PENGARUH PEMAJANAN MEDAN
ELEKTROMAGNETIK-EXTREMELY LOW FREQUENCY TERHADAP JUMLAH DAN
MORFOLOGI FOLIKEL DE GRAAF MENCIT SERTA
EFEK KUMULATIF ANTAR GENERASI
Sovina Helyati*, Puji Sari**
*Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia
**Departemen Biologi Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia sovinahelyati@gmail.com
ABSTRAK
Exremely low frequency-electromagnetic field (ELF-EMF) merupakan salah satu jenis radiasi non-ion yang dapat dihasilkan dari perangkat listrik rumah tangga atau alat komunikasi elektronik. Paparan ELF-EMF jangka panjang diduga mengganggu pelepasan hormon gonadotropin yang berperan dalam perkembangan dan pematangan folikel ovarium. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh pemajanan ELF-EMF dengan berbagai tegangan terhadap jumlah dan morfologi folikel de Graaf. Penelitian ini juga melihat ada tidaknya efek kumulatif pemajanan medan elektromagnetik pada generasi-generasi selanjutnya. Dua belas pasang mencit strain Swiss Webster (P) dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu kelompok kontrol, kelompok perlakuan 3 kV 5,5 µT, kelompok perlakuan 4 kV 5,4 µT, dan kelompok perlakuan 5 kV 5,3 µT. Perlakuan ini dilanjutkan dan diberikan pada mencit generasi pertama (F1), generasi kedua (F2), dan generasi ketiga (F3). Selanjutnya lima ekor mencit usia 2,5 bulan dari masing-masing kelompok perlakuan pada tiap generasi diperiksa ovariumnya untuk mengevaluasi jumlah dan morfologi folikel de Graaf. Uji hipotesis Kruskall-Wallis menunjukkan tidak ada perbedaan bermakna jumlah folikel de Graaf (p=0,480) dan folikel atresia de Graaf (p=0,336) di antara kelompok. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa pemajanan ELF-EMF tidak mempengaruhi jumlah dan morfologi folikel de Graaf mencit strain Swiss Webster serta tidak dijumpai efek kumulatif pemajanan pada generasi-generasi seterusnya.
THE EFFECT OF EXTREMELY LOW FREQUENCY- ELECTROMAGNETIC FIELD EXPOSURE TO NUMBER AND MORPHOLOGY OF FOLLICLE DE GRAAF OF MICE AND INTER-GENERATIONAL CUMULATIVE EFFECT
ABSTRACT
Extremely low frequency- electromagnetic fields are categorized as non-ionising radiation which could be produced by electrical household appliances or communication devices. ELF-EMF long term exposure suggested can disturb releasing gonadotropine hormon (GnRH) which have a role in follicle development and maturation, especially pre antral follicle development. Therefore, this study aims to evaluate the influence of extremely low frequency-electromagnetic field in varying frequencies on number and morphology of follicle de Graaf. This study also evaluate ELF-EMF cumulative effect on multiple generation (F1, F2, and F3). Twelve pairs mice strains Swiss Webster as parental mice (F0) were divided into four groups. One group as control and three other groups were exposed by magnetic field,which doses were 3kV 5,5µT, 4kV 5,4µT,and 5kV 5,3µT. These treatments were also given to first, second, and third generation. Five female mices aged 2,5 months from each first (F1), second (F2),and third (F3) generation on each groups were examined to evaluate number and morphology (atresia follicle) of de Graaf follicle from their ovarium. The hypothesis was tested using Kruskall-Wallis which show no significant difference between groups on follicle de Graaf number (p=0,480) and atresia follicle de Graaf (p=0,336). These results suggest ELF-EMF exposure don’t affect number and morphology of follicle de Graaf and there are no cumulative effect on multiple generation.
1. Pendahuluan
Penggunaan perangkat listrik menjadi bagian yang esensial dari kehidupan manusia dan merupakan elemen integral kehidupan modern. Dengan begitu, manusia tidak hanya terpapar oleh sumber- sumber medan elektromagnetik alami, tetapi juga oleh sumber medan elektromagnetik buatan dengan frekuensi yang bervariasi seperti perangkat listrik rumah tangga, alat komunikasi elektronik ataupun alat- alat industri. Perangkat listrik yang kita gunakan sehari-hari ternyata menghasilkan extremely low frequency-electromagnetic field (ELF-EMF), yaitu suatu jenis radiasi non-ion yang dilaporkan dapat menimbulkan efek buruk pada kesehatan manusia.1-3
Telah diketahui dari penelitian bahwa medan elektromagnet meningkatkan terbentuknya radikal bebas dan resiko kerusakan DNA pada organobiologis.1,4 Medan elektromagnetik juga menimbulkan efek yang membahayakan pada metabolisme selular dengan mempengaruhi reaksi biokimia, kanal ion dan sintesis makromolekul.3,5 Berkaitan dengan sistem organ, diketahui bahwa terdapat hubungan pajanan kumulatif gelombang elektromagnetik dengan resiko leukemia akut pada anak, kanker otak serta kanker kolon pada pekerja perusahaan listrik.2 Selain itu, pajanan elektromagnetik juga dipikirkan memiliki peranan dalam terjadinya beberapa gangguan seperti depresi dan kehilangan memori.2
Dalam dua dekade terakhir, beberapa peneliti mulai melakukan studi untuk melihat efek radiasi pemajanan medan elektromagnetik pada sistem reproduksi makhluk hidup. Studi yang dilakukan diantaranya melihat efek potensial EMF terkait infertilitas, kelainan bawaan, bayi lahir prematur, berat bayi lahir rendah, gagal tumbuh intrauterin dan efek jangka panjang seperti munculnya kanker pada anak.6-9
Meskipun telah banyak penelitian yang dilakukan mengenai efek ELF-EMF pada sistem reproduksi, efek jangka panjang pada ovarium serta efek kumulatif pajanan pada generasi berikutnya belum begitu dimengerti. Penelitian-penelitian sebelumnya menunjukkan adanya penurunan kadar hormon GnRH (FSH dan LH) yang bermakna akibat pajanan ELF-EMF.1,2,10,11 Pada hewan betina, FSH berperan dalam pertumbuhan ovarium dan perkembangan folikel menjadi folikel de Graaf. Sedangkan LH berperan untuk pematangan folikel dan pelepasan oosit.12-14 Namun pada penelitian yang dilakukan oleh Virgiani S di Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia yang bertujuan untuk melihat efek jangka panjang pemajanan ELF-EMF 3 kV pada jumlah folikel ovarium mencit betina strain Swiss Webster, ternyata tidak menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan terhadap jumlah folikel de Graaf dan folikel atresia de Graaf.15
Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian dengan berbagai tegangan pajanan untuk mengetahui apakah ada pengaruh jangka panjang pemajanan ELF-EMF pada jumlah dan morfologi folikel de Graaf jika kerja hormon gonadotropin terganggu (FSH dan LH) karena berdasarkan teori, FSH dan LH sangat mempengaruhi perkembangan folikel pre-antral menjadi folikel antral. Peneliti ingin melihat apakah ada pengaruh yang bermakna pada pemajanan dengan jumlah tegangan yang berbeda. Penelitian juga dilakukan pada beberapa tingkatan generasi mencit (generasi multipel) untuk mengetahui apakah ada efek akumulatif pajanan ELF-EMF pada tiap generasi.
2. Tinjauan Teoritis
2.1 Sistem Reproduksi Mencit Betina
Fungsi reproduksi mencit (Mus musculus sp) betina, seperti halnya mamalia lain, dijalankan terutama oleh ovarium. Ovarium merupakan penghasil oosit yang nantinya akan menjalani proses fertilisasi. Ovarium digantung oleh ligamentum dari dinding dorsal, lateral ke ginjal. Ligamentum suspensorium dilekatkan ke serat- serat otot polos. Sedangkan ligamen yang lain menghubungkan masing- masing ovarium ke anterior hingga akhir ujung uterus. Ovarium terdiri dari medula inti, korteks (tempat pertumbuhan folikel) dan hilum yang mengandung arteri.16
Gambar 1 Anatomi dan Struktur Histologi Ovarium13
2.1.1 Folikulogenesis
Folikel ovarium berkembang dari oosit, sel germinal yang bermigrasi dari yolk sac menuju gonad. Pada saat lahir, oosit ini dikelilingi oleh beberapa sel pregranulosa. Pada tahap
ini oosit disebut juga folikel primordial. Perkembangan folikel dimulai dengan transformasi sel pregranulosa menjadi sel granulosa. Pada saat yang sama, oosit juga melanjutkan pertumbuhannya. Folikel primordial berkembang menjadi folikel primer, yaitu oosit yang dikelilingi satu lapisn sel granulosa. Selanjutnya, tumbuh lapisan kedua sel granulosa dan saat ini disebut folikel sekunder. Selama periode pembentukan folikel sekunder, folikel memulai fase pertumbuhan lambat (slow growth phase).17,18 Pada akhir perkembangan folikel sekunder, sejumlah likuid akan mengisi ruang yang terbentuk di antara sel granulosa. Ketika ruangan- ruangan yang berisi cairan ini berhubungan satu sama lain akan terbentuk antrum folikel dan perkembangan folikel memasuki fase pertumbuhan cepat dari stadium tersier. Stadium ini hanya dapat dicapai jika konsentrasi FSH tinggi atau mencukupi di sirkulasi. Pada stadium ini folikel terdiri dari oosit, lapisan sel granulosa yang mengelilingi antrum, membran basal non selular, sel teka interna dan sel teka eksterna. Folikel tersier ini kemudian mengalami maturasi menjadi folikel preovulasi atau disebut juga folikel de Graaf.17,19,20
2.1.2 Folikel Atresia
Hubungan oosit dan sel- sel sekitarnya merupakan hal yang vital untuk perkembangan keduanya. Rusaknya oosit pada ovarium prenatal akibat busulfan misalnya, menjadi ovarium tanpa folikel yang berkembang.17 Hal yang sama terjadi pada oosit tanpa sel pregranulosa di sekitarnya, maka oosit tersebut akan mengalami regresi. Regresi oosit atapun sel pregranulosa dapat kita jumpai selama masa reproduksi, terutama pada folikel tersier dan disebut juga folikel atresia.
Bentuk- bentuk regresi yang terjadi, khususnya pada periode prepubertal, yaitu: 1) pada mencit oosit hilang pada enam hari pertama kehidupan karena terjadi migrasi oosit ke epitel ovarium, 2) degenerasi folikel primordial pada mencit selama 30 hari kehidupan, 3) regresi folkiel sekunder sepanjang periode prepubertal.17 Tanda- tanda awal regresi yaitu menghilangnya vesikel germinal oosit yang kemudian diikuti oleh rusaknya (cleavage) oosit. Seiring waktu, sel granulosa juga akan mengalami regresi. Studi menunjukkan bahwa akumulasi terjadinya piknosis sel granulosa ini disebabkan oleh mekanisme apoptosis, yaitu kematian sel yang sudah terprogram.17,21
2.1.3 Faktor Hormonal pada Folikulogenesis
Perkembangan folikel diregulasi oleh aksis HPG dan hormonal intraovarium. Dua hormon yang terlibat dalam lingakaran umpan balik hypothalamic- pituitary- gonadal axis (HPG Axis) adalah protein dan hormon steroid.17 Hipotalamus mensekresikan hormon gonadotropin (GnRH) ke dalam sirkulasi. Hormon ini mengaktivasi sekresi LH dan FSH dari
kelenjar hipofisis. Selanjutnya LH dan FSH akan bekerja spesifik pada reseptor sel target. Reseptor FSH berada di membran sel granulosa folikel. FSH bekerja menginduksi mitosis sel granulosa, mengaktivasi aktivitas aromatase, menginduksi pembentukan resesptor LH dan menstimulasi produksi inhibin.. Sedangkan reseptor LH ditemukan di sel teka folikel tersier dan sel granulosa mural folikel de Graaf. LH bekerja mengaktivasi steroidogenesis melalui aktivasi enzim pemutus rantai samping (P540scc) yang mengkonversi kolesterol menjadi pregnenolon. Selanjutnya pregnenolon dikonversi menjadi androgen di sel teka.19,22 Androgen ini mengalami difusi ke sel granulosa dan dikonversi menjadi estrogen, terutama estradiol. Peningkatan estradiol terjadi jika sensitivitas reseptor estradiol di hipofisis meningkat. Sebaliknya, jumlah estradiol yang meningkat pada akhir siklus ovarium akan menimbulkan efek umpan balik negatif pada sekresi GnRH, FSH dan LH. Hormon inhibin yang juga disekresi oleh sel granulosa turut menimbulkan umpan balik negatif pada sekresi FSH di hipofisis.17,23,24
Gambar 2. Aksis HPG17
Hormon intra-ovarium yang terlibat dalam perkembangan folikel diantaranya estradiol dan beberapa keluarga hormon TGF-β. Kerja estradiol yang penting adalah mencegah terjadinya atresia. Estradiol juga bekerja menginduksi mitosis di sel granulosa. Keluarga TGF-β yaitu TGF- β, inhibin, aktivin, bone morphogenetic protein (BMP) dan growth differentiation factor (GDF) diketahui turut mempengaruhi folikulogenesis.17,25
2.2 Medan Elektromagnetik
Kelistrikan menghasilkan medan listrik dan medan magnetik. Kedua medan ini sering berkombinasi dan dikenal sebagai medan elektromagnetik. Medan listrik dapat timbul ketika ada penghantar listrik (misalnya kawat tembaga) yang terhubung dengan sumber listrik, meskipun tidak ada aliran listrik (perangkat listrik dimatikan). Sedangkan medan magnet terbentuk hanya ketika ada aliran listrik yang sedang mengalir.
Medan listrik menghasilkan transmisi elektrik bertegangan tinggi yang mempunyai sedikit kemampuan untuk menembus bangunan bahkan kulit sekalipun. Listrik mudah diisolasi oleh objek- objek seperti pohon dan dinding. Hal ini berkorelasi dengan studi- studi terkait yaitu tidak terdapat hubungan antara pajanan medan listrik dengan masalah kesehatan manusia.5,7,8
Medan magnet terbentuk ketika terdapat arus listrik yang mengalir, yaitu karena adanya pergerakan elektron di sekitar konduktor. Kemagnetan suatu medan magnet berbanding lurus dengan laju aliran listrik, namun tidak dengan tegangan. Semakin besar aliran listrik maka semakin besar pula medan magnet yang dihasilkan. Medan magnet menjadi lebih lemah ketika jaraknya lebih jauh dari sumber listrik. Akan tetapi medan magnet ini dapat melewati material non metal dan lebih sulit untuk diisolasi.6,8
Medan magnetik disampaikan dalam satuan Gauss (G) atau Tesla (T). Satu Tesla setara dengan 10.000 Gauss. Satu mikrotesla (µT) setara dengan 10-6 Tesla atau 10 mG.7,8
Medan elektromagnetik merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik yang terdiri dari sinar kosmik, sinar gamma, sinar matahari dan gelombang radio. Spektrum gelombang elektromagnetik diberi nama berdasarkan perbedaan jenis radiasinya, yaitu mulai dari radiasi yang paling rendah hingga yang paling tinggi. Radiasi adalah energi yang berjalan dan tersebar dari sumbernya Diketahui hanya radiasi elektromagnetik frekuensi tinggi, seperti sinar gamma saja yang dapat merusak DNA dan menginduksi kanker. Sedangkan energi yang dibawa oleh quantum pada medan elektromagnetik berfrekuensi rendah tidak mampu menghancurkan ikatan antar molekul, sehingga dikenal sebagai non-ionizing radiation.5,7,8
Medan elektromagnetik yang dihasilkan dari perangkat listrik yang biasa digunakan sehari- hari merupakan contoh dari medan extremely low frequency (ELF). Medan ELF secara umum memiliki frekuensi hingga 300 Hz. Teknologi lain yang menghasilkan medan elektromagnetik dengan frekuensi mulai 300 Hz hingga 10 MHz merupakan EMF- intermediate frequency, sedangkan yang menghasilkan frekuensi 10 MHz hingga 300 GHz disebut EMF- radiofrequency.7,8
Gambar 3. Spektrum Medan Elektromagnetik8
2.3 Pengaruh Pemajanan Medan Elektromagnetik terhadap Reproduksi Mencit
Walaupun interaksi medan magnet dengan sistem biologis sudah banyak diivestigasi, namun belum diketahui mekanisme biofisika yang dapat menjelaskan efek biologi medan magnet frekuensi rendah. Mekanisme yang diduga berperan antara lain efek energi langsung pada material biomagnet, efek radikal bebas, resonansi ion siklotron, resonansi stokastik, dan lain- lain.
Beberapa penelitian mengenai efek medan elektrik reproduksi dan perkembangan mamalia juga dilakukan. Pada penelitian in vitro perkembangan folikel mamalia, oleh Sandra Ceconi dkk, ditemukan adanya efek pemajanan elektromagnetik ELF 33 Hz pada folikel pre antral, yaitu terhentinya perkembangan antrum folikel dan berkurangnya proliferasi sel granulosa dan 17β-oestradiol Kemungkinan hal ini terjadi karena medan elektromagnetik ELF mempengaruhi sel somatik folikel mencit.9
Penelitian oleh Mohd Ali al Akhras dkk menunjukkan adanya penurunan yang signifikan dari hormon gonadotropin (FSH dan LH) setelah pemajanan medan magnet 50Hz, 25 µT pada tikus Sprague Dawley selama enam minggu.9 Pada penelitian yang sama juga ditemukan adanya penurunan kadar estrogen setelah 12 minggu pemajanan. Turunnya kadar
hormon ini diperkirakan berkaitan dengan terganggunya sistem hriypothalamic- pituitary- gonadal. Diduga ELF dapat menginduksi disfungsi kelenjar hipofisis sehingga mempengaruhi sistem neuroendokrin.9
Penelitian serupa oleh Leila Roushangar dkk juga menunjukkan perubahan degeneratif pada folikel ovarium mencit yang dipajan oleh medan elektromagnetik ELF 50 Hz. Pajanan EMF menyebabkan terjadinya degenerasi oosit pada ovarium mencit melalui mekanisme apoptosis dan sitotoksisitas.13
3. Metode
Penelitian ini menggunakan medote eksperimental in vivo untuk mengetahui pengaruh pemajanan medan elektromagnetik berbagai tegangan terhadap jumlah dan morfologi folikel de Graaf mencit. Penelitian ini berlangsung sejak Januari 2012 hingga November 2012.
Penelitian ini menggunakan mencit strain Swiss Webster sebagai hewan percobaan.Mula-mula 12 pasang mencit parental dibagi menjadi empat kelompok, yaitu kelompok kontrol, kelompok pajanan 3 kV kuat medan magnet 5,5 µT, kelompok pajanan 4 kV kuat medan magnet 5,4 µT, dan kelompok pajanan 5 kV kuat medan magnet 5,3 µT. Mencit jantan dan betina sama- sama dipelihara di dalam kandang yang ditutup dengan kawat kasa. Kandang diapit dengan lempeng aluminium yang berfungsi sebagai elektroda. Lempeng aluminium yang diletakkan di bawah kandang berfungsi sebagai elektroda negatif. Sedangkan lempeng aluminium yang diletakkan di atas kawat kasa berfungsi sebagai elektroda positif. Jarak antara lempeng elektroda positif dan negatif adalah 10 cm. Kemudian kedua elektroda dihubungkan dengan pembangkit listrik tegangan tinggi. Pembangkit listrik tegangan tinggi ini dihubungkan dengan regulator yang dapat diatur tegangannya, yaitu mulai kapasitas 1- 10 kV. Pada penelitian ini mencit dipajan dengan ELF- EMF tegangan 3 kV/10cm 5,5 µT, 4 kV/10cm 5,4 µT, 5 kV/10cm 5,3 µT secara bergantian, dari generasi F1 hingga F3, masing- masing untuk tiap tegangan pemajanan. Selama proses pemajanan, pengukuran medan magnet dilakukan pada ruang di antara lempeng elektroda positif dan negatif menggunkan perlatan Gaussmeter.
Mencit dibiarkan hidup hingga menghasilkan keturunan di dalam kandang sambil dipajan dengan medan elektromagnetik dengan dosis sesuai kelompok perlakuan. Dari mencit parental akan menghasilkan generasi F1. Generasi F1 dikawinkan secara acak untuk menghasilkan generasi F2. Demikian seterusnya hingga memperoleh generasi F3. Pada akhirnya didapatkan mencit-mencit generasi F1, F2, dan F3 yang telah mendapatkan
pemajanan sejak stadium embrio, lahir hingga dewasa (2,5 bulan) untuk dievaluasi ovariumnya.
Mencit yang digunakan adalah mencit yang sehat hingga usia 2,5 bulan dan tidak menunjukkan kelainan kongenital. Dari hitungan rumus federer, didapatkan jumlah sampel yang akan diamati sebanyak 60 sampel, dengan pengulangan masing-masing kelompok perlakuan sebanyak 5 ekor mencit.
Untuk memperoleh ovarium mencit, dilakukan pembedahan mencit. Sebelum dibedah, mencit dietanasi dengan kapas yang dibasahi eter terlebih dahulu. Untuk dapat diperiksa di bawah mikroskop, ovarium dibekukan di dalam paraffin, lalu dipotong dan diwarnai.
Untuk membuat sediaan paraffin, ovarium mencit segera difiksasi dengan larutan BNF selama 24 jam. Selanjtunya dicuci dengan alkohol, masing-masing selama satu jam yaitu 70%, 80%, 90%, 100% (1), 100% (2), xylol 1, xylol 2, dilanjutkan xylol : parafin = 1 : 1 selama 30 menit. Ovarium kemudian dimasukkan (infiltrasi) ke dalam parafin 1, parafin 2 dan parafin 3 di dalam oven masing- masing selama 1 jam. Selanjutnya balok parafin dibloking hingga membeku. Jika balok parafin sudah beku, direkatkan kuat- kuat pada holder berupa batang kayu. Terakhir balok parafin direndam dalam xylol 1 dan xylol 2 masing- masing selama 20 menit.
Balok parafin yang sudah beku dipotong menggunakan mikrotom. Hasil potongan diletakkan di atas gelas objek. Preparat direndam dalam larutan xylol 1 dan xylol 2, masing-masing selama 20 menit. Kemudian preparat dicelup ke dalam alkohol 100%, 95%, 80%, 70%, 50% dan 30 % dalam beberapa menit. Preparat diwarnai dengan Hematoxilin Eosin selama 5 detik, lalu dicuci dengan air ledeng selama 10 menit dan air akua selama 1 menit. Kemudian dicelup lagi ke dalam alkohol bertingkat, 30%, 50% dan 70%. Lalu diwarnai dengan eosin selama 1 menit. Celup lagi preparat ke dalam alkohol 70%, 80% dan 96% masing- masing selama 1 menit. Terakhir dicelup ke dalam larutan xylol 1 dan xylol 2 masing- masing selama 1 menit. Tutup sediaan dengan perekat entelan dan beri label.
Preparat potongan ovarium diamati di bawah mikrosop cahaya dengan perbesaran 10x dan 40x. Hitung dan bandingkan jumlah folikel de Graaf dan folikel atresia de Graaf dari masing-masing kelompok perlakuan.
Data yang diperoleh berupa tabel jumlah folikel de Graaf dan jumlah folikel atresia stadium de Graaf dari preparat setiap perlakuan. Data diolah dengan program SPSS 20.0 for Windows. Data jumlah folikel de Graaf dan jumlah folikel atresia stadium de Graaf kemudian diuji normalitas dan distribusinya dengan menggunakan Kolmogorov- Smirnov, sedangkan untuk uji hipotesis digunakan uji Kruskall-Wallis.
3. Hasil
Penelitian in vivo ini menggunakan 60 sampel ovarium mencit strain Swiss Webster dengan pengulangan masing- masing kelompok sebanyak 5 ekor mencit. Pengamatan pada penelitian ini ada dua jenis, yaitu 1) membandingkan jumlah folikel de Graaf ovarium mencit pada setiap perlakuan pemajanan gelombang elektromagnetik (kontrol, 3kV, 4kV, dan 5kV) serta melihat efek akumulasinya pada generasi seterusnya; 2) membandingkan morfologi folikel pada setiap perlakuan pemajanan gelombang elektromagnetik (kontrol, 3kV, 4kV, dan 5kV) serta melihat efek akumulasinya pada generasi seterusnya.
(a) (b)
Gambar 4. Hasil Pengamatan Ovarium. (a) Folikel de Graaf, (b) Folikel Atresia de Graaf dengan Fragmentasi Sel
Gambar 5 dan 6 membandingkan jumlah folikel de Graaf dan folikel de Graaf atresia pada pemajanan berbagai tegangan dalam setiap generasi dengsn tujuan untuk melihat apakah ada hubungannya besar tegangan dan medan magnet dengan jumlah folikel de Graaf dan folikel de Graaf atresia.
Gambar 7 dan 8 membandingkan jumlah folikel de Graaf dan folikel atresia de Graaf antar generasi pada kelompok kontrol, kelompok perlakuan 3 kV, kelompok perlakuan 4 kV, dan kelompok perlakuan 5 kV. Hal ini bertujuan untuk melihat ada tidaknya efek kumulatif pemajanan medan elektromagnet pada generasi berikutnya.
Untuk membuktikan apakah data- data yang diuraikan dalam gambar 5-8 memiliki kemaknaan secara statistik, maka dilakukan uji hipotesis pada data jumlah folikel de Graaf dan jumlah folikel atresia de Graaf dengan uji Kruskall- Wallis.
Gambar 5. Diagram Perbandingan Rerata Folikel de Graaf Antara Kelompok Kontrol, 3 kV, 4 kV, dan 5 kV pada Tiap Generasi
Gambar 6. Diagram Perbandingan Rerata Folikel Atresia de Graaf Antara Kelompok Kontrol, 3 kV, 4 kV, dan 5 kV pada Tiap Generasi
Gambar 7. Diagram Perbandingan Rerata Folikel de Graaf Antara Generasi 1, 2, dan 3 pada Kelompok Kontrol, 3 kV, 4 kV, dan 5 kV
p=0,480
p=0,336
Gambar 8. Diagram Perbandingan Rerata Folikel Atresia de Graaf Antara Generasi 1, 2, dan 3 pada Kelompok Kontrol, 3 kV, 4 kV, dan 5kV
4. Pembahasan
4.1 Perbandingan Jumlah Folikel de Graf pada Pemajanan Medan Elektromagnetik dengan Berbagai Tegangan Antar Generasi
Tujuan penelitian ini adalah melihat efek pemajanan medan elektromagnetik- extremely low frequency pada jumlah folikel de Graaf mencit betina strain Swiss Webster. Penelitian ini membandingkan efek pajanan pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan pada tiap generasi. Perbandingan antar generasi dilakukan untuk melihat apakah ada efek akumulasi pajanan ELF-EMF yang diturunkan pada generasi berikutnya. Dari hasil analisis menggunakan uji statistik Kruskall- Wallis, tidak dijumpai perbedaan bermakna jumlah folikel de Graaf pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan baik dalam satu generasi ataupun jika dibandingkan dengan generasi lainnya (p=0,480).
Dari gambar 5, melalui pengamatan jumlah folikel de Graaf juga tidak terlihat perbedaan signifikan antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan pada generasi pertama dan ketiga. Perbedaan dijumpai pada generasi kedua dimana jumlah folikel de Graaf pada kelompok perlakuan 4 kV lebih banyak dibanding dengan kelompok perlakuan 3 kV. Hal ini sesuai dengan teori dimana tegangan lebih kecil menghasilkan medan magnet yang lebih besar, sehingga efek medan magnet lebih terlihat pada kelompok perlakuan 3 kV.26 Namun jika dibandingkan dengan kontrol hal ini bertolak belakang, dimana jumlah folikel kelompok kontrol lebih sedikit dibanding kelompok perlakuan 4 kV, padahal radiasi medan magnet yang didapat sedikit atau tidak ada sama sekali.
Berdasarkan penelitian oleh Mohd Ali Al Akhras dkk mengenai pemajanan jangka panjang ELF-EMF menunjukkan bahwa tidak terdapat perubahan yang signifikan pada fertilitas dan frekuensi kehamilan pada kelompok mencit betina yang dipajan EMF 50Hz selama 90 hari dibandingkan dengan kelompok kontrol.2 Namun pada penelitian ini ditemukan adanya peningkatan berat ovarium pada mencit yang dipajan dibanding dengan mencit kontrol2. Peningkatan berat ovarium ini mungkin terjadi karena hiperplasia atau hipertrofi ovarium.
Penelitian lain oleh Mohd Ali Al Ahkras dkk mengamati kadar hormon FSH dan LH. Terdapat penurunan kadar FSH dan LH yang signifikan pada tikus yang dipajan medan elektromagnet 50 Hz 25µT. FSH dan LH berperan pada perkembangan dan maturasi folikel ovarium.2 Penelitian lain yang sejalan dengan penelitian Mohd Ali Al Akhras yaitu penelitian oleh Baharara dkk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada mencit betina yang dipajan medan elektromagnetik 50 Hz, 15 G selama 4 hari (6 jam/hari) ditemukan adanya penurunan kadar FSH dan LH serta penurunan 50% minat kopulasi dibandingkan dengan kelompok kontrol. Jika dibandingkan dengan penelitian – penelitian yang baru saja dijabarkan, terdapat perbedaan besar medan magnet dan variabel yang diamati (5,3-5,5 µT).27 Kadar FSH yang rendah mengganggu perkembangan folikel pre antral menjadi folikel antral sehingga jumlah folikel de Graaf dapat dijumpai lebih sedikit.1,14 Oleh karena itu, folikel de Graaf di kelompok perlakuan seharusnya cenderung lebih sedikit dibanding dengan kelompok kontrol. Hal ini tidak bersesuaian dengan hasil penelitian yang diperoleh.
Selanjutnya peneliti membandingkan jumlah folikel de Graaf pada kelompok kontrol dan kelompok antar generasi. Meskipun tidak bermakna secara statistik, hasil pengamatan yang dituangkan dalam gambar 7 menunjukkan jumlah folikel de Graaf mencit generasi ketiga (F3) lebih sedikit dibanding mencit generasi kedua (F2) pada kelompok perlakuan 3 kV dan 5 kV. Selain itu grafik juga menunjukkan jumlah folikel de Graaf mencit generasi ketiga (F3) lebih sedikit dibanding mencit pada generasi pertama (F1). Hasil ini menunjukkan kecenderungan penurunan jumlah folikel de Graaf dari generasi pertama hingga ketiga meskipun tidak terbukti dengan uji statistik.
4.2 Perbandingan Folikel Atresia pada Pemajanan Medan Elektromagnetik dengan Berbagai Tegangan Antar Generasi
Peneliti juga mengamati apakah ada perubahan morfologi folikel de Graaf yang terkait pemajanan medan elektromagnetik pada beberapat tegangan (0 kV, 3 kV, 4 kV, dan 5 kV). Selain itu juga dilihat efek kumulatif pemajanan pada generasi- generasi berikutnya.
Perubahan morfologi yang diamati pada penelitian ini adalah jumlah folikel atresia pada stadium de Graaf. Dari hasil analisis menggunakan uji statistik Kruskall- Wallis, tidak dijumpai perbedaan bermakna jumlah folikel atresia de Graaf pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan baik dalam satu generasi ataupun jika dibandingkan dengan generasi lainnya (p=0,336). Dari gambar 6 yaitu pengamatan jumlah folikel atresia de graaf pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan, dijumpai peningkatan jumlah folikel atresia pada kelompok perlakuan 5 kV di generasi kedua (F2) dan generasi ketiga (F3).
Penelitian oleh Aksen dkk melihat efek pemajanan jangka panjang (100 hari) medan elektromagnetik 50 Hz 1 mT pada uterus dan ovarium tikus betina.28 Studi menunjukkan adanya perubahan di tingkat selular yaitu perubahan ultrastruktur pada epitel germinal dan tunika albuginea ovarium, iregularitas pada nukelus dan nukleolus, meningkatnya vakuol lemak pada sitoplasma sel ovarium pada tikus kelompok perlakuan.9,29
Penelitian serupa Leila Roushangar dkk juga menunjukkan perubahan degeneratif pada folikel ovarium mencit yang dipajan oleh medan elektromagnetik ELF 50 Hz. Perubahan yang terjadi pada ovarium kelompok terpajan diantaranya oosit yang irreguler, apoptosis sel granulosa yang terdiri dari vakuola fagositik dan mitokondria yang ruptur, peningkatan jumlah makrofag dan beberapa droplet lemak pada sel teka. Selain itu, kejadian apoptosis ditemukan 10% pada folikel kontrol dan 70% pada folikel terpajan. Berdasarkan penelitian tersebut, apoptosis oosit dan sel granulosa diduga menginisiasi terjadinya folikel atresia pada ovarium.21
Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian oleh Aksen dan Leila R dimana terjadi peningkatan jumlah folikel atresia pada mencit kelompok perlakuan. Hal ini dapat disebabkan oleh kejadian apoptosis oosit dan sel granulosa yang menginisiasi terjadinya folikel atresia atau turunnya kadar hormon yang berperan dalam folikulogenesis.21,28
Penelitian ini juga menggali apakah ada efek akumulasi pemajanan medan elektromagnet pada jumlah folikel atresia ovarium mencit betina strain Swiss Webster. Dasi hasil analisis dengan uji statistik tidak dijumpai perbedaan bermakna antara jumlah folikel atresia mencit kelompok kontrol dan kelompok perlakuan jika dibandingkan antar generasi (p=0,336). Gambar 8 menunjukkan adanya peningkatan jumlah folikel atresia de Graaf pada generasi ketiga (F3) dibanding F2 dan F1 pada, kelompok perlakuan 3 kV , dan perlakuan 4 kV. Grafik yang sama juga menunjukkan peningkatan jumlah folikel atresia pada generasi kedua (F2) dibanding F1 pada kelompok perlakuan 5 kV.
Penelitian yang melihat efek akumulasi generasi (studi generasi multipel) pemajanan medan elektromagnetik adalah penelitian oleh Sommer dkk. Sommer dkk memberi pajanan
medan elektromagnet- radiofrekuensi 1966 MHz pda mencit betina dan mencit jantan jangka panjang (sepanjang hidup, 24 jam/hari).30 Penelitian ini mengamati efek pajanan pada multigenerasi (sampai generasi keempat). Hasilnya tidak ditemukan efek jangka panjang yang membahayakan pada fertilitas dan perkembangan mencit sampai beberapa generasi.
5. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan, didapat dua kesimpulan. Petama, pemajanan ELF-EMF dengan tegangan 3 kV kuat medan magnet 5,5 µT, 4 kV kuat medan magnet 5,4 µT, 5 kV kuat medan magnet 5,3 µT, dan tegangan 0 kV (kontrol) tidak memberikan perbedaan yang bermakna terhadap jumlah dan morfologi folikel de Graaf mencit strain Swiss Webster. Kedua, tidak terdapat efek akumulasi pada pemajanan ELF-EMF dengan tegangan 3 kV kuat medan magnet 5,5 µT, 4 kV kuat medan magnet 5,4 µT, dan 5 kV kuat medan magnet 5,3 µT untuk tiap generasi jika dinilai pada generasi 1, generasi 2, dan generasi 3.
6. Saran
Untuk mengkonfirmasi dan mengembangkan hasil penelitian ini, masih perlu dilakukan penelitian lanjutan, yaitu penelitian serupa dengan menggunakan besar kekuatan medan magnet yang lebih tinggi untuk melihat potensi bahaya medan elektromagnetik yang tidak terbukti pada penelitian ini. Selain itu, dapat dilakukan pengambilan data kadar hormonal yang berpengaruh terhadap folikulogenesis, seperti FSH, LH, estrogen, dan progesteron untuk mengonfirmasi hasil pengamatan jumlah folikel. Untuk melihat folikel yang paling berpengaruh terhadap pemajanan ELF-EMF, dilakukan perbandingan antara jumlah dan morfologi seluruh folikel ovarium, yaitu folikel primer, folikel sekunder, folikel tersier, dan folikel de Graff.
Daftar Pustaka
1. Al-Akhras MA. Influence of 50 Hz magnetic fields on sex hormones and body, uterine, and ovarian weights of adult female rats. Electromagnetic Biology and Medicine. 2008;27:155-63
2. Elbetiha A, Ahkras MAA, Darmani H. Long- term exposure of male and female mice to 50 Hz magnetic field: effects on fertility. 2002:23:168-72
3. Pourlis AF. Reproductive and developmental effects of EMF in vertebrate animal models. Pathophysiology. 2009;15:179-89
4. Panagopoulos DJ, Karabarbounis A, Lioliosis C. ELF alternating magnetic field decreases reproduction by dna damage induction. Celliochem Biophys. 2013
5. Barnes FS, Greenbaum B. Bioengineering and biophysical aspect of electromagnetic fields: handbook of biological effects of electromagnetic fields. 3rd ed. Boca Raton: Taylor & Francis Group;2007. p. 210-2
6. Tukimin R, Mahadi WNL, Ali MYM, Thari MNM. Extremely low frequency electromagnetic field (ELF EMF) survey of residential areas around transmission lines. Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics Proceedings. Malaysia, 2007 7. WHO. Extremely low frequency fields. Environmental Health Criteria 238. Updated
2007; Cited 2013 May 15. Available from:
http://www.who.int/peh-emf/publications/Complet_DEC_2007.pdf
8. Public Service Comissioins of Wisconsin. Electric and Magnetic Field. Updated 2006; Cited 2013 May 15. Available from http://psc.wi.gov/thelibrary/publications/electric/
electric12.pdf
9. EMF-NET. Effects of exposure to electromagnetic fields: from science to public health and safer and workplace. Six FrameWork Programme. 2007
10. Rajaei F, Borhani N, Ziarani FS, Mashayekhi F. Effects of extremely low-frequency electromagnetic field on fertility and heights of epithelial cells in pre-implantation stage endometrium and fallopian tube in mice. Zhong Xi Yi Jie Xue Bao.2010;8(1):56-60 11. The Consumer and Clinical Radiation Protection Bureau. Electric and magnetic fields at
extremely low frequencies. J Health Canada. 2010. p. 1 – 2
12. Ceconi S, Gualtieri G, Bartolomoe AD, Troaini G, Cifone MG, Canipari R. Evaluation of the effects of extremely low frequency electromagnetic fields on mammalian follicle development. Human Reproduction. 2000;15(11)::2319-25
13. Roushangar L, Rad JS. Ultrastructural alteration and occurence of apoptosis in developing follicles exposed to low frequency electromagnetic field in rat ovary. Pakistan Journal of Biological Science. 2007;10(24): 4413–9
14. Singh P, Krishna A. Effects of GnRH agonist treatment on steroidogenesis and folliculogenesis in the ovary of cyclic mice. Journal of Ovarian Research. 2010;3(26):1-13
15. Septiana V. Pengaruh Pemajanan Medan Elektromagnet Extremely Low Frequency secara Kontinu terhadap Jumlah Folikel Ovarium Mencit (Mus Musculus L) strain Swiss – Webster. Jakarta : FKUI. 2009
16. Rough R. The mouse: its reproduction and development. Minneapolis: Burgess Publishing Company; 1968. p. 7-30
17. Van Capellen WA. Ovarian follicle dynamics in the rat: regulation and flexibility. Reproductive Physiology. 2002. p.7-23
18. Barnett KR, Schilling C, Greenfeld, Tomic D, Flaws JA. Ovarian follicle development and transgenic mouse models. Human Reproduction Updates. 2006:12(5);537-55
19. Anselmo CWSF, Pereira PB, Catanho MTJA, Medeiros MC. Effect of the electromagnetic field, 60 Hz, 3 µT, on the hormonal and metabolic regulation of undernourished pregnant rats. Braz J Biol.2009;69(2):387-404
20. West-Farrel ER, Min X, Gronberg MA, Yee HC, Woodruff TK, Shea LD. The mouse follicle microenvironment regulates antrum formation and steroid production: alterations in gene expression profiles. 2009;80:432-9
21. Roshangar L, Soleimanirad J. Electron microscopic study of folliculogenesis after exposure to electromagnetic field. J Reprod Infertil. 2004;5(4):299-307
22. Hill, M.A. Mouse estrous cycle. Updated 2010; Cited 2013 May Available from
http://php.med.unsw.edu.au/embryology/index.php?title=Mouse_Estrous_Cycle
23. Singh P, Krishna A. Effects of GnRH agonist treatment on steroidogenesis and folliculogenesis in the ovary of cyclic mice. Journal of Ovarian Research. 2010;3(26):1-13
24. Findlay JK, Kerr JB, Britt K, Liew SH, Simpson ER, Rosairo D, Drummond A. Ovarian physiology: follicle development, oocyte, and hormone relationships. Anim Reprod. 2009;6(1):16-9
25. Findlay JK, Kerr JB, Britt K, Liew SH, Simpson ER, Rosairo D, Drummond A. Ovarian physiology: follicle development, oocyte, and hormone relationships. Anim Reprod. 2009;6(1):16-9
26. Feychting M, Ahlbom A, Kheifets L. EMF and health. Annu Rev Public Health. 2006;26:165-89
27. Baharara J, Parivar K, Oryan S, Ashraf A. Effects of low frequency electromagnetic fields on gonads and fertility of female Balb/c mouse. Arak University of Medical Sciences Journal. 2006;9(2):1-11
28. Aksen F, Akdaq MZ, Ketani A, Yokus B, Kaya A, Dasdaq S. Effects of 50 Hz 1 mT magnetic fiels on the uterus and ovaries of rats (electron microscopy evaluation). Med Sci Monit. 2006;12(6):215- 20
29. Chao YN, Zhang Y. Effects of exposure to extremely low frequency electromagnetic fields on reproduction of female mice and development of offsprings. Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Yw Bing Za Zhi. 2006;24(8):468-70
30. Sommer AM, Grote K, Reindhardt T, stretckert J, Hansen V, Lerchl A. Effectos of rafiofrequency electromagnetic fields (UMTS) on reproduction and development of mice: a multigeneration study. Radiat Res. 2009;171(1):85-95
