BERAT BIOMARKER LOGAM: PERILAKU IKAN, PERUBAHAN SELULER, REAKSI ENZIMATIK DAN PENDEKATAN PROTEOMIK

            Berdasarkan Jurnal tersebut, dapat diketahui tujuan, metode, dan hasil Penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

No.	Tujuan	Metode	Hasil Penelitian
1.	Mengetahui penurunan polusi lingkungan menjadi senyawa beracun oleh organisme hidup.	Bioremidiasi,yaitu metode yang mampu merendahkan polusi lingkungan menjadi senyawa beracun oleh organisme hidup melalui enzimatik dan metabolik melalui tindakan yang dipengaruhi oleh jenis media, pH, oksigen, suhu dan nutrisi yang tersedia.	Meskipun bioremediasi memiliki banyak manfaat seperti biaya yang lebih rendah, situs mengurangi gangguan dan penghapusan permanen dari sampah, metode ini masih memiliki beberapa keterbatasan dan kontroversial, seperti banyak polutan, logam terutama berat, dan Unability untuk menurunkan radionuklida dan diklorinasi senyawa atau degradasi dapat menghasilkan racun Pabrik.
			Ikan telah berubah menjadi subjek Biomarker. Hal ini disebabkan oleh kepekaan terhadap suhu perubahan lingkungan alam, kerusakan kualitas air, dan kontaminasi tambahan air yang mempengaruhi kesehata ikan yang mungkin membawa kematian dan degradasi ekosistem.
			Perilaku atau tingkah laku ikan dari respon yang diberikan terhadap keberadaan ion logam dalam mediasi lingkungan mampu meningkatkan lendir, seperti sekresi dari insang, ekskresi berlebihan, anoreksia, dan juga gerakan sirip.
			Kinerja berenang yang terlihat pada ikan menunjukkan ketergantungan pada konsentrasi toksik yang menyebabkan hilangnya perlawanan yang diberikan kepada ikan yang berenang. Hal ini ditunjukkan dengan menurunnya konsentrasi Na +, K + dan Ca2 + dalam plasma yang disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi ammonia dalam plasma yang mempengaruhi kecepatan renang.
			Perilaku penghindaran yang diamati melalui ikan yang melarikan diri dari air menunjukkan agresivitas yang berlebihan atau menunjukkan pola renang yang goyah degan gerakan yang teratur. Akan tetapi spesies lain seperti udang Palaemon serratus tidak bisa menghindari konsentrasi tinggi fenitrothion organofosfat.
			Perilaku penghindaran dan kinerja berenang yang dilakukan oleh ikan mempengaruhi nafsu makan pada ikan karena kedua kegiatan tersebut adalah bagian dari sifat utama yang menentukan kelangsungan hidup ikan seperti memperoleh makanan, mempertahankan keturunan, dan menghindari dari kondisi yang merugikan.
2.	Mengetahui pengendapan pestisida dan logam berat yang dicerna oleh ikan.	Kromatografi gas, yaitu proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam dan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi merupakan salah satu metode kimia dan fisikokimia. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi termasuk metode analisis terbaru yaitu suatu teknik kromatografi dengan fasa gerak cairan dan fasa diam cairan atau padat.	Konsentrasi subletal kadmium menunjukkan bahwa ion logam ini sangat akumulasi dalam jaringan insang dibandingkan dengan organ lain dalam 10 hari pertama sampai mencapai hari ke-40 dari paparan, yang mengalami penurunan konsentrasi cadmium tapi berbanding terbalik dengan organ lainnya seperti hati, ginjal, dan otot, yang meningkat dengan waktu paparan. Hal ini disebabkan karena sifat insang pada ikan memiliki permeabilitas yang tinggi dan kontak yang luas dengan lingkungan menyebabkan organ ini menjadi target utama dari toksikan untuk diakumulasi sebelum diangkut kedalam tubuh ikan.
3.	Mengetahui nilai pestisida dan logam tingkat toksisitas.	Hepatosmotic Indeks (HSI) yaitu parameter lain dari ekotoksikologi yang perhitungan didasarkan pada rasio berat hati per berat badan.	Pada lingkungan yang beracun, ikan memiliki hati yang relatif kecil dan memiliki sedikit energi dalam hati yang menyebabkan nilai HSI menjadi lebih tinggi dibandingkan kondisi normal.
			Nilai HIS pada hati ikan nila meningkat seiring dengan meningkatnya tingkat konsentrasi tembaga sulfat setelah 21 hari. Dengan demikian HIS dianggap sebagai indikator yang sensitif untuk memberikan informasi potensi dampak pencemaran air.
4.	Mengetahui visualisasi perubahan seluler karena pestisida dan keracunan dari dampak logam.	Pengamatan Mikroskopis dengan analisis semi kuantitatif atau analisis sepenuhnya kuantitatif, yaitu pengamatan yang dilakukan dengan cara mengukur luas permukaan yang jelas, gelap, dan inti hepatosit (Mm2) dengan diameter nukleous (m) kemudian membandingkannya dengan konsentrasi dan lamanya papara tembaga atau didasarkan pada perhitungan hepatosit per mm dari jaringan hati  (Hepat. nucl. mm-2) dan dibandingkan pada perlakuan konsentrasi tembaga.	Hati dan ginjal ikan merupakan alat alternatif alat biomarker untuk mengevaluasi tingkat toksitas. Di awal tingkat toksitas, morfologi sel parenkim menunjukkan kelaianan seperti vacuolation sitoplasma bersama dengan dilatasi dan kemacetan sinusoid tergantung pada durasi dan paparan konsentrasi toksikan. Di tingkat toksisitas yang tinggi, kelainan lain muncul seperti sebagai aktivitas makrofag, hialinisasi, perdarahan, binucleai, apoptosis dan pengembangan nekrosis.
			Sel-sel parenkim yang normal yang tidak diobati atau tidak terpengaruh oleh racun menunjukkan poligonal dengan Bentuk normal dari amplop nuklir, retikulum endoplasma, bentuk bulat dari mitokondria dan sitoplasma, tetapi sel yang terkontaminasi menunjukkan pengembangan yang jelas karioreksis, kariolisis dan Piknosis inti yang terkait dengan penggumpalan kromatin nuklir, fragmentasi endoplasma retikulum, pembesaran hepatosit empedu canaliculi, akumulasi tetesan lipid, vacuolation, meningkatkan jumlah lisosom, pelebaran dan matriks padat dalam mitokondria sampai proses eliminasi tersebut pada apoptosis, pembentukkan sel tunas, ekrosis,  dan sel swellon serta membran pecah plasma diamati.
			Tidak seperti hati, ginjal yang terkena menunjukkan penurunan tambahan seperti sebagai kerusakan epitel beberapa tubulus ginjal dan peningkatan ruang Bowman pada ginjal. Sementara jaringan otak yang terkena menunjukkan pembengkakan di permukaan ventral otak kecil, perubahan dalam tubuh sel saraf di telencephalon dan penebalan lapisan mesencephalon.
5.	Mengetahui keberadaan racun dengan sumber enzim melaui suatu organisme yang sensitif terhadap racun atau logam berat.	Biomarker Enzimatik, yaitu metode sederhana yang digunakan untuk mengetahui keberadaan racun.	Ikan dianggap sebagai alat biomarker dan enzim yang sangat sensitif seperti spesies sentinel memungkinkan deteksi tingkat kontaminasi rendah. Bahkan, beberapa zat yang diproduksi menyebabkan merugikan efek in vivo dan in vitro. Dengan demikian, kombinasi in vivo dan in vitro memberi beberapa informasi bantuan standarisasi pengelolaan lingkungan dan pengobatan untuk meminimalkan dan menghilangkan paparan racun berdasarkan modus aksi dan reaksi dengan sistem biologi.
6.	Mengetahui evaluasi resiko lingkungan, seperti efek logam ion pada organisme akuatik.	Uji In Vivo, yaitu metode yang digunakan untuk mengevaluasi risiko lingkungan, seperti efek logam ion pada organisme akuatik	Ikan telah sengaja terkena dengan racun baik di berbagai konsentrasi atau waktu paparan durasi, dan pada saat yang sama menginduksi stres oksidatif dengan menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) yang menyebabkan sel mengalami kematian.
7.	Mengetahui struktur molekul termasuk asam amino yang disajikan dalam triad katalik enzim yang bertanggung jawab untuk substrat degradasi.	Uji In Vitro, yaitu metode yang dilakukan dengan diskriminasi komponen dari suatu organisme dalam rangka memberi rinci tertentu.	Muatan negatif dari asam amino glutamat seperti dan aspartat memberikan daya tarik untuk mengikat dengan ion logam menyebabkan perubahan struktural. Ion logam juga memiliki afinitas untuk berinteraksi dengan asam amino lain seperti sistein, metionin, fenilalanin, dan triptofann yang aktif dan situs alosterik protein.
8.	Mengetahui dampak dari racun seperti logam berat terhadap organisme akuatik pada organ dalam deteksi respon awal untuk senyawa beracun.	Analisis Proteomik, yaitu metode yang digunakan untuk menentukan jawaban tentang pertanian, produksi perikanan budidaya, pengembangan bidang medis, kualitas gizi dan keselamatan, termasuk manajemen halal yang didasarka pada faktor kimia dan fisika termasuk konsentrasi paparan kontaminan dan durasi, adaptasi biologis, pengobatan, perubahan suhu, stress osmotik, konsumsi oksigen, selain komponen perkembangan jalur, infeksi dan simbiosis.	Organ yang dipilih seperti insang, hati, dan otak memiliki dampak yang signifikan dibawah vivo paparan logam berat di tingkat proteomik. Berdasarkan satu elektroforesis dimensi (1 DE) menunjukkan peningkatan regulasi panas shock protein 70 paralel dengan konsentrasi tembaga perawatan dan protein stres lainnya yang terdeteksi Faktor terutama apoptosis. Hasil 1 DE terbatas pada protein pemisahan berat molekul sementara dua elektroforesis dimensi (2 DE) memberi hasil lebih rinci di mana protein telah dipisahkan menurut pI mereka melalui isoelectrofocusing (IEF), maka pemisahan kedua melalui berat molekul itu dilakukan oleh SDS-PAGE.
9.	Mengetahui jumlah komponen seluler terutama protein dalam menanggapi efek eksternal yang disebut peningkatan regulasi.	PES Unik, yaitu metode yang digunakan dengan menggunakan bantuan  massal spektrometri (MS) seperti laser matriks-dibantu desorpsi / ionisasi-waktu analisis penerbangan / MS (MALDITOFF / MS) dan kromatografi cair / MS (LC / MS).	Kehadiran racun dalam sistem biologi dapat mengatur sintesis enzim detoksifikasi seperti sebagai GST dan GPx racun dan menghasilkan ROS di waktu yang sama. ROS seperti radikal dan non-radikal senyawa mengaktifkan ekspresi antioksidan gen untuk sintesis SOD dan CAT untuk mengurangi tingkat ROS intraseluler. Akan tetapi meningkatnya ROS dapat menyebabkan kerusakan di komponen intraseluler yang mengarah ke sintesis apoptosis atau nekrosis senyawa seperti caspase, sitokrom c, BAX, dan BAD.

            Berdasarkan uraian tersebut, kesimpulan yang dapat diambil yaitu pada studi tentang perilaku ikan, perubahan seluler, reaksi enzimatik dan pendekatan proteomik menjanjikan metode biomarker sensitif untuk menjelaskan berat logam pada konsentrasi, akut dan paparan kronis toksisitas. Tapi, setiap metode memiliki kontra mereka sendiri seperti sebagai memakan waktu, biaya dan kemampuan teknis yang tinggi. Namun demikian, kombinasi dari metode ini memberikan pengukuran integratif dan meningkatkan pemahaman tentang risiko biologis keseluruhan yang timbul dari seluruh beban kontaminan bioavailable di daerah yang terkontaminasi terutama oleh logam berat. Dengan demikian, metode ini mengandaikan untuk dimanfaatkan dalam Program biomonitoring sebagai screening awal untuk menjelaskan kemungkinan polutan lainnya berasal dari pestisida pertanian dan pupuk, limbah industri, dan peradaban limbah.

Sumber :

Sabullah, M.k. Ahmad, S.A. Shukor, M.Y. Gansau, A.J. Syed, M.A. Sulaiman, M.R. and Shamaan, N.A. 2015. Heavy metal biomarker: Fish behavior, cellular alteration, enzymatic reaction and proteomics approaches. International Food Research Journal.22 (2) : 435-454.