Pemanfaatan Hewan Coba Dalam Evaluasi Gizi
-
Upload
wievi-werstanti-kuswana -
Category
Documents
-
view
33 -
download
4
description
Transcript of Pemanfaatan Hewan Coba Dalam Evaluasi Gizi
By. Jaya Mahar MaliganLaboratorium Nutrisi Pangan dan Hasil Pertanian
PS- Ilmu dan Teknologi PanganJurusan Teknologi Hasil Pertanian
FTP - UB
PEMANFAATAN & PENGELOLAAN HEWAN COBA
DALAM EVALUASI GIZI PANGAN (IN VIVO TEST)
INTRODUCTION
Food
Metabolism
Nutrition
Functional Benefit
Human Body
In Vitro Test
In Vivo Test
In vivo (Latin for "within the living") is experimentation using a whole, living organism as opposed to a partial or dead organism, or an in vitro controlled environment. Animal testing and clinical trials are two forms of in vivo research.
In vivo testing is often employed over in vitro because it is better suited for observing the overall effects of an experiment on a living subject.
In Vivo Test
(Wikipedia, 2010)
PEMELIHARAAN DAN PENGEMBANGBIAKAN HEWAN COBA
6 Prinsip :
1. Lingkungan
-> stabil dan sesuai untuk keperluan fisiologis (suhu, kelembapan dan kecepatan aliran udara)
2. Status Kesehatan
-> kesehatan kandang, gedung dan lingkungan
PEMELIHARAAN DAN PENGEMBANGBIAKAN HEWAN COBA
6 Prinsip :
3. Pegawai (perawat hewan)
-> senang dan empati, kompeten dan profesional
4. Kualitas dan Kuantitas Pakan (feed)
-> cukup dalam segi nutrisi, wadah bersih dan bebas kontaminan
PEMELIHARAAN DAN PENGEMBANGBIAKAN HEWAN COBA
6 Prinsip :
5. Sistem Pengelolaan dan Pembiakan
-> fungsi pengawasan, dokumentasi
6. Kualitas Hewan
-> sehat, SPF (specific pathogen free) dan germ-free
ANIMAL TESTING
Pemanfaatan Hewan Coba di Laboratorium
Diternakkan khusus untuk keperluan invivo test
Sebagai model untuk melihat pengaruh metabolisme nutrisi secara langsung pada jaringan biologis hewan coba
Sehat, SPF (Specific Pathogen Free) , germ-free
Kondisi metabolisme hewan coba yang serupa dengan manusia
Tingkat reproduksi tinggi
Kesesuaian dengan tujuan penelitian
ANIMAL TESTING
ANIMAL TESTING
Rodensia dan Kelinci
Tikus (Rattus norvegicus), Mencit (Mus musculus), Guinea pig, Kelinci : penelitian penyakit parasit, infeksi dan degeneratif, nutrisi, reproduksi, toksisitas
Carnivora
Kucing dan Anjing : penelitian fisiologi, sistem syaraf dan praktek bedah, cancer dan tumor, toksisitas, metabolisme dan evaluasi obat
ANIMAL TESTING
Primata
Kera : penelitian infeksi, metabolisme dan toksisitas obat
Ungulata
Sapi, kambing, kuda : penelitian infeksi, produksi antiserum dan antitoksin
Unggas
Telur : penelitian virology
ANIMAL WELFARE
3R (Russel and Burch) Replacement : Setiap metode yg menggunakan materi yang tidak dapat
merasa (non-sentient material) sebagai pengganti metode yg menggunakan vertebrata hidup yg mempunyai kesadaran. Seperti contohnya dengan menggunakan teknologi canggih dengan komputer modeling, daripada menggunakan hewan asli yang hidup
Reduction : Mengurangi jumlah hewan digunakan untuk memperoleh sejumlah informasi dan ketetapan tertentu. Dari satu ekor hewan saja dapat digunakan untuk beberapa kali ataupun penelitian yang berbeda. Jangan sampai membuang-buang atau memboroskan organ yang tidak digunakan. Gunakan seefisiensi mungkin dari satu ekor hewan percobaan.
Refinement : Pengurangan indikasi atau keparahan (severity) prosedur yang tidak berperikemanusiaan (inhumane) yang diterapkan pada hewan harus digunakan. Sedapat mungkin kita mengurangi rasa sakit yang dirasakan oleh hewan yang diujicobakan. Gunakan prosedur yang baik untuk “memakai” mereka.
ANIMAL WELFARE
Five (5) Freedom : World Society for Protection of Animals (WSPA)
Freedom from hunger and thirst (bebas dari rasa lapar dan haus).
Freedom from discomfort (bebas dari rasa panas dan tidak nyaman).
Freedom from pain, injury, and disease (bebas dari luka, penyakit dan sakit).
Freedom from fear and distress (bebas dari rasa takut dan penderitaan).
Freedom to express normal behavior (bebas mengekspresikan perilaku normal dan alami)
MENCIT
- Konsumsi pakan per hari- Konsumsi air minum per hari- Diet protein- Ekskresi urine per hari- lama hidup- Bobot badan dewasa- Jantan- Betina- Bobot lahir- Dewasa kelamin (jantan=betina)- Siklus estrus (menstruasi)- Umur sapih- Mulai makan pakan kering- Rasio kawin- Jumlah kromosom- Suhu rektal- Laju respirasi- Denyut jantung- Pengambilan darah maksimum- Jumlah sel darah merah (Erytrocyt)- Kadar haemoglobin(Hb)- Pack Cell Volume (PCV)- Jumlah sel darah putih (Leucocyte)
5 g (umur 8 minggu)6,7 ml (umur 8 minggu)
20-25%0,5-1 ml
1,5 tahun
25-40 g20-40 g1-1,5 g
28-49 hari4-5 hari (polyestrus)
21 hari10 hari
1 jantan – 3 betina40
37,5oC163 x/mn
310 – 840 x/mn7,7 ml/Kg
8,7 – 10,5 X 106 / μl13,4 g/dl
44%8,4 X 103 /μl
Data Biologis
TIKUS PUTIH
- Konsumsi pakan per hari- Konsumsi air minum per hari- Diet protein- Ekskresi urine per hari- lama hidup- Bobot badan dewasa- Jantan- Betina- Bobot lahir- Dewasa kelamin (jantan=betina)- Siklus estrus (menstruasi)- Umur sapih- Mulai makan pakan kering- Rasio kawin- Jumlah kromosom- Suhu rektal- Laju respirasi- Denyut jantung- Pengambilan darah maksimum- Jumlah sel darah merah (Erytrocyt)- Kadar haemoglobin(Hb)- Pack Cell Volume (PCV)- Jumlah sel darah putih (Leucocyte)
5 g/100 g bb8-11 ml/100 g bb
12%5,5 ml/100 g bb
2,5- 3 tahun
300-400 g250-300 g
5-6 g50+10 hari
5 hari (polyestrus)21 hari, 40-50 g
12 hari1 jantan – 3 atau 4 betina
4237,5oC
85 x/mn300 – 500 x/mn
5,5 ml/Kg7,2-9,6 X 106 / μl
15,6 g/dl46%
14 X 103 /μl
Data Biologis
TEKNIK EKSPERIMEN
Pemeliharaan dan handling
Identifikasi
Pengambilan spesimen / sampling
Anastesi dan eutanasia
PEMELIHARAAN
Individual Cage atau Metabolic Cage
Kandang mudah dibersihkan
Alas tidur dibersihkan secara periodik
HANDLING - MENCIT
IDENTIFIKASI - MENCIT
Penandaan Hewan Coba -> pembeda perlakuan
Temporer dan Permanen
Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail Tatto, Electronic Transponder
PEMBERIAN MATERI
Injeksi
intraperitoneal, subkutan, intravena, intramuskular
Sonde intragastrik (per oral)
Dosis tertentu
mis : sonde mencit 20 gr (maks 1ml)
sonde tikus 200 gr (maks 5 ml)
SAMPLING
Pengambilan darah -> ≠ shock hipovolemic
10% total volume darah, interval 2-4 minggu
1% interval 24 jam
Vena lateral ekor, sinus orbitalis mata, vena saphena (kaki), jantung (intrakardial)
EUTHANASIA
Eutanasia (Bahasa Yunani: ευθανασία -ευ, eu yang artinya "baik", dan θάνατος, thanatos yang berarti kematian)
praktek pencabutan kehidupan manusia atau hewan melalui cara yang dianggap tidak menimbulkan rasa sakit atau menimbulkan rasa sakit yang minimal
Inhalasi CO2, Injeksi barbiturat over dosis (200mg/kg BB), dekapitasi, dan dislokasi.
ANESTHESIA
from Greek αν-, an-, "without"; and αἴσθησις, aisthēsis, "sensation"), traditionally meant the condition of having sensation (including the feeling of pain) blocked or temporarily taken away.
Tujuan anastesi : mengurangi rasa sakit dan rasa tidak enak pada segala kondisi (ex : selama pemeriksaan dan pembedahan)
Tikus dan mencit : Metode fisik, parenteral dan inhalasi
ANESTHESIA
Metode fisik : hipothermia
Metode parenteral : pentobarbital (30-70 mg/kg BB), Ketamine (50-400 mg/ kg BB), etc
Metode Inhalasi : CO2 (1 mnt), Chloroform, Ether, halothane, etc
HANDLING - TIKUS
IDENTIFIKASI- TIKUS
Identifikasi Hewan Coba -> pembeda perlakuan
Temporer dan Permanen
Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail Tatto, Electronic Transponder
SAMPLING
Pengambilan darah -> shock hipovolemic
10% total volume darah, interval 2-4 minggu
1% interval 24 jam
Vena lateral ekor, ventral arteri ekor, sinus orbitalis mata, vena saphena (kaki), arterior vena cava, jantung
EUTHANASIA
Eutanasia (Bahasa Yunani: ευθανασία -ευ, eu yang artinya "baik", dan θάνατος, thanatos yang berarti kematian)
praktek pencabutan kehidupan manusia atau hewan melalui cara yang dianggap tidak menimbulkan rasa sakit atau menimbulkan rasa sakit yang minimal
Inhalasi CO2, Injeksi barbiturat over dosis (200mg/kg BB) atau ketamin (60-70mg/kg BB), dekapitasi, dan dislokasi.
PERHITUNGAN DOSIS
Dosage Converse (Laurence & Bacharah, 1964)
Konversi dosis dari manusia (70 kg) ke :
a. mencit (20 g) = 0.0026
b. tikus (200 g) = 0.0018
Konversi sederhana
BB manusia – mencit atau tikus
APLIKASI INVIVO TEST - NUTRISI
Bioavailability Test (Nutrition)
Meal Tolerance test (glycemic index)
Blood : Diabetic, Artheroschlerosis test
Tissue : Carcinoma test, Antioxidant test
Caecum : Probiotic , SCFA test
Brain : Omega 3 and phospolipid incorporation
etc.. etc..
APLIKASI INVIVO TEST - NUTRISI
EFEK HIPOKOLESTEROLEMIK TEPUNG UMBI GADUNG PADA
TIKUS WISTAR YANG DIBERI DIET HIPERKOLESTEROL
BY. JAYA MAHAR MALIGAN, TETI ESTIASIH, WENNY B. SUNARHARUM DAN THOMAS
RIANTO
LATAR BELAKANG
Gadung (Dioscorea hispida Dennst)
Potensi yang masih belum tergali dengan optimal
Senyawa Bioaktif
Meningkatkan Derajat Kesehatan
Menurunkan Resiko Penyakit Jantung Koroner (PJK)
Mencegah Dislipidemia dengan Memperbaiki Profil Lipid (HDLc, LDLc, TG dan TK)
TUJUAN PENELITIAN
Mengetahui efek hipokolesterolemik tepung umbi gadung (Dioscorea hispida Densst) terhadap tikus Rattus novergicus strain wistar jantan yang diberi diet tinggi lemak (aterogenik) melalui pengujian profil lipid (LDL-c, HDL-c, Kolesterol Total dan Trigliserida).
DIET HIPERKOLESTEROL (AIN-93M)
Komponen Komposisi (g/kg diet)Standar (AIN-93M) Hiperkolesterol
Tepung jagung 620,692 440,66Kasein 140 140Sukrosa 100 100Minyak kedelai 40 40Serat 50 50Campuran mineral 35 35Campuran vitamin 10 10Lemak sapi 0 180L-sistin 1,8 1,8Kolin bitartrat 2,5 2,5TBHQ 0,008 0,04Kolesterol 0 0,196Total (g) 1000 1000
METODOLOGI PENELITIAN
Desain Penelitian : Control Group Post Test Design
Tahapan Pelaksanaan Penelitian
1. Persiapan dan Pemilihan Hewan Coba
2. Formulasi Diet Aterogenik
3. Pembuatan Tepung Umbi Gadung (Syafii,dkk.2005)
4. Pemberian Asupan Tepung Gadung pd Hewan Coba
5. Pengumpulan dan Analisis Data
Tikus Wistar Jantan
Adaptasi 7 hari dg diet normal (AIN-93M)
Diet AIN-93M Diet hiperkolesterol Diet hiperkolesterol + tepung gadung
(Pemeliharaan tikus selama 28 hari)
- Penimbangan berat pakan yang dikonsumsi tiap hari- Penimbangan BB tikus tiap 7 hari
- Pengujian Profil Lipid (HDLc,LDLc,TK dan TG) pd hari ke-28
Hasil
HASIL PENELITIAN
HASIL PENELITIAN
HASIL PENELITIAN
APLIKASI INVIVO TEST - NUTRISI
SIFAT BIOAKTIF FOSFOLIPID TERSTRUKTUR DARI LESITIN
KEDELAI KOMERSIAL MENGANDUNG ASAM LEMAK OMEGA-3 HASIL
SAMPING PENGALENGAN IKAN TUNA
BY. JAYA MAHAR MALIGAN, TETI ESTIASIH DAN JONI KUSNADI
LATAR BELAKANG
Minyak Hasil Samping Pengalengan Ikan Tuna
Asam Lemak Omega-3
Kestabilan rendah
Fosfolipid
Lesitin Kedelai Komersial
Fosfolipid Terstruktur
Karakterisasi Sifat Bioaktif :
Uji Invivo
Rx. Asidolisis Enzimatis
Kristalisasi pelarut suhu rendah
Mengkaji kondisi proses sintesis fosfolipid terstruktur mengandung asam lemak omega-3 dari lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 dari hasil samping pengalengan tuna.
TUJUAN PENELITIAN
Mengkarakterisasi sifat bioaktif fosfolipid terstruktur dalam menurunkan resiko aterosklerosis menggunakan uji invivo pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague dawley jantan.
Menguji tingkat inkorporasi DHA fosfolipid terstruktur pada jaringan otak tikus putih (Rattus norvegicus) strain sprague dawley jantan.
TUJUAN PENELITIAN
Diduga pemberian fosfolipid terstruktur, lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan yang diberi diet aterogenik akan memberikan pengaruh yang berbeda dalam menurunkan resiko aterosklerosis dan perlemakan hati (steatosis).
HIPOTESIS PENELITIAN
• Diduga konsentrasi enzim dan lama reaksi asidolisis akan berpengaruh terhadap tingkat inkorporasi EPA-DHA pada fosfolipid terstruktur.
Diduga pemberian fosfolipid terstruktur, lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan akan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap tingkat inkorporasi DHA pada jaringan otak.
HIPOTESIS PENELITIAN
1. Sintesis asidolisis enzimatis dan karakterisasi kimia fosfolipid terstruktur mengandung asam lemak omega-3 dari fosfolipid kedelai dan minyak kaya asam lemak omega-3.
2. Pengujian sifat bioaktif fosfolipid terstruktur melalui uji invivo pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan
TAHAPAN PENELITIAN
Rancangan Acak Kelompok
Faktor 1. Lama Reaksi : 18, 24,36 jam
Faktor 2. Konsentrasi Enzim : 20,30,40%
Analisis Data : Anova dan Uji Lanjut Post Hoc Tuckey and Duncan (α = 0.05)
DESAIN PENELITIAN
Tahap 1 - Sintesis Asidolisis Enzimatis
P0 : diet standart AIN-93M
P1 : diet aterogenik
P2 : diet aterogenik + lesitin kedelai komersial
P3 : diet aterogenik + minyak kaya asam lemak omega-3
P4 : diet aterogenik + fosfolipid terstruktur
@ 4 ekor tikus (design experiment : nested , uji lanjut : Tukey)
DESAIN PENELITIAN
Tahap 2 – Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid Terstruktur
Fosfolipid Terstruktur3
Fosfolipid Terstruktur Perlakuan Terbaik 3d
PerlakuanRerata
Kadar EPA-DHA (mg/g) Persentase Relatif (%)
18 jam : 20% (L1K1) 64,69 50,5718 jam : 30% (L1K2) 127,47 51,0418 jam : 40% (L1K3) 119,95 46,0524 jam : 20% (L2K1) 56,70 49,7924 jam : 30% (L2K2) 62,11 51,5824 jam : 40% (L2K3) 134,69 46,0436 jam : 20% (L3K1) 95,62 46,3936 jam : 30% (L3K2) 49,71 49,8236 jam : 40% (L3K3) 115,67 49,92
Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid Terstruktur4
Profil Lipid4a
Tingkat Inkorporasi DHA di Otak
Histopatologi Aorta dan Ketebalan Lapisan Intima-media Aorta
Histopatologi Perlemakan Hati dan Tingkat Kerusakan Sel Hati
4b
4d
4c
Profil Lipid4a
P0 P1 P2 P3 P4Rerata TK Minggu 0 (mg/dl) 104,42 215,64 231,92 226,99 212,56
Rerata TK Minggu 10 (mg/dl) 109,42 253,64 233,57 192,26 134,21Rerata Rerubahan TK (mg/dl) 4,85c 38,00c 1,64bc -34,72b -78,36a
Total Kolesterol
Profil Lipid4a
Total TrigliseridaP0 P1 P2 P3 P4
Rerata TG Minggu 0 (mg/dl) 64,36 114,65 109,57 117,97 104,9Rerata TG Minggu 10 (mg/dl) 68,55 162,28 111,90 94,44 84,92Rerata Rerubahan TG (mg/dl) 4,20b 50,63c 2,33b -23,52a -94,57a
Profil Lipid4a
P0 P1 P2 P3 P4Rerata HDL Minggu 0 (mg/dl) 57,12 52,56 56,67 55,26 55,96
Rerata HDL Minggu 10 (mg/dl) 56,31 43,82 54,46 57,64 68,60Rerata Rerubahan HDL (mg/dl) -0,87b -8,74c -2,21b 2,39a 12,64a
Kadar HDL
Profil Lipid4a
P0 P1 P2 P3 P4Rerata LDL Minggu 0 (mg/dl) 34,44 140,15 153,34 148,14 135,70
Rerata LDL Minggu 10 (mg/dl) 39,26 176,77 156,73 115,73 48,62Rerata Rerubahan LDL (mg/dl) 4,82d 36,32cd 3,39c -32,41b -87,08a
Kadar LDL
Histopatologi Aorta dan Ketebalan Lapisan Intima-media
Aorta4b
P0
L
OP
100µm
P2
E
L
100µm
P4 L
100µm
P3
L
P1
FC
100µm
100µm
Histopatologi Aorta dan Ketebalan Lapisan Intima-Media Aorta
4b
P0 P1 P2 P3 P4
Rerata IMT (µm) 103,81a 214,02c 206,52c 140,21b 131,82b
Histopatologi Perlemakan Hati dan Tingkat Kerusakan
Sel hati4c
P1
M
D
20 µm
P3
D
20 µm
P2
M
20 µm
P4N
20 µm
P0
N
20 µm
Histopatologi Perlemakan Hati dan Tingkat Kerusakan Sel hati4c
P0 P1 P2 P3 P4Rerata Tingkat Kerusakan
Sel Hati (%) 3,61a 48,98d 39,44c 15,36b 5,06a
Tingkat Inkorporasi DHA di Otak4d
P0 P1 P2 P3 P4Rerata Kadar DHA (mg/g) 1,82a 1,74a 2,37a 65,88ab 224,96c
Rerata Persentase Relatif (%) 0,62a 0,44a 0,54a 12,45b 17,18c
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
April, 2013