PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP BACI LLUS

ANTHRACIS (Preliminary report)

Oleh :Drs. SUGIMAN

Bagian Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Hewan dan PenternakanUniversitas Gajah Mada Yogyakarta

PENGANT AR

Menurut laporan_laporan dari berbagai penyel idikan menyatakan, bahwa pengaruhlangsung radiasi sinor Gamma terhadap mikroba ado bermacam_macam pendapat. Bahwaradiasi sinor Gamma dapat membunuh bakteria telah dikenal sejak lama, disamping ituternyata bahwa beberapa bakteria dapat menjadi resisten terhadap radiasi sinor Gamma0.1. E. coli. (13).

Beberapa penyelidik loin berpendapat, bahwa radiasi sinor Gamma dapat menimbul_kan perubahan_perubahan didalam protoplasma sel, mempengaruhi pertumbuhan, mem_percepat proses mutasi don memperpendek kehidupan. Disamping itu juga dapat menye­babkan gangguan _ gangguan sistem enzym don beberapa proses metabol isme mikrobasehingga struktur don fungsi mikroba dapat berubah. Perubahan_perubahan yong terjadisetelah radiasi tersebut dapat irreversible. (1), (2), (6), (8).

Oleh karena masih banyak hal_hal yang perl u diketahui mengenai pengaruh radiasisinor Gamma terhadap mikroba, maka komi coba menggunakan pengaruh langsung radiasisinor Gamma terhadap Bacillus anthracis, untuk mempelajari sifat_sifat umum pengaruhradiasi sinor Gamma terhadap B.anthracis don apabila mungkin untuk memperoleh mutantyang avirulen yang bersifat genetik mantap, untuk membuat vaksin anthrax yang tidaktaxis don mempunyai daya kekebalan tinggi, apabila mungkin untuk menggantikan vaksinanthrax avirulen Max Sterne, yang didalam praktek untuk mencegah don memberantaspenyakit anthrax yang banyak mendatangkan kematian pada ternak di Indonesia.

Penyakit anthrax di Indonesia telah dikenal sejak tahun 1884 menyerang hampirpada semua ternak di pulau-pulau Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi dan Nusa­tenggara, terutarna sekali pada sapi don kerbau, sedang pada kudo, kambing, biri-biridon babi frequensi nya kurang. Sekal ipun tel ah diusahakan pengobatan, pencegahanserta pemberantasannya, sampai soot ini penyakit anthrax masih belum lenyap dari bumiIndonesia. Karena anthrax jolon penyakitnya cepat, pengobatan individual kurang mem_berikan aspek yang baik, oleh karena itu pemberantasannya dititik beratkan pada pen_cegahan dengan membuat hewan-hewan menj adi kebal dengan vaksi nasi. (9).

Pada penel itian ini komi periksa pula antara loin perubahan_perubahan morfologi,reaksi terhadap pengecatan, resistensi, virulensi, pembentukan spora, produbi enzym,pengaruh terhadap eri trosi t, pertumbuhan dsb. terhadap B.anthrac is yong telah diradiasi.

98

Mudah _ mudahan penel itian kami yang masih serba sedikit ini dapat memberikansumbangan kepada peneliti_peneliti dalam bidang yang sama.

BAHAN-BAHAN DAN METHODE

Bahan_bahan penelitianKuman_kuman yang kami seli diki

1. Bacillus anthracis strain FKH & P.2. Bacill us anthracis strain 422.3. Bacillus anthracis strain 47413

4. Bacill us anthracis strain 47435. Bacillus anthracis strain 525.6. Bacillus anthracis avirulen Max Sterne.7. Bacillus subtilis.

Nomor 1 adalah B. anthracis yang dibiakkan dilaboratorium Seksi Mikrobiologi FakultasKedokteran Hewan dan Peternakan.

Nomor 2 sampai dengan 6 adalah strain B. anthracis yang kami peroleh dari lembagaPenelitian Penyakit Hewan di Bogor.Sebagai kontrol atau pembanding kami pakai B. subtilis yang mempunyai bentuk mirip

dengan B. anthracis, membentuk spora akan tetapi tidak pathogen. Pada penelitian inikami mempergunakan marmot_marmot sebagai hewan percobaan.

Cara pemeriksaan

Mula_mula kami sediakan biakan murni dari macam_macam kuman yang kami selidikisebagai tersebut diatas dengan pemupukan pada alkalis agar miring biasa. Dari masing_masing biakan murni kuman - kuman tersebut diatas kemudian kami kontrol sifat_sifat

khususnya secara routine biasa, antara lain morfologi, pengecatan, pertumbuhan, pro_duksi enzym dsb. Pekerjaan serupa juga kami kerjakan setelah suspensi kuman_kumantersebut diatas diradiasi dan hasilnya kami bandingkan dengan kontrolnya. Sebagaibahan radiasi yalah biakan berspora dari kuman_kuman tersebut diatas yang dipupukpada perbenihan alkalis agar miring umur 10 sampai 15 hari. Dari masing_masing kumanitu kemudian dibuat suspensi dengan melarutkan kedalam larutan garam faali steril yangtelah kami sediakan dalam tabung_tabung percobaan yang sucihama,dengan konsentrasi± 300 juta/cc menurut standar Max Ferland nomor 1, kemudian dibagi_bagikan kedalamtabung C.B.R. steril masing_masing sebanyak 2 cc, setelah disumbat dengan kapas dandiberi etiket, siap untuk diradiasi.

UntlJk radiasi suspensi dari macam_macam kuman tersebut diatas kami menggunakanCo Unit di Fakultas IImu Pasti Alam Universitas Gajah Mada dengan Gamma_sell 220buatan Canada.

HASIL PEMERIKSAAN DAN PENELAAHAN

Sifat-Sifat biokimiawi

Sifat_sifat Biokimiawi kuman_kuman tersebut diatas kami selidiki secara routine biasa.Kami sediakan biakan muda umur 48 jam, kemudian kami selidiki sifat_sifat, aktifitasserta pertumbuhannya dengan dipupuk pada macam _ macam perbenihan antara lainbouillon alkalis, agar alkalis, air pepton, pelat agar darah dan perbenihan gula-gula:glucose, lactose, mannitol, maltose, saccharose, dan hasilnya kami periksa 48 jamsetel ah pemupukan. (Tabel I) •

Penel itian sebagai tersebut diatas juga kami kerjakan pada kuman_kuman anthraxyang telah diradiasi dengan sinar Gamma dari berbagai macam dosis, juga terhadapkuman-kuman anthrax yang telah mengalami radiasi beberapa kal i secara berturut_turut.Dari hasil penelitian kami ternyata, bahwa sifat_sifat umum pertumbuhan serta akti_

99

fitasnya tidak ada perubahan, hal ini sesuai dengan penelitian I. Yosida (13), hanyakuman_kuman anthrax yang telah mengalami radiasi beberapa kali secara berturut_turut,

pada umumnya tidak dapat tumbuh dengan subur atau pertumbuhannya menjadi lambatdan dosis lethal nya akan bertambah ti nggi. Kuman_kuman anthrax tersebut masih cakapmembentuk spora, akan tetapi kemampuan spora_spora itu untuk dapat hidup terus ber_beda_beda. B.anthracis virulen setelah mengalami radiasi sinor Gamma 4 x secara ber_turut_turut dosis tetap 100 x 104 r. disimpan selama 4 bulan, setelah itu dipupuk padabouillon alkalis dan pelot agar darah, ternyata tidak ada pertumbuhan.B.Subtilis dan B.anthracis avirulen Max Sterne setelah mengalami radiasi sinor Gamma4 x secara berturut_turut dosis tetap 100 x 104 r. disimpan selama 4 bulan, setelahitu dipupuk pada bouillon alkalis don pelot agar darah, ternyata spora dari kuman_kuman tersebut masih dapat tumbuh.Kontrol nya tanpa radiasi juga masih tumbuh.Juga dosis lethal suspensi berspora dari macam_macam strain B.anthracis terhadap radiasisinar Gamma tidak sama.Biakan muda B.anthracis umur 24 jam setelah diradiasi sinar Gamma dosis ± 50 X 104r.kemudian dipupuk pada bouillon 01 kal is dan pelat agar darah ternyata tidak tumbuh.Pada biakan tua kuman_kuman membentuk spora, baru terbunuh pada dosis yang lebihtinggi. Sifat_sifat ini sesuai dengan penelitian Powers dan Ehret (6), bahwa sel_selkuman yang sedang mengalami pertumbuhan dan mitosis adalah yang paling peka terha_dap pengaruh radiasi sinor Gamma. Suspensi spora B. anthracis virulen pada dosis ±180 x 104r. tidak tumbuh, sedangkan spora B. anthracis avirul en Max Sterne dan sporaB. subtilis masih dapat tumbuh.Spora B. anthracis avirulen Max Sterne pada dosis ± 200 x 104r. tidak dapat tumbuh.Spora B.subtilis pada dosis ± 210 x 104r. tidak dapat tumbuh. (Tabe] II). Dosis lethalini sesuai dengan penelitian I.Yisoda (13), sifat_sifatnya sesuai dengan penelitian TanThiam Hok dan Soegiarto (12) tentang tuberculosis, yalah bahwa kuman-kuman sapro_phyte dan apathogen lebih resisten terhadap radiasi sinor Gamma.

Morfologi dan pengecatanUntuk melihat perubahan bentuk sel_ sel dan koloni dari B.anthracis yang telah

mengalami radiasi sinor Gamma, dikerjakan secara routine biasa dengan pengecatan donpemeriksaan mikroskopik. Untuk dapat melihat struktur dalamnya yang lebih jelas lagikomi. pergunakan mikroskop electron di Fokultas Ilmu Pasti Alam Universitas Gajah Madadi Yogyakarta, dengan perbesaran tertinggi yang dapat dicapai yalah 80.000 x diame_ter. Dari pemeriksaan mikroskopik tersebut ternyata, bahwa dosis yang tidak mematikankuman _ kuman tidak merubah sifat_sifat morfologi dan pengecatan. Pada dosis tinggi

yang mematikan kuman_kuman, menyebabkan bentuk sel_sel kuman berubah, beberapasel kuman pecah atau terputus_putus menjadi batang_batang yang lebih pendek. Peris­tiwa ini sesuai dengan penelitian yang telah dikerjakan oleh Bernard G.Harvey (1),bahwa radiasi sinar Gamma dapat menyebabkan pecahnya sel.Apabila kuman_kuman serupa itu diwarnai, kurang dapat mengambil zat warna, dan ter_hadap pengecatan Gram bersifat Gram negatif. Sedangkan kuman_kuman yang masihintak sifat_sifatnya terhadap pengecatan Gram tidak berubah, dan bersifat Gram positif.Peristiwa ini membuktikan akan kebenaran teori membran sel tentang pengecatan Gram.Bentuk kolo.,i dari kuman_kuman yang tidak mati oleh radiasi sinar Gamma tidak tam_pak adanya perubahan.

Virulensi

Biakan berspora B.anthracis yang telah mengalami radiasi sinar Gamma secara ber_turut_turut pada dosis tetap ± 100 x 104r. ditel iti virulensinya dengan menyuntikkan0,5 cc. suspensi kuman tersebut pada masing_masing marmot percobaan, subcutan padasisi paha sebelah dalam. Dari 6 ekor marmot_marmot percobaan tersebut ternyata bahwa

100

Tabel I

KONTROL PERTUMBUHAN DAN SIFAT_SIFAT BIOKIMIAWI DARI MACAM_MACAM STRAINB. ANTHRACIS DAN B. SUBTILIS TANPA RADIASI

Perbenihan5 StrainE 0Z glucoselactosemannitolmal tosesaccharosoeri trossi tindolV.P.M.R.

l.

B. anthracis FKH& P +--+V--V

V

2.

B. anthracis 525 +--+-+-- -3.

B. anthrac i s 422 +--+-+-- -4.

B. anthracis 474 iJ +--+-+-- -5.

B. anthracis 475 3 +--+---- -6.

B. anthracis avirulen +--+-+-- -Max Sterne

7.

B. subtillis ++++++±--

3

Keterangan + = positip _ = negatip V = variabel

Pengamatan dikerjakan 48 jam setelah pemupukan.

or-> Tabel II

PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP PERTUMBUHAN B.ANTHRACIS DAN B.SUBTILIS

PADA PERBENIHAN BOUILLON ALKALIS DAN PELAT AGAR DARAH

Strain

5

Lamanya radiasi Dasis radiasi menurutB.anthracisB.anthracisB. anthraci sB.anthracisB.anthracisB.anthracisB.subtil i

E

perh i tunganFKH & P.525422474 Ii474 3avirulen0 Z

Max sterne

B

AD BAD BADBADBADBADBAD

1.

- -++++++++++++++

2.

10.---.---. 672 .090r.++++++++++++++

3.

12.---.---. 806.508r.++++++++++++++

4.

15.---.---. 1.008.135r.++++++++++++++

5.

18.---.---. 1.209.762r.++++++++++++++

6.

21. ___ .___ . 1.411.389r.++++++++++++++

7.

24. ___ •___ . 1.613.016r.---+++-+-+++++

8.

26.47' .___ . 1.800.014r.----------++++

9.

29.45' .30". 2.000.010r.------------++

10.

31.15' .---. 2 .100 .200r.--------------

Keterangan: Pengamatan pertumbuhan dikerjakan 48 jam setelah pemupukan

Nomor 1. kontrol tanpa radiasi+ : tumbuh

tidak tumbuh

B bouillon alkalis

AD: pel at agar darah

semuanya mati terlambat, satu minggu atau lebih setelah penyuntikan, disertai dengangejala_gejal a umum, perubahan_perubahan lakal dan jaringan yang kurang hebat.

Kontrolnya, B. anthracis virulen dengan cara yang sama sebagai tersebut diatas di_suntikkan pada marmot percobaan, marmot tersebut akan mati dalam waktu ±. 48 jamsetel ah penyuntikan disertai gejala _gejala serta perubahan - perubahan jaringan yangtersi fat.

B.anthracis avirulen Max Sterne apabila disuntikkan pada marmot_marmot percobaandengan cara yang sama sebagai tersebut diatas, tidak akan menimbulkan kematian,hanya meni mbul kan perubahan_perubahan setempat yang kurang berarti, berupa pem_bengkakan kel enj ar Iimfa setempat, yang kemudian akan 'enyap ±. 5 hari setel ah pe_nyuntikan.

B. subtil is apabila disuntikan pada marmot _ marmot percobaan dengan cara yangsama sebagai tersebut diatas tidak akan menimbulkan kematian dan tidak menimbulkanperubahan_perubahan lokal yang berarti.

Dari percobaan_percobaan tersebut diatas ternyata, bahwa setelah mengalami radiasisinar Gamma beberapa kali secara berturut_turut pada dosis ±. 100 x 104r., virulensiB. anthracis menjadi turun. Apakah perubahan sifat ini hanya sementara atau sudahmantap masih perlu penelitian lebih lanjut.

Suspensi spora B.anthracis yang telah mati oleh radiasi sinar Gamma apabila disun_tikan pada marmot_marmot percobaan tidak berbahaya, tidak menimbulkan kematian,hanya meni mbul kan perubahan_perubahan lokal berupa pembengkakan kel enj ar Ii mfa se_tempat, yang kemudian akan lenyap setelah ±. 1 minggu, dan marmot_marmot percobaantetap hidup. Apabila setelah satu bulan marmot_marmot ini disuntik dengan suspensiB.anthracis virulen, marmot_marmot percobaan ini baru mati ±. 15 hari setelah penyun_tikan disertai perubahan_perubahan jaringan yang kurang hebat.

Menurut dugaan kami, sekalipun dalam jumlah sedikit didalam tubuh marmot_marmotpercobaan itu telah dibangun zat pelawan terhadap anthrax. Hal ini masih memerlukanpenelitian lebih lanjut.

RINGKASAN

Radiasi sinar Gamma terhadap suspensi B. anthracis dapat langsung mempengaruhimasing _ masing sel kuman, dapat menyebabkan beberapa perubahan sifat, fungsi danstruktur atau perubahan_perubahan itu terjadi pada keturunannya.Dari penyel idikan _ penyel idikan pendahul uan kami sebagai tersebut diatas antara laindapat kami simpulkan sebagai berikut :

1. Radiasi sinar Gamma terhadap biakan berspora. B.anthracis tidak merubah sifat_sifatumum biokimiawinya.

2. Sel_sel kuman yang sedang mengalami pertumbuhan dan mitosis adalah yang pal ingpeka terhadap pengaruh radiasi.

3. Makin tinggi dosis radiasi menyebabkan pertumbuhan jadi makin lambat dan kurangsubur.

4. Oasis lethal suspensi berspora beberapa strain B.anthracis tidak sama. Agaknya dosislethal ±. 180 x 104r.

5. B. anthracis avirulen Max Sterne lebih resisten terhadap radiasi sinar Gamma.6. B. subtilis lebih resisten terhadap radiasi sinar Gamma.7. Kuman _ kuman yang mati oleh radiasi sinar Gamma baik morfologi maupun sifat_

si fatnya terhadap pengecatan berubah.8. Radiasi sinar Gamma sebara berturut_turut dapat menurunkan virulensi B.anthracis.9. Radiasi sinar Gamma secara berturut_turut lama_lama dapat menambah resistensi

B. anthracis.

10. Penel itian ini kami kerjakan selama 6 bulan, sehingga untuk mendapatkan hasil­hasil yang lebih sempurna penelitian lebih lanjut masih sangat dibutuhkan.

103

DAFTAR PUSTAKA

1. BERNARD G. HARVEY. Introduction to Nuclear Physjs and Chemjstry. P.228-237;322_323, New Yersey. (1962).

2. BUGHER J. C. Biological Effects of Radiation. Peaceful Uses of Atomic Energy,United Nations. Vol. II, p. 45-47, N.Y. (1956).

3. COMAR C.L. Radioisotopes in Biology and Agriculture N.Y. (1955).4. CAUDE, COURSAGET. Gamma Radiation and Immunity. Peaceful Uses of Atomic

Energy. United Nations. Vol. II, p. 169, N.Y., (1956).5. HAGA N W. A. The Infectious Diseases of Domestic Animals. 4 th. Ed., N. Y•

(1961) •

6. POWERS, EHRET. Radiation Effects on Cells. Peaceful Uses of Atomic Energy.United Nations. Vol. II, p. 266, N.Y., (1956).

7. SAJUTI H. B.Sc. Pengaruh Radiasi Terhadap Larutan. Maj. Manfaat Tenaga AtomNo.5, h. 34 _ 35.

8. SOEGIARTO M.Sc.

I. Mensuci hamakan makanan terhadap kuman.Salmonella dengan radiasi.

II. Penggunaan Tenaga Atom dalam Crop & Product Protection.Maj. Manfaat Tenaga Atom. No.8.

9. SUMANEGARA R. Md. T. Ikhtisar singkat dari penyakit radang limpa di Indonesia.Hemerazoa Vol. LXV. no. 7 _ 8, (1958).

10. SRI HARTONO Drs. Usaha kearah swasembada obat-obatan yang memakai isotop_isotop radioaktip. Prasaran pada Seminar Penggalian Sumber Alam Indo_nesia Untuk Farmasi di Yogyakarta, (1964).

11. TAN BIAUW SO EN Drs. Mekanisme kerusakan biologis karena radiasi Maj. Man_faat Tenaga Atom h. 12 _ 13, No.7.

DISKUSI

SOETARJO BROTO NEGORO

Untuk mendapatkan mutant apakah tidak perlu dilakukan "single cell isolation",yakni menumbuhkan masing _ masing cell sendiri - sendiri? Karena mungkin, cellmutant yang terj adi dal am pertumbuhannya bersama_sama cell yang bukan mutantakan mengalami kekalahan. Biasanya cell mutant mempunyai nutritional requirementyang lebih beraneka-ragam (terutama keperluan akan asam amino) daripada cellbiasa.

Drs. SUGIMAN

Isolasi masing_masing sel kuman tidak hanya perlu akan tetapi mesti dikerjakan,oleh karena kepekaan masing_masing sel kuman terhadap radiasi sinar gamma tidaksama dan tergantung dari macam_macam faktor an tara lain bentuk vegetatif, spora,usia dsb. sehingga akibat_akibat yang ditimbulkan juga tidak sama.Untuk maksud tersebut diatas juga telah kami kerjakan dengan pemupukan padapelat agar darch. Dengan cara ini masing_masing sel kuman akan terpisah dan ter_ikat pada tempatnya masing_masing dan setelah mengalami pertumbuhan pengaruh tsbakan tampak pada bentuk koloninya. KolonLkoloni serupa ini yang kemudian kamisel idiki lebih lanjut. Akan tetapi pada lazimnya kalau kuman mengalami mutasidalam bentuk menjadi tidak bersifat jahat (avirulen) syarat_syarat untuk pertumbuh­annya jadi Iebih sederhana.

104

Prof. SOETJIPTO POERWOSOEPRODJO

Cara penyinaran pada binatang atau di voedingsbodem.Penjelasan, pad a pemberian therapie untuk 1 tahun misalnya terhadap atis tuber_culosis dosisnya diberikan sama besar dose pada kuman.

Drs. SUGIMAN

Yang kami radiasi bukan binatangnya, juga bukan voedingsbodemnya, melainkansuspensi kuman atau spora kuman yang kami larutkan dalam Fisiologis NaCI steril.Sepanjang pengetahuan kami didalam bidang bersinar sinar gamma tidak dipakai untukpengobatan. Juga penelitian penggunaan sinar gamma untuk pengobatan terhadapmacam_macam penyakit antara lain atis tuberculosis belum kami lakukan.

105