monosodium glutamat, otak, regenerasi sel saraf
ii
Universitas Indonesia
ABSTRACT
Name
Study Program
Title
: Nadiyya Faza Zhafirah
: Medicine
: The Effect of Monosodium Glutamate Administration
during Pregnancy on Brain Neuroregeneration in Rat
Neonates Motor Cortex
Monosodium glutamate (MSG) is widely used without any regulation or
controlled doses in Indonesia. MSG consumption during pregnancy on mice
causes many defects on fetus especially brain neurons. The purpose of this study
was to determine the effect of MSG on the histology of motoric center on cerebral
cortex of the mice. This study design was experimental by observing and counting
the normal neurons on M1 area of mice neonates’ cerebral cortex whose mother
received MSG per oral during the gestation period. This study used 36 mice brain
which were divided into four groups: control, MSG 1200 mg/kg BW, MSG 2400
mg/kg BW, and MSG 4800 mg/kg BW. The result showed an increased
percentage of normal neurons on MSG group compared to control group. This
increment is not significant statiscally on group MSG 1200 mg/kg BW and 4800
mg/kg BW. Nevertheless, on group who was given MSG 2400 mg/kg BW, there
was a significant increased of normal neuron percentage (p<0,05) on mice aged 1,
7, and 14 days, consecutively, 46,89%, 48,59%, dan 64,85%. This result implied
that there could be neuroregeneration process on M1 area of mice neonates’
cerebral cortex whose neuron were damaged because of MSG administration.
Key words: brain, monosodium glutamate, neuroregeneration
iii
Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS .......................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................ iii
UCAPAN TERIMAKASIH........................................................................................... iv
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................................ v
ABSTRAK ...................................................................................................................... vi
ABSTRACT ................................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... x
1. PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2
Rumusan Masalah ........................................................................................... 2
1.3
Hipotesis.......................................................................................................... 2
1.4
Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2
1.5
Manfaat Penelitian .......................................................................................... 3
2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................ 4
2.1
Monosodium glutamat .................................................................................... 4
2.1.1 Dampak MSG pada Tubuh Manusia ............................................................... 5
2.2
Sel Saraf .......................................................................................................... 5
2.2.1 Dampak MSG pada Sel Saraf ......................................................................... 6
2.3
Korteks Serebrum............................................................................................ 8
2.4
Regenerasi Sel Saraf pada Sistem Saraf Pusat ................................................ 9
2.5
Kerangka Teori.............................................................................................. 11
2.6
Kerangka Konsep .......................................................................................... 11
3. METODE PENELITIAN ....................................................................................... 12
3.1
Desain Penelitian ........................................................................................... 12
3.2
Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................................... 12
3.3
Sumber Data .................................................................................................. 12
3.4
Besar Sampel ................................................................................................. 13
3.5
Alat dan Bahan Penelitian ............................................................................. 13
3.6
Cara Kerja ..................................................................................................... 14
3.6.1 Identifikasi Variabel ...................................................................................... 14
3.6.2 Definisi Operasional...................................................................................... 14
3.6.3 Pengumpulan Data ........................................................................................ 14
3.6.4 Analisis Data ................................................................................................. 15
3.6.5 Penyajian Data .............................................................................................. 17
3.6.6 Pelaporan Data .............................................................................................. 17
3.7
Kerangka Alur Penelitian .............................................................................. 17
iv
Universitas Indonesia
4. HASIL PENELITIAN ............................................................................................ 18
5. DISKUSI .................................................................................................................. 23
6. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 25
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 26
LAMPIRAN ................................................................................................................... 30
v
Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.
Tabel 3.2.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Analisis statistik pengaruh MSG terhadap persentase sel saraf normal
area M1 korteks serebri neonatus tikus...................................................... 15
Analisis uji beda mean ............................................................................... 16
Hasil analisis uji one way anova persentase sel saraf normal area m1
korteks serebri neonatus tikus usia 1 hari .................................................. 20
Hasil analisis uji Kruskal-Wallis persentase sel saraf normal
kelompok kontrol ....................................................................................... 21
Hasil analisis uji one way anova persentase sel saraf normal pada
neonatus tikus yang induknya diberikan MSG selama gestasi .................. 21
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur kimia monosodium glutamat .......................................................... 4
Gambar 2.2. Berbagai jalur apoptosis sel saraf ................................................................. 7
Gambar 3.1. Gambar histologi sel saraf normal ............................................................. 12
Gambar 3.2. Penampang otak besar dengan area M1 korteks serebri ............................ 13
Gambar 4.1. Gambaran histologis otak tikus area M1 korteks serebri ........................... 18
Gambar 4.2. Gambaran histologis area M1 korteks serebri neonatus tikus pada
berbagai kelompok perlakuan .................................................................... 19
Gambar 4.3. Persentase sel saraf normal pada area M1 korteks serebri neonatus
tikus ............................................................................................................ 20
vi
Universitas Indonesia
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan monosodium glutamat (MSG) secara luas dan tanpa takaran
yang terkontrol sebagai penyedap makanan akhir-akhir ini menimbulkan
kekhawatiran baik dari kalangan medis maupun kaum ibu akan efek sampingnya
pada kemampuan berpikir anak. Hal ini dibuktikan dengan peningkatan produksi
MSG secara global dari 200.000 ton/tahun pada 1969 yang menjadi 800.000
ton/tahun pada 2001.1 Laporan hasil riset kesehatan dasar (Riskesdas) tahun 2007
pun menunjukkan bahwa prevalensi konsumsi penyedap makanan oleh penduduk
berusia lebih dari 10 tahun mencapai 77,8%.2 Sampai saat ini, Indonesia belum
memiliki peraturan yang mengatur kadar MSG yang diperbolehkan sehingga
kadar MSG yang digunakan dalam makanan tidak terkontrol.
Terlepas
dari
kontroversi
keamanan
MSG,
penelitian
selama
ini
mengindikasikan bahwa MSG memiliki kemampuan menembus sawar plasenta
dan sawar darah otak.3 Studi pada embrio mencit pada tahun 2006 menemukan
bahwa pemberian MSG pada induk sebanyak 0,1 mL/10 g BB selama masa
kehamilan menyebabkan gangguan perkembangan embrio.4 Ibu yang selama masa
gestasi mengonsumsi MSG bahkan memiliki risiko yang lebih besar melahirkan
anak dengan kerusakan hipotalamus, defisiensi hormon pertumbuhan, dan
berujung pada obesitas.5,6
Sebuah studi (Yuliana, 2012, unpublished) baru-baru ini menemukan bahwa
pada neonatus tikus usia satu hari yang selama masa gestasi induknya diberikan
MSG terdapat kerusakan pada sel-sel saraf korteks serebri pusat sensoris yang
diikuti dengan peningkatan kepadatan sel saraf jika dibandingkan dengan
kelompok kontrol. Hal ini mengindikasikan adanya mekanisme kompensasi atau
kemampuan sel saraf untuk beregenerasi. Penelitian lain menyatakan bahwa sel
saraf yang rusak akibat MSG dapat mengalami regenerasi setelah diinjeksikan sel
punca secara intracerebroventricular.7
1
Universitas Indonesia
2
Berdasarkan hasil ini, peneliti ingin mengetahui apakah benar terjadi
mekanisme regenerasi pada sel saraf otak yang mengalami kerusakan akibat MSG
apabila administrasi MSG dihentikan. Selama ini dipercaya bahwa kerusakan
neuron di sistem saraf pusat bersifat irreversible dan belum pernah dilakukan
penelitian lebih lanjut tentang adanya kemungkinan mekanisme kompensasi alami
sel saraf yang mengalami jejas akibat MSG setelah administrasi MSG dihentikan.
1.2 Rumusan Masalah
Apakah terdapat mekanisme regenerasi sel saraf pada neonatus tikus yang
induknya diberi MSG selama gestasi?
1.3 Hipotesis
Terdapat regenerasi sel saraf pada neonatus tikus yang induknya
mengonsumsi MSG selama gestasi.
1.4 Tujuan Penelitian
1.4.1
Tujuan Umum
Mengetahui pengaruh MSG terhadap regenerasi sel saraf otak bagian
korteks serebri pusat motorik tikus.
1.4.2
Tujuan Khusus
1. Mengetahui jumlah sel saraf otak tikus bagian korteks serebri pusat
motorik yang induknya mengonsumsi MSG selama gestasi dan yang
tidak mengonsumsi MSG selama gestasi.
2. Membuktikan adanya peningkatan persentase sel saraf normal pada sel
saraf tikus yang induknya mengonsumsi MSG selama gestasi
dibandingkan yang tidak mengonsumsi MSG selama gestasi
Universitas Indonesia
3
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1
Manfaat bagi masyarakat
1. Memberikan pengetahuan kepada masyarakat mengenai pengaruh
konsumsi MSG pada selama gestasi terhadap otak anak.
1.5.2 Manfaat bagi institusi
1. Memberikan sumbangsih penelitian dalam bidang biomedis khususnya
histologi.
2. Membuka peluang penelitian lebih lanjut di bidang biomolekuler
terkait pengaruh MSG pada sel saraf.
1.5.3
Manfaat bagi peneliti
1. Melatih peneliti dalam melakukan suatu penelitian dalam bidang
kesehatan.
2. Mengaplikasikan berbagai ilmu diantaranya ilmu biokimia, histologi,
dan fisiologi dalam menyusun suatu pemecahan masalah secara kritis
dan analitis terutama yang terkait dengan pengaruh konsumsi MSG
selama gestasi terhadap otak anak.
Universitas Indonesia
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Monosodium glutamat
Glutamat adalah salah satu asam amino non esensial yang banyak
ditemukan di alam terutama pada bahan makanan yang kaya akan protein seperti
produk susu, daging, ikan, dan sayuran. 8
Gambar 2.1. Struktur kimia monosodium glutamat
Sumber: Food Standards Australia New Zealand. Monosodium glutamate a safety
assessment. Food Standards Australia New Zealand. Report number: 20, 2003.
Akibat kemampuannya menambah rasa pada makanan, glutamat sering
ditambahkan pada makanan dalam bentuk garam monosodium
(MSG) atau
protein yang telah terhidrolisis. Rangsang oral dari larutan glutamat (rasa umami)
berakibat pada peningkatan ekskresi saliva dan merangsang pengunyahan
(mastikasi) serta mengaktivasi jalur saraf yang menstimulasi sekresi enzim-enzim
pencernaan.9 Hasil metabolisme MSG yaitu asam glutamat (GLU) berperan
dalam metabolisme intermediet, sebagai komponen protein pada sel tubuh dan
neurotransmiter eksitatorius di otak.1
Seiring dengan perkembangan teknologi, MSG, yang dahulu diekstrak dari
bahan alami tinggi protein seperti rumput laut, kini diproduksi dengan proses
fermentasi di pabrik.8
4
Universitas Indonesia
5
2.1.1 Dampak MSG pada Tubuh Manusia
MSG pada dosis tinggi diketahui menimbulkan oksidatif pada berbagai
organ.10 Sebuah penelitian menemukan bahwa MSG dapat menyebabkan
perubahan histopatologis pada ginjal yang ditandai dengan adanya degenerasi
pada epitel tubulus yang disertai dengan vakuolisasi, dilatasi tubular dengan
hyalin intralumen, bahkan terdapat inflitrasi sel inflamasi mononuklear.
Ditemukan pula pembengkakan endotel glomerulus dan perdarahan fokal diantara
tubulus.11
MSG juga mengakibatkan adanya degenerasi sel retina mata yang
diinduksi oleh pemberian MSG pada tikus dewasa dan neonatus (Swelim, 2004).
Efek berbahaya MSG pada fungsi sistem aksis hipotalamus-hipofisis-kelenjar
target menyebabkan penurunan berat tubuh tikus, kelenjar hipofisis, dan testes.
Tercatat pula penurunan kadar hormon seperti LH, FSH, TSH, GH, dan TS.
Sementara itu, studi lain menunjukkan bahwa terjadi perubahan struktural pada
testes tikus yang mengonsumsi MSG dengan kecenderungan dosage-durationdependent. 12
2.2
Sel Saraf13
Sel saraf merupakan unit fungsional pada sistem saraf pusat dan sistem
saraf perifer. Sel saraf atau neuron terdiri atas tiga bagian yaitu badan sel atau
perikaryon, dendrit, dan akson.
Badan sel merupakan bagian neuron yang terdiri atas nukleus yang
dikelilingi sitoplasma. Nukleolus sel saraf juga terlihat jelas pada nukleus saraf
yang lebih pucat pada pewarnaan. Badan sel seringkali mengandung retikulum
endoplasma kasar dan ribosom bebas yang bersama-sama dapat membentuk
material basofilik yang disebut badan Nissl. Jumlah badan Nissl atau materi
kromatofilik ini bervariasi tergantung tipe dan kondisi fungsional neuron. Tidak
seperti aparatus Golgi yang hanya ditemukan di badan sel, mitokondria tersebar di
sepanjang sel saraf terutama di akson terminal.
Dendrit merupakan prosesus yang berfungsi untuk menerima rangsang
dari lingkungan, sel epitel sensorik, dan neuron lain. Pada umumnya dendrit
Universitas Indonesia
6
tampak seperti cabang-cabang pendek yang dilingkupi oleh sinaps dan merupakan
bagian penerima dan pemrosesan sinyal utama. Adanya arborizasi dendrit
memungkinkan sebuah neuron untuk menerima dan menintegrasikan sejumlah
besar akson terminal dari neuron lain. Salah satu ciri khas dari dendrit adalah
tidak adanya kompleks Golgi pada sitoplasmanya. Sinaps terletak pada spina
dendritik yang dapat dilihat dengan pewarnaan perak. Morfologi spina ini
bergantung pada filamen aktin yang sangat plastis sehingga spina dendrit juga
berkontribusi dalam plastisitas neuron yang mendasari adaptasi, pembelajaran,
dan memori.
Akson merupakan prosesus tunggal yang berfungsi menghasilkan dan
menghantarkan impuls ke sel lain seperti sel saraf, otot, dan sel kelenjar. Semua
akson berasal dari bagian berbentuk piramida yaitu akson hillock yang terletak di
badan sel. Membran plasmanya disebut axolemma sedangkan sitoplasmanya
disebut axoplasma. Bagian distal akson juga membentuk arborizasi terminal yang
setiap cabangnya berdilatasi pada ujung sel berikutnya disebut bouton. Bouton
berinteraksi dengan neuron atau sel lainnya pada struktur yang disebut sinaps.
2.2.1
Dampak MSG pada Sel Saraf
MSG dapat menginduksi kematian sel saraf dengan mekanisme yang
belum diketahui secara pasti. Namun, diduga bahwa toksisitas yang diinduksi
glutamat ini terjadi melalui mekanisme nekrosis dan apoptosis.14
Kemampuan glutamat untuk merusak neuron diduga dimediasi oleh
interaksinya dengan reseptor N-methyl-D-aspartate (NMDA) yang berujung pada
peningkatan kalsium intraseluler. Pajanan berlebihan terhadap neurotransmitter
glutamat memicu terjadinya overstimulasi reseptor membran dan berujung pada
kerusakan sel. Proses patologis ini disebut eksitotoksisitas.15
Universitas Indonesia
7
Gambar 2.2. Berbagai jalur apoptosis sel saraf. Glutamat dapat memicu apoptosis
melalui ikatannya dengan reseptor N-methyl-D-aspartate.
Sumber: Abass MA, El-Haleem MRA. Evaluation of monosodium glutamate induced
neurotoxicity and nephrotoxicity in adult male albino rats. Journal of American Science:
2011; 7:8: 264-276.
Penelitian tentang dampak MSG pada tingkat seluler telah dilakukan sejak
bertahun-tahun yang lalu. Pada 1971, Murakami dan Inoue menemukan piknosis
nukleus pada sel di nukleus arkuata dan ventromedial pada janin tikus yang
induknya diinjeksi dengan MSG sebanyak 5 mg per kg berat badan pada hari ke17 dan 18 gestasi. Walaupun pada pemeriksaan tidak ditemukan lesi abnormal
pada fetus setelah 24 jam.
16
Tikus yang diinjeksi MSG intraperitoneal sebanyak
0,04 ml g mengalami penurunan jumlah neuron yang bermakna pada nukleus
arkuatus. Sel saraf yang tersisa pun menunjukkan perubahan degeneratif seperti
nukleus yang piknotik.17
Neurodegenerasi disertai piknosis dan vakuolisasi juga terjadi pada
serebrum tikus yang diberikan MSG secara oral sebanyak 830 mg/kg berat badan.
Sebagian besar sel saraf mengalami perubahan bentuk dengan nuklues yang
menyusut dan mengalami piknosis. Selain itu terjadi pula agregasi fokal sel glia
Universitas Indonesia
8
(gliaosis dan satelitosis).
11
Studi lain yang menyelidiki neurogenesis pada
hipotalamus melaporkan bahwa terjadi peningkatan sel mikroglia setelah
pemberian MSG dihentikan selama 24-36 jam.18
Studi lain meneliti efek MSG pada cerebellum tikus Wistar dewasa yang
diberikan MSG secara oral sebanyak 3 g dan 6 g selama 14 hari. Hasilnya
menunjukkan bahwa terjadi disrupsi sel Purkinje dan lapisan granular. Bahkan
pada tikus yang mengonsumsi MSG dengan kadar 6 g, gangguan distribusi sel
granular lebih parah dan terdapat perubahan degeneratif pada lapisan granular
cerebellum.19
Pada penelitian lain, kerusakan neuron yang lebih parah ditemukan pada
kelompok tikus yang diberikan MSG oral dengan dosis besar jangka pendek
dibandingkan dengan kelompok tikus yang diberikan MSG oral dengan dosis
rendah jangka panjang. Bahkan degenerasi terus belanjut pada masa withdrawal
dan terjadi kegagalan regenerasi pada masa ini. 8
2.3 Korteks Serebrum
Korteks serebrum merupakan bagian dari substansia grisea yang
menyusun bagian terluar dari serebrum (otak besar). Korteks serebrum hanya
memiliki tebal sekitar 2-4 mm namun mengandung miliaran neuron. Akibat
perkembangan substansia grisea yang lebih cepat daripada substansia alba, bagian
korteks membentuk lipatan-lipatan yang disebut girus. Korteks serebrum memiliki
peran penting dalam fungsi sensoris, (penglihatan, pendengaran, pengecap,
penghidu) dan motorik.20
Girus presentral pada lobus frontal merupakan area motorik primer. Tiap
bagian dari area motorik primer mengontrol kontraksi volunter dari otot atau
kumpulan otot yang spesifik pada bagian tubuh yang berlawanan. Sebagian besar
daerah korteks mengatur gerakan motorik yang halus, kompleks dan terlatih. Hal
ini ditunjukkan dengan lebih besarnya bagian korteks yang mengatur pergerakan
jari tangan daripada bagian yang mengatur pergerakan jari kaki. Selain itu,
stimulasi pada area motorik primer ini juga manghasilkan pergerakan bilateral
Universitas Indonesia
9
dari otot ekstraokuler, otot wajah bagian atas, lidah, mandibula, laring dan
faring.21
Secara histologis, area presentral ini ditandai dengan ketiadaan lapisan
granular dan sel piramida yang tampak terkonsentrasi terutama pada bagian
superior girus presentral dan lobulus parasentral. Korteks serebri fetus pada masa
kehamilan yang cukup (term) terbagi atas enam lapisan korteks (I-VI) dengan
zona marginal (I) yang memiliki sel yang tersebar di area yang luas sedangkan
lapisan subplate (VI) mengalami pengurangan ketebalan dan menghilang pada
satu bulan postnatal.22 Dalam masa embrio, korteks serebri dipercaya
membutuhkan waktu yang lama untuk tumbuh dan berkembang sempurna. Selain
itu, nukleus motorik terbentuk lebih awal daripada nukleus sensorik.23 Hal ini
memungkinkan area motorik pada korteks serebri terkena pengaruh paling besar
jika diberikan pajanan terhadap zat tertentu pada janin.
2.4 Regenerasi Sel Saraf pada Sistem Saraf Pusat
Neuron pada sistem saraf pusat dipercaya tidak memiliki kemampuan untuk
beregenerasi apabila mengalami jejas akibat ketidakmampuan neuron untuk
meregenerasi akson dan hubungan dendrit. Namun, di otak mamalia terdapat
prekursor sel neuron di zona subventrikel dan zona subgranula pada girus dentatus
hipokampus yang mengindikasikan bahwa dapat terjadi neurogenesis walaupun
terbatas. Sel prekursor ini dapat bermigrasi ke bulbus olfaktorius, lapisan sel
granular, dan dapat pula bermigrasi ke striatum, regio CA1 hipokampus atau
korteks serebral.24
Ketidakmampuan sel untuk beregenerasi tidak hanya dipengaruhi oleh defisit
intrinsik dari neuron itu sendiri melainkan juga oleh karakteristik lingkungan yang
tidak mendukung atau mencegah terjadinya regenerasi.
Regenerasi neuron di sistem saraf pusat dewasa harus memenuh kriteria
berikut: neuron yang mengalami jejas harus bertahan hidup dan akson yang rusak
harus mampu menjangkau target neuronnya. Pemenuhan kriteria tersebut
dipengaruhi oleh cellular replacement, faktor neurotropik, axon guidance dan
Universitas Indonesia
10
eliminasi inhibitor pertumbuhan, manipulasi pensinyalan intraseluler, bridging
dan substrat artifisial, dan modulasi dari respon imun.25
Migrasi akson dari sistem saraf pusat menuju sel target yang sesuai difasilitasi
oleh growth cone. Growth cone ini dapat diinhibisi oleh molekul yang
diekpresikan pada permukaan sel reaktif dan ditranspor ke matriks ekstraseluler
oleh molekul inhibitor dari myelin dan kurangnya difusi atau molekul tropik.
Sedangkan, pertumbuhan akson dapat diinduksi oleh molekul yang diekpresikan
oleh akson lain yang beregenerasi atau akson yang bertahan hidup, dan oleh
molekul pendukung yang diekspresikan sel reaktif.
Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa molekul neurotropik memiliki
efek mempertahankan hidup sel dan mendukung pertumbuhan akson. Neurotrofin
dapat menginduksi pertumbuhan akson hanya ketika ada substrat yang bersifat
growth-permissive.
Studi telah menemukan berbagai sitokin spesifik yang mendukung
kelangsungan hidup sel saraf diantaranya Nerve Growth Factor (NGF), BrainDerived Nerve Factor (BDNF), Glial-Derived Nerve Factor (GDNF).
Neurotropin seperti NGF, BDNF, NT3, dan NT4 misalnya mampu menyebabkan
plastisitas sinaps, transkripsi gen prosurvival, dan aktivasi berbagai substrat yang
mendukung diferensiasi.26 Selain itu, gliotic scar dan myelin yang matur dapat
menghambat pertumbuhan akson akibat molekul kimiawi yang dikeluarkannya
maupun melalui hambatan mekanis.
Glutamat diduga memiliki dua efek yang berbeda pada masa perkembangan
korteks serebrum melalui ikatannya pada reseptor NMDA yang sangat permeabel
terhadap
kalsium.
Pada
lapisan
korteks
VI,
NMDA
mengakibatkan
eksitotoksisitas, mobilisasi kalsium, dan nekrosis neuron. Pada lapisan II-IV
imatur, NMDA menurunkan apoptosis dan mendorong mobilisasi kalsium
sementara.27
Universitas Indonesia
11
2.5 Kerangka Teori
Akumulasi MSG pada janin
melalui sawar darah plasenta
Akumulasi MSG pada otak
janin
MSG berikatan pada reseptor
NMDA di sel saraf
Peningkatan permeabilitas
sel terhadap Ca2+
Peningkatan
kepadatan sel saraf
Eksitotoksik
apoptosis
Kompensasi/
regenerasi sel saraf
Faktor pendukung
regenerasi sel saraf:
neurotropin (NGF,
BDNF, NT3, dan NT4)
Perubahan struktur
sel
Jejas iskemik
Kerusakan dan
kematian sel saraf
Faktor penghambat
regenerasi sel saraf:
gliotic scar, aktivasi
imun terhadap myelin
2.6 Kerangka Konsep
Akumulasi MSG pada janin
melalui sawar darah plasenta
Akumulasi MSG pada otak
janin
Kompensasi/
regenerasi sel saraf
Kerusakan dan
kematian sel saraf
Universitas Indonesia
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Desain Penelitian
Desain
penelitian
yang
digunakan
adalah
eksperimental
dengan
menggunakan sediaan histologis otak tikus neonatus.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Histologi Departemen Histologi
Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jalan Salemba Raya No. 6, Jakarta
Pusat. Penelitian ini berlangsung selama 7 bulan sejak Oktober 2012 hingga Mei
2013.
3.3 Sumber Data
Sumber data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data primer sediaan
histologi otak neonatus tikus dari hasil eksperimen dr. Ida Yuliana, M.Biomed
dengan judul penelitian Gambaran Histologis Serebrum Neonatus Tikus Sprague
Dawley yang Induknya Terpapar Monosodium L-Glutamat Selama Gestasi dan
dr. Lucky Brilliantina, M.Biomed dengan judul penelitian Pengaruh Pemberian
Monosodium Glutamat pada Induk Tikus Hamil terhadap Berat Badan dan
Perkembangan Otak Anaknya pada Usia 7 dan 14 Hari terhadap tikus putih
betina strain Sprague Dawley yang sehat, berusia 2-6 bulan dengan berat 150-200
gram.
Sebanyak 5 tikus betina masing-masing dikelompokkan menjadi 4
kelompok yaitu kelompok kontrol, kelompok perlakuan dosis MSG 1200 mg/kg
BB, kelompok perlakuan dosis MSG 2400 mg/kg BB, dan kelompok perlakuan
dosis MSG 4800 mg/kg BB.
12
Universitas Indonesia
13
3.4 Besar Sampel
Besar sampel untuk penelitian ditentukan melalui rumus Federer
(𝒕 − 𝟏)(𝒏 − 𝟏) ≥ 𝟏𝟓
Keterangan:
𝑛 = Besar sampel tiap kelompok ;
t = jumlah kelompok perlakuan
Pada penelitian ini terdapat 12 kelompok perlakuan, dengan demikian besar
sampel yang digunakan tiap kelompok perlakuan dapat dihitung sebagai berikut :
(12 − 1)(𝑛 − 1) ≥ 15
11(𝑛 − 1) ≥ 15
11𝑛 − 11 ≥ 15
11𝑛 ≥ 26
𝑛 ≥ 2,37
Jumlah sampel ini kemudian dibulatkan ke atas menjadi 3 sediaan otak tikus. Oleh
karena dalam penelitian ini terdapat 12 kelompok perlakuan, maka jumlah total
sampel yang diperlukan adalah sebanyak 36 sediaan otak tikus.
3.5 Alat dan Bahan Penelitian
 Sediaan korteks serebri tikus sebanyak 36 buah.
 Perwarna hematoksilin eosin (HE)
 Gelas objek dan kaca penutup
 Mikroskop yang dilengkapi dengan piranti lunak Optilab Camera dan
program Image Raster
Universitas Indonesia
14
3.6 Cara Kerja
3.6.1
Identifikasi Variabel
Variabel dependen pada penelitian ini adalah jumlah sel saraf normal di
area M1 korteks serebri, sedangkan variabel independennya adalah pemberian
MSG per oral dengan dosis 1200 mg/ kg BB, 2400 mg/kg BB, dan 4800 mg/kg
BB.
3.6.2 Definisi Operasional

Sel saraf normal adalah sel saraf yang memiliki inti sel dengan anak inti
terlihat jelas, kromatin baik (jelas, tidak kondensasi, tidak piknotik), dan
sitoplasma utuh dengan ukuran 10 μm
20μm
Gambar 3.1. Histologi sel saraf normal (tanda panah). Skala 20μm; HE;
40x.

Regenerasi sel saraf dinilai dari pertambahan persentase sel saraf normal
pada area M1 korteks serebri otak neonatus tikus

Area M1 korteks serebri adalah area yang terletak di superior dari CA1
hipokampus.

3.6.3

Neonatus tikus adalah tikus usia 1, 7, dan 14 hari.
Pengumpulan Data
Data didapatkan dengan melakukan pengamatan sediaan korteks serebri
otak neonatus tikus yang telah diwarnai dengan pulasan HematoxylinEosin. Sediaan korteks serebri diamati menggunakan mikroskop yang
telah dilengkapi optilab viewer dan image raster pada area M1 yaitu area
motorik primer (gambar 3.2).
Universitas Indonesia
15
Gambar 3.2 Penampang otak besar dengan area M1 korteks serebri (tanda panah).
Sumber: Paxino G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 4th ed. USA: Academic
Press; 1998.

Area diambil dalam satu lapang pandang mikroskop dengan perbesaran
objektif 40X, lalu dipotret dengan menggunakan program optilab viewer.

Sel diamati dan dihitung jika memenuhi syarat sebagai sel saraf normal.
Penghitungan dilakukan dengan menggunakan program image raster.
3.6.4
Analisis Data
Data hasil pengamatan yang diperoleh diuji normalitasnya dengan uji SaphiroWilk kemudian diuji homogenitasnya dengan uji Levene. Pada penelitian ini
diperoleh data numerik yaitu persentase sel saraf normal yang dibandingkan
dengan data nominal berupa dosis MSG. Analisis varians satu jalan (one way
Anova) digunakan dalam melakukan analisis uji parametrik untuk mengetahui
adanya pengaruh pemberian MSG pada induk tikus selama gestasi terhadap
Universitas Indonesia
16
regenerasi sel saraf pada korteks serebri area M1 neonatus tikus. Setelah
mendapat hasil bermakna pada uji Anova (p<0,05), analisis dilanjutkan dengan
analisis posthoc untuk mengetahui perbedaan statistik yang paling bermakna antar
kelompok.
Namun, pada analisis kelompok perlakuan yang distribusi datanya tidak
normal digunakan uji analisis Kruskal-Wallis. Dalam melakukan analisis data,
peneliti menggunakan software SPSS 16.0 for windows.
Tabel 3.1. Analisis statistik pengaruh MSG terhadap persentase sel saraf
normal area M1 korteks serebri neonatus tikus
No.
Variabel independen
Variabel dependen
Uji statistik
parametrik
1.
Usia tikus
Presentase sel saraf normal pada
one way ANOVA
kelompok kontrol dan perlakuan
2.
Pemberian MSG selama
Persentase sel saraf normal
gestasi
korteks serebri neonatus tikus
one way ANOVA
usia 1,7, dan 14 hari
Tabel 3.2. Analisis uji beda mean
No.
Variabel 1
Variabel 2
Uji statistik
parametrik
1.
Kelompok perlakuan 2400 Kelompok perlakuan 2400 Post hoc LSD
mg/kg BB usia 1 hari
2.
Kelompok perlakuan 2400 Kelompok perlakuan 2400 Post hoc LSD
mg/kg BB usia 7 hari
3.
mg/kg BB usia 7 hari
mg/kg BB usia 14 hari
Kelompok perlakuan 2400 Kelompok perlakuan 2400 Post hoc LSD
mg/kg BB usia 14 hari
mg/kg BB usia 1 hari
Universitas Indonesia
17
3.6.5
Penyajian Data
Data disajikan dalam bentuk tabel, grafik, maupun gambar beserta
penjelasan deskriptif dan analisisnya.
3.6.6
Pelaporan Data
Hasil penelitian akan dilaporkan dalam bentuk skripsi yang memenuhi
format penulisan tugas akhir Universitas Indonesia.
3.7
Kerangka Alur Penelitian
Pengelompokkkan hewan coba:
1. Kontrol
2. MSG 1200 mg/ kg BB
3. MSG 2400 mg/ kg BB
4. MSG 4800 mg/ kg BB
Pemilihan hewan
coba: tikus putih
betina strain
Sprague Dawley
Eutanasi
neonatus tikus
& isolasi otak
Pembuatan sediaan
hirtologi korteks serebri
tikus dan pewarnaan
dengan HE
Pemotretan satu lapang
pandang dengan
perbesaran objektif 40X
menggunakan optilab
Kelahiran
Identifikasi area
M1 korteks serebri
Pengamatan &
penghitungan sel saraf
normal dengan program
image raster
Isolasi
neonatus tikus
1 hari, 7 hari,
14 hari (n=36)
Penentuan area
M1 di superior
dari CA1
hipokampus
Analisis data
dengan uji one
way ANOVA
Keterangan:
: dilakukan oleh penulis
Universitas Indonesia
BAB 4
HASIL
Dalam penelitian ini peneliti mengamati dan menghitung jumlah sel saraf
normal pada daerah M1 korteks serebri tikus usia 1 hari, 7 hari, dan 14 hari yang
selama dalam kandungan, induknya diberikan MSG 1200 mg, 2400 mg, dan 4800
mg.
Data yang didapatkan dari hasil penghitungan kemudian dianalisis
menggunakan uji Shapiro-Wilk dan didapatkan bahwa semua data terdistribusi
normal (p > 0,05). Semua data juga diketahui bersifat homogen (p > 0,05) setelah
dilakukan uji Levene. Selanjutnya, data dianalisis menggunakan uji parametrik
one way Anova. Namun, terdapat kelompok data dengan varians yang tidak
homogen (p > 0,05) dan dianalisis menggunakan uji parametrik Kruskal-Wallis.
Hasil semua uji yang dilakukan dapat dilihat di bagian lampiran.
Selain sel saraf normal, pada penelitian ini ditemukan sel saraf rusak pada
sediaan korteks serebri area M1 pada kelompok perlakuan yang diberi berbagai
dosis MSG yang ditandai dengan sel saraf yang piknotik (gambar 4.1).
Gambar 4.1. Gambaran histologis otak tikus area M1 korteks serebri. Panah: sel
piknosis; kepala panah: sel saraf normal. Skala 20μm; HE; 40 x.
18
Universitas Indonesia
19
Hari 1
Hari 7
Hari 14
Kontrol
MSG
1200
mg
MSG
2400
mg
MSG
4800
mg
Gambar 4.2. Gambaran histologis area M1 korteks serebri neonatus tikus
pada berbagai kelompok perlakuan. Skala 20μm; HE; 40 x.
Gambaran histologis korteks serebri pada hari 1 pada berbagai
kelompok perlakuan tampak lebih padat daripada hari 7 dan
hari 14 namun didominasi sel saraf yang tidak normal.
Universitas Indonesia
20
Kerusakan sel saraf dapat dinilai pada saat lahir (hari 1) yaitu tikus yang
menerima MSG dengan dosis terbesar memiliki persentase sel saraf normal
terkecil (Tabel 4.1).
Tabel 4.1. Hasil analisis uji one way anova persentase sel saraf normal pada tikus
usia 1 hari
Tikus usia 1 hari
Kelompok
n
Rerata ± s.b.
kontrol
3
68.98 ± 4.56
1200 mg/kg BB
3
50.59 ± 2.59
2400 mg/kg BB
3
46.89 ±2.23
4800 mg/kg BB
3
39.93 ±6.70
p
0.000
Adanya pertambahan persentase sel saraf normal pada area M1 korteks
serebri neonatus tikus pada berbagai kelompok dapat dilihat pada gambar 4.3.
90
80
70
60
50
Hari 1
40
Hari 7
30
Hari 14
20
10
0
Kontrol
MSG 1200 mg/kg
BB
MSG 2400 mg/kg
BB
MSG 4800 mg/kg
BB
Gambar 4.3. Rata-rata persentase sel saraf normal pada area M1 korteks serebri
neonatus tikus pada kelompok kontrol dan perlakuan
Dari penghitungan sel saraf normal area M1 korteks serebri kelompok
kontrol pada usia neonatus yang berbeda (usia 1, 7, dan 14 hari) didapatkan
persentase seperti pada tabel 4.2 berikut ini.
Universitas Indonesia
21
Tabel 4.2. Hasil analisis uji Kruskal-Wallis persentase sel saraf normal kelompok
kontrol
n
Median (min-maks)
Rerata ± s.b.
p
1
3
70.37 (68.89-72.20)
70.48 ± 1.65
0.113
7
3
76.47 (75-78)
76.49 ± 1.50
14
3
81.16 (70.73-82.69)
78.19 ± 6.50
Usia
(hari)
Kelompok Kontrol
Pada tabel 4.2, dapat dilihat bahwa rerata sel saraf normal pada kelompok
kontrol usia 1, 7, dan 14 hari menunjukkan adanya peningkatan jumlah persentase
sel saraf normal pada korteks serebri yang tidak bermakna (p = 0.113) secara
statistik.
Hasil penghitungan sel saraf normal area M1 korteks serebri pada kelompok
perlakuan yang induknya diberikan MSG selama masa gestasi menunjukkan hasil
seperti pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil analisis uji one way anova persentase sel saraf normal pada
neonatus tikus yang induknya diberikan MSG selama gestasi
Usia
n
rerata ± s.b.
p
(hari)
Perlakuan 1200 mg/kg BB
Perlakuan 2400 mg/kg BB
Perlakuan 4800 mg/kg BB
1
3
58.66 ± 1.14
7
3
38.91 ± 6.44
14
3
63.64 ± 1.22
1
3
46.89 ± 2.23
7
3
48.59 ±7.93
14
3
64.85 ± 5.05
1
3
39.93 ± 6.70
7
3
49.01 ± 1.06
14
3
54.59 ±4.19
0.057
0.014
0.139
Uji post-hoc LSD kelompok perlakuan MSG 2400 mg/kg BB: hari 1 vs hari 14 p = 0.008;
hari 7 vs hari 14 p = 0.012; hari 0 vs hari 7 p = 0.772
Universitas Indonesia
22
Pada kelompok perlakuan MSG 1200 mg/kg BB, terdapat penurunan
presentase sel saraf normal pada kelompok neonatus tikus usia 7 hari yang diikuti
peningkatan presentase sel saraf normal pada neonatus tikus usia 14 hari namun
hasil ini tidak bermakna secara statistik (p = 0,057).
Pada kelompok perlakuan MSG 2400 mg/kg BB, terjadi peningkatan rerata
persentase sel saraf normal yang bermakna (p = 0,014) pada neonatus tikus usia 1,
7, dan 14 hari.
Sedangkan,
kelompok perlakuan MSG 4800 mg/kg BB menunjukkan
peningkatan rerata persentase sel saraf normal pada neonatus tikus usia 1,7, dan
14 hari namun tidak bermakna (p = 0,139) secara statistik.
Universitas Indonesia
BAB V
DISKUSI
MSG diketahui memiliki efek eksitotoksik sehingga pada berbagai
penelitian terbukti meningkatkan jumlah sel saraf yang rusak.11,14,15 Pada
penelitian sebelumnya (Yuliana, 2012, unpublished), didapatkan bahwa
pemberian MSG pada induk tikus selama masa gestasi memiliki efek peningkatan
jumlah sel saraf yang rusak dan peningkatan kepadatan sel saraf secara umum.
Analisis persentase sel saraf normal tikus usia 1 hari menunjukkan bahwa
semakin besar dosis MSG maka semakin rendah persentase sel saraf yang normal.
Hal ini sesuai dengan penelitian (Xiong JS et al., 2009) yang menunjukkan bahwa
kemampuan MSG merusak sel neuron yang dikultur berbanding lurus dengan
dosis dan lamanya pajanan. Selain itu, pada penelitian tersebut juga diketahui
bahwa MSG ternyata tidak merusak sel glia dan hanya spesifik merusak sel
saraf.28
Secara umum, adanya pertambahan persentase sel saraf normal secara
bermakna pada kelompok dosis MSG 2400 mg menunjukkan adanya mekanisme
regenerasi sel saraf korteks serebri. Namun, pemberian MSG sebesar 1200
mg/kgBB dan 4800 mg/kgBB pada induk tikus selama gestasi ternyata
memberikan hasil berupa peningkatan persentase sel saraf normal walaupun tidak
bermakna secara statistik.
Pada kelompok perlakuan MSG 1200 mg/kgBB terjadi suatu fenomena
dimana pada hari 7 terjadi penurunan presentase sel saraf yang normal. Peneliti
menduga bahwa pada hari 7 ini lebih banyak jumlah sel saraf yang mengalami
kerusakan akibat pengaruh MSG namun tidak diiringi pematangan sel punca yang
adekuat. Pada hari 14, pengaruh MSG sudah hilang dan sel punca sudah matur
alhasil terjadi peningkatan presentase sel saraf yang normal.
Dari hasil ini, peneliti menarik kesimpulan bahwa dosis 1200 mg/kgBB
terlalu rendah untuk menghasilkan efek regenerasi sel saraf sedangkan pada dosis
4800/kgBB mg tidak diperoleh efek regenerasi yang berarti karena terlalu banyak
23
Universitas Indonesia
24
sel saraf yang rusak akibat efek eksitotoksik sehingga kerusakan yang parah ini
tidak berhasil dikompensasi oleh sel-sel punca di otak. Hal ini juga mungkin
dipengaruhi adanya neurodegenerasi yang berlanjut walaupun administrasi MSG
sudah dihentikan.8
Keberadaan sel punca neural di sistem saraf pusat dan kemampuan untuk
mengatur jumlah dan nasib sel-sel ini dapat menjadi salah satu hal yang
mempengaruhi terjadinya regenerasi sel saraf.22 Beberapa studi menunjukkan
bahwa cell genesis dan plastisitas sinaps sel-sel punca ini dapat dipengaruhi oleh
stres.29
Walaupun belum ada penelitian yang mengemukakan efek langsung MSG
pada regenerasi sel saraf, namun diduga hal ini ada kaitannya dengan sifat
eksitotoksisitas glutamat pada sel saraf yang diasosiasikan dengan anoksia dan
iskemia.30-32 Jejas iskemik dan hipoksia dapat menstimulasi proliferasi progenitor
endogen bahkan pada daerah dimana biasanya tidak terjadi neurogenesis.33
Universitas Indonesia
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1
Kesimpulan
Terjadi proses regenerasi sel-sel saraf pada area M1 korteks serebri otak
tikus yang sel sarafnya mengalami kerusakan akibat pemberian MSG selama masa
gestasi pada induk tikus.
1.2
Saran
Perlu dilakukan penelitian pada tingkat molekular untuk mengetahui
apakah MSG secara langsung dapat merangsang diferensiasi sel punca.
25
Universitas Indonesia
26
Universitas Indonesia