AEDES MOSQUITO SUSCEPTIBILITY TEST FOR THE INSECTICIDE USED IN DENGUE HAEMORRHAGICE FEVER (DHF) CONTROLING PROGRAMS
IN CIMAHI CITY OF WEST JAVA PROVINCE Dindin Wahyudin dan Teguh Budi Prijanto
Politeknik Kesehatan Bandung
Abstract
Background: The use of organophosphate and piretroid insecticides have been started long time ago in the dengue prevention programs in Cimahi City, against Ae. aegypti mosquitoes as the vector. Since 1991 until 2000 the programs used organophosphate (malathion) and in 2001 until now use piretroid (cypermethrin). Insecticides have been used for so long, thus result in decreased susceptibility in the targeted mosquitoes. Resistance mechanism in insect from organophosphate and piretroid insecticides related with the increasing activity of non-specific esterase enzyme and also the activity of monooxygenase enzyme.
Objective: To assess the resistance status of Ae. aegypti mosquitoes against organophosphate and piretroid insecticides in Cimahi City, and to measure the activity of non-specific esterase and monooxygenase enzymes of Ae. aegypti mosquitoes from several populations in Cimahi City against organophosphate and piretroid insecticides.
Research Design: This is an experimental research with the Posttest Only Control Group Design for biological test, and observational with the descriptive and analytic design for biochemical test. The biological test method is based on the WHO standards and the biochemical test follows Lee’s method.
Result: There were high mortality rates of Ae. aegypti because of organophosphate insecticide, i.e. 14.67% in Kelurahan Cimahi, 8.00% in Kelurahan Cibeureum and 2.67% in Kelurahan Cibabat. The mortality rates of Ae. aegypti because of piretroid insecticide were 93.33%, 97.33% and 89.33% in Cimahi, Cibeureum and Cibabat, respectively. The average AV of Ae. aegypti mosquitoes against organophosphate insecticide in Cimahi, Cibeureum and Cibabat, are 0.246±0.094, 0.261±0.066 and 0.218±0.049, respectively. The average AV values of Ae. aegypti mosquitoes against piretroid insecticide in Cimahi, Cibeureum and Cibabat, respectively, were 0.328±0.161, 0.406±0.263 and 0.256±0.084. Average scores for the color intensity of Ae. aegypti to organophosphate insecticide are 1.54 (colorless) in Kelurahan Cimahi, 1.30 (colorless) in Kelurahan Cibeureum and 0.81 (colorless) in Kelurahan Cibabat.
Conclusion: According to biological test, the Ae. aegypti mosquitoes which originated from Cimahi were resistant to organophosphate insecticide and tolerant to piretroid insecticide. The susceptibility status of Ae. aegypti mosquitoes to organophosphate and piretroid insecticides is correlated with the increased activity mechanism of non-specific esterase enzyme and monooxygenase.
Key word: Ae. aegypti, organophosphate, piretroid, non-specific esterase activity, monooxygenase enzyme.
Abstrak
Latar Belakang: Penggunaan insektisida organofosfat dan piretroid telah lama digunakan dalam program pengendalian DBD di kota Cimahi, yang sasarannya yaitu nyamuk Ae. aegypti sebagai vektornya. Sejak tahun 1991 sampai dengan tahun 2000 digunakan organofosfat
(malation) dan pada tahun 2001 sampai sekarang piretroid (sipermetrin) sebagai penggantinya. Penggunaan insektisida dalam jangka waktu yang cukup lama, dapat menyebabkan terjadinya penurunan kerentanan pada serangga sasaran. Mekanisme resistensi serangga terhadap insektisida organofosfat dan piretroid, berkaitan dengan peningkatan aktivitas enzim esterase nonspesifik, dan aktivitas enzim monooxigenase.
Tujuan: Mengetahui status kerentanan nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat dan piretroid di kota Cimahi, dan mengukur aktivitas enzim esterase nonspesifik dan enzim monooxigenase nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari beberapa populasi di kota Cimahi terhadap insektisida organofosfat dan piretroid.
Desain Penelitian: Jenis penelitian eksperimental dengan rancangan the posttest only control group design untuk uji hayati. Observasional dengan rancangan deskriptif dan analitik untuk uji biokemis. Metoda uji hayati menurut standar WHO dan metoda uji biokemis berpedoman pada Lee.
Hasil: Besar angka kematian Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat dari kelurahan Cimahi yaitu 14,67%, Cibeureum 8,00% dan Cibabat yaitu 2,67%. Angka kematian Ae. aegypti terhadap insektisida piretroid sebesar 93,33%, 97,33% dan 89,33% masing-masing dari kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat. Rerata nilai AV nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat dari kelurahan Cimahi adalah 0,246±0,094, Cibeureum adalah 0,261±0,066 dan Cibabat adalah 0,218±0,049. Rerata nilai AV nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida piretroid dari kelurahan Cimahi adalah 0,328±0,161, Cibeureum adalah 0,406±0,263 dan Cibabat adalah 0,256±0,084. Rerata skor intensitas warna Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat dari kelurahan Cimahi adalah 1,54 (tidak berwarna), Cibeureum adalah 1,30 (tidak berwarna) dan Cibabat adalah 0,81 (tidak berwarna).
Kesimpulan: Nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari kota Cimahi sudah resisten terhadap insektisida organofosfat, dan toleran terhadap insektisida piretroid berdasarkan hasil uji hayati. Status kerentanan nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat dan pitroid terkait dengan mekanisme peningkatan aktivitas enzim esterase nonspesifik dan enzim monooxigenase.
Kata kunci: Ae. aegypti, organofosfat, piretroid, aktivitas esterase nonspesifik, enzim monooxigenase
A. PENDAHULUAN
Penyakit Demam Berdarah Dengue (DBD) sudah menjadi permasalahan kesehatan serius Penyebarannya sangat cepat dan sering menimbulkan kejadian luar biasa (KLB) dan menimbulkan banyak korban kematian. Penyakit DBD disebabkan oleh virus dengue yang ditularkan oleh nyamuk Aedes aegypti atau Aedes albopictus sebagai vektornya
Dinas Kesehatan Jawa Barat menyebutkan, selama tahun 2007 jumlah penderita DBD di Jawa Barat mencapai 2.674 orang. Sebanyak 55 pasien di antaranya meninggal dunia. Melihat peningkatan kasus di beberapa daerah, Dinas Kesehatan Jawa Barat kemudian menyatakan DBD sebagai KLB di tujuh kota dan kabupaten. Daerah tersebut adalah Kota Cimahi, Kota Bogor, Kabupaten Bogor, Kabupaten Purwakarta, Kabupaten Indramayu, Kabupaten Bandung, dan Kota Bandung. Situasi tersangka penderita DBD di Propinsi Jawa Barat khususnya di kota
Cimahi pada tahun 2007, dengan jumlah penduduk 500.250 jiwa sebanyak 1.505 penderita dan meninggal sebanyak 9 orang (CFR = 0,60%).
Sampai saat ini, obat spesifik untuk pengobatan DBD dan vaksin belum ditemukan. Pengendalian vektor merupakan satu-satunya cara memutus rantai penularan. Upaya penanggulangan penyakit DBD telah dilakukan dengan fogging fokus, fogging sebelum musim penularan, abatisasi massal dan abatisasi selektif, serta pemberantasan sarang nyamuk melalui program 3M (menutup, menguras, mengubur barang bekas)3.
Pada KLB dan dalam musim penularan penyakit DBD, penggunaan insektisida tidak dapat dihindarkan. Pengendalian nyamuk Ae. aegypti dengan insektisida biasanya dilakukan secara thermal fogging atau ULV. Untuk membunuh nyamuk dewasa dapat dipergunakan penyemprotan (fogging)4,5,6.
Upaya pemberantasan vektor secara kimia dengan menggunakan insektisida dengan cara pengasapan (fogging) yaitu campuran antara malation dan solar. Studi aplikasi Ultra Low Volume (ULV)-malation diberapa daerah untuk program pengendalian DBD cenderung kurang efektif karena adanya kecenderungan resistensi nyamuk terhadap insektisida. Hasil studi di Srilanka dan Yogyakarta, menunjukkan adanya resistensi terhadap malation pada beberapa nyamuk Anopheles spp dan beberapa Culex spp karena peningkatan enzim esterase7,8.
Insektisida malation yang tergolong jenis organofosfat, sejak tahun 1972 sudah digunakan dalam pengendalian vektor DBD9. Menurut Dinas Kesehatan Kota Cimahi, sejak tahun 1991
sampai dengan tahun 2000, malation digunakan dalam program pengendalian DBD di kota Cimahi dengan metoda pengasapan (fogging). Mulai tahun 2001 sipermetrin digunakan sebagai pengganti malation dengan alasan insektisida tersebut berbeda golongan, dimana malation termasuk golongan organofosfat sedangkan sipermetrin golongan piretroid, relatif mudah untuk memperolehnya dan lebih murah harganya.
Penggunaan satu jenis insektisida di dalam pengendalian nyamuk vektor disuatu wilayah akan efektif pada tahun-tahun pertama, tetapi apabila jenis tersebut dipakai secara terus menerus dalam waktu yang lama akan menimbulkan kekebalan pada nyamuk sasaran. Penggunaan insektisida untuk pengendalian vektor akan bermanfaat apabila digunakan pada keadaan yang tepat. Insektisida apabila digunakan dalam skala luas secara terus menerus dalam jangka waktu cukup lama dan frekuensi tinggi dapat menimbulkan terjadinya penurunan kerentanan pada nyamuk sasaran10,11.
Uji biokemis adalah teknik mendeteksi status kerentanan nyamuk terhadap insektisida yang sangat esensial berdasarkan kuantifikasi enzim yang bekerja pada proses penurunan status kerentanan serangga. Keunggulan uji biokemis yaitu informasi status kerentanan yang diperoleh lebih cepat dan dapat menunjukan mekanisme penurunan kerentanan yang diukur pada serangga secara individu. Dua mekanisme penurunan status kerentanan serangga terhadap golongan insektisida piretroid sintetik yang diketahui yaitu peningkatan aktivitas enzim monooxygenase dan peningkatan aktivitas enzim esterase (Est) nonspesifik15.
Teknik uji hayati dilakukan untuk mengetahui mengenai status kerentanan nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida malation dan sipermetrin, sedangkan uji biokemis mendeteksi mekanisme resistensi nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida malation dan sipermetrin.
B. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini, yang menjadi subyeknya yaitu nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari beberapa daerah endemis DBD di kota Cimahi, yaitu kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat. Nyamuk Ae. aegypti dari laboratorium B2P2VRP Salatiga sebagai kontrol (-). Pengujian status kerentanan nyamuk dilakukan secara uji hayati di laboratorium B2P2VRP Salatiga, sedangkan pengujian mekanisme resistensi nyamuk terhadap insektisida malation dan piretroid melalui uji biokemis dilakukan di laboratorium Bagian Parasitologi, Fakultas Kedokteran UGM yogyakarta.
Koleksi nyamuk dari masing-masing kelurahan dilakukan dengan cara pengambilan larva dari rumah-rumah, yaitu 50 rumah untuk setiap kelurahan. Larva yang diperoleh dikumpulkan dan dipisahkan untuk setiap kelurahan, dipelihara hingga dewasa. Selanjutnya nyamuk dikolonisasi sampai mendapatkan F1 yang cukup untuk penelitian. Kolonisasi nyamuk dilakukan di laboratorium B2P2VRP Salatiga.
Dosis diagnosis insektisida organofosfat dan piretroid sintetik yang digunakan dalam pengujian kerentanan secara hayati yaitu malation 0,8% berdasarkan referensi WHO dan sipermetrin 0,05% referensi B2P2VRP Salatiga. Uji hayati menggunakan metode baku stándar WHO dengan impregnated paper. Nyamuk yang digunakan adalah hasil kolonisasi dari lokasi penelitian dengan kondisi perut kenyang darah, kemudian dipersiapkan 4-5 tabung standar WHO dan pada setiap tabung uji (yang diberi tanda merah) dipasang kertas berinsektisida secara melingkar.
Nyamuk betina sebanyak 20-25 ekor dengan kondisi perut kenyang darah selanjutnya dimasukan ke dalam tabung uji tanda merah dan dipapar dengan insektisida malation 0,8% selama 1 jam. Kelompok kontrol digunakan 2 tabung yang diberi tanda hijau dan dilengkapi kertas tanpa insektisida (pelarut). Satu jam setelah nyamuk dipapar dengan insektisida kemudian dipindahkan kedalam tabung holding (penyimpanan) yang diberi tanda hijau. Kematian nyamuk dihitung /diamati setelah 24 jam penyimpanan. Selama penyimpanan dijaga dan pada tabung holding dilengkapi handuk basah. Jumlah nyamuk yang diperiksa untuk masing-masing kelurahan adalah 100 ekor, yaitu 3 replikat dan satu kontrol untuk satu jenis insektisida. Kriteria: kematian < 80% adalah resisten/kebal, kematian 80-98% adalah toleran dan kematian 99-100% adalah rentan12.
Nyamuk Ae. aegypti yang masih hidup hasil dari uji hayati/ bioassay, langsung diuji biokemis, yaitu untuk mengetahui mekanisme resistensi Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat maupun piretroid.
Pengujian harus diulangi jika ada kematian pada kelompok kontrol lebih dari 20%. Kematian nyamuk uji dikoreksi dengan formula Abbot (WHO) jika ada kematian pada kelompok kontrol sebesar 5 – 20% dengan rumus :
a – b
X = x 100% 100 – b
Keterangan: X adalah persentase nyamuk mati setelah dikoreksi, a adalah persentase nyamuk mati pada perlakuan dan b adalah persentase nyamuk mati pada kontrol.
Pengujian nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida sipermetrin dilakukan sama seperti di atas demikian pula untuk nyamuk pembanding dari B2P2VRP.
Uji secara biokemis aktivitas enzim esterase nonspesifik. Metode ini diterapkan untuk mengetahui peningkatan aktivitas enzim esterase nonspesifik dalam tubuh nyamuk dewasa/larva13. Nyamuk dewasa kenyang darah secara individual digerus menggunakan tabung reaksi pada cawan porselin untuk dibuat homogenat, kemudaian dilarutkan kedalam 0,5ml larutan buffer fosfat. Homogenat sebanyak 50µ1 dipindahkan ke dalam mikroplet dengan menggunakan mikropipet. setiap mikroplet yang berisi homogenat ditambahkan 50µ1 bahan subtrat, dan dibiarkan selama 60 detik kemudian mikroplet ditambahkan 50µ1 bahan coupling reagent. Reaksi berlangsung 10 menit, warna biru muda yang mula-mula timbul berangsur-angsung berubah menjadi biru. Reaksi dihentikan dengan penambahan 50µl asam asetat 10% ke dalam tiap mikroplet yang berisi homogenat. Intensitas warna akhir produk reaksi menggambarkan aktivitas enzim esterase (Est) nonspesifik, dan tingkatannya dapat dibedakan secara visual. Larutan dalam mikroplet dibaca absorbance value (AV) dengan menggunakan ELISA reader pada λ=450nm. Jumlah nyamuk yang diperiksa untuk masing-masing kelurahan adalah 16 ekor (8 ekor perlakuan, 8 ekor kontrol) dengan jumlah replikat 32
Uji secara biokemis aktivitas enzim monooxigenase (MO). Metode pemeriksaan ini diterapkan untuk mengetahui peningkatan aktivitas enzim monooxigenase dalam tubuh nyamuk dewasa/larva14,15. Nyamuk kenyang darah/ gula digerus secara individual dengan menggunakan tabung reaksi pada cawan perselin dalam 50µ1 aquades steril kemudian diencerkan 150µ1 aquades steril. Sebanyak 20µ1 homogenat diambil dan ditempatkan pada masing-masing mikroplet kemudian ditambahkan 80ul potassium phosphate buffer (PPB) 0,0625M pada pH7,2. Larutan campuran antara 0,01g tetramethyl benzidine (TMBZ) dalam 5ml metanol dengan 15ml sodium asetat buffer 0,25M pada pH5,0 kemudian diambil sebanayak 200µ1 dan dimasukan kedalam masing-masing mikroplet. Masing-masing sumuran ditambah 25µ1 hydrogen peroxide 3%. Larutan dalam mikroplet tersebut dibiarkan selama 2jam dan dibaca absorbance value (AV) dengan ELISA reader pada (λ)=595nm akan terjadi perubahan warna menjadi biru. Kontrol negatif hanya ditambah 20µ1 larutan buffer kemudian dibaca dengan ELISA reader pada λ=595nm dan larutan campuran tetap jernih tanpa adanya perubahan warna. Jumlah nyamuk yang diperiksa dari kelurahan Cimahi yaitu 13 ekor, jumlah replikat 26. Cibeureum 10 ekor dengan jumlah replikat 20 dan Cibabat 16 ekor dengan jumlah replikat 32.
Dengan menggunakan patokan rerata nilai Absorbance Value (AV) kontrol negatif + 2 SD16. Untuk menentukan status resistensi secara kualitatif, digunakan cara menurut Lee berdasarkan kriteria, yaitu skor < 2,0 (tidak berwarna) menunjukkan masih Sangat sensitif (SS); skor 2,00 – 2,5 (biru muda (menunjukkan resisten sedang (RS) dan skor > 2,5 (biru tua) menunjukkan resisten tinggi (RT)17,18.
C. HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN
1. Hasil uji hayati Ae. aegypti terhadap malation dan sipermetrin
Hasil uji kerentanan nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat (malation) dan peretroid (sipermetrin) dari beberapa kelurahan di kota Cimahi sebagai berikut Tabel 1. Jumlah dan Persen (%) Nyamuk Ae. Aegypti Mati Pada Uji Hayati Terhadap
Insektisida Malation dan Sipermetrin Daerah Penelitian (Kelurahan) Jumlah Nyamuk uji Malation 0,8% Sipermetrin 0,05% Jumlah Mati Persentase (%) Jumlah Mati Persentase (%) Cimahi 75 11 14,67 70 93,33 Cibeureum 75 6 8,00 73 97,33 Cibabat 75 2 2,67 67 89,33 Kontrol (-) * 75 75 100,00 75 100,00
*) Kontrol Ae. aegypti dari laboratorium B2P2VRP salatiga yang telah lebih 3 tahun dikolonisasi di laboratorium
Dari Tabel 1 dapat dilihat, bahwa populasi nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari kelurahan Cibabat, Cibeureum dan Cimahi telah resisten terhadap insektisida organofosfat (malation) dengan persentase kematian nyamuk masing-masing sebesar 2,67%, 8,00% dan 14,67%.
Populasi nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari kelurahan Cibeureum, Cimahi dan Cibabat dengan persentase kematian nyamuk yaitu 97,33%, 93,33% dan 89,33% menunjukkan status toleran terhadap insektisida piretroid (sipermetrin).
Tabel 2. Jumlah Nyamuk Ae. aegypti berasal dari beberapa populasi di kota Cimahi dan Kontrol (-) yang lumpuh (knockdown) terhadap insektisida sipermetrin dengan uji hayati Waktu Jml. Nyamuk *) Daerah Penelitian Kontrol (-) **)
Kel. Cimahi Kel. Cibeureum Kel. Cibabat
Lumpuh % Lumpuh % Lumpuh % Jml.
Nyamuk**) Lumpuh % 5 Menit 75 0 0,00 0 0,00 0 0,00 100 0 0 10 Menit 75 0 0,00 0 0,00 0 0,00 100 0 0 15 Menit 75 2 2,67 4 5,33 1 1,33 100 16 16,00 20 Menit 75 16 21,33 19 25,33 14 18,67 100 59 59,00 25 Menit 75 23 30,67 21 28,00 29 38,67 100 87 87,00 30 Menit 75 38 50,67 38 50,67 38 50,67 100 94 94,00 40 Menit 75 45 60,00 61 81,33 66 88,00 100 97 97,00 50 Menit 75 64 85,33 70 93,33 71 94,67 100 100 100,0 60 Menit 75 72 96,00 72 96,00 74 98,67 100 100 100,0
*) Tiga kali ulangan, masing-masing 25 ekor nyamuk
Pada tabel di atas populasi nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat mempunyai nilai knockdown yang sama yaitu 50,67% dalam waktu 30 menit. Dalam waktu 60 menit populasi nyamuk dari daerah Cimahi dan Cibeureum mengalami knockdown sebesar 96,00% lebih kecil dari daerah Cibabat yaitu 98,67%. Sedangkan populasi nyamuk Ae. aegypti dari B2P2VRP Salatiga sebagai kontrol (-) nilai knockdown 94% dalam waktu 30 menit, dan 100% dalam waktu 50 menit.
Hasil analisis probit nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cimahi diperoleh persamaan garis regresi yaitu y=5,1977x – 2,7763, kelurahan Cibeureum persamaan garis regresi Y = 5,19771x – 2,77627 dan dari kelurahan Cibabat dengan persamaan garis regresi yaitu Y = 6,93344x – 5,05918 sedangkan kontrol (-) persamaan garis regresi yaitu
Y= 8,268018x – 5,618116. 0 20 40 60 80 100 120 15 20 25 30 40 50 60 waktu (menit) K e lu m p u h a n ( % )
Cimahi Cibeureum Cibabat Kontrol (-)
Gambar 5. Grafik garis regresi mortalitasAe. aegypti berasal dari beberapa populasi di kota Cimahi dan waktu (menit) terhadap insektisida sipermetrin
Analisa probit memprediksi KT50, kelumpuhan nyamuk dari kelurahan Cimahi yaitu 31,33977 menit, pada kisaran batas bawah 29,59948 menit dan kisaran batas atas 33,18238 menit. Kelurahan Cibeureum KT50 yaitu 28,7927 menit, pada kisaran batas bawah 27,29193menit dan kisaran batas atas 30,37599 menit. Kelurahan Cibabat KT50, yaitu 28,23724 menit, pada kisaran batas bawah 26,9175 menit dan kisaran batas atas 29,62168 menit. Kontrol (-) KT50, yaitu 19,24153 menit pada kiasaran batas bawah 17,62001 dan kiasaran batas atas 21,01215 menit. Menunjukkan bahwa efektivitas insektisida sipermetrin terhadap knockdown time (KT50) dan KT95 pada nyamuk Ae. aegypti di Cibabat lebih cepat dibandingkan di Cibeureum dan Cimahi,
2. Hasil uji biokemis Ae. aegypti terhadap malation dan sipermetrin
Distribusi dan persentase nilai Absorbance Value (AV) nyamuk Ae. aegypti dari beberapa populasi di kota Cimahi terlihat pada table berikut:
Tabel 4. Distribusi, Frekuensi Dan Persentase Nilai AV Dari Aktivitas Enzim Esterase Nonspesifik Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Kota Cimahi Dengan Uji Biokemis.
Nilai AV
Kel. Cimahi Kel. Cibeureum Kel. Cibabat Kontrol (-)
Frek. % Frek. % Frek. % Frek %
0,101 – 0,200 13 40,63 5 15,63 14 43,75 13 46,43 0,201 – 0,300 13 40,63 19 59,37 16 50,00 15 53,57 0,301 – 0,400 4 12,50 7 21,87 2 6,25 - - 0,401 – 0,500 - - 1 3,13 - - - - 0,501 – 0,600 2 6,25 - - - - 0,101 – 0,700 Jml. Nyamuk 32 16 100 32 16 100 32 16 100 28 7 100
Dari Tabel tersebut di atas dapat dilihat bahwa nilai AV nyamuk Ae. aegypti dari masing-masing populasi bervariasi, yaitu berkisar 0,101 sampai dengan 0,600. Nilai AV nyamuk kontrol negatif berkisar 0,101 sampai dengan 0,300.
Nilai AV nyamuk Ae. aegypti dari masing-masing populasi disetiap kelurahan dirata-ratakan, sebagai berikut :
Tabel 5. Rerata Nilai AV Dari Aktivitas Enzim Esterase Nonspesifik Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Daerah Kota Cimahi Dengan Uji Biokemis
No. Asal nyamuk Rerata AV Simpangan baku
1 Kelurahan Cimahi 0,246 ± 0,094
2 Kelurahan Cibeureum 0,261 ± 0,066
3 Kelurahan Cibabat 0,218 ± 0,049
4 B2P2VRP (Kontrol negatif) 0,204 ± 0,026
Berdasarkan penelitian Hardiyanto, penetuan nilai cut off positive diambil dengan menggunakan patokan rerata AV kontrol negatif + 2 SD , yaitu 0,204 + 2(0,026) = 0,256. Nyamuk yang berasal dari populasi daerah dapat digolongkan ke dalam beberapa kategori, yaitu sangat sensitif (SS) apabila nilai rerata AV kurang dari cut off positive, resisten sedang (RS) apabila nilai rerata AV sama dengan dan lebih besar dari nilai cut off positive dan lebih rendah dari kontrol positif, sedangkan resistensi tinggi (RT) apabila nilai rerata AV lebih besar dari kontrol positif.
Nyamuk Ae. aegypti asal kelurahan Cibeureum dikategorikan resisten sedang, sedangkan nyamuk Ae. aegypti asal kelurahan Cimahi dan Cibabat dikategorikan sangat sensitif. Karena tidak ada kontrol positif, maka status resistensi nyamuk Ae. aegypti dari
populasi beberapa kelurahan di kota Cimahi dapat digolongkan pada kategori seperti di bawah ini.
Tabel 6. Gambaran Status Resistensi Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Kota Cimahi Terhadap Insektisida Organofosfat Dengan Uji Biokemis
Asal populasi Nyamuk
Status resistensi nyamuk (%) Sangat sensitif (SS) AV < 0,256 Resisten sedang (RS) AV ≥ 0,256 Resistensi tinggi (RT) Cimahi 62,50 37,50 - Cibeureum 62,50 37,50 - Cibabat 93,75 6,25 -
Berdasarkan tabel di atas bahwa populasi nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cimahi, Ciberem dan Cibabat dikategorikan dalam resistensi sedang terhadap insektisida organofosfat (malation).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4
A B
Gambar 6. Hasil ELISA aktivitas enzim esterase nonspesifik populasi nyamuk Ae. aegypti berasal dari Cimahi, Cibeureum dan Cibabat kota Cimahi terhadap insektisida organofosfat (malation) pada λ= 450nm
Keterangan A:
A 1,2 – H 1,2 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cimahi A 3,4 – H 3,4 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cimahi A 5,6 – H 5,6 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cibeureum A 7,8 – H 7,8 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cibeureum
A 9,10 – H 9,10 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cibabat A 11,12 – H 11,12 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cibabat Keterangan B:
A 1,2,3,4 – G 1,2,3,4 : Ae. aegypti kontrol (-) dari laboratorium B2P2VRP H 1,2,3,4 : Blanko
Berdasarkan pengamatan secara kualitatif (skor warna) diketahui bahwa populasi nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat menunjukkan status resistensi sedang terhadap insektisida organofosfat (malation). Tabel 7. Status Resistensi Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di
Kota Cimahi Terhadap Insektisida Organofosfat Dengan Uji Biokemis Dengan Pengamatan Secara Kualitatif
Daerah penelitian Jumlah nyamuk
Jumlah replikat Rerata skor intensitas warna
Status resistensi
Cimahi 16 32 2,22 (biru) RS
Cibeureum 16 32 2,44 (biru) RS
Cibabat 16 32 2,00 (biru) RS
Control (-) 7 28 1,32 ( biru muda) SS
SS (Sangat sensitif) : rerata skor < 2,00 (tidak berwarna/ biru muda)
RS (resisten sedang) : rerata skor 2,00 – 2,50 (biru)
RT (resisten tinggi) : rerata skor > 2,50 (biru tua)
Hasil uji biokemis populasi nyamuk Ae. aegypti yang resisten (masih hidup) terhadap insektisida sipermetrin setelah uji hayati dari masing-masing kelurahan. Nyamuk dari kelurahan Cimahi sebanyak 13 ekor (5 ekor perlakuan dan 8 ekor kontrol), dari Cibeureum sebanyak 10 ekor (2 ekor perlakuan dan 8 ekor kontrol), dari Cibabat sebanyak 16 ekor (8 ekor perlakuan dan 8 ekor control). Uji biokemis untuk mengetahui status resistensi nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida piretroid (sipermetrin) dan mekanisme resistensi yaitu melihat aktivitas enzim monooxygenase. Distribusi dan persentase nilai Absorbance Value (AV) nyamuk Ae. aegypti dari beberapa populasi di kota Cimahi terlihat pada Table berikut:
Tabel 8. Distribusi , Frekuensi Dan Persentase Nilai AV Dari Aktivitas Enzim Monooxygenase Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Kota Cimahi Dengan Uji Biokemis
Nilai AV
Kel. Cimahi Kel. Cibeureum Kel. Cibabat Kontrol (-)
Frek. % Frek. % Frek. % Frek %
0,101 – 0,200 5 19,23 - - 9 28,13 26 92,86 0,201 – 0,300 10 38,46 11 55,00 15 46,88 1 3,57 0,301 – 0,400 4 15,39 3 15,00 6 18,75 1 3,57 0,401 – 0,500 2 7,69 2 10,00 1 3,12 - - 0,501 – 0,600 2 7,69 1 5,00 1 3,12 - - 0,601 – 0,700 3 11,54 - - - - 0,701 – 0,800 - - - -
0,801 – 0,900 - - - - 0,901 – 1,000 - - 3 15,00 - - - - 0,101 – 1,000 Jml. Nyamuk 26 13 100 20 10 100 32 16 100 28 7 100 Dari Tabel tersebut di atas dapat dilihat bahwa nilai AV nyamuk Ae. aegypti dari masing-masing populasi bervariasi, yaitu berkisar antara 0,101 sampai dengan 1,000. Nilai AV nyamuk kontrol negatif berkisar antara 0,101 sampai dengan 0,400.
Nilai AV nyamuk Ae. aegypti dari masing-masing populasi disetiap kelurahan dirata-ratakan sebagai berikut.
Tabel 9. Rerata Nilai AV Dari Aktivitas Enzim Monooxygenase Spesifik Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Daerah Kota Cimahi Dengan Uji Biokemis
No. Asal nyamuk Rerata AV Simpangan baku
1 Kelurahan Cimahi 0,328 ± 0,161
2 Kelurahan Cibeureum 0,406 ± 0,263
3 Kelurahan Cibabat 0,256 ± 0,084
4 B2P2VRP (Kontrol negatif) 0,178 ± 0,032
Nilai cut off positive= 0,242. Nyamuk Ae. aegypti asal kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat dikategorikan resisten sedang, karena nilai rerata AV lebih besar dari nilai cut off positive.
Karena tidak ada kontrol positif, maka status resistensi nyamuk Ae. aegypti dari populasi beberapa daerah di kota Cimahi dapat digolongkan pada kategori seperti di bawah ini.
Tabel 10. Gambaran Status Resistensi Nyamuk Ae. Aegypti Yang Berasal Dari Beberapa Populasi Di Kota Cimahi Terhadap Insektisida Piretroid Dengan Uji Biokemis Asal populasi
Nyamuk
Status resistensi nyamuk (%) Sangat sensitif (SS) AV < 0,242 Resisten (RS AV ≥ 0,242 Resistensi tinggi Cimahi 53,85 46,15 - Cibeureum 30,00 70,00 - Cibabat 68,75 31,25 -
Berdasarkan tabel di atas bahwa populasi nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cimahi, Ciberem dan Cibabat resistensi sedang terhadap insektisida piretroid (sipermetrin).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4
A B
Gambar 7. Hasil ELISA aktivitas enzim monooxygenase populasi nyamuk Ae. aegypti berasal dari Cimahi, Cibeureum dan Cibabat kota Cimahi terhadap insektisida piretroid (sipermetrin) pada λ= 595nm
Keterangan A:
A 1,2 – E 1,2 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cimahi A 3,4 – H 3,4 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cimahi A 5,6 – B 5,6 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cibeureum A 7,8 – H 7,8 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cibeureum A 9,10 – H 9,10 : Ae. aegypti (perlakuan) dari kelurahan Cibabat A 11,12 – H 11,12 : Ae. aegypti (kontrol) dari kelurahan Cibabat Keterangan B:
A 1,2,3,4 – G 1,2,3,4 : Ae. aegypti kontrol (-) dari laboratorium B2P2VRP H 1,2,3,4 : Blanko
Nyamuk Ae. aegypti yang berasal dari kelurahan Cibabat, Cibeuruem dan Cimahi sudah mengalami penurunan kerentanan, yaitu status resisten terhadap insektisida organofosfat (malation) berdasarkan hasil uji hayati dengan kematian Ae. aegypti di bawah 80% (Tabel 1). Hal ini tidak relevan lagi penggunaan insektisida malation dalam program pengendalian vektor DBD di kota Cimahi. Walaupun Insektisida malation sudah lebih dari 6 tahun tidak digunakan, namun masih mempunyai pengaruh terhadap status kerentana populasi nyamuk Ae. aegypti di daerah tersebut. Lamanya proses resistensi
pada serangga terhadap insektisida sangat bervariasi, dari 1 – 2 tahun sampai berpuluh tahun19.
Hasil uji biokemis, rerata nilai AV dari aktivitas enzim esterase nonspesifik nyamuk Ae. aegypti dari beberapa populasi di kota Cimahi menunjukkan perbedaan (Tabel 4). Aktivitas enzim esterase nonspesifik populasi nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cibeureum lebih lebih tinggi (0,261), dibandingkan dengan kelurahan Cimahi dan Cibabat yaitu 0,246 dan 0,218. Hal ini sesuai dengan terjadinya perubahan warna hasil baca dengan ELISA reader (Gambar 6), dimana secara visual, densitas warna biru lebih mendominasi populasi nyamuk dari Cibeureum kemudian Cimahi dan Cibabat. Artinya penurunan kerentanan nyamuk Ae. aegypti terhadap insektisida organofosfat (malation) dari Cibeureum lebih besar dibandingkan dengan Cimahi dan Cibabat. Hal ini berkaitan dengan aplikasi malation dalam program pengendalian DBD di wilayah tersebut.
Intensitas warna yang terjadi dari hasil reaksi tersebut menggambarkan aktivitas enzim esterase nonspesifik pada masing-masing nyamuk yang diuji, diperkirakan berkolerasi dengan mekanisme terjadinya resistensi. Tinggi rendahnya aktivitas enzim esterase nonspesifik dapat dibedakan secara visual, yaitu dengan melihat perubahan warna yang terjadi (kualitatif), dan densitas warna yang terjadi dapat dibaca dengan ELISA reader pada λ=450nm.
Melihat Tabel 6, dari 16 ekor nyamuk hasil uji hayati dari Cimahi, setelah diuji biokemis bahwa 10 ekor (62,50%) status rentan, maka aktivitas enzim esterase nonspesifik rendah dan 6 ekor (37,50%) kategori resisten, maka sudah mengalami peningkatan aktivitas enzim esterase, sama seperti dari kelurahan Cibeureum. Dari Cibabat 15 ekor (93,75%) stautus resistensi rendah/ rentan, maka aktivitas enzim esterasenya rendah pula dan 1 ekor (6,25%) status resisten, maka aktivitas enzim esterasenya tinggi. Pada nyamuk yang status resistensi rendah, maka aktivitas enzim esterasenya masih rendah pula, sehingga pada waktu terpapar oleh insektisida organofosfat (temefos) nyamuk masih bisa keracunan secara akut, karena kehilangan sistem kontrol kerja saraf. Transmisi impuls saraf pada nyamuk diperantarai oleh asetilkolin yang bertindak sebagai neurotrnsmitter. Kerja asetilkolin dipengaruhi oleh enzim asetilkolinesterase, yang akan menghidrolisis asetilkolin menjadi kolin dan asam asetat untuk menghentikan impuls saraf20. Peningkatan enzim esterase nonspesifik adalah salah satu proses penting dalam detoksifikasi insektisida, sehingga menyebabkan serangga sasaran menurun status kerentanannya21.
Naymuk Ae. aegypti dari kelurahan Cibeureum, Cimahi dan Cibabat sudah toleran terhadap insektisida piretroid (sipermetrin). Hal ini berdasarkan hasil uji hayati menunjukkan angka kematian nyamuk dari masing-masing daerah sebesar 97,33%, 93,33% dan 89,33%. Dengan demikian penggunaan insektisida piretroid (sipermetrin) dalam program pengendalian vektor DBD di kota Cimahi perlu dimonitoring. Penurunan status kerentanan nyamuk Ae. aegypti di daerah tersebut dimungkinkan karena insektisida sipermetrin digunakan sudah lebih dari 6 tahun. Kemungkinan lain dari insektisida rumah tangga, yaitu kebiasaan masyarakat menggunakan obat nyamuk agar terhindar dari gigitan nyamuk, Obat nyamuk tersebut kebanyak tergolong ke dalam insektisida piretroid. Penurunan kerentanan nyamuk terjadi pula di kecamatan Srumbung kabupaten Magelang, hasil penelitian Akhid Darwin, bahwa nyamuk An. balabacensis
toleran terhadap insektisida piretroid sintetik (alfasipermetrin dan permetrin) dan nyamuk An. aconitus dari kecamatan Kajoran toleran terhadap insetisida permetrin.
Dari 2,67% nyamuk Ae. aegypti yang masih hidup (2 ekor) hasil uji hayati dari kelurahan Cibeureum, bahwa 50% (1 ekor) menunjukkan terjadi peningkatan aktivitas enzim monooxygenase berdasarkan hasil uji biokemis yaitu nilai rerata AV-nya di atas cut off positive (0,242) secara kualitatif menunjukkan warna biru. Sedangkan 50% (1 ekor) nilai rerata AV di bawah cut off positive, secara kualitatif tidak menunjukkan warna biru (Gambar 7). Peningkatan aktivitas enzim monooxygenase akan menurunkan dosis letal insektisida piretroid menjadi subletal, sehingga tidak lagi mematikan serangga sasaran. Nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cimahi yang masih hidup setelah uji hayati sebesar 6,67% (5 ekor) menunjukkan, bahwa 60% (3 ekor) menunjukkan terjadi peningkatan aktivitas enzim monooxygenase berdasarkan hasil uji biokemis yaitu nilai rerata AV-nya di atas cut off positive (0,242) secara kualitatif menunjukkan warna biru. Sedangkan 40% (2 ekor) nilai rerata AV di bawah cut off positive, secara kualitatif tidak menunjukkan warna biru (Gambar 7).
Nyamuk Ae. aegypti dari kelurahan Cibabat yang masih hidup setelah uji hayati sebesar 10,67% (8 ekor) menunjukkan, bahwa 37,50% (3 ekor) menunjukkan terjadi peningkatan aktivitas enzim monooxygenase berdasarkan hasil uji biokemis yaitu nilai rerata AV-nya di atas cut off positive (0,242) secara kualitatif menunjukkan warna biru, dan 62,5% (5 ekor) nilai rerata AV di bawah cut off positive, secara kualitatif tidak menunjukkan warna biru (Gambar 7). Mekanisme penurunan status kerentanan serangga terhadap insektisida golongan piretroid sintetik tersebut menunjukkan kesamaan dengan uji yang telah dilakukan oleh Chareonviriyaphap et al., (2003), berkaitan dengan mekanisme resistensi nyamuk An. minimus terhadap insektisida piretroid sintetik yaitu terjadinya perubahan warna menjadi biru apabila terdapat adanya peningkatan enzim monooxygenase. Monooxygenase merupakan rantai enzim yang terkait dengan cytocrome P-450 dan peletakan enzim monooxygenase tersebut dapat menunjukkan tingkat toleransi terhadap sintetik piretroid 22.
D. KESIMPULAN dan SARAN 1. Kesimpulan
a. Nyamuk Ae. aegypti telah mengalami penurunan kerentanan, yaitu di kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat sudah resisten terhadap insektisida organofosfat (malation).
b. Nyamuk Ae. aegypti telah mengalami penurunan kerentanan, yaitu di kelurahan Cimahi, Cibeureum dan Cibabat toleran terhadap insektisida piretroid (sipermetrin). c. Terjadi peningkatan aktivitas enzim esterase nonspesifik pada nyamuk Ae. aegypti
terhadap insektisida malation (organofosfat) baik secara kualitatif maupun kuantitatif. d. Terjadi peningkatan aktivitas enzim monooxygenase pada nyamuk Ae. aegypti
2. Saran
a. Malation tidak digunakan lagi dalam thermal fogging, karena nyamuk Ae. aegypti di lokasi tersebut resisten diganti dengan insektisida lain yang berbeda golongan maupun cara kerjanya dan pengendalian larva menggunakan IGR.
b. Sebelum dilakukan thermal fogging dengan insektisida, sebaiknya dilakukan uji hayati nyamuk Ae. aegypti di lokasi tersebut terhadap insektisida yang akan digunakan. c. Penelitian yang sama terhadap kelurahan yang belum diteliti, untuk memperoleh
gambaran tentang status kerentanan/ resistensi secara menyeluruh dan sebaiknya disertakan nyamuk Ae. aegypti yang resisten sebagai kontrol positif.
d. Pada waktu melakukan uji biokemis sebaiknya dalam 1 mikroplet terdiri dari nyamuk uji, kontrol (-), kontrol (+) dan Blanko.
DAFTAR PUSTAKA
Rezeki S. Demam Berdarah Dengue. Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Jakarta, 2004 Depkes, RI. Perilaku dan Siklus Hidup Nyamuk Aedes aegypti Sangat Penting Diketahui Dalam
Melakukan Kegiatan Pemberantasan Sarang Nyamuk Termasuk Pemantauan Jentik Secara Berkala. Bulletin Harian. Jakarta, 2004
Depkes, RI. Kasus Demam Berdarah Dengue (DBD) di Indonesia. Bulletin Harian. Jakarta, 2005 Reiter P and Gubler D.J. Surveillance and control of urban dengue vectors. In Gubler D.J. and
Kuno G.(Eds). Dengue and dengue hemorrhagic fever. CAB International. Pp. 425-462, 1997
Rigau-Perez J.G. and Gubler D.J. Surveillance for dengue and dengue hemorrhagic fever. In Gubler D.J. and Kuno G.(Eds). Dengue and dengue hemorrhagic fever. CAB International. Pp. 405-423, 1997
Rodriguez M.M., Bisset J.A., Mila L.H., Calvo E., Diaz C and Alain Soca L. Levels of insecticide resistance and its mechanisms in a strain of Aedesaegyptie of Santiago de Cuba. Rev Cubana Med Trop 5:83-88, 1999
Karunaratne SHP and Hemingway J. Malathion Resistance and Prevalence of the Malathion Carboxylesterase Mecanism in Population of Mosquito Vector of Disease in Sri Langka. Bulletin of the World Health Organization. 2001; 79(11): 1060 – 1064, 2001
Kusbaryanto, Mardihusodo SJ, Tjokrosonto S. Deteksi resistensi larva Culex quinquefasciatus say terhadap malathion dengan teknik bercak kertas saring di Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta, J.Ked.Yarsi 2002; 10(1): 14 – 25, 2002
Sudijono. Malathion. Ditjen P3M Depkes RI. Jakarta, 1983
WHO Studi Group. Vector Control for Malaria and Other Mosquito Borne Diseases. WHO Technical Report Series. No. 857. WHO. Geneva. 91 p, 1995
Georghiou, G.P. and R.B. Mellon. Pesticide Resistence in Time and Space. In: Pest Resistence to Pesticides (Eds. G.P. Georghiou & T. Saito). Plenum Press, New York. P. 1-46, 1983 WHO. Evaluation and Testing of Insecticides, Geneva, 34, 1996
Lee, H.L. A Rapad and Simple Biochemical Method for the Detection of insecticida Resistance Due to Elevate Esterase Activity in Culex quinquefasciatus. Tropical Biomedicine. 7: 21-26, 1990 Brogdon W.G., R.F Beach., A.M Brber and C.C Rosales. A Generalyzed Approach to Detection of
Organophosphate Resistance in Mosquitoes. Medical and Veterinary Entomology 6, 110-114, 1992
Chareonviriyaphap., Rongnoparut P., Chantarumporn P.J., Bang Michael. Biochemical detection of pyretroid resistance mechanisms in Anopheles minimus in Thailand. Journal of Vector Ecology. 28: 108-116, 2003
Hardiyanto, S. Infeksi Subklinis Mycobacterium leprae dan hubungannya dengan Faktor-faktor Risiko di Indonesia. Kajian Seroepidemiologik dan Imunogenetik. Desertasi. UGM. Yogyakarta, 1996
Mardihusodo S.J. Deteksi Resistensi Insektisida Organofosfat pada Nyamuk Aedes aegypti Linn. Dengan metode uji noda kertas saring. Lembaga penelitian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta, 1995
Lee, H.L. Esterase Activity and Temephos Susceptibility in Aedes aegypti (L) Larvae. Mosquito Borne Disease Bull. 8: 91-94, 1991
Georghiou, G.P. The Magnitude of Resistance Problem. Pesticide Resistance. National Academy Press. Washington, 1986
Mulyaningsih Budi. Penentuan Status Resistensi Larva Aedes albopictus Skuse dari beberapa populasi di Daerah Istimewa Yogyakarta terhadap Insektisida Organofosfat dengan cara mengukur aktivitas Esterase Nonspesifik. Hasil Penelitian. FK. UGM. Yogyakarta, 2003 Yasutomi. K. Role of detoxication esterase in insecticide resistences in G.P. Georghiou & T. Saiti
(ed): Pest Resistance to pesticide. Plenum Press. New York, 1976
Nelson. D.R., L. Koymans, T. Kamataki, J.J. Stegman, R. Feyereisen, D.J. Waxman, M.R. Waterman, O. Gotoh, M.J. Coon, R.W. Eastbrook, I.C. Gunsalus, and D.W. Nebert. P450 superfamily. Update onnew squences. Gene mapping, accession numbers and nomenclature numbers Pharmacogene tics 6: 1-42, 1996
