Toksipatologi dan biotransformasi senyawa toksik lamtoro merah (Acacia villosa) pada tikus

(1)

TOKSIKOPATOLOGI DAN BIOTRANSFORMASI

SENYAWA TOKSIK LAMTORO MERAH

(Acacia villosa)

PADA

TIKUS

EVA HARLINA

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi

TOKSIKOPATOLOGI

DAN

BIOTRANSFORMASI

SENYAWA

TOKSIK

LAMTOR0 MERAH

(Acacia viCCosa) PADA TlKUS adalah karya s a p sendiri dengan arahan komisi C

pembihnbing, dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi !.

I

; rnana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitz

b

kan maupun tidak diterbitkan

dari penulis lain telah disebutkan dalam tulisan

dan

i

j dicantumkan ddam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi

ini.

u

EVA W I N A

(3)

ABSTRAK

E u u E

g a a i

* s s _{S r r 3}₁ 3 7 , 7 , 0

2 Q Q s Q

EVA HARLINA. Toksikopatologi dm Biotransformasi Senyawa Toksik Lamtor0

*

s s * IT

s r r = & G Merah (Acacia villosa) pada T h . Dibimbing oleh

BAMBANG

PONTJO PFUO-

zE9.0.0, SOERYANTO, DJOKOWOERJO SASTRADIPRADJA, LATIFAH KOSIM

3 x r ' S S Q

3 g o DARUSMAN dan BUD1 TANGENDJAJA.

C$$;.

7

Q G . n s

p

? f z ~

_s Potensi pemanfmtan lamtoro merah (Acacia villosa) sebagai sumber pro-

S . o Q 9 .

B ~ 2 : c

3 7 , ~ ( 0 tein p a h terkendala oleh kandungan senyawa anti-nutrisi ~ dan toksik, yaitu asam

~ ~ = s

@

Qambo non-protein

(AANP)

clan polifcwl. Melalui pengujian pada tikus, peneliti- @ 2 8 2 n

= 3 an toksikopatologi ini bertujuan menentukan konsentrasi daun A. villosa maksimal 3 . 1 . o n 4 x

=

Q Q c 5. yang dapat dikonsumsi tikus untuk keperluan percobaan bioassay, tingkat toksisi- %;

i i g

2

g a Q * Q

3

tas AANP dan polifenol serta efek toksisitas akut kondensat diaksi AANP, mem-

0-0 5 s 3

Q a lo ₃ buktikan terjadinya b i o m f o m a s i atau bioaktivasi AANP di daun dan rumen

:.

5.; z:

-.

= 2 2 serta memprakirakan neraca metabolisme salah satu senyawaan AANP A. villosa,

z a E s f yaitu Diamino Butyric Acid @ABA).

c P B X rn

E

9 ; '2 J

Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi tepung dam A. villosa

5

ig

u, cc maksimal yang dapat dikonsumsi t i b dan diterapkan dalam percobaan bioassay

n

5 %

* 5 selanjutnya adalah 2 1% bobot kering (BK) pakan. Dari percobaan pemberian 2 1 %

#

9 %

3

BK pakan kondensat fi-aksi AANP clan polifenol masingmasing kepada 6 ekor ti=

rr n Q

=

$ 3

-

'c Q

2

kus secara i n t r a g d selama 4 minggu d i b u k t i bahwa AANP A. villosa lebih

"3

3: 9

I.

toksik daripada polifenolnya. Pada kelompok AANP, secara nyata (pc0.05) kon-

a

z.

;

sumsi pakan clan bobot badan lebih rendah dan nilai SGPT, SGOT, ureum dan

.=

<

b

kreatinin serta skor histopatologi hati lebih tinggi dibandingkan kelompok polife-

P

b m

P 3 5

-

4

no1 clan kontrol, sehingga AANP A. villosa diklasifikasi bersifat hepatotoksik

$

1 %

n dan nefrotoksik. Dari percobaan toksisitas akut pemberian kondensat f&i

2 E AANP dosis tunggal3.2,8.0 dan 20 g/kg bobot badan (BB), masing-masing kepa-

f

;g

X J da 5 ekor t h s secara intragastrik selama 1 minggu diperoleh nilai LDso 8.80 de- a

g

l

ngan kisaran 5.62-13.75 g/kg BB, sehingga fraksi AANP A. villosa diklasifikasi-

::

i

kan bersifat toksik ringan. Pada dosis 20 g/kg

BB

terarnati gambaran histopatolo-

.

3

5 .

gi berupa kongesti, degenerasi hialin dan nekrosa otot multifokus jantung serta

5

3

kongesti, edema perivaskuler, nekrosis neuron disertai gliosis, nekrosis sel Purkin-

"

g

_9. je serta malasia pada serebrum dan serebelurn otak, sehingga h k s i AANP A.

n

a

villosa juga bersifat kardiotoksik

dan

nefiotoksik. !3

2

0

Perlakuan pengukusan daun pada suhu 70 OC sebelum pemberian 21% BK

g

b. Q pakan tepung daun A. villosa menyebabkan peningkatan konsurnsi pakan, narnun

Q

s

0

diikuti penurunan pertambahan bobot badan d m kadar ureum serta peningkatan

9 7

nilai SGPT, SGOT, kreatinin, degenerasi dan nekrosa hepatosit serta degenerasi

E

3

CO

tubular akut ginjal tikus. Hal ini mengindikasikan terjadinya bioaktivasi terhadap

2

1. senyawa sekunder A. villosa menjadi senyawaan yang bersifat lebih hepatotoksik

LS 0 dan nefrotoksik di dam. Sebaliknya, pemberian 21%

BK

pakan tepung daun A.

b

s

=

d villosa yang telah difermentasikan secara in vitro dalam cairan rumen kambing adaptasi mengakibatkan biotransfonnasi senyawa sekunder A. villosa menjadi senyawaan lain yang bersifat kurang hepatotoksik rnaupun nefrotoksik di m e n .

-

Dari hasil kajian neraca metabolisme DABA dip *33% dari asupan senyawaan DABA diserap dan dimetabolisme tubuh h=ba. Sebagian besar sisanya diekskresikan melalui feses (*65%)

dan urin

(*2%).

(4)

ABSTRACT

EVA W I N A . Toxicopathology and Biotransformation of Toxic Compounds of Red Acacia (Acacia Villosa) on Rats. Under supervision of BAMI3ANG PONTJO PRIOSOERYANTO, DJOKOWOERJO SASTRADIPRADJA, LATIFAH KOSIM DARUSMAN and BUD1 TANGENDJAJA.

The potential usage of red acacia (Acacia villosa) as protein source in rumi- nant feedstuff is hindered by its content of anti-nutritional and toxic compounds, namely non-protein amino acids (NPAA) and polyphenols. Using rat bioassays, the objectives of this toxicopathqlogical study were to determine the maximum concentration of A. villosa leaf that could be consumed by rats for the sequel bioassay experiments, the toxicity level of NPAA and polyphenols, and the acute toxicity effects of the NPAA-fiaction condensate, to reveal the evidence of biotransformation and bioactivation of NPAA in the leaf and rumen, and to predict the metabolism balance of a NPAA compound, the Diamino Butyric Acid (DABA).

The results showed that the maximum concentration of A. villosa leaf- powder that could be consumed by rats and, thus, applied in the sequel bioassay experiments was 21% feed dry matter weight (DM). From the experiment of feeding 21 % feed DM of NPAA and polyphenolic fraction condensates to respectively 6 rats intragastrically for 4 weeks, it was revealed that NPAA of A. villosa was more toxic than its polyphenols. The food consumption and body weight of the NPAA group were significantly lower (p<0.05), while SGPT,

SGOT,

mum, creatinin values and liver histopathological scores were significantly higher than those of the polyphenol and control groups. The NPAA of A. villosa

was,

there- fore, classified as hepatotoxin and nefiotoxin. From the acute toxicity study by feeding the NPAA fraction condensate at single doses of 3.2, 8.0 and 20 g/kg body weight (BW) to respectively 5 rats intragastrically for 1 week, it was derived a LDso value of 8.80 with a range of 5.62-13.75 g/kg BW. Thereby, the NPAA fraction of

A.

villosa was classified as a mild toxin. At 20 gkg BW dose, histopathological changes as congestion, hyaIine degeneration and multifocus necrosis of myocard, and congestion and perivascular edema, neuron and Purkinje cell necrosis, and malacia of the brain cerebrum and cerebellum were observed, indicating the NPAA hction of A. villosa was also a cardiotoxin and neurotoxin.

Steaming the leaves at 70 OC as pre-treatment before feeding A. villosa as

leaf powder at 2 1 % feed DM caused an increase in feed intake, but followed by a decrease in rat body weight-gain and mum concentration, as well as an increase in values of SGPT,

SGOT,

creatinin; hepatocytes degeneration and necrosis, and kidney's acute tubular degeneration. This indicates the evidence of bioactivation on the A. villosa secondary compounds into more hepatotoxic and nehtoxic compounds in the leaf. On the contrary, feeding in vitro fermented A. villosa leaves in rumen fluid of an adapted goat as leaf-powder at 21% feed DM caused biotran- formation of the A. villosa secondary compounds into less hepatotoxic and nefio- toxic compounds in the rumen.

(5)

O Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

TOKSIKOPATOLOGI DAN BIOTRANSFORMASI

SENYAWA TOKSIK LAMTORO MERAH

(Acacia villosa)

PADA

TIKUS

EVA HARLINA

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(142)

ABSTRAK

E u u E

g a a i

* s s _{S r r 3}₁ 3 7 , 7 , 0

2 Q Q s Q

EVA HARLINA. Toksikopatologi dm Biotransformasi Senyawa Toksik Lamtor0

*

s s * IT

s r r = & G Merah (Acacia villosa) pada T h . Dibimbing oleh

BAMBANG

PONTJO PFUO-

zE9.0.0, SOERYANTO, DJOKOWOERJO SASTRADIPRADJA, LATIFAH KOSIM

3 x r ' S S Q

3 g o DARUSMAN dan BUD1 TANGENDJAJA.

C$$;.

7

Q G . n s

p

? f z ~

_s Potensi pemanfmtan lamtoro merah (Acacia villosa) sebagai sumber pro-

S . o Q 9 .

B ~ 2 : c

3 7 , ~ ( 0 tein p a h terkendala oleh kandungan senyawa anti-nutrisi ~ dan toksik, yaitu asam

~ ~ = s

@

Qambo non-protein

(AANP)

clan polifcwl. Melalui pengujian pada tikus, peneliti- @ 2 8 2 n

= 3 an toksikopatologi ini bertujuan menentukan konsentrasi daun A. villosa maksimal 3 . 1 . o n 4 x

=

Q Q c 5. yang dapat dikonsumsi tikus untuk keperluan percobaan bioassay, tingkat toksisi- %;

i i g

2

g a Q * Q

3

tas AANP dan polifenol serta efek toksisitas akut kondensat diaksi AANP, mem-

0-0 5 s 3

Q a lo ₃ buktikan terjadinya b i o m f o m a s i atau bioaktivasi AANP di daun dan rumen

:.

5.; z:

-.

= 2 2 serta memprakirakan neraca metabolisme salah satu senyawaan AANP A. villosa,

z a E s f yaitu Diamino Butyric Acid @ABA).

c P B X rn

E

9 ; '2 J

Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi tepung dam A. villosa

5

ig

u, cc maksimal yang dapat dikonsumsi t i b dan diterapkan dalam percobaan bioassay

n

5 %

* 5 selanjutnya adalah 2 1% bobot kering (BK) pakan. Dari percobaan pemberian 2 1 %

#

9 %

3

BK pakan kondensat fi-aksi AANP clan polifenol masingmasing kepada 6 ekor ti=

rr n Q

=

$ 3

-

'c Q

2

kus secara i n t r a g d selama 4 minggu d i b u k t i bahwa AANP A. villosa lebih

"3

3: 9

I.

toksik daripada polifenolnya. Pada kelompok AANP, secara nyata (pc0.05) kon-

a

z.

;

sumsi pakan clan bobot badan lebih rendah dan nilai SGPT, SGOT, ureum dan

.=

<

b

kreatinin serta skor histopatologi hati lebih tinggi dibandingkan kelompok polife-

P

b m

P 3 5

-

4

no1 clan kontrol, sehingga AANP A. villosa diklasifikasi bersifat hepatotoksik

$

1 %

n dan nefrotoksik. Dari percobaan toksisitas akut pemberian kondensat f&i

2 E AANP dosis tunggal3.2,8.0 dan 20 g/kg bobot badan (BB), masing-masing kepa-

f

;g

X J da 5 ekor t h s secara intragastrik selama 1 minggu diperoleh nilai LDso 8.80 de- a

g

l

ngan kisaran 5.62-13.75 g/kg BB, sehingga fraksi AANP A. villosa diklasifikasi-

::

i

kan bersifat toksik ringan. Pada dosis 20 g/kg

BB

terarnati gambaran histopatolo-

.

3

5 .

gi berupa kongesti, degenerasi hialin dan nekrosa otot multifokus jantung serta

5

3

kongesti, edema perivaskuler, nekrosis neuron disertai gliosis, nekrosis sel Purkin-

"

g

_9. je serta malasia pada serebrum dan serebelurn otak, sehingga h k s i AANP A.

n

a

villosa juga bersifat kardiotoksik

dan

nefiotoksik. !3

2

0

Perlakuan pengukusan daun pada suhu 70 OC sebelum pemberian 21% BK

g

b. Q pakan tepung daun A. villosa menyebabkan peningkatan konsurnsi pakan, narnun

Q

s

0

diikuti penurunan pertambahan bobot badan d m kadar ureum serta peningkatan

9 7

nilai SGPT, SGOT, kreatinin, degenerasi dan nekrosa hepatosit serta degenerasi

E

3

CO

tubular akut ginjal tikus. Hal ini mengindikasikan terjadinya bioaktivasi terhadap

2

1. senyawa sekunder A. villosa menjadi senyawaan yang bersifat lebih hepatotoksik

LS 0 dan nefrotoksik di dam. Sebaliknya, pemberian 21%

BK

pakan tepung daun A.

b

s

=

d villosa yang telah difermentasikan secara in vitro dalam cairan rumen kambing adaptasi mengakibatkan biotransfonnasi senyawa sekunder A. villosa menjadi senyawaan lain yang bersifat kurang hepatotoksik rnaupun nefrotoksik di m e n .

-

Dari hasil kajian neraca metabolisme DABA dip *33% dari asupan senyawaan DABA diserap dan dimetabolisme tubuh h=ba. Sebagian besar sisanya diekskresikan melalui feses (*65%)

dan urin

(*2%).

(143)

ABSTRACT

EVA W I N A . Toxicopathology and Biotransformation of Toxic Compounds of Red Acacia (Acacia Villosa) on Rats. Under supervision of BAMI3ANG PONTJO PRIOSOERYANTO, DJOKOWOERJO SASTRADIPRADJA, LATIFAH KOSIM DARUSMAN and BUD1 TANGENDJAJA.

The potential usage of red acacia (Acacia villosa) as protein source in rumi- nant feedstuff is hindered by its content of anti-nutritional and toxic compounds, namely non-protein amino acids (NPAA) and polyphenols. Using rat bioassays, the objectives of this toxicopathqlogical study were to determine the maximum concentration of A. villosa leaf that could be consumed by rats for the sequel bioassay experiments, the toxicity level of NPAA and polyphenols, and the acute toxicity effects of the NPAA-fiaction condensate, to reveal the evidence of biotransformation and bioactivation of NPAA in the leaf and rumen, and to predict the metabolism balance of a NPAA compound, the Diamino Butyric Acid (DABA).

The results showed that the maximum concentration of A. villosa leaf- powder that could be consumed by rats and, thus, applied in the sequel bioassay experiments was 21% feed dry matter weight (DM). From the experiment of feeding 21 % feed DM of NPAA and polyphenolic fraction condensates to respectively 6 rats intragastrically for 4 weeks, it was revealed that NPAA of A. villosa was more toxic than its polyphenols. The food consumption and body weight of the NPAA group were significantly lower (p<0.05), while SGPT,

SGOT,

mum, creatinin values and liver histopathological scores were significantly higher than those of the polyphenol and control groups. The NPAA of A. villosa

was,

there- fore, classified as hepatotoxin and nefiotoxin. From the acute toxicity study by feeding the NPAA fraction condensate at single doses of 3.2, 8.0 and 20 g/kg body weight (BW) to respectively 5 rats intragastrically for 1 week, it was derived a LDso value of 8.80 with a range of 5.62-13.75 g/kg BW. Thereby, the NPAA fraction of

A.

villosa was classified as a mild toxin. At 20 gkg BW dose, histopathological changes as congestion, hyaIine degeneration and multifocus necrosis of myocard, and congestion and perivascular edema, neuron and Purkinje cell necrosis, and malacia of the brain cerebrum and cerebellum were observed, indicating the NPAA hction of A. villosa was also a cardiotoxin and neurotoxin.

Steaming the leaves at 70 OC as pre-treatment before feeding A. villosa as

leaf powder at 2 1 % feed DM caused an increase in feed intake, but followed by a decrease in rat body weight-gain and mum concentration, as well as an increase in values of SGPT,

SGOT,

creatinin; hepatocytes degeneration and necrosis, and kidney's acute tubular degeneration. This indicates the evidence of bioactivation on the A. villosa secondary compounds into more hepatotoxic and nehtoxic compounds in the leaf. On the contrary, feeding in vitro fermented A. villosa leaves in rumen fluid of an adapted goat as leaf-powder at 21% feed DM caused biotran- formation of the A. villosa secondary compounds into less hepatotoxic and nefio- toxic compounds in the rumen.

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

(150)

(151)

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160)

(161)

(162)

(163)

(164)

(165)

(166)

(167)

(168)

(169)

(170)

(171)

(172)

(173)

(174)

(175)

(176)

(177)

(178)

(179)

(180)

(181)

(182)

(183)

(184)

(185)

(186)

(187)

(188)

(189)

(190)

(191)

(192)

(193)

(194)

(195)

(196)

(197)

(198)

(199)

(200)