Kematian sel terprogram
4.2 Rataan Jumlah Kripta Duodenum
Basal kripta usus tersusun atas stem sel yang bertanggung jawab atas regenerasi epitel vili (Wong 2004). Menurut Radtke dan Clevers (2005), usus halus tersusun atas epitel selapis yang dibentuk di bagian kripta usus. Rataan jumlah kripta duodenum pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 Hasil analisis rataan jumlah kripta pada duodenum (sel) dihitung dalam luas lapang pandang 58 987 µm2
Kelompok
Jumlah kripta pada Duodenum (Mean± SD) Setelah 8 minggu radiasi
(5.3 mSv)*
Setelah 4 minggu pemulihan dari radiasi (tanpa perlakuan) Kontrol (K) 7.93 ± 1.34ba 9.38 ± 2.84ba Primer (P)* 12.26 ± 2.13a 9.40 ± 2.72ba Rosela (R) 7.97 ± 2.38ba 8.88 ± 2.07ba Radiasi-Rosela (RP)* 6.20 ± 1.13ba 9.25 ± 2.27ba
Ket:1. angka yang diikuti dengan huruf superskrip yang sama pada satu kolom pada masing-masing minggu menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
2. kelompok yang disertai (*) merupakan kelompok yang diberi paparan radiasi selama 8 minggu
Analisis statistik terhadap rataan jumlah kripta duodenum pada minggu ke-8 setelah diberi radiasi menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata (p>0.05) antar kelompok perlakuannya. Kelompok perlakuan (P) menggambarkan peningkatan jumlah kipta usus yang signifikan jika dibandingkan dengan kelompok (K), (R), dan (RP). Hal ini diduga karena adanya inisiasi kerusakan dari radiasi sinar-X. Kerusakan akibat radiasi dengan dosis rendah per dua hari sekali mengakibatkan kripta berproliferasi untuk meregenerasi epitel vili pada bagian puncak. Selain itu dapat pula dihubungkan dengan adanya respon inflamasi pada usus maupun sebagai bentuk kompensasi usus terhadap paparan radiasi yang diterima.
Menurut Macfarlane (2000), paparan radiasi sebagai agen fisik dapat menyebabkan kerusakan sel. Berdasarkan penelitian Potten dan Hendry (1995) di dalam Martin et al. (1998), pemberian radiasi ionisasi dosis tinggi yakni 14 Gy (140 mSv) selama 4 hari pada mencit perlakuan akan memberikan efek kematian
yang cepat pada sel yang berada pada basal kripta melalui mekanisme apoptosis atau penghentian proses pembelahan sel baik sementara atau selamanya. Nilai depopulasi jumlah kripta dan efisiensi jumlah sel klonogenik pada kripta menjadi parameter apakah hewan tersebut dikatakan bertahan terhadap respon radiasi dosis tinggi.
Menurut Li et al. (1994), setiap kripta memiliki beberapa stem sel, regenerasi kripta dapat mengakibatkan beberapa stem sel yang ada steril secara reproduktif. Pemberian agen sitotoksik dosis tinggi seperti radiasi dapat mengakibatkan beberapa sel klonogenik kripta mati, dan diantara stem sel yang mampu bertahan akan melakukan repopulasi kripta dan epitel dengan pembelahan sel dan pembelahan kripta. Berdasarkan penelitian Potten dan Hendry (1985), terjadi peningkatan jumlah kripta yang berasal dari regenerasi stem sel yang mampu bertahan saat diberi radiasi dosis tinggi. Hal ini dievaluasi setelah 14 hari perlakuan dengan teknik pengukuran mikrokoloni kripta atau the crypt microcolony assay technique. Fokus regenerasi dimana jumlah kripta meningkat diduga berasal dari pembelahan biner dan pembelahan ganda kripta.
Menurut Somosy Z (2000), tingkat dan pemulihan perubahan mikromorfologi sel yang diinduksi radiasi bergantung pada tipe sel dan dosis radiasi yang diberikan. Pemberian radiasi pada kelompok (P) sangat nyata berpengaruh terhadap persentase kerusakan epitel vili duodenum namun cenderung tidak begitu berpengaruh terhadap kripta Lieberkühn pada bagian basal duodenum. Diperlukan pengamatan lebih lanjut untuk mengetahui penyebab peningkatan jumlah kripta kelompok (P). Menurut Martin et al. (1998), pada mencit dewasa sifat klonogenik sel-sel kripta Lieberkühn cenderung akan mengadakan regenerasi sebagai akibat respon regenerasi daripada pengaruh pertumbuhan sel secara fisiologis.
Selain itu menurut Hauchen, George, Sturmoski, dan Cohn (1999), restorasi struktur bangun epitel normal usus pada tikus yang mengalami kerusakan akibat beberapa agen berbahaya seperti bahan kimiawi, infeksi, radiasi, dan peradangan memiliki berbagai tahap yang dapat mengubah dinamika polpulasi stem sel epitelial. Stem sel akan berproliferasi untuk meningkatkan jumlahnya dan untuk memenuhi populasi sel transit (enterosit, sel
goblet, dan sel enteroendokrin) yang dibutuhkan secara cepat. Sel transit yang berada di dalam kripta akan berhenti bereplikasi setelah pemberian radiasi ionisasi. Namun sel-sel tersebut tetap bermigrasi keluar dari kripta menuju apikal vili. Sejalan dengan itu apabila tidak ada stem sel kripta yang bertahan hidup maka kripta akan menghilang. Jika satu atau lebih stem sel klonogenik bertahan hidup dari radiasi maka kripta akan berproliferasi dan dengan cepat meningkat untuk menjadi kripta regeneratif.
Setelah pemberian radiasi maka akan ada dua mekanisme untuk perbaikan usus halus yang rusak. Pertama, perbaikan pada sel rusak yang non-letal. Kedua, melakukan proliferasi terhadap sisa stem sel yang ada pada kripta. Mekanisme kedua merupakan tahap yang sangat penting dalam perbaikan kondisi saluran pencernaan setelah pemberian radiasi. Stem sel mulai berproliferasi segera setelah 24-48 jam pemberian radiasi. Pemberian radiasi menyebabakan peningkatan jumlah stem sel kripta yang mengalami apoptosis sehingga sebagai kompensasinya dilakukan hiperproliferasi (Li et al. 2005).
Kelompok (K), (R), dan (RP) memiliki jumlah kripta yang tidak jauh berbeda. Jumlah kripta pada kelompok (R) dan (RP) yang tidak jauh berbeda diduga karena rosela membantu menjaga regenerasi kripta dengan baik sehingga jumlah kripta tidak berbeda dengan kelompok (K). Selain itu pengaruh radiasi pada kelompok (RP) diduga cenderung tidak berpengaruh besar pada jumlah kripta Lieberkühn. Sel-sel pada bagian kripta Lieberkühn secara fisiologis akan beregenerasi kembali 3 hingga 8 hari untuk selanjutnya bermigrasi ke bagian apikal (vili).
Gambar fotografi mikro kripta Lieberkühn pada keempat kelompok perlakuan setelah 8 minggu radiasi disajikan pada Gambar 19.
Gambar 19 Fotografi mikro kripta Lieberkühn pada duodenum mencit setelah 8 minggu radiasi (5.3 mSv). Lumen kripta ditunjukkan dengan tanda panah hitam. Dapat dilihat bahwa jumlah kripta pada kelompok (P) lebih banyak dibandingkan dengan kelompok (K) dan kelompok perlakuan yang lain. A: kelompok (K), B: kelompok (P), C: kelompok (R), dan D: kelompok (RP). Pewarnaan hematoksilin-eosin (HE) dengan perbesaran 400x.
Regenerasi epitel vili dapat memperbaiki sel-sel permukaan vili secara cepat sebagai respon kerusakan akibat proses radiasi (Ross 2004). Menurut Fajardo et al. (2001), kripta Lieberkühn berfungsi mensekresikan ion-ion dan air, serta menghantarkan immunoglobulin A (IgA) dan peptide antimikrobial ke lumen usus. Peranan kripta tersebut bertujuan untuk menjaga permukaan epitel dan peningkatan lapisan penyerapan nutrisi di usus. Saat permukaan vili atau bagian apikal vili rusak maka kripta usus melakukan kompensasi dengan meningkatkan jumlah sehingga perannya dalam penyerapan nutrisi dapat tetap terjaga.
C
B
A
Menurut Cosentino L, Shaver-Walker P, dan Heddle JA (1998), perbandingan jumlah kripta Lieberkühn pada mencit BALB/c lebih banyak daripada jumlah vilinya. Perbandingan atau rasio jumlah kripta terhadap vili usus pada duodenum sebesar 14:1, akan menurun menjadi 6:1 pada bagian ileum. Hal ini juga di laporkan oleh Li et al. (1994), bahwa setiap vili tersusun oleh 6-14 kripta yang tersebar pada bagian basalnya. Jumlah kripta yang ditemukan pada bagian basal vili akan bervariasi berdasarkan letaknya sepanjang usus halus dan setiap kripta biasanya mendistribusikan sel-sel proliferasinya untuk dua vili.
Sementara analisis statistik terhadap jumlah kripta Lieberkühn kelompok perlakuan 4 minggu masa pemulihan menunjukkan nilai tidak berbeda nyata (p>0.05). Rataan jumlah kripta pada ketiga kelompok perlakuan mendekati jumlah rataan kripta pada kelompok (K). Hal ini diduga karena adanya regenerasi sel dari derivat stem sel pada bagian basal kripta. Stem sel yang menyusun kripta Lieberkühn akan berdeferensiasi menjadi epitel vili, sel enteroendokrin, dan sel paneth. Sel-sel tersebut akan diregenerasi dalam waktu 4 minggu dan akan digantikan oleh deferensiasi sel di sebelahnya (Ross et al. 2002). Sel enteroendokrin akan bermigrasi bersamaan dengan sel absorptif dan sel goblet. Berbeda dengan sel paneth yang tidak mengalami migrasi menuju ke apikal vili akan tetapi akan tetap berada pada bagian basal kripta. Menurut Fajardo et al.
(2001), sel paneth memiliki peran sebagai inisiator imunitas mukosa untuk melawan infeksi bakterial dengan produksi protein antimikrobial.
Setelah 8 minggu perlakuan jumlah rataan kripta duodenum tertinggi terjadi pada kelompok primer. Namun peningkatan jumlah kripta tidak disertai kualitas sel-sel kripta yang baik. Pada pengamatan fotogarafi mikro dengan perbesaran 400 kali dapat dilihat sel-sel kripta mengalami apoptosis yang ditunjukan dengan adanya badan apoptosis pada sel kripta. Empat minggu pemulihan setelah 8 minggu perlakuan rataan jumlah kripta mengalami peningkatan jumlah dan kualitas sel-sel kripta. Pada kelompok primer jumlah kripta telah sama seperti kelompok kontrol.
Gambar fotografi mikro kripta Lieberkühn pada keempat kelompok perlakuan setelah 4 minggu pemulihan dari radiasi disajikan pada Gambar 20.
Gambar 20 Fotografi mikro kripta Lieberkühn pada duodenum mencit setelah 4 minggu pemulihan dari radiasi. Lumen kripta ditunjukkan dengan panah hitam. Dapat dilihat bahwa jumlah kripta pada semua kelompok (K), (P), (R) dan (RP) hampir sama. A: kelompok (K), B: kelompok (P), C: kelompok (R), dan D: kelompok (RP). Pewarnaan hematoksilin-eosin (HE) dengan perbesaran 400x.