Efek Sinar X Dosis Tunggal terhadap
Jumlah Anak Mencit (F1) yang Dilahirkan
dari Perkawinan Satu Hari Pascairadiasi
Suhardjo
Laboratorium Radiologi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Padjadjaran, Bandung
PENDAHULUAN
Sinar-X adalah merupakan radiasi pengion yang berbentuk
gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berki-
sar 10
-11
sampai 10
-7
cm. Sinar-X dihasilkan dari dalam tabung
tempat elektron dipercepat dalam keadaan hampa udara dengan
energi kinetik yang tinggi dalam suatu medan listrik
(1)
.
Sinar-X terdiri atas berkas kecil dan energi yang semata-
mata disebut foton atau kuanta, tidak mempunyai massa atau
berat, tidak kelihatan dan tidak dapat dirasakan karena perja-
lanannya pada kecepatan cahaya
(2)
.
Karena sistem biologi kira-kira 80% terdiri dari air, proses
ionisasi banyak terjadi pada molekul-molekul air. Radikal-
radikal bebas H°, OH° dan HO
2
° yang dibentuk oleh radiasi pada
molekul air dapat menimbulkan bermacam-macam efek pada
molekul lainnya yang terdapat pada sistem biologi.
Efek radiasi pengion pada molekul protein diperlihatkan
oleh terjadinya perubahan seperti denaturasi dan koagulasi akibat
absorbsi energi oleh sel; efek radiasi pengion pada asam nukleat
akan mengakibatkan terjadinya perubahan kimia, berupa ter-
lepasnya gugus fosfat dan kerusakan DNA yang dilanjutkan
dengan beberapa penyimpangan proses metabolisme yang diatur
ABSTRAK
Tujuan dari penelitian efek sinar-X dosis tunggal terhadap jumlah anak mencit (Fl)
yang dilahirkan dari perkawinan satu hari pascairadiasi adalah untuk melihat besarnya
efek biologis yang ditimbulkannya yaitu berupa efek somatik akibat iradiasi sinar-X pada
tubuh mencit dewasa umur 2,5 bulan, berat badan lebih kurang 30 gram strain Quacker
Bush (CSL). Dosis iradiasi sebesar 1X200 rad, 2X200 rad dan 3X200 rad yang dihasilkan
dari pesawat sinar-X jenis DT merek Stabiliphan buatan pabrik Siemens.
Metoda penelitian yang yang digunakan adalah dengan cara mengelompokkan
menjadi empat, yaitu : kelompok I adalah hanya mencit betinanya saja yang mendapat
iradiasi, kelompok II mencit jantan saja yang mendapat iradiasi, kelompok III mencit
betina dan jantan yang mendapat iradiasi, dan kelompok IV binatang kontrol yang tidak
mendapat iradiasi. Tiap-tiap kelompok mendapat perlakuan sebesar dosis iradiasi ter-
sebut di atas, dan tiap perlakuan diberikan kepada 5 ekor mencit.
Untuk melihat besarnya efek biologis yang ditimbulkannya, maka satu hari pasca-
iradiasi mencit-mencit tersebut dikawinkan dan setelah hamil, maka dihitung jumlah
anak yang dilahirkan hidup.
Hasil penelitian yang diperoleh berdasarkan perhitungan statistik dengan uji ANOVA,
faktorial 4X3 dengan alfa 5% dan 1%, maka pengelompokan berdasarkan jenis kelamin,
sangat nyata berpengaruh (sangat signifikan). Pengelompokan berdasarkan besarnya
dosis iradiasi, adalah nyata berpengaruh (signifikan).
dan dikontrol oleh gen yang rusak tersebut
(3)
.
Radiasi sinar-X dapat menimbulkan perubahan pada materi
genetik sel, perubahan pada kromosom seperti inversi, delesi,
duplikasi, translokasi, non-disjunction dan bcrbagai bentuk ploidi
yang semuanya sebanding dengan jumlah radiasi yang diterima.
Aberasi kromosom seringkali menghasilkan efek fenotipe yang
muncul pada generasi pertama setelah iradiasi
(4)
.
Reaksi terpenting akibat iradiasi lipid adalah pada kompo-
nen asam lemaknya, terutama pada asam lemak yang tidak jenuh
dengan dua atau lebih ikatan rangkap. Iradiasi pada molekul
polisakarida mengakibatkan terjadinya degradasi atau putusnya
rantai; pengurangan viskositas pada cairan sinovial yang di-
iradiasi dikaitkan dengan terjadinya depolimerisasi bagian poli-
sakarida dari kompleks asam hialuronik protein
(5)
.
Struktur paling radiosensitifdari sel terletakdidalam intinya
dan gangguan DNA akan menimbulkan gangguan dalam peng-
aturan aktifitas seluler
(6)
. Goldfeder (1963) menyatakan bahwa
terjadi beberapa perubahan permeabilitas membran mitokhon-
dria dan permeabilitas plasma membran, sehingga memungkin-
kan cairan ekstraseluler memasuki ruang intraseluler dan di-
tafsirkan scbagai intracellular fluid droplet. Fosforilasi atau
produksi Adenosin Tri Phosphat (ATP) berkurang setelah pe-
nyinaran dosis sedang. Hilangnya fosforilasi dan oksidasi me-
rupakan efek primer radiasi yang dapat mengarah kepada kema-
tian sel
(7)
.
Radiasi dapat menunda kegiatan mitosis sehingga meng-
akibatkan pengurangan sintesis DNA. Hal ini merupakan efek
tidak langsung pada molekul DNA, sehingga tidak sanggup
untuk berfungsi sebagai template untuk menghasilkan RNA.
Penelitian terakhir menunjukkan bahwa penyebab utama ke-
lambatan mitosis karena terdapatnya hambatan pada tingkat G
2
yang disebut G
2
Block
(6)
.
Berbagai jaringan menunjukkan perbedaan respon terhadap
iradiasi. Beberapa di antaranya dapat menerima dosis besar
tanpa memperlihatkan kerusakan. Variasi radiosensitivitas
dihubungkan dengan perbedaan sensitivitas sel yang menyusun
jaringan
(7)
.
Secara kualitatif ciri-ciri umum respon sel dan jaringan ter-
hadap iradiasi baik dalam bentuk gelombang elektromagnetik
maupun partikel adalah sama dan manifestasi umum dari efek
radiasi pada bahan hidup bergantung pada arah dan aksi
(8)
.
Iradiasi pada mencit jantan dan betina sebelum pembuahan
menunjukkan suatu peningkatan cacad bawaan (congenital
malformation) pada keturunannya
(9,10,11,12)
.
Kirk dan Lyon (1982) menyatakan bahwa terjadinya kema-
tian janin awal (dominant lethality) dan cacad seperti kerdil
(dwarfism) dan exencephaly adalah akibat iradiasi mencit betina
dengan berbagai dosis absorbsi sinar-X (108504 rad) yang
dikawinkan dengan interval waktu yang berlainan (17, 814,
1521 dan 2228 hari). Bentuk kelainan tersebut cenderung
muncul dengan bertambahnya dosis dan waktu setelah iradiasi.
Efek yang timbul untuk kedua macam kelainan itu tercapai pada
minggu ketiga 59 ± 4,7% untuk kematian dominan dan 12,5 ±
3,1% untuk janin yang abnormal setelah iradiasi sinar-X dengan
dosis 504 rad, hal ini menunjukkan tanda radiosensitif oosit yang
kurang dewasa
(13,14)
.
Russel
dan Russel (1954, 1956) menyinari mencit betina
dengan sinar-X secara akut dengan dosis 400 rad, menemukan
rasio embrio hidup/korpus luteum terus-menerus turun
(15,16)
.
Searle dan Beechey (1974) telah mempelajari penyebab ter-
jadinya kerusakan kromosom pada oosit oleh sinar-X, yang
menyebabkan kematian dominan dan semi steril. Mereka juga
menemukan frekuensi aberasi pada oosit meningkat sejalan
dengan dosis (pada dosis sebesar 400 rad) dan waktu setelah
iradiasi. Pada oosit yang kurang matang, frekuensi terjadinya
aberasi kromosom terus meningkat setelah iradiasi sehingga hal
ini menunjukkan penambahan kematian yang dominan dan
penambahan pelepasan telur yang tidak dibuahi.
Kirk dan Lyon (1984) dalam percobaan pertamanya pada
mencit jantan menggunakan berbagai dosis sinar-X (108 504
rad) yang kemudian dikawinkan pada berbagai interval waktu
(17, 814, 1521 dan 6480 hari setelah iradiasi)
(12)
. Kematian
post implantasi bertambah sejalan dengan dosis dan paling tinggi
dicapai dalam minggu ke tiga. Tingkat radiosensitivitasnya
diketahui lebih besar pada tahap spermatid awal.
BAHAN DAN CARA
Pada penelitian ini hewan percobaan yang digunakan adalah
mencit Mus Muskulus dewasa jantan dan betina strain Quacker-
Bush (CSL), berasal dari laboratorium pemeliharaan Bio Farma,
umur 2,5 bulan,. berat badan 30 gram.
Makanan berupa pelet untuk anak babi 551, yang diproduksi
oleh PT. Charoen Pokphand Indonesia, Animal Feed Mill Co.
Ltd. Air minum yang digunakan adalah air biasa, berasal dari
PDAM Cimahi. Pemberian makanan dan minuman dilakukan
secara adlibitum.
Kandang terbuat dari plastik berbentuk bak, berukuran 35 x
30 cm yang terbagi atas lima ruangan. Masing-masing ruangan
dipergunakan untuk sepasang mencit. Kandang ditutup dengan
kawat kasa yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat
digunakan untuk menyimpan pelet dan botol air minum mencit.
Sampel yang digunakan dalam penelitian sebanyak 100 ekor
mencit dengan ketentuan sebagai berikut :
5 o + 0 rad dikawinkan dengan 5 o + (1x200) rad.
5 o + 0 rad dikawinkan dengan 5 o + (2x200) rad.
5 o + 0 rad dikawinkan dengan 5 o + (3x200) rad.
5 o + (1x200) rad dikawinkan dengan 5 o + 0 rad.
5 o + (2x200) rad dikawinkan dengan 5 o + 0 rad.
5 o + (3x200) rad dikawinkan dengan 5 o + 0 rad.
5 o + (1x200) rad dikawinkan dengan 5 o + (1x200) rad.
5 o + (2x200) rad dikawinkan dengan 5 o + (2x200) rad.
5 o + (3x200) rad dikawinkan dengan 5 o + (3x200) rad.
5 o + 0 rad dikawinkan dengan 5 o + 0 rad.
Metoda pengumpulan data dengan cara menghitung jumlah
anak mencit (F
1
) yang dilahirkan hidup.
Pesawat sinar-X yang digunakan adalah Pesawat jenis DT
merek Stabilipan, buatan Siemens.
HASIL
Efek sinar-X terhadap jumlah anak mencit (F
1
) yang dilahirkan
dart perkawinan satu hart pascairadiasi
Keterangan : X : lradiasi sinar X (R8)
Satuan bilangan dalam ekor.
Analisis efek sinar-X terhadap jumlah anak mencit (F~) yang dilahirkan
dari perkawinan satu hari pascairadiasi
Sinar-X (B)
Kelompok
Mencit
(A)
1x200 rad 2x200 rad 3x200 rad
Jumlah
Rata-
rata
10
9
8
0 x 0
9
8
6
(X) 8 8 4
7 8 5
8 5 9
Jumlah 42.000 38.000 32.000 112.000
Rata-rata 8.400 7.600 6.400
7.467
7
8
7
0 x 0
8
6
7
(X) 7
8
4
10
9 3
7
5
8
Jumlah 30.000 36.000 29.000 104.000
Rata-rata 7.800 7.200 5.800
6.933
7
7
3
0 x 0
5
6
2
(X) (X)
5
6
2
7
5
4
8
7
5
6
6
7
Jumlah 33.000 31.000 21.000 25.000
Rata-rata 6.600 6.200 4.200
5.667
12
12
12
0 x 0
11
11
11
10
10
10
10
10
10
11
11
11
Jumlah 54.000 54.000 54.000 162.000
Rata-rata 10.800 10.800 10.800
10.800
Jumlah 168.000 159.000 136.000 436.000
Rata-rata 8.4 7.95 6.8
7.717
Perhitungan :
1) Jumlah Y
2
= 3925
2) Jumlah R
y
= 3572.8166
3) Jumlah A
y
= 215.78333
4) Jumlah B
y
= 27.233333
5) Jumlah J
ab
=
252.98333
6) Jumlah AB
y
= 9.9666666
7) Jumlah E
y
= 99.2
Anova Eksperlmen Faktorial 4 x 3
Lima observasi setiap sel
Sumber
Variasi
dk jk
Rjk
F Ket.
Rata-rata 1
3572.8166 3572.8166
Perlakuan A
3
215.78333
71.927777
34.803763
**)
B (Dosis)
2
27.233333
13.616666
6.5887096
**)
AB 6
9.9666666
1.6611111
0.8037634
o)
Kekeliruan 48
99.2
2.0666666
60 3.925
Dari Tabel Distribusi F diperoleh :
= 5% = 2,8 (3; 48)
1% = 4,22
= 5% = 3,19 (2; 48) dan 2,29 (6; 48)
1% = 5,08 3,2
Hasil pengujian bersifat :
*) Nyata berpengaruh
**) Sangatnyata berpengaruh
o) Tidak berpengaruh
DISKUSI
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pada kelom-
pok mencit berdasarkan jenis kelamin yang mendapat iradiasi
seluruh tubuh mencit parental (A), nilai F
hitung
yang diperoleh
adalah sebesar 34,803763 yang jika dibandingkan dengan F
tabel
dengan a = 5%, dk (3,48) = 2,8 dan a = 1%, dk (3,48) = 4,22
bersifat sangat nyata berpengaruh (sangat signifikan), sedangkan
untuk perlakuan pada kelompok berdasarkan besarnya dosis
iradiasi yang diberikan pada seluruh tubuh mencit parental (B),
nilai F
hitung
yang diperoleh adalah sebesar 6,5887096 yang jika
dibandingkan F
tabel
,
dengan = 5%, dk (2,48) = 3,19 dan = 1%,
dk (2,48) = 5,08 bersifat nyata berpengaruh (signifikan).
Dengan demikian, penelitian ini memberikan hasil bahwa
pengelompokan mencit parental berdasarkan jenis kelamin yang
mendapat iradiasi seluruh tubuh memberikan efek yang sangat
nyata berpengaruh (sangat signifikan), artinya sangat nyata
memberikan pengaruh terhadap jumlah anak mencit (F
1
) yang
dilahirkan. Akan tetapi; berdasarkan besarnya dosis iradiasi yang
diberikan pada seluruh tubuh, memberikan efek yang nyata
berpengaruh (signifikan), artinya nyata memberikan pengaruh
terhadap jumlah anak mencit (F
1
) yang dilahirkan.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa rata-rata jumlah
anak mencit (F
1
) yang dilahirkan dari kelompok mencit parental
betina yang diiradiasi sebesar 7,467 ekor lebih besar dibandingkan
dengan rata-rata jumlah anak mencit (F
1
) yang dilahirkan dari
kelompok mencit parental jantan yang diiradiasi yaitu sebesar
6,933 ekor. Hal ini diasumsikan bahwa testis terletak di dalam
rongga tubuh bagian posterior, yaitu dalam kantung skrotal dan
ovarium terletak pada kutub postero lateral dari ginjal dan testis
diikat oleh mesovarium pada dinding bagian dorsal tubuh dan
ditutup oleh suatu kapsul elastik tipis yang transparan (Green,
1966). Karena ovarium terletak pada kutub posterolateral dan
ginjal, maka koefisien perlemahan lebih besar dibanding testis
yang terletak di dalam rongga tubuh bagian posterior dan harga
koefisien perlemahan berkurang dengan bertambahnya energi
foton dan bertambah dengan bertambahnya nomor atom bahan
(Gibilisco, 1985).
Penelitian ini membuktikan juga bahwa sinar-X dapat
menimbulkan efek biologi (Thompson dan Asworth, 1970).
Perubahan konsentrasi ion hidrogen adalah akibat interaksi foton
sinar-X yang mengionisasi molekul air dan protein, sehingga
mengakibatkan derajat keasaman sel meningkat
(17)
.
Perubahan konsentrasi ion hidrogen mengakibatkan per-
ubahan pH, yang selanjutnya mengakibatkan perubahan moti-
litas dan kecepatan gerak spermatozoa. Pada keadaan yang ter-
lalu asam (pH = 5) motilitas dan kecepatan gerak spermatozoa
rendah, bahkan spermatozoa berhenti bergerak dan motilitas
serta kecepatan spermatozoa meningkat sejalan dengan kenaikan
pH netral yang kemudian akan menurun lagi sesuai dengan
makin alkalinya keadaan lingkungan
(18)
.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
- Sinar-X dosis tunggal dapat menimbulkan efek biologis
pada mencit dewasa strain Quacker Bush (CSL), yaitu berupa
pengurangan jumlah anak mencit (F
1
) yang dilahirkan hidup dari
perkawinan satu hari pascairadiasi.
- Efek sinar-X pada mencit betina berbeda dengan efek sinar-
X pada mencit jantan dalam hal kemampuannya untuk bere-
produksi.
- Efek sinar-X dengan dosis 1X200 rad berbeda dengan efek
sinar-X dcngan dosis 2X200 rad. Demikian pula efek sinar-X
dengan dosis 2X200 rad berbeda dengan efek sinar-X dengan
dosis 3X200 rad.
Saran
Untuk melihat efek biologis yang ditimbulkan, dalam hal ini
ditandai dengan pengurangan jumlah anak mencit (F
1
) yang
dilahirkan, maka perlu pengamatan yang seksama karena sifat
kanibalismenya sehingga data yang diperoleh tidak akurat.
KEPUSTAKAAN
1. Lindell B. Radiation and Health. WHO 1987; 65(2): 139.
2. De Lyre WR, Johnson ON. Essentials of Dental Radiography for Dental
Assistants and Hygienist 3rd ed. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice
Hall Inc. 1985.
3. Dennison C. Low level radiations and genetics risk estimation in man.
Ann. Rev. Genet. 1972; 16: 329-355.
4. Rubin P, Bakemeier RF, Krackon SR. Clinical Oncology for Medical
Student and Physicians; A Multidisciplinary Approach. 6th ed., American
Cancer Society Inc. 1983.
5. Kuzin AB. Radiation Biochemistry Jerusalem, 1964.
6. Billings a. (Effect of Physical Agent), Pathologic-Physiologic Mechanism
of Disease. 5th ed., Asian Ed. Philadelphia-London-Toronto: WB
Saunders Co. and Tokyo: Igaku Shoin Ltd. 1974.
7. Cassanett AP. Radiation Biology. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice
Hall Inc. 1968.
8. Behrens CF. Atomic Medicine. Baltimore: William & Wilkins Co. 1959.
9. Edwards C, Sherer MAS, Ritenour ER. Radiation Protection for Dental
Radiographer. St. Louis: C.V. Mosby, 1984.
10. . Parental exposure to X-rays and chemical induces heritable tumours
and anomalies in mice. Nature (London), 1982; 296: 575-577.
11. Kirk MK, Lyon MF. Induction of congenital anomalies in offspring of
female mice exposed to varying Dose of X-rays. Mutation Res 1982; 106:
73-83.
12. . Induction of congenital malformation in the offspring of male mice
treated with X-rays at Pre-Meiotic and Past-Meiotic stage. Mutation Res
1984;125:75-85.
13. Beir Report. Effect on. Population of Exposure to low level of Ionising
Radiation. Natl. Acad. Sci., Washington DC, 1980.
14. Ehling VH. Evaluation of Genetic Hazard in Man from Radiation and
Chemical Mutagens. In: Radiobiological Equivalent of Chemical Pollut-
ants. Vienna: International Atomic Energy Agency, 1980.
15. Russel LB, Russel WL. Pathirays of radiation effect in mother and the
embryo cold spring. Symp. Quant. Biol. 1954; 19: 50-59.
16. . The Sensitivity of different stages in oogenesis to the radiation
induction of dominant lethal and mother changes in the mouse. In:
Mitchell JS, Holmes BE, Smith CC (eds). Progress in Radiobiology.
Edinburg: Oliver Boyd, 1956; 187-192.
17. Sulaeman S. Pengaruh pH terhadap Motilitas dan Kecepatan Geraak Sper-
matozoa Pria Fertil. Bul Androl Indon 1990; 10(1): 37-46.