Efek Astaxanthin pada Ginjal Tikus yang Diinduksi Merkuri Klorida

Tulisan berikut merupakan bahasan dari jurnal berjudul: Effect of astaxanthin on kidney function impairment and oxidative stress induced by mercuric chloride in rats

Merkuri merupakan unsur inorganik yang dikenal sebagai polutan lingkungan yang sangat berbahaya. Jika merkuri terserap dalam tubuh hewan, biasanya akan terakumulasi pada ginjal dan akhirnya akan menyebabkan gagal ginjal yang akut. Merkuri akan mengikat gugus SH jaringan sehingga kadar glutation akan menurun, akibatnya oksigen reaktif akan meningkat dan menyebabkan oksidasi lipid, protein dan DNA. Telah dipercaya bahwa antioksidan merupakan komponen yang efektif dalam penyembuhan keracunan merkuri. Astaxanthin (ASX) merupakan pigmen karotenoid merah yang berperan sebagai antioksidan biologis dan dapat dijumpai pada berbagai jenis tanaman, alga dan makanan laut (seafood). ASX akan melindungi tubuh dari kerusakan oksidatif yang ditimbulkan oleh akumulasi merkuri. Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya, dipercaya bahwa ASX memiliki aktivitas antioksidan yang lebih baik jika dibandingkan dengan antioksidan lain seperti β-karoten dan lycopene yang dilaporkan belum dapat mencegah kerusakan yang ditimbulkan oleh merkuri klorida. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari efek protektif dari ASX terhadap nefrotoksisitas yang diinduksi oleh merkuri klorida.

Stress oksidatif dan produksi radikal bebas akibat induksi merkuri memang telah diperkirakan akan menyebabkan kerusakan pada ginjal.  Afinitas yang tinggi antara merkuri dengan molekul endogenous mengandung thiol seperti GSH dan δ-ALA-D berkontribusi dalam proses ini. Pada penelitian ini diketahui bahwa ASX tidak mencegah inhibisi δ-ALA-D oleh HgCl₂. Sebaliknya, karoten lycopene justru mencegah inhibisi δ-ALA-D oleh HgCl₂ dan juga menurunkan kadal GSH renal dengan induksi cisplatin.

Pada penelitian ini, terdapat 3 perlakuan di mana perlakuan I merupakan induksi HgCl₂ secara oral, perlakuan II adalah pencekokan tikus dengan HgCl₂ + 25 mg ASX sementara perlakuan III adalah pencekokan dengan HgCl₂ + 50 mg ASX. Ketika ginjal terinduksi oleh Hg, (perlakuan I) maka akan terjadi nekrosis sel-sel epitel pada bagian tubular ginjal. Semua dosis ASX yang diberikan terbukti dapat mencegah perubahan enzim antioksidan yang diinduksi oleh adanya HgCl₂, hal ini mungkin terjadi karena potensial scavenger ASX yang tinggi sehingga jaringan pada ginjal akan terlindungi dari serangan radikal bebas yang terbentuk akibat dari adanya HgCl₂. ASX juga mencegah terjadinya oksidasi lipid dan protein akibat adanya HgCl₂. Hasil yang diperoleh ini berbeda dengan hasil penggunaan antioksidan karoten lycopene kemungkinan dikarenakan aksi yang berbeda dari masing-masing karotenoid. Belakangan ini diketahui bahwa hanya beberapa dosis lycopene yang dapat melindungi sel-sel tubulat ginjal dari perubahan akibat induksi HgCl₂ tetapi tetap saja tak ada dosis karotenoid yang dapat mencegah terjadinya necrosis tubular ataupun peningkatan kreatinin plasmatic akibat induksi HgCl₂. Terlebih lagi, dosis rendah lycopene memiliki efek inhibitori terhadap aktivitas SOD, hal ini tidak dijumpai pada perlakuan dengan menggunakan ASX. Di lain pihak, ASX sendiri dapat menurunkan oksidasi protein meskipun tanpa adanya perlakuan prooksidan.

Gambar 1. Preparat mikroanatomi ren tikus (Rattus sp.) a. kontrol; b. HgCl₂; c. HgCl₂ + 25 mg ASX; d. HgCl2 = 50 mg ASX

Berdasarkan gambar di atas, yang terlihat pada gambar 1a adalah kondisi normal tubular yang dapat dijumpai pada medulla ginjal tikus. Pada kondisi ini, terlihat jelas bahwa sel-sel epitel tubular ginjal belum mengalami kerusakan. Setelah perlakuan pemberian HgCl₂ seperti terlihat pada gambar 1b, sel-sel epitel tubular tersebut banyak yang mengalami nekrosis (Acute Tubular Necrosis/ATN) (bagian yang dilingkari). Hal ini dapat terjadi dikarenakan munculnya oksigen reaktif dan radikal bebas yang diinduksi oleh adanya Hg. ATN merupakan penyebab gagal ginjal yang paling utama. Pada kondisi gagal ginjal yang akut, aliran urin akan menurun cepat dalam jangka waktu 24 jam hingga kurang dari 400 ml tiap harinya (oliguria).

ATN sendiri merupakan lesi ginjal yang bersifat reversible. Tipe ATN yang terjadi pada ginjal akibat induksi logam berat seperti Hg disebut Nephrotoxic ATN. hal yang terjadi pada Nephrotoxic ATN adalah kerusakan saluran dan gangguan aliran darah yang parah sehingga oksigen dan sari-sari makanan untuk sel-sel ginjal akan berkurang. Nephrotoxic ATN terutama terjadi pada tubulus kontortus uriniferus pars proximal dan pada membarana basalis tubular.

Pemberian ASX sebanyak 25 mg menyebabkan tingkat nekrosis yang terjadi pada sel-sel epitel tubular berkurang. Seperti yang telah dikatakan sebelumnya, ATN  bersifat reversible sehingga jika paparan logam berat tidak dilakukan terus menerus maka kondisinya dapat pulih seperti semula. Pada gambar 1c terlihat bahwa nekrosis yang terjadi pada sel-sel epitel tubular berkurang (bagian yang dilingkari). Begitu pula ketika dosis ASX dinaikkan menjadi 50 mg, nekrosis yang terjadi pada sel-sel epitel tubular ginjal semakin berkurang seperti terlihat pada gambar 1d. Hal ini menunjukkan bahwa ASX dapat memperbaiki kondisi sel epitel tubular ginjal dari kerusakan yang disebabkan oleh induksi Hg.