Jurnal Biologi Edukasi Edisi 21, Volume 10 Nomor 2, Des 2018, hal 8-11

## Analisis Mikroskopis Paru-Paru Tikus Jantan (Rattus Norvegicus)  yang Terpapar Asap
Rokok
Microscopic Analysis of The Lung in Male Rat (Rattus Norvegicus) Exposed to Cigarettes Smoke
Adrien Jems Akiles Unitly 1 , Nastiti Kusumorini 2 , Srihadi Agungpriyono 2 , Aryani Sismin Satyaningtijas 2 , Arief Boediono 2
1 Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pattimura
2 Departemen Anatomi, Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran Hewan, IPB e-mail: adebiologi@yahoo.co.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perubahan mikroskopis paru-paru tikus jantan yang  terpapar  asap  rokok.  Penelitian  ini  menggunakan  RAL  faktorial  dengan  faktor  lama perlakuan dan waktu pengambilan.  Pemaparan asap rokok dilakukan dengan  menggunakan  10 batang  rokok/ekor/hari  selama  2,5  jam  dalam smoking  chamber .  Dua  puluh  empat  (24)  ekor tikus  jantan  dibagi  menjadi  4  kelompok  perlakuan.  Kelompok  N  adalah  kelompok  yang  tidak diberi perlakuan, kelompok 20h adalah kelompok yang dipapar asap rokok selama 20 hari dan diberhentikan  pemaparan  selama  20  hari,  kelompok  40h  adalah  kelompok  yang  dipapar  asap rokok  selama  40  hari  dan  diberhentikan  pemaparan  selama  40  hari  dan  kelompok  60h  adalah kelompok yang dipapar asap rokok selama 60 hari dan diberhentikan pemaparan selama 60 hari. Pengambilan  data  dilakukan  sebanyak  2  kali,  pertama  setelah  pemaparan  dan  kedua  setelah pemberhentian  pemaparan  asap  rokok.  Parameter  yang  diamati  adalah  analisis  mikroskopis paru-paru  mencakup  bobot  basah  paru-paru  dan  perubahan  histopatologi  paru-paru.  Hasil penelitian  menunjukkan  penurunan  bobot  basah  paru-paru,  peningkatan  partikel  hitam  pada sitoplasma  alveoli  paru-paru  yang  diduga  adalah  tar  pada  perlakuan  40h  dan  60h,  dan peningkatan  sel-sel  radang  pada  perlakuan  60h  pada  tikus  jantan  setelah  pemaparan  yang perubahan tersebut tidak kembali ke kondisi normal setelah pemberhentian pemaparan.
Kata kunci : Asap rokok, paru-paru, sel radang

## Abstract
This  research  aimed  to  study  on  the  microscopic  changes  of  lungs  in  male  rat  that exposured to cigarette smoke. A factorial CRD with periode of treatment and sample collection was  applied  in  this  study.  An  exposure  of  cigarette  smoke  was  carried  out  at  10 cigarettes/rat/day for 2.5 hours in an smoking chamber. Group N is untreated animals. Group 20d  is exposed  animals  with  cigarette  smoke  for  20 days  consectitively  and  released from the cigarette smoke exposure for 20 days. Group 40d is exposed animals for 40 days and released from  the  cigarette  smoke  for  40  days.  Group  60d  is  exposed  animals  for  60  days  similar  as above. Data collection was carried out twice : after exposure and after redeasing the cigarette smoke exposure. The parameters of observation microscopic analysis of lungs included weight wet of lung and change of lung histopathologic.The results show decreased weight wet of lung, increased  number  of  blackish  particulate  deposits  in  the  cytoplasm  of  alveoli  at  40d  and  60d considered as tar deposit, an increased activity of inflammatory cells of male rats after exposing which were unable to recover after releasing of cigarette smoke exposure.
Keywords : cigarette smoke, inflammatory cells, lungs

## Pendahuluan
Asap rokok merupakan aerosol heterogen dari pembakaran tembakau. Setiap batang  rokok  mengandung  berbagai  bahan kimia diantaranya adalah akreolin, karbonmonoksida,  nikotin,  amoniak,  asam formiat,  hidrogen  sianida,  nitrogen  oksida, sianogen,  phenol,  aseton,  methanol  dan  tar (Riveles et  al .  2005).  Kandungan  kimia tembakau yang sudah teridentifikasi jumlahnya  mencapai  2.500  komponen, sedangkan dalam asap rokok telah
teridentifikasi sebanyak 4.800 macam komponen kimia yang dapat membahayakan kesehatan  diantaranya  tar,  nikotin,  gas  CO, dan  NO.  Asap  rokok  mengandung  radikal bebas  dalam  jumlah  yang  sangat  tinggi, diperkirakan  dalam  satu  kali  hisapan  rokok terdapat 1.014 molekul radikal bebas (Baker 2006).  Radikal  bebas  yang  terdapat  dalam asap  rokok  yang  paling  berbahaya  adalah CO  yang  dapat  menyebabkan  rusaknya membran sel. Asap rokok dapat menyebabkan  perubahan  struktural  dalam saluran  pernapasan  dan  penurunan  respon imun (Arcavi dan Benewitz 2004). Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari perubahan  mikroskopis  paru-paru  tikus jantan yang terpapar asap rokok.

## Metode Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  tikus  putih  jantan ( Rattus  norvegicus )  galur Sprague-Dawley dewasa  sebanyak  24  ekor,  berumur  12 minggu dengan bobot badan 150 gram yang diperoleh  dari Animal  Facility ,  Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian
Bogor.  Bahan  lain  yang  digunakan  adalah rokok  kretek.  Alat  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah smoking  chamber , mikrotom dan mikroskop.
Tikus  ditempatkan  pada  kandang kotak  plastik  yang  ditutupi  kawat  ram dengan  sekam  sebagai  alas.  Pakan  berupa pelet (PT. Japfa Comfeed Indonesia) dan air minum  diberi ad  libitum .  Lingkungan kandang  dibuat  agar  tidak  lembab,  ventilasi yang  cukup  dengan  penerangan  selama  14 jam  dan  gelap  selama  10  jam.  Masing- masing  tikus  ditempatkan  dalam  kandang per kelompok perlakuan. Sebelum perlakuan
hewan  diadaptasikan  pada  suasana  kandang selama  1  minggu. Dua  puluh  empat  ekor tikus  jantan  dibagi  dalam  4  kelompok, masing-masing  6  ekor  yaitu  N  adalah kelompok  yang  tidak  diberi  perlakuan,  20h adalah  kelompok  yang  dipapar  asap  rokok selama 20 hari dan diberhentikan pemaparan selama  20  hari,  40h  adalah  kelompok  yang dipapar  asap  rokok  selama  40  hari  dan diberhentikan  pemaparan  selama  40  hari, dan 60h adalah kelompok yang dipapar asap rokok  selama  60  hari  dan  diberhentikan pemaparan  selama  60  hari.  Pemaparan  asap rokok  dilaksanakan  pada  pagi  hari.  Selama penelitian  data  diambil  2  kali  yaitu  saat setelah  pemaparan  asap  rokok  (T1)  dan setelah pemberhentian perlakuan pemaparan asap  rokok  (T2).  Pada  waktu  pengambilan data,  3  ekor  tikus  jantan  pada  masing- masing  perlakuan  dinekropsi  untuk  diamati analisis  mikroskopis  paru-paru  yaitu  organ paru-paru (pada bagian lobus diaphragmaticus dextra ) diambil dan ditimbang  untuk  mengetahui  bobot  basah paru-paru, kemudian dibuat preparat histologi  dengan  pewarnaan  histokimia hematoksilin  eosin  (HE)  mengikuti  cara Kiernan (1990). Penelitian ini menggunakan Rancangan  Acak  Lengkap  (RAL)  Faktorial dengan  faktor  lama  perlakuan  dan  waktu pengambilan. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan Analysis  of  Variance (ANOVA) kemudian dilanjutkan Uji Duncan pada taraf nyata α=0,05 menggunakan perangkat lunak SAS.

## Hasil dan Pembahasan
Bobot Basah Paru-paru
Rataan  bobot  basah  paru-paru  tikus setelah pemaparan asap rokok dan pemberhentian  pemaparan  disajikan  pada Tabel 1. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa  terdapat  interaksi  antara  lama pemaparan asap rokok dengan lama pemberhentian pemaparan (P<0.05) terhadap  bobot  basah  paru-paru.  Lama pemaparan  berpengaruh  nyata  (P<0.05) terhadap  rataan  bobot  basah  paru-paru. Semua  kelompok  yang  dipapar  asap  rokok memberikan  bobot  paru-paru  yang  lebih kecil bila dibandingkan dengan kelompok N.
Andrien Jems Akiles Unitly dkk: Analisis Mikroskopis Paru-Paru Tikus Jantan…..
Penurunan  bobot  basah  paru-paru  dalam penelitian ini diduga karena terjadinya atropi paru-paru akibat kematian sel yang diakibatkan oleh senyawa toksik asap rokok.
Tabel 1.  Rataan bobot basah paru-paru tikus
jantan  setelah  pemaparan  asap rokok  dan  setelah  pemberhentian perlakuan. Perlakuan Waktu Pengambilan Rataan T1 T2 N 2,35±0,01 b 2,58±0,02 a 2,46 a 20h 2,09±0,01 c 2,09±0,01 c 2,10 b 40h 1,96±0,02 d 2,02±0,01 cd 1,99 c 60h 1,63±0,06 e 1,66±0,10 e 1,65 d Rataan 2,01 b 2,09 a P<0,05 Keterangan:  Data yang ditampilkan merupakan nilai rataan ± standar  deviasi.  Huruf  yang berbeda  pada  baris  yang  sama atau kolom yang sama menunjukkan beda nyata (p<0,05).  T1  =  waktu  setelah pemaparan, T2 = waktu setelah pemberhentian  perlakuan,  N  = kelompok  yang  tidak  diberi perlakuan,  20h  =  kelompok yang  dipapar  asap  rokok  10 batang/ekor/hari selama 20 hari,  40h  =  kelompok  yang dipapar asap rokok 10 batang/ekor/hari selama 40 hari, dan 60h = kelompok yang dipapar asap rokok 10 batang/ekor/hari selama 60
hari.
Keadaan  ini  diduga  karena  senyawa toksik  yang  terkandung  dalam  asap  rokok dapat  menurunkan  fungsi-fungsi  sel  pada tubuh  termasuk  sel-sel  pada  jaringan  paru- paru.  Pengaruh  asap  rokok  pada  saluran pernapasan dapat menimbulkan: a)
perubahan  histopatologi  dan  ultrastruktur saluran  napas,  b)  penyempitan  saluran napas,  c)  turunnya  tegangan  permukaan alveolus, dan d) perubahan pada ultrastruktur pneumosit tipe I, tipe II dan sel clara yang  mengarah  pada  kematian  sel (Widodo,  2006).  Kematian  sel  inilah  yang diduga dapat menyebabkan penurunan bobot basah paru-paru. Lama waktu
pemberhentian pemaparan berpengaruh
nyata  (P<0,05)  terhadap  rataan  bobot  basah paru-paru. Namun demikian, lamanya waktu pemberhentian  pemaparan  terhadap  semua kelompok yang dipapar tidak dapat mengembalikan  bobot  basah  paru-paru.  Hal ini  menunjukkan  bahwa  pemberhentian pemaparan  sesuai  dengan  waktu  pemaparan belum  dapat  mengembalikan  kondisi  paru- paru ke keadaan semula.
Perubahan Histopatologis Paru-paru
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa pemaparan asap rokok menyebabkan terjadinya  perubahan  struktur  paru-paru yaitu  peningkatan  partikel  hitam  yang menempel  pada  dinding  alveolus  paru-paru tikus  setelah  dipapar  asap  rokok  selama  40 hari dan 60 hari (Gambar 1).
Gambar  1.  Fotomikrograf  paru-paru  setelah pemaparan asap rokok menunjukkan peningkatan partikel  berwarna  coklat  tua  atau hitam (       ) pada 40h dan 60h. A (N=kelompok  yang  tidak  diberi perlakuan),  B  (20h=Pemaparan asap  rokok  selama  20  hari  ),  C (40h=Pemaparan asap rokok selama 40 hari) dan D (60h=Pemaparan asap rokok selama  60  hari).  Bar  =  10  µm. Pewarnaan HE.
Partikel  hitam  ini  diduga  merupakan zat-zat toksik yang ikut bersama asap rokok. Droge  (2002)  melaporkan  bahwa  tar  adalah sejenis  cairan  kental  berwarna  coklat  tua atau  hitam  yang  merupakan  substansi hidrokarbon  yang  dapat  menempel  pada paru-paru.  Hal  inilah  yang  diduga  terjadi pada  organ  paru-paru  setelah  pemaparan asap  rokok.  Droge  (2002)  menambahkan
Andrien Jems Akiles Unitly dkk: Analisis Mikroskopis Paru-Paru Tikus Jantan…..
bahwa  tar  merupakan  suatu  zat  karsinogen yang  dapat  menimbulkan  kanker  pada saluran  pernapasan  dan  paru-paru  yang terdiri  dari  dua  fase  yaitu  fase  tar  dan  fase gas.  Pada  fase  tar  merupakan  pembentuk radikal  bebas  seperti  quinon,  semiquinon dan  hydroquinon  dalam  bentuk  matriks polimer.  Pada  fase  gas  mengandung  nitrit oxida  dan  nitrit  peroksida  yang  dapat mengubah  oksigen  menjadi  radikal  bebas superoksida dan selanjutnya menjadi radikal bebas hidroksil yang sangat merusak.
Hasil pengamatan
juga memperlihatkan  peningkatan  sel  radang  dan terjadi  pembesaran  pada  alveoli  pada perlakuan  60h  (Gambar  2). Pneumonia adalah  peradangan  pada  jaringan  alveoli paru-paru. Alveoli bertanggung jawab terhadap pertukaran O 2 dan CO 2 pada proses pernafasan. Ahmad et al. (2001)
menemukan  bahwa  paparan  radikal  bebas menyebabkanterjadinya gangguan pada
mitokondria paru, jantung, dan otak.
Gambar  2.  Fotomikrograf paru-paru setelah pemaparan asap rokok menunjukan  peningkatan  sel-sel radang  pada  alveoli  paru-paru
(1)  dan  terjadi  pembesaran alveoli  (2)  pada  perlakuan  60h.
A  (N=  kelompok  yang  tidak diberi perlakuan), B (60h=Pemaparan  asap  rokok selama  60  hari).  Bar  =  5  µm.
Pewarnaan HE.
Gangguan  pernapasan  atau  perubahan pada  epitel  saluran  napas  akibat  asap  rokok dapat berupa: a) hilangnya silia, b) hipertrofi kelenjar  lendir  dan  peningkatan  jumlah  sel goblet, c) penurunan lapisan epitel bronkiolus,  dan  d)  penurunan  kandungan glutation  peroksidase (GSH)  jaringan  paru.
Asap  rokok  juga  dapat  menyebabkan terjadinya  peningkatan  jumlah  sel  makrofag dan  perubahan  ketebalan  jaringan  kolagen pada  alveolus,  proliferasi  sel fibroblast dan
peningkatan kandungan malondialdehid pada paru-paru (Guyton 1997).

## Simpulan
Pemaparan asap rokok selama 20 hari, 40  hari  dan  60  hari  pada  tikus  jantan  dapat menyebabkan  penurunan  bobot  basah  paru- paru.
Adanya  peningkatan  partikel  hitam yang menempel pada dinding alveolus paru- paru  40h  dan  60h,  dan  peningkatan  radang pada  alveoli  paru-paru  pada  60h  pada  tikus jantan  setelah  pemaparan  yang  perubahan tersebut  tidak  kembali  ke  kondisi  normal setelah pemberhentian pemaparan.

## Daftar Pustaka
Ahmad S, White CW, Chang LY, Schneider BK,  Allen  CB.  2001.  Glutamine protects  mitochondrial  structure  and function  in  oxygen  toxicity. Am  J Physiol  Lung  Cell  Mol  Physiol .
280:779-91. Arcavi L and Benewitz NL. 2004. Cigarette smoking  and  infection. Arch  Intern Med . 164:2206-2216. Baker RR. 2006. Smoke generation inside a burning cigarette : Modifying combustion  to  develop  cigarettes  that may  be  less  hazardous  to  health.
Progress  in  Energy  and  Combustion Science. 32: 373–385
Droge  W.  2002.  Free  radical  in  the physiological  control  of  cell  function. Physiol Rev . 82: 47-95.
Guyton  AC.  1997. Fisiologi  manusia  dan mekanisme penyakit . Alih Bahasa: Dr. Petrus Adrianto. Jakarta: EGC Penerbit Buku Kedokteran. Kiernan JA. 1990. Histological and histochemical  method:  Theory  and practice .  2 nd edition.  Pergamon  Press.
p 170 – 197.
Riveles K, Roza R, Talbot P. 2005. Phenol, quinolines,  indoles,  benzene,  and  2- cyclopenten-I-ones are oviductal toxicants  in  cigarette  smoke. Toxicol Sci. 17:267-272.
Widodo  E.  2006.  Pajanan  asap  rokok  pada tikus  sebagai  model  untuk  manusia [ Disertasi ].  Bogor:  Institut  Pertanian Bogor.