Air yang digunakan untuk budidaya ikan air tawar umumnya diperoleh dari sungai, kolam, danau, waduk, atau sumber air lainnya. Namun pada akhir-akhir ini banyak sekali dijumpai perairan yang tercemar logam berat, termasuk tembaga. Sumber dari pencemaran tersebut berasal dari kegiatan manusia. Keberadaan pencemaran tersebut mengubah kualitas air sungai sehingga tidak sehat untuk digunakan dalam budidaya. Limbah domestik dan limbah industri merupakan sumber logam antropogenik yang mengakibatkan terlepasnya logam berat seperti tembaga ke lingkungan memberikan beban tambahan pada kualitas air sungai dan menimbulkan risiko kesehatan biota perairan yang serius. Hasil penelitian sebelumnya mengungkapkan bahwa beberapa sungai di Jawa Timur mengandung logam tembaga dalam kadar tinggi yang melebihi ambang batas yang ditetapkan pemerintah. Di sisi lain, budidaya ikan banyak dikembangkan di air tawar, termasuk sungai atau waduk yang menggunakan keramba jaring apung. Mengingat ikan sebagai sumber protein dan omega-3 digunakan terutama sebagai makanan, maka perlu untuk mempertimbangkan akumulasi logam tembaga dalam budidaya ikan air tawar.
Logam berat yang terlarut dalam perairan dapat masuk ke dalam tubuh ikan nila melalui insang, permukaan tubuh, ataupun masuk ke saluran pencernaan ikan bersama makanan. Ketika logam berat terserap oleh pembuluh darah ikan, logam diangkut melalui aliran darah ke jaringan dan organ yang selanjutnya akan terakumulasi di jaringan atau mengalami ionisasi, sehingga menimbulkan stres oksidasi. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa tembaga dapat terakumulasi pada konsentrasi tinggi dalam darah dan testis ikan nila. Kami menemukan bahwa paparan tembaga mengurangi kadar hemoglobin, hematokrit, dan jumlah sel darah putih ikan nila. Penurunan parameter ini mungkin karena penghancuran sel darah dan penghambatan produksi eritrosit, serta pengurangan hemosintesis yang mempengaruhi hematopatologi, sehingga menyebabkan anemia pada ikan yang terpapar kontaminan lingkungan. Paparan tembaga yang menurunkan sel darah putih, yang menunjukkan bahwa logam ini secara negatif mempengaruhi sistem kekebalan ikan.
Zat beracun dari logam berat dalam air merupakan sumber stres bagi organisme akuatik dan menyebabkan kegagalan fungsi fisiologis. Selain itu, hasil studi menunjukkan bahwa peningkatan akumulasi logam pada testis ikan disebabkan oleh konsentrasi logam yang lebih tinggi di air habitatnya. Mekanisme utama yang mendasari toksisitas logam berat adalah stres oksidatif, yang muncul dari ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas dan pertahanan antioksidan dalam organisme. Konsentrasi tinggi oksidan diketahui menyebabkan kerusakan sel dan jaringan. Senyawa oksidan dianggap terlibat langsung dalam kerusakan oksidatif lipid dengan produk akhir menjadi senyawa malondialdehida.
Akumulasi yang disebabkan oleh stress oksidasi mengganggu keseimbangan oksidan antioksidan dan menyebabkan kerusakan sel dan peningkatan mortalitas. Ketika lipid membran teroksidasi dapat menyebabkan induksi peroksidasi lipid menurunkan integritas membran sel yang berakibat masuk molekul ekstraseluler dan keluarnya molekul intraseluler. Keadaan ini mempengaruhi homeostasis dalam sel yang berakibat pada kematian sel. Ion logam berat juga dapat mengoksidasi DNA inti sehingga menghasilkan fragmentasi dan kerusakan struktur DNA. Apa bila hal ini terjadi dalam gonad ikan dapat menyebabkan nekrosis epitel tubulus seminiferus yang berujung pada penurunan kemampuan pembuahan.
Pemberian pakan suplemen probiotik merupakan alternative untuk meredam sifat racun yang ditimbulkan oleh ion logam tembaga. Probiotik sebagai kumpulan mikroorganisme hidup yang memberikan manfaat kesehatan inang ketika jumlah yang dikonsumsi cukup. Probiotik yang mengandung mikroba kelompok Lactobacillus sp dilaporkan dapat menetralisir logam berat dengan mengikat logam berat kationik yang bergantung pada pH. Efek muncul karena ada persaingan untuk mengikat bermuatan negatif antara logam kationik dan proton. Logam berat juga dapat dinetralisir karena mikroba menghasilkan molekul ekstraseluler yang dikenal sebagai siderofor, yang memiliki afinitas tinggi terhadap besi dan dapat membentuk kompleks dengan logam lain. Kompleks siderofor-logam dapat mengurangi konsentrasi logam dan menghasilkan senyawa biosurfaktan yang meningkatkan kelarutan logam berat dan dengan demikian mengurangi toksisitasnya terhadap sel.
Data kami menunjukkan bahwa suplemen probiotik dapat memperbaiki efek logam tembaga pada parameter hematologi dan menurunkan penyerapan tembaga serta mencegah kerusakan testis ikan. Mekanisme perlindungan probiotik terhadap paparan logam berat umumnya melibatkan pengikatan logam berat, menghambat penyerapan usus, dan melindungi penghalang usus, yang mengarah pada pengurangan akumulasi logam berat, pengurangan stres oksidatif, dan mitigasi kerusakan jaringan. Lebih lanjut, Lactobacillus memiliki kemampuan untuk mengekspor logam keluar dari sel. Dengan demikian, bakteri ini dapat mengurangi kerusakan sel dan jaringan organisme dengan menetralisir atau menurunkan konsentrasi seluler logam berat. Dinding sel bakteri bertindak sebagai penghalang terhadap ion logam berat, ion-ion ini mengikat lapisan peptidoglikan ditemukan di dinding sel. Oleh karena itu, pemberian suplemen probiotik dapat melindungi terhadap kerusakan sel dan jaringan ikan yang terpapar tembaga.
Penulis: Alfiah Hayati
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
http://www.veterinaryworld.org/Vol.14/November-2021/17.html
Alfiah Hayati , Manikya Pramudya and Hari Soepriandono
The ability of probiotics to ameliorate blood and gonad damage caused by copper toxicity in Nile tilapia (Oreochromis niloticus)
