BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN. kadmium dengan konsentrasi 20 μg/l menyebabkan gangguan pada metabolisme

Transkripsi

1 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kadmium dengan konsentrasi 20 μg/l menyebabkan gangguan pada metabolisme protein dan karbohidrat, dan homeostasis kalsium Elongaria orientalis. Pada konsentrasi tersebut, kandungan protein dan karbohidrat mengalami penurunan selama pemaparan dan mengalami peningkatan selama depurasi. Namun, kandungan Ca meningkat selama pemaparan dan terjadi penurunan selama depurasi. Pemaparan kadmium pada E. orientalis bersifat reversible. B. Saran Berdasarkan penelitian ini, disarankan perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan pemaparan Cd melalui jalur makanan (food pathway) pada semua organ kerang sehingga mendapatkan informasi yang utuh mengenai efek kadmium pada organ kerang. Selain itu, perlu dilakukan penelitian tentang bioakumulasi kadmium pada organ kerang, terutama dengan pemaparan konsentrasi rendah, serta pengamatan efek Cd terhadap struktur anatomi organ kerang. 48

2 RINGKASAN Kadmium (Cd) termasuk logam berat yang banyak ditemukan di lingkungan perairan, memiliki waktu paruh yang lama, dan bersifat toksik pada konsentrasi rendah. Di perairan, logam tersebut dapat terserap oleh organisme akuatik melalui insang dan saluran pencernaan. Cd dapat menghambat enzim yang berperan penting dalam metabolisme protein dan karbohidrat. Protein, karbohidrat, dan kalsium (Ca) merupakan komponen penting dalam proses pembentukan cangkang pada kerang air tawar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek Cd terhadap kandungan protein, karbohidrat, dan kalsium pada jaringan lunak kerang air tawar. Penelitian ini diharapkan dapat menggambarkan respon fisiologis kerang air tawar sebagai parameter awal yang dapat digunakan untuk mengetahui toksisitas Cd dalam tubuh. Pada penelitian ini digunakan kerang air tawar (Elongaria orientalis) sebagai organisme model. Kerang dipelihara dalam akuarium dengan pemaparan Cd 20 µg/l selama 24 hari dan depurasi sampai hari ke-36. Pengambilan sampel kerang berupa mantel, ginjal, insang, dan digestive gland dilakukan pada hari ke-0, 1, 6, 12, 18, 24, 30, dan 36. Kandungan protein pada sampel diuji dengan metode Bradford, kandungan karbohidrat sampel dengan metode Phenol-Asam Sulfat, sedangkan kandungan kalsium ditentukan dengan SSA (Spektrofotometer Serapan Atom). Kalsium (Ca) dibutuhkan oleh kerang untuk pembentukan cangkang (shellformation), regulasi ion, dan sebagai kofaktor dalam proses metabolisme tubuh. Pemaparan Cd mempengaruhi homeostasis Ca. Pada penelitian ini, pemberian Cd 49

3 50 menyebabkan terjadinya peningkatan kandungan Ca pada insang, mantel, ginjal, dan digestive gland E.orientalis. Kondisi stres akibat pemaparan Cd menyebabkan terjadinya asidosis. Peningkatan kandungan Ca kemungkinan mengalami mobilisasi dari cangkang yang menjadi deposit Ca sehingga terjadi peningkatan konsentrasi Ca pada cairan tubuh dan selanjutnya dibawa melalui sistem sirkulasi menuju organ yang lain, seperti insang, mantel dan digestive gland. Peningkatan konsentrasi Ca di dalam sel meningkatkan proses katabolisme yang melibatkan Ca, meliputi peroksidasi lipid, fragmentasi DNA, dan degradasi protein. Organel target pada toksisitas Cd2+ adalah mitokondria. Gangguan pada mitokondria secara otomatis akan mempengaruhi sintesis protein dan proses metabolisme yang lain. Karbohidrat adalah makromolekul penting untuk memenuhi kebutuhan energi organisme. Organ yang mengalami penurunan kandungan karbohidrat tertinggi pada penelitian ini adalah digestive gland dan mantel. Hewan yang terpapar Cd membutuhkan energi yang tinggi sebagai respon terhadap toksisitas untuk menjaga agar sel berfungsi dengan normal. Cd di dalam tubuh mampu menstimulasi aktivitas enzim glikolitik. Peningkatan aktivitas katabolik karbohidrat, menyebabkan kandungan karbohidrat total pada organ menurun. Toksikan yang terlibat dalam reaksi pemanenan energi, secara tidak langsung akan mengganggu sintesis RNA, DNA, dan protein. Semakin lama pemaparan, toksikan yang masuk ke dalam tubuh semakin tinggi dan semakin meningkatkan kebutuhan energi untuk proses detoksifikasi. Setelah karbohidrat dan lemak, protein merupakan makromelekul yang dapat dirombak untuk

4 51 menghasilkan energi. Peningkatan aktivitas degradasi protein menyebabkan tingginya perombakan protein pada organ dalam tubuh kerang dan menyebabkan penurunan kandungan protein pada organ kerang. Selama masa depurasi terjadi peningkatan kandungan protein dan karbohidrat pada insang, ginjal, mantel, dan digestive gland, sedangkan kandungan kalsium pada keempat organ menunjukkan penurunan. Berdasarkan penjelasan tersebut, efek Cd pada kerang dapat menimbulkan efek toksik langsung. Sel yang terpapar Cd memberikan respon biokimiawi, dengan penurunan kandungan protein total. Peningkatan kandungan protein dan karbohidrat pada semua organ selama masa depurasi menunjukkan bahwa gangguan akibat pemaparan Cd (20 µg/l) bersifat reversible.

5 SUMMARY Cadmium (Cd) is wide-spread metals in aquatic ecosystem. It has long halftime and toxic in body. Aquatic animals uptake Cd through gills and digestive trac. Cd in body can inhibit several enzym that important in metabolism. Protein, carbohydrat, and calcium were important macromolecul in development and shell formation of freshwater mussel. The purpose of this research were to know the effects of Cd exposure on protein, carbohydrate, and calcium level of freshwater mussel E. orientalis. Mussels were exposed to Cd via water (20 µg/l) for 24 days, followed by 12 days of depuration. Mussels were separated into mantle, gills, kidneys, and digestive gland at day 0, 1, 6, 12, 18, 24 (exposure time) and day 30, 36 (depuration time). Protein levels in all organs were determined by Bradford methods, carbohydrates level by Phenol-Shulfuric Acid methods, while Ca levels in all organs were determined by using Atomic Absorbance Spectrophotometer (AAS). The result of this research showed increase of Ca levels in all organ. Ca is needed for shell formation, ion regulation, and as cofactor in many metabolism procces. Cd exposure interfere Ca homeostasis. Cd stress in mussel induce accidocis metabolic in shell. Accidocis cause Ca mobilization from shell to the other organ, like gills, mantle, and digestive gland. The increase of Ca levels in cell cause increase of catabolic procces that were controlled by Ca, include lipid peroxidation, DNA fragmentation, and protein degradation. Mitochondria is one 52

6 53 target in Cd exposure. Disruption of mitochondria interfere protein synthesis and other carbohydrates metabolism. Cd exposure in the mussel E. orientalis showed decrease protein and carbohydrates levels in mantle, gills, digestive gland, and kidneys. Carbohydrates were macromolecul to serve energy for growth and development of organism. Carbohydrates are stored in mussel organ. Cd stress in body need high energy for detoxification process. High rate of catabolic carbohydrates cause decrease carbohydrates levels in all organs. Toxicant that interfere ATP production also interfere DNA, RNA, and protein syntesis. As long exposure time, toxicant in body would increase of energy usage as respon to detoxify toxicant. Inspite of carbohydrate and lipid, protein is macromoleculs that can serve energy. The high activity in protein degradation cause high rate catabolic procces to degrade protein in organs for energy harvesting. It cause decrease protein levels in organs. During depuration time, protein and carbohydrates levels showed increase up to control, while Ca levels showed decrease. It showed that cell have capability to respons Cd exposure as defense for toxicological effect. It also means that effects of Cd exposure (20 µg/l) can interfere homeostasis Ca, protein and carbohydrates metabolism. The Cd concentration cause reversible disruption.