DAMPAK TOKSISITAS NIKEL TERHADAP KONDISI HEMATOLOGI IKAN BANDENG Chanos chanos Forsskal, STUDI LANJUT RESPON FISIOLOGI
Kadir Sabilu1)
1) Program Studi Budidaya Perairan FPIK Universitas Haluoleo, Kendari 93231 ABSTRAK
Nikel merupakan logam berat yang toksik dan dapat mempengaruhi sel darah, histopatologi insang, dan mengubah kromosom sel. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh tingkat sub-kronis logam tersebut seperti kondisi hematologis dan rasio neutrofil-limfosit pada ikan bandeng. Penelitian ini dilakukan dalam tiga langkah: menemukan uji jarak, uji akut, dan uji tingkat sub-kronis. Uji akut dilakukan pada 5 tingkat konsentrasi (0.00 ppm; 8,89 ppm; 15,81 ppm; 28,12 ppm dan 50,01 ppm). Uji sub-kronis juga dilakukan dalam 5 tingkat konsentrasi (0.00 ppm; 0,12 ppm; 0,59 ppm; 1,19 ppm dan 3,56 ppm) dengan 3 ulangan. Analisis konsentrasi nikel menggunakan Spektroskopi Serapan Atom. Semakin lama ikan bandeng terpapar nikel, semakin tinggi konsentrasi nikel yang ditemukan. Hal ini menyebabkan penurunan hematokrit, hemoglobin dan eritrosit. Namun, leukosit meningkat.
Kata Kunci: toksisitas, nikel, Chanos chanos, hematologi, hematokrit, hemoglobin, eritrosit,
leukosit
ABSTRACT
A heavy metal, nickel has potential to cause toxic and affect blood cell, gill histopathological changes, and alter the cell chromosome. The aims of this experiment was to analyze its sub-chronic level effect such as haematological condition and neutrofil-limfosit ratio. This research was conducted in three steps : finding range test, acute test, and sub-chronic level test. Acute test was conducted in 5 concentration levels (0.00 ppm; 8.89 ppm; 15.81 ppm; 28.12 ppm and 50.01 ppm). Sub-chronic test was also conducted in 5 concentration levels (0.00 ppm; 0.12 ppm; 0.59 ppm; 1.19 ppm and 3.56 ppm) with 3 replications. Nickel concentration analysis was used Atomic Absorbption Spectroscopy (AAS). The longer exposure time the higher nickel concentration, it decrease hematocrit, haemoglobin and erythtrocyte. However, leukocyite increase.
Keywords: Toxicity, nickel, Chanos chanos, hematology, hematocrit, haemoglobin, erythrocyte,
leukocyte
Diterima : 16 Juli 2010
1. Pendahuluan
Nikel merupakan salah satu jenis logam berat dan memiliki sifat toksik. Pada konsentrasi toksik, nikel dapat meracuni darah, menganggu sistem pernapasan, merusak jaringan, selaput lendir, dan mengubah sistem sel dan kromosom. Oleh karena itu sejak tahun 2006, masyarakat Uni Eropa telah mengusulkan ke WTO untuk menetapkan nikel sebagai dangerous subtances. Sementara itu, berkaitan dengan sifat toksik yang dimiliki oleh logam berat nikel, pemerintah Indonesia melalui Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 03 Tahun 2010 [1] telah menetapkan baku mutu konsentrasi nikel di perairan pada kawasan industri pertambangan nikel adalah 0,5 ppm.
Di lingkungan perairan, toksisitas oleh logam berat nikel dimungkinkan dengan kurangnya jaminan penggunaan instalasi pengolahan air limbah yang sesuai dengan standar keselamatan lingkungan, terdapat sisa-sisa nikel di daerah pertambangan yang terbawa air hujan pada muara aliran sungai dan timbunan tanah mengandung biji nikel dan limbah tailing yang ditimbun di sekitar pesisir pantai. Dampak yang dapat dilihat langsung adalah peningkatan kekeruhan pada perairan pesisir di lokasi pertambangan nikel [2]. Perairan pesisir dengan potensi kandungan logam berat nikel pada akhirnya masuk ke petakan tambak ikan bandeng bersamaan dengan pasang air laut atau melalui pemompaan.
Pada ikan, toksisitas nikel dapat mengakibatkan penurunan tingkat kesehatannya. Penyimpangan fisiologis ikan akan menyebabkan komponen-komponen darah juga mengalami perubahan. Perubahan gambaran darah dan kimia darah, baik secara kualitatif maupun kuantitatif, dapat menentukan kondisi kesehatannya sebagaimana fungsi vital darah di dalam tubuh antara lain sebagai pengangkut zat-zat kimia seperti hormon, pengangkut zat buangan hasil metabolisme tubuh, dan pengangkut oksigen dan karbondioksida. Untuk melakukan aktifitas, sel, jaringan maupun organ membutuhkan nutrisi dan oksigen. Bahan-bahan ini dapat disuplai hanya bila peredaran darah berjalan normal. Karenanya, kondisi hematologi dapat dijadikan sebagai indikator untuk mendeteksi dan menentukan tingkat kesehatan ikan.
Kematian ikan akibat logam berat terjadi karena bereaksinya kation logam berat dengan oksigen dan fraksi tertentu dari lendir dan menganggu proses biokimia dalam
darah. Pengambilan awal logam berat nikel oleh ikan dapat melalui empat proses utama yakni melalui alat pernapasan, permukaan tubuh, mekanisme osmoregulasi dan melalui sistem pencernaan [3].
Uji toksisitas logam berat nikel terhadap organisme perairan telah banyak dilakukan oleh peneliti di beberapa negara seperti USA, Kanada, Belgia dan Nigeria. Namun demikian, penelitian tentang toksisitas nikel terhadap perubahan biokimia dalam darah masih kurang atau belum pernah dilakukan. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh toksisitas nikel terhadap kondisi hematologi juvenil ikan bandeng (Chanos chanos Forsskal).
2. Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan atas dua tahap, yaitu uji akut dan uji sub-kronik. Uji akut bertujuan untuk menentukan LC50. Uji Sub-kronik bertujuan untuk mengetahui pengaruh
toksisitas nikel terhadap kondisi hematologi ikan bandeng. Prosedur percobaan dimulai dengan mencemari air dalam akuarium sesuai konsentrasi perlakuan dan diaerasi selama 1 hari sehingga dapat tercampur dengan baik. Desain penelitian ini merupakan model eksperimen laboratorium mengikuti Rancangan Acak Lengkap (RAL). Wadah yang digunakan dalam percobaan berupa akuarium berukuran 20 x 20 x 30 cm sebanyak 15 unit, yang diisi air laut dengan salinitas 15 ‰ sebanyak 10 liter. Sesuai dengan hasil penelitian tahap I, diperoleh nilai LC50-96 jam nikel terhadap ikan bandeng yaitu 11,88 ppm.
Penelitian tahap II (Uji Sub-Kronik kondisi hematologi) dilakukan dengan 5 perlakuan dan 3 ulangan yaitu : perlakuan A (tanpa nikel) sebagai kontrol, perlakuan B (1% LC50-96
jam), perlakuan C (5% dari LC50-96 jam), Perlakuan D (10% dari LC50-96 jam) dan
perlakuan E (30% dari LC50-96 jam). Penelitian dilakukan selama 32 hari, dengan
menggunakan ikan uji sebanyak 225 ekor dengan masing-masing unit sebanyak 15 ekor. Analisis kadar nikel pada media percobaan menggunakan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS).
Parameter hematologi yang diukur meliputi kadar hematokrit (Hct), kadar hemoglobin (Hb), jumlah sel darah merah (SDM), jumlah sel darah putih (SDP) dan rasio netrofil-limfosit. Pengukuran dilakukan sebanyak 4 kali yaitu hari ke-0, 10, 20 dan hari ke 30.
Prosedur pengamatan dan penghitungan berdasarkan Blaxhall and Daisley [4]. Perhitungan rasio netrofil-limfosit, sediaan apus darah diamati pada mikroskop dengan pembesaran 1000x dan dilakukan perhitungan masing-masing jenis leukosit hingga mencapai 100 sel leukosit.
Parameter kualitas air yang diukur meliputi : suhu, salinitas, amonia dan oksigen terlarut. Pengukuran kualitas air dilakukan setiap minggu.
3. Hasil dan Pembahasan
Parameter hematologi yang diukur meliputi kadar hematokrit, hemoglobin, jumlah eritrosit, jumlah leukosit dan rasio netrofil-limfosit dengan konsentrasi nikel 0,00 ppm, 0,12 ppm, 0,59 ppm, 1,19 ppm dan 3,56 ppm dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Rata-rata hematokrit, hemoglobin, eritrosit dan leukosit juvenil ikan bandeng setelah 30 hari pemaparan nikel
Konsentrasi (ppm) Hematokrit (%) Hemoglobin (%) Eritrosit (106 sel/mm3) Leukosit (104 sel/mm3) N : L Rasio A (0,00) 14,09±0,92a 6,33±0,38a 2,47±0,16a 4,97±0,24a 0,35a B (0,12) 8,52±0,76ab 4,80±0,70b 2,41±0,07a 5,52±0,09b 0,37a C (0,59) 7,12±0,31bc 3,73±0,15c 1,32±0,02b 6,03±0,10c 0,41b D (1,19) 6,49±0,08c 3,47±0,31cd 1,12±0,02bc 6,12±0,15c 0,45c E (3,56) 2,68±0,27d 2,60±0,19d 1,07±0,13c 7,70±0,14d 0,53d
*) angka dengan kolom sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Hematokrit
Hematokrit (Hct) merupakan persentase darah yang dibentuk oleh eritrosit. Pengukuran ini merupakan persentase eritrosit dalam darah lengkap setelah spesimen darah disentrifugasi. Hasil pengukuran menunjukkan penurunan kadar hematokrit pada semua perlakuan pemaparan nikel sampai pengukuran hari ke-30, dimana makin tinggi perlakuan konsentrasi nikel yang dipaparkan maka kadar hematokrit ikan uji akan lebih rendah. Berbeda dengan perlakuan kontrol, kadar hematokrit terukur menunjukkan nilai yang relatif stabil (Gambar 1).
*) data pada waktu pemaparan sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Gambar 1. Rata-rata Hematokrit juvenil ikan bandeng selama 30 hari pemaparan nikel
Kadar hematokrit paling rendah ditemukan pada konsentrasi 3,56 ppm, selanjutnya 1,19; 0,59; 0,12 dan 0,00 ppm dengan prosentase secara berturut-turut 2,68; 6,49; 7,12; 8,52 dan14,09%. Hasil analisis statistik menunjukkan kadar hematokrit pada konsentasi nikel 3,56 ppm berbeda nyata (P<0,05) dengan keempat konsentrasi lainnya. Kadar hematokrit ikan uji pada konsentrasi 1,19 ppm berbeda nyata dengan konsentrasi 3,56 ppm; 0,12 ppm dan 0,00 ppm, tetapi tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 0,59 ppm. Kadar hematokrit ikan uji pada konsentrasi 0,12 ppm berbeda nyata dengan konsentrasi 1,19 ppm dan 3,56 ppm dan tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 0,00 ppm dan 0,59 ppm. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pengaruh lanjut toksisitas nikel pada konsentrasi 0,59; 1,19 dan 0,59 ppm secara nyata dapat menurunkan kadar hematokrit darah pada juvenil ikan bandeng.
Hemoglobin
Hemoglobin (Hb) adalah pigmen merah pembawa oksigen dalam sel darah merah, yang merupakan suatu protein yang kaya akan zat besi. Fungsi utama hemoglobin adalah transpor O2 dan CO2. Data hasil penelitian menunjukkan penurunan kadar hemoglobin
pada semua perlakuan pemaparan nikel sampai pengukuran hari ke-30, dimana makin tinggi perlakuan konsentrasi nikel yang dipaparkan maka kadar hemoglobin ikan uji akan lebih rendah. Berbeda dengan perlakuan kontrol, kadar hemoglobin terukur meskipun mengalami penurunan tetapi nilainya lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan pemaparan nikel dan pengukuran pada hari ke-30 kadarnya lebih tinggi dibandingkan pada pengukuran hari ke-20 yaitu 6,33 % (Gambar 2).
*) data pada waktu pemaparan sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Gambar 2. Rata-rata kadar hemoglobin juvenil ikan bandeng selama 30 hari pemaparan nikel
Kadar hemoglobin paling rendah ditemukan pada konsentrasi 3,56 ppm, selanjutnya 1,19; 0,59; 0,12 dan 0,00 ppm dengan prosentase secara berturut-turut 2,60; 3,47; 3,73; 4,80 dan6,33%. Hasil analisis statistik menunjukkan kadar hemoglobin pada konsentasi nikel 3,56 ppm tidak berbeda nyata dengan konsenstrasi 1,19 ppm tetapi berbeda nyata (P<0,05) dengan tiga konsentrasi lainnya. Kadar hemoglobin ikan uji pada konsentrasi 1,19 ppm berbeda nyata dengan keempat perlakuan lainnya. Demikian pula konsentrasi 0,00 ppm berbeda nyata dengan keempat konsentrasi lainnya dengan kadar hemoglobin paling tinggi. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pengaruh lanjut toksisitas nikel pada yang semakin tinggi secara nyata dapat menurunkan kadar hemoglobin darah pada juvenil ikan bandeng.
Eritrosit
Eritrosit adalah cakram bikonkaf tidak berinti yang berdiameter ± 8 µm, tebal bagian tepi 2 µm dan ketebalan bagian tengah berkurang menjadi 1 µm. Komponen utama eritrosit adalah hemoglobin protein yang mengangkut sebagian besar oksigen (O2) dan sebagian
kecil fraksi karbon dioksida (CO2). Data hasil penelitian menunjukkan peningkatan kadar
eritrosit pada konsentrasi 0,00 ppm dan 0,12 ppm pemaparan nikel sampai pengukuran hari ke-30 masing-masing sebesar 0,12 x 106 sel/mm3 dan 0,09 x 106 sel/mm3. Sedangkan pada pemaparan nikel konsentrasi 0,59 ppm; 119 ppm dan 3,56 ppm terjadi penurunan secara berturut-turut masing-masing sebesar 0,11 x 106 sel/mm3; 0,14 x 106 sel/mm3 dan 0,16 x 106 sel/mm3 (Gambar 3).
*) data pada waktu pemaparan sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Gambar 3. Rata-rata jumlah eritrosit juvenil ikan bandeng selama 30 hari pemaparan nikel
Hasil analisis statistik menunjukkan jumlah eritrosit pada konsentasi nikel 3,56 ppm tidak berbeda nyata dengan konsenstrasi 1,19 ppm tetapi berbeda nyata (P<0,05) dengan tiga konsentrasi lainnya. Selanjutnya jumlah eritrosit ikan uji pada konsentrasi 1,19 ppm tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 0,59 ppm dan 3,56 ppm tetapi berbeda nyata dengan konsentrasi 0,00 ppm dan 0,12 ppm. Sedangkan konsentrasi 0,00 ppm dan 0,12
ppm memberikan pola yang pengaruh yang sama yaitu berbeda nyata dengan ketiga konsentrasi lainnya. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pengaruh lanjut toksisitas nikel pada konsentrasi yang semakin tinggi (mulai 0,56 ppm) secara nyata dapat menurunkan jumlah eritrosit darah pada juvenil ikan bandeng. Turunnya jumlah sel darah merah pada juvenil ikan bandeng yang diperoleh dalam penelitian ini, disebabkan oleh rusaknya pembuluh darah akibat terpapar oleh logam berat nikel sehingga menyebabkan kadar Na dan Cl- dalam darah meningkat. Hal tersebut menyebabkan viskositas darah meningkat. Meningkatnya viskositas darah selanjutnya menyebabkan jumlah sel darah merah, kadar hematokrit dan kadar hemoglobin darah menurun.
Leukosit
Meningkatnya jumlah leukosit disebut leukositosis sedangkan penurunan disebut leukopenia. Leukositosis lebih umum daripada leukopenia dan tidak merupakan hal yang serius, bahkan mungkin bisa fisiologis. Leukositosis yang fisiologis terjadi sebagai reaksi adanya nikel yang dianggap sebagai xenobiotik sehingga neutrofil dan limfosit dimobilisasi ke dalam sirkulasi umum sehingga menaikkan jumlah total SDP.
*) data pada waktu pemaparan sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Gambar 4. Rata-rata jumlah leukosit juvenil ikan bandeng selama 30 hari pemaparan nikel
Data hasil penelitian menunjukkan peningkatan kadar leukosit pada semua konsentrasi pemaparan nikel dan kontrol. Jumlah leukosit tertinggi terdapat pada
konsentrasi 3,56 ppm selanjutnya 1,19; 0,59; 0,12 dan 00,00 ppm dengan jumlah secara berturut-turut 15.400 sel/mm3; 12.230 sel/mm3; 12.060 sel/mm3; 11.050 sel/mm3; dan 9.930 sel/mm3 (Gambar 4).
Hasil analisis statistik menunjukkan jumlah leukosit pada konsentasi nikel 3,56 ppm berbeda nyata (P<0,05) dengan keempat konsenstrasi lainnya. Selanjutnya jumlah leukosit ikan uji pada konsentrasi 1,19 ppm tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 0,59 ppm, tetapi berbeda nyata dengan konsentrasi 0,00 ppm; 0,12 ppm dan 3,56 ppm. Konsentrasi 0,12 ppm berbeda nyata dengan empat konsentrasi lainnya. Demikian pula dengan konsentrasi 0,00 ppm (kontrol) berbeda nyata dengan empat konsentrasi lainnya. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pengaruh lanjut toksisitas nikel pada konsentrasi yang semakin tinggi secara nyata dapat meningkatkan jumlah leukosit darah pada juvenil ikan bandeng.
Rasio Netrofil-Limfosit
Rasio netrofil-limfosit adalah perbandingan proporsi netrofil terhadap limfosit. Menurut Gross and Siegel [5], perbandingan netrofil dan limfosit adalah ukuran yang baik untuk melihat tingkat stres yang dialami oleh organisme. Neutrofil merupakan sistem pertahanan tubuh primer melawan infeksi, jumlahnya akan meningkat jika organisme berada dalam keadaan stres. Sedangkan, fungsi utama limfosit sebagai respon terhadap antigen atau benda-benda asing dengan membentuk antibodi yang bersirkulasi dalam darah atau dalam pengembangan imunitas seluler [6]. Data rasio neutrofil dan limfosit dapat dilihat pada Gambar 5.
*) data pada waktu pemaparan sama yang diikuti huruf sama menunjukan tidak beda nyata (P<0,05)
Gambar 5. N/L rasio juvenil ikan bandeng selama 30 hari pemaparan nikel
Gambar 5 menunjukkan peningkatan nilai rasio N/L pada semua konsentrasi pemaparan nikel dan kontrol. Setelah 30 hari pemaparan, nilai rasio N/L tertinggi terdapat pada konsentrasi 3,56 ppm selanjutnya 1,19; 0,59; 0,12 dan 0,00 ppm dengan nilai secara berturut-turut 0,53; 0,45; 0,41; 0,37 dan 0,35. Meningkatnya perbandingan netrofil dan limfosit disebabkan oleh adanya tekanan fisiologis. Hasil penelitian Setyawati dkk .[7] pada bayi manusia, perbandingan netrofil dan limfosit dianggap abnormal jika 0,3. Hasil analisis statistik pada pengukuran hari ke-20 dan ke-30, menunjukkan rasio netrofil-limfosit pada konsentasi nikel 3,56 ppm beda nyata (P<0,05) dengan keempat konsenstrasi lainnya. demikian juga dengan konsentrasi 1,19 ppm dan 0,59 ppm, masing-masing berbeda nyata dengan keempat konsentrasi lainnya. Sedangkan antara perlakuan 0 ppm (kontrol) tidak beda nyata dengan konsentrasi 0,12 ppm. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pengaruh lanjut toksisitas nikel pada konsentrasi yang semakin tinggi (mulai 0,59 ppm) secara nyata dapat meningkatkan nilai perbandingan netrofil dan limfosit pada juvenil ikan bandeng.
Hasil pengukuran parameter kualitas air, yaitu : suhu berkisar antara 26,5–27,80C, salinitas berkisar 14,5-16‰, pH berkisar 7,3-8,1, kesadahan berkisar 203,2-409,9 ppm CaCO3, alkalinitas berkisar 360-440 ppm, DO berkisar 4,1-6,2 ppm, karbondioksida
berkisar 3,7-7,3 ppm, dan TAN berkisar 0,15-0,22 ppm. Nilai tersebut masih memperlihatkan nilai kisaran yang layak untuk kehidupan ikan bandeng. Hal tersebut menunjukkan bahwa parameter kualitas air dalam penelitian ini bukan sebagai faktor pembatas yang mempengaruhi kehidupan ikan bandeng.
4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian disimpulkan, bahwa toksisitas nikel dapat berdampak terhadap kondisi hematologi juvenil ikan bandeng, yaitu mulai pada konsentrasi 0,12 ppm menurunkan prosentase hematokrit, hemoglobin dan meningkatkan jumlah leukosit dan rasio netrofil-limfosit.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Peraturan Menteri Nomor 03 Tahun 2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri. Jakarta : Menteri Negara Lingkungan Hidup.
[2] Hamzah. 2009. Studi Kualitas Air Lokasi Pertambangan Nikel Pomalaa Sulawesi Tenggara. Tesis. Bogor : Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
[3] Lawrence, A.. 2003. Effects of Pollution On Fish Molecular Effects and Population Responses. Oxford : Blackwell Science Ltd.
[4] Blaxhall PC. and Daisley. 1972. Hematological assessment of The Health of Fresh Water Fish, A Riview of Selected Literature. Journal Fish Biology, 4 : 593 – 604.
[5] Gross, W.B. and H.B. Siegel. 1983. Evaluation Of The Heterofil/Lymphocite Ratio Of Measure In Chickens. Avian Disease, 27(4): 972-979.
[6] Funjaya, Y. 2004. Fisiologi Ikan. Jakarta : Rineka Cipta.
[7] Setyawati dkk., 2006. Penampilan Diagnostik Parameter-parameter Hematologi Untuk Diagnosis Sepsis Neonatal. Jurnal Berkala Ilmu Kedokteran, 38(1) : 30-40.
