Paparan Insektisida Pertanian Karbofuran Akibatkan Kematian Sel Otak Mencit pada Masa Kebuntingan

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi oleh sarana pertanian, perkebunan dan kehutanan

Karbofuran (C12H15NO3; 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7ben-zofuranol methyl carbamate) memiliki nama dagang furadan merupakan insektisida berspektrum luas yang dipakai untuk meningkatkan produktivitas tanaman. Karbofuran juga dipakai sebagai nematisida dan acarisida. Penelitian residu karbofuran pada buah melon di Grobogan Jawa Tengah menunjukkan residu karbofuran yang melebihi ambang batas yang ditetapkan yaitu > 0,09 ppm. Residu karbofuran pada sampel daging sapi di Blora tahun 2005 mencapai 169,17 ppb (0,17 mg/kg) melebihi nilai BMR (Batas Maksimum Residu) daging sapi sebesar 50 ppb (0,05 mg/kg) (Indraningsih, 2008). Banyak penelitian menunjukkan bahwa residu insektisida terdapat pada sirkulasi darah induk, plasenta, darah jantung, dan air susu induk. Dampak pemakaian karbofuran dilaporkan terdapat pada sistem mamalia nontarget seperti plasma maternal, umbilical cord, darah perempuan campuran Afrika-Amerika, dan bayi yang baru lahir. Penelitian yang dilakukan Luqman et al. (2018, 2019) menunjukkan bahwa residu karbofuran dapat masuk kedalam umbilical cord dan air susu induk mencit dan menyebabkan kematian secara terprogram (apoptosis) maupun cedera sel yang mengakibatkan kematian dini sel dan jaringan hidup (nekrosis) sel otak anak mencit selama masa embrional dan laktasi.

Mekanisme molekuler nekrosis belum didefinisikan dengan baik, tetapi dapat terjadi sebagai akibat dari eksekusi tidak lengkap dari apoptosis. Kematian sel apoptosis membutuhkan energi melalui Adenosine triphosphate (ATP), sedangkan mekanisme nekrosis tanpa ATP. ATP adalah suatu nukleotida dikenal sebagai “satuan molekular” pertukaran energi intraselularartinya, ATP dapat digunakan untuk menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel. Molekul ATP juga digunakan untuk menyimpan energi yang dihasilkan tumbuhan dalam respirasi seluler. Oleh karena itu, salah satu faktor utama yang menentukan apakah sel mengikuti jalur apoptosis atau nekrosis adalah konsentrasi ATP intraseluler (Hazel, 2006). Pembentukan apoptosom membutuhkan ATP untuk aktivitas proapoptotik. Tidak adanya cadangan energi yang cukup, kematian sel dapat beralih dari apoptosis ke bentuk nekrotik. Selama perkembangan otak, sebagian besar sel neuron akan dieliminasi secara apoptosis untuk mengoptimalkan jaringan neural. 

Pada penelitian ini telah membuktikan bahwa pajanan insektisida karbofuran pada mencit bunting menyebabkan peningkatan aktivitas reactive oxygen species (ROS) serebrum embrional yang ditandai dengan peningkatan kadar Malondialdehyde (MDA)  dan  penurunan aktivitas Superoxide dismutase (SOD). Aktivitas ROS ini menyebabkan kematian sel neuron embrional kortek serebrum baik secara apoptosis maupun secara nekrosis. Pada dosis rendah, insektisida karbofuran sudah dapat meningkatkan ekspresi p53, caspase 3 dan apoptosis. Pada dosis yang tinggi, insektisida karbofuran dapat meningkatkan kadar MDA dan nekrosis.

Kematian apoptosis sel neuron embrional tersebut melalui jalur intrinsik atau jalur mitokondria yang ditandai dengan peningkatan secara konsisten ekspresi protein p53, caspase 3 dan apoptosis. Hal ini menunjukkan bahwa insektisida karbofuran menyebabkan peningkatan aktivitas ROS dan mengakibatkan cedera oksidatif DNA. Stres oksidatif yang ditimbulkan oleh insektisida karbofuran  akan mencederai DNA dan akan meningkatkan ekpresi p53 dan caspase 3 untuk memulai kematian sel neuron embrional secara apoptosis. Selain mencederai DNA, peningkatan aktivitas ROS, akibat pajanan insektisida karbofuran adalah merusak sistem membran sel. Hal ini ditandai dengan peningkatan kadar MDA yang merupakan produk dari peroksidasi  membran sel dan membran organel-organel sel. Insektisida karbofuran memicu pembetukan radikal hidroksil yang dapat merusak asam lemak tak jenuh dan menghasilkan MDA yang sangat toksik. Kerusakan membran-membran tersebut dan sifat toksik MDA menyebabkan gangguan fungsi sel terganggu berpotensi menyebabkan sel mengalami nekrosis. Kematian nekrosis sel neuron embrional terjadi seiring dengan peningkatan kadar MDA. Namun dalam penelitian ini peningkatan kadar MDA tidak ada hubungan dengan peningkatan sel yang mengalami nekrosis. Peningkatan sel yang mengalami nekrosis disebabkan peningkatan ekspresi p53 yang mempengaruhi mitokondria dalam menghasilkan energi.

Pajanan insektisida karbofuran pada mencit bunting menyebabkan rata-rata jumlah kematian sel neuron embrional secara apoptosis yang tinggi dan terdapat hubungan antara ekspresi p53 dengan sel yang mengalami nekrosis, membuka peluang upaya pencegahan dan strategi penanganan kematian sel neuron embrional akibat pajanan insektisida karbofuran selama kehamilan seperti pemberian variasi antioksidan.

Penulis : Epy Muhammad Luqman

Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan di

http://rjptonline.org/HTMLPaper.aspx?Journal=Research%20Journal%20of%20Pharmacy%20and%20Technology;PID=2019-12-11-65

Epy Muhammad Luqman, Widjiati, Maslichah Mafruchati, Bambang Poernomo Sunardi Rahardjo, Eka Pramyrtha Hestianah. 2019. Crosstalk between Necrosis and Apoptosis of Embryonal Cerebral Cortex Neuron Mice (Mus musculus) Caused by Carbofuran Exposure. Research Journal of Pharmacy and Technology ISSN Online :  0974-360X Volume No. :   12 Issue No. :  11.

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu