Transcript Pemanfaatan Hewan Coba dalam Evaluasi Gizi Pangan

PEMANFAATAN &
PENGELOLAAN HEWAN COBA
DALAM EVALUASI GIZI
PANGAN ( IN VIVO TEST )
By. Jaya Mahar Maligan
Laboratorium Nutrisi Pangan dan Hasil Pertanian
PS- Ilmu dan Teknologi Pangan
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian
FTP - UB
I NTRODUCTION
Food
Metabolism
Human
Body
Functional
Benefit
Nutrition
In Vitro Test
In Vivo 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.
(Wikipedia, 2010)
P EMELIHARAAN 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
P EMELIHARAAN 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
P EMELIHARAAN 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
A NIMAL T ESTING

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
A NIMAL T ESTING

Sehat, SPF (Specific Pathogen Free) , germ-free

Kondisi metabolisme hewan coba yang serupa
dengan manusia

Tingkat reproduksi tinggi

Kesesuaian dengan tujuan penelitian
A NIMAL T ESTING

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
A NIMAL T ESTING

Primata
Kera : penelitian infeksi, metabolisme dan
toksisitas obat

Ungulata
Sapi, kambing, kuda : penelitian infeksi, produksi
antiserum dan antitoksin

Unggas
Telur : penelitian virology
A NIMAL W ELFARE
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.
A NIMAL W ELFARE
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)
M ENCIT
- 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 g
20-40 g
1-1,5 g
28-49 hari
4-5 hari (polyestrus)
21 hari
10 hari
1 jantan – 3 betina
40
37,5oC
163 x/mn
310 – 840 x/mn
7,7 ml/Kg
8,7 – 10,5 X 106 / μl
13,4 g/dl
44%
8,4 X 103 /μl
T IKUS
- 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)
PUTIH
5 g/100 g bb
8-11 ml/100 g bb
12%
5,5 ml/100 g bb
2,5- 3 tahun
300-400 g
250-300 g
5-6 g
50+10 hari
5 hari (polyestrus)
21 hari, 40-50 g
12 hari
1 jantan – 3 atau 4 betina
42
37,5oC
85 x/mn
300 – 500 x/mn
5,5 ml/Kg
7,2-9,6 X 106 / μl
15,6 g/dl
46%
14 X 103 /μl
T EKNIK E KSPERIMEN

Pemeliharaan dan
handling

Identifikasi

Pengambilan spesimen /
sampling

Anastesi dan eutanasia
P EMELIHARAAN

Individual Cage atau Metabolic Cage

Kandang mudah dibersihkan

Alas tidur dibersihkan secara periodik
H ANDLING - M ENCIT
I DENTIFIKASI -
MENCIT

Penandaan Hewan Coba -> pembeda perlakuan

Temporer dan Permanen

Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail
Tatto, Electronic Transponder
P EMBERIAN M ATERI

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)
S AMPLING

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)
E UTHANASIA

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.
A NESTHESIA

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
A NESTHESIA

Metode fisik : hipothermia

Metode parenteral :
pentobarbital (30-70
mg/kg BB), Ketamine (50400 mg/ kg BB), etc

Metode Inhalasi : CO2 (1
mnt), Chloroform, Ether,
halothane, etc
H ANDLING - T IKUS
I DENTIFIKASI - T IKUS

Identifikasi Hewan Coba -> pembeda perlakuan

Temporer dan Permanen

Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail
Tatto, Electronic Transponder
S AMPLING

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
E UTHANASIA

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.
P ERHITUNGAN D OSIS

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
A PLIKASI I NVIVO 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..
A PLIKASI I NVIVO TEST - NUTRISI
EFEK HIPOKOLESTEROLEMIK
TEPUNG UMBI GADUNG PADA
TIKUS WISTAR YANG DIBERI DIET
HIPERKOLESTEROL
BY. JAYA MA HA R MA LIGAN, TETI ESTIA SIH,
W E NNY B. SUNA R HAR UM DA N T HOMA S
R IA NTO
L ATAR B ELAKANG
Potensi yang masih belum tergali
dengan optimal
Senyawa Bioaktif
Meningkatkan Derajat Kesehatan
Menurunkan Resiko Penyakit Jantung
Koroner (PJK)
Gadung
(Dioscorea hispida Dennst)
Mencegah Dislipidemia dengan
Memperbaiki Profil Lipid
(HDLc, LDLc, TG dan TK)
T UJUAN P ENELITIAN

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).
D IET HIPERKOLESTEROL (AIN-93M)
Komponen
Tepung jagung
Kasein
Sukrosa
Minyak kedelai
Serat
Campuran mineral
Campuran vitamin
Lemak sapi
L-sistin
Kolin bitartrat
TBHQ
Kolesterol
Total (g)
Komposisi (g/kg diet)
Standar (AIN-93M)
Hiperkolesterol
620,692
440,66
140
140
100
100
40
40
50
50
35
35
10
10
0
180
1,8
1,8
2,5
2,5
0,008
0,04
0
0,196
1000
1000
M ETODOLOGI P ENELITIAN

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
H ASIL
PENELITIAN
H ASIL
PENELITIAN
H ASIL
PENELITIAN
A PLIKASI I NVIVO TEST - NUTRISI
SIFAT BIOAKTIF FOSFOLIPID
TERSTRUKTUR DARI LESITIN
KEDELAI KOMERSIAL MENGANDUNG
ASAM LEMAK OMEGA -3 HASIL
SAMPING PENGALENGAN IKAN TUNA
B Y. J AYA M A H A R M A L I G A N , T E T I E S T I A S I H D A N
JONI KUSNADI
L ATAR B ELAKANG
Minyak Hasil Samping
Pengalengan Ikan Tuna
Lesitin Kedelai Komersial
Kristalisasi pelarut
suhu rendah
Asam Lemak Omega-3
Kestabilan rendah
Rx. Asidolisis
Enzimatis
Fosfolipid
Terstruktur
Fosfolipid
Karakterisasi
Sifat Bioaktif :
Uji Invivo
T UJUAN P ENELITIAN

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.
T UJUAN P ENELITIAN

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.
H IPOTESIS P ENELITIAN

• Diduga konsentrasi enzim dan lama
reaksi asidolisis akan berpengaruh
terhadap tingkat inkorporasi EPADHA 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 yang diberi diet
aterogenik akan memberikan pengaruh yang
berbeda dalam menurunkan resiko aterosklerosis
dan perlemakan hati (steatosis).
H IPOTESIS P ENELITIAN

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.
TAHAPAN P ENELITIAN
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
D ESAIN P ENELITIAN
Tahap 1 - Sintesis Asidolisis Enzimatis

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)
D ESAIN P ENELITIAN
Tahap 2 – Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid
Terstruktur

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)
Fosfolipid Terstruktur
Rerata
Perlakuan
18 jam : 20% (L1K1)
18 jam : 30% (L1K2)
18 jam : 40% (L1K3)
24 jam : 20% (L2K1)
24 jam : 30% (L2K2)
24 jam : 40% (L2K3)
36 jam : 20% (L3K1)
36 jam : 30% (L3K2)
36 jam : 40% (L3K3)
Kadar EPA-DHA (mg/g)
64,69
127,47
119,95
56,70
62,11
134,69
95,62
49,71
115,67
Persentase Relatif (%)
50,57
51,04
46,05
49,79
51,58
46,04
46,39
49,82
49,92
Fosfolipid Terstruktur Perlakuan Terbaik
Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid Terstruktur
Profil Lipid
Histopatologi Aorta dan Ketebalan
Lapisan Intima-media Aorta
Histopatologi Perlemakan Hati dan
Tingkat Kerusakan Sel Hati
Tingkat Inkorporasi DHA di Otak
Profil Lipid
Total Kolesterol
Rerata TK Minggu 0 (mg/dl)
Rerata TK Minggu 10 (mg/dl)
Rerata Rerubahan TK (mg/dl)
P0
104,42
109,42
4,85c
P1
215,64
253,64
38,00c
P2
231,92
233,57
1,64bc
P3
226,99
192,26
-34,72b
P4
212,56
134,21
-78,36a
Profil Lipid
Total Trigliserida
Rerata TG Minggu 0 (mg/dl)
Rerata TG Minggu 10 (mg/dl)
Rerata Rerubahan TG (mg/dl)
P0
64,36
68,55
4,20b
P1
114,65
162,28
50,63c
P2
109,57
111,90
2,33b
P3
117,97
94,44
-23,52a
P4
104,9
84,92
-94,57a
Profil Lipid
Kadar HDL
Rerata HDL Minggu 0 (mg/dl)
Rerata HDL Minggu 10 (mg/dl)
Rerata Rerubahan HDL (mg/dl)
P0
57,12
56,31
-0,87b
P1
52,56
43,82
-8,74c
P2
56,67
54,46
-2,21b
P3
55,26
57,64
2,39a
P4
55,96
68,60
12,64a
Profil Lipid
Kadar LDL
Rerata LDL Minggu 0 (mg/dl)
Rerata LDL Minggu 10 (mg/dl)
Rerata Rerubahan LDL (mg/dl)
P0
34,44
39,26
4,82d
P1
140,15
176,77
36,32cd
P2
153,34
156,73
3,39c
P3
148,14
115,73
-32,41b
P4
135,70
48,62
-87,08a
P1
P0
FC
L
OP
100µm
P2
100µm
P3
L
E
L
100µm
P4
100µm
L
Histopatologi Aorta dan
Ketebalan Lapisan Intima-media
Aorta
100µm
Histopatologi Aorta dan Ketebalan Lapisan
Intima-Media Aorta
Rerata IMT (µm)
P0
P1
P2
P3
P4
103,81a
214,02c
206,52c
140,21b
131,82b
P1
P0
D
N
M
20 µm
20 µm
P2
P3
D
M
20 µm
P4
20 µm
N
Histopatologi Perlemakan
Hati dan Tingkat Kerusakan
Sel hati
20 µm
Histopatologi Perlemakan Hati dan Tingkat
Kerusakan Sel hati
Rerata Tingkat Kerusakan
Sel Hati (%)
P0
P1
P2
P3
P4
3,61a
48,98d
39,44c
15,36b
5,06a
Tingkat Inkorporasi DHA di Otak
Rerata Kadar DHA (mg/g)
Rerata Persentase Relatif (%)
P0
1,82a
0,62a
P1
1,74a
0,44a
P2
2,37a
0,54a
P3
65,88ab
12,45b
P4
224,96c
17,18c
T HANK YOU
FOR YOUR ATTENTION
April, 2013