PEMANFAATAN & PENGELOLAAN HEWAN COBA DALAM EVALUASI GIZI PANGAN ( in vivo test)

1. PEMANFAATAN & PENGELOLAAN HEWAN COBA DALAM EVALUASI GIZI PANGAN (in vivo test) By. Jaya Mahar Maligan Laboratorium Nutrisi Pangan dan Hasil Pertanian PS- Ilmu dan Teknologi Pangan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian FTP - UB

2. Introduction Food Human Body Metabolism Functional Benefit In Vitro Test Nutrition In Vivo Test

3. In Vivo Test • In vivo (Latin for "within the living") is experimentation using a whole, living organism as opposed to a partial or dead organism, or an in vitro controlled environment. Animal testing and clinical trials are two forms of in vivo research. • In vivo testing is often employed over in vitro because it is better suited for observing the overall effects of an experiment on a living subject. (Wikipedia, 2010)

4. Pemeliharaan dan pengembangbiakan hewan coba 6 Prinsip : 1. Lingkungan -> stabil dan sesuai untuk keperluan fisiologis (suhu, kelembapan dan kecepatan aliran udara) 2. Status Kesehatan -> kesehatan kandang, gedung dan lingkungan

5. Pemeliharaan dan pengembangbiakan hewan coba 6 Prinsip : 3. Pegawai (perawat hewan) -> senang dan empati, kompeten dan profesional 4. Kualitas dan Kuantitas Pakan (feed) -> cukup dalam segi nutrisi, wadah bersih dan bebas kontaminan

6. Pemeliharaan dan pengembangbiakan hewan coba 6 Prinsip : 5. Sistem Pengelolaan dan Pembiakan -> fungsi pengawasan, dokumentasi 6. Kualitas Hewan -> sehat, SPF (specific pathogen free) dan germ-free

7. Animal Testing • Pemanfaatan Hewan Coba di Laboratorium • Diternakkan khusus untuk keperluan invivo test • Sebagai model untuk melihat pengaruh metabolisme nutrisi secara langsung pada jaringan biologis hewan coba

8. Animal Testing • Sehat, SPF (Specific Pathogen Free) , germ-free • Kondisi metabolisme hewan coba yang serupa dengan manusia • Tingkat reproduksi tinggi • Kesesuaian dengan tujuan penelitian

9. Animal Testing • Rodensia dan Kelinci Tikus (Rattus norvegicus), Mencit (Mus musculus), Guinea pig, Kelinci : penelitian penyakit parasit, infeksi dan degeneratif, nutrisi, reproduksi, toksisitas • Carnivora Kucing dan Anjing : penelitian fisiologi, sistem syaraf dan praktek bedah, cancer dan tumor, toksisitas, metabolisme dan evaluasi obat

10. Animal Testing • Primata Kera : penelitian infeksi, metabolisme dan toksisitas obat • Ungulata Sapi, kambing, kuda : penelitian infeksi, produksi antiserum dan antitoksin • Unggas Telur : penelitian virology

11. Animal Welfare 3R (Russel and Burch) • Replacement : Setiapmetodeygmenggunakanmateri yang tidakdapatmerasa (non-sentient material) sebagaipenggantimetodeygmenggunakan vertebrata hidupygmempunyaikesadaran. Seperticontohnyadenganmenggunakanteknologicanggihdengankomputer modeling, daripadamenggunakanhewanasli yang hidup • Reduction : Mengurangijumlahhewandigunakanuntukmemperolehsejumlahinformasidanketetapantertentu. Dari satuekorhewansajadapatdigunakanuntukbeberapa kali ataupunpenelitian yang berbeda. Jangansampaimembuang-buangataumemboroskan organ yang tidakdigunakan. Gunakanseefisiensimungkindarisatuekorhewanpercobaan. • Refinement : Penguranganindikasiataukeparahan (severity) prosedur yang tidakberperikemanusiaan (inhumane) yang diterapkanpadahewanharusdigunakan. Sedapatmungkinkitamengurangi rasa sakit yang dirasakanolehhewan yang diujicobakan. Gunakanprosedur yang baikuntuk “memakai” mereka.

12. Animal Welfare Five (5) Freedom : World Society for Protection of Animals (WSPA) • Freedom from hunger and thirst (bebasdari rasa lapardanhaus). • Freedom from discomfort (bebasdari rasa panasdantidaknyaman). • Freedom from pain, injury, and disease (bebasdariluka, penyakitdansakit). • Freedom from fear and distress (bebasdari rasa takutdanpenderitaan). • Freedom to express normal behavior (bebasmengekspresikanperilaku normal danalami)

13. Mencit Data Biologis

14. Tikus putih Data Biologis

15. Teknik Eksperimen • Pemeliharaan dan handling • Identifikasi • Pengambilan spesimen / sampling • Anastesi dan eutanasia

16. Pemeliharaan • Individual Cage atau Metabolic Cage • Kandang mudah dibersihkan • Alas tidur dibersihkan secara periodik

17. Handling - Mencit

18. Identifikasi - mencit • Penandaan Hewan Coba -> pembeda perlakuan • Temporer dan Permanen • Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail Tatto, Electronic Transponder

19. Pemberian Materi • Injeksi intraperitoneal, subkutan, intravena, intramuskular • Sonde intragastrik (per oral) • Dosis tertentu mis : sonde mencit 20 gr (maks 1ml) sonde tikus 200 gr (maks 5 ml)

20. Sampling • Pengambilan darah -> ≠shock hipovolemic • 10% total volume darah, interval 2-4 minggu • 1% interval 24 jam • Vena lateral ekor, sinus orbitalis mata, vena saphena (kaki), jantung (intrakardial)

21. Euthanasia • Eutanasia (Bahasa Yunani: ευθανασία -ευ, eu yang artinya "baik", dan θάνατος, thanatos yang berarti kematian) • praktek pencabutan kehidupan manusia atau hewan melalui cara yang dianggap tidak menimbulkan rasa sakit atau menimbulkan rasa sakit yang minimal • Inhalasi CO2, Injeksi barbiturat over dosis (200mg/kg BB), dekapitasi, dan dislokasi.

22. Anesthesia • from Greekαν-, an-, "without"; and αἴσθησις, aisthēsis, "sensation"), traditionally meant the condition of having sensation (including the feeling of pain) blocked or temporarily taken away. • Tujuan anastesi : mengurangi rasa sakit dan rasa tidak enak pada segala kondisi (ex : selama pemeriksaan dan pembedahan) • Tikus dan mencit : Metode fisik, parenteral dan inhalasi

23. Anesthesia • Metode fisik : hipothermia • Metode parenteral : pentobarbital (30-70 mg/kg BB), Ketamine (50-400 mg/ kg BB), etc • Metode Inhalasi : CO2 (1 mnt), Chloroform, Ether, halothane, etc

24. Handling - Tikus

25. Identifikasi- Tikus • Identifikasi Hewan Coba -> pembeda perlakuan • Temporer dan Permanen • Spot Tail / Numbered Tail, Ear Tag, Ear Piece, Tail Tatto, Electronic Transponder

26. Sampling • Pengambilan darah -> shock hipovolemic • 10% total volume darah, interval 2-4 minggu • 1% interval 24 jam • Vena lateral ekor, ventral arteri ekor, sinus orbitalis mata, vena saphena (kaki), arterior vena cava, jantung

27. Euthanasia • Eutanasia (Bahasa Yunani: ευθανασία -ευ, eu yang artinya "baik", dan θάνατος, thanatos yang berarti kematian) • praktek pencabutan kehidupan manusia atau hewan melalui cara yang dianggap tidak menimbulkan rasa sakit atau menimbulkan rasa sakit yang minimal • Inhalasi CO2, Injeksi barbiturat over dosis (200mg/kg BB) atau ketamin (60-70mg/kg BB), dekapitasi, dan dislokasi.

28. PerhitunganDosis • Dosage Converse (Laurence & Bacharah, 1964) Konversidosisdarimanusia (70 kg) ke : a. mencit (20 g) = 0.0026 b. tikus (200 g) = 0.0018 • Konversisederhana BB manusia – mencitatautikus

29. Aplikasi Invivo test - nutrisi • Bioavailability Test (Nutrition) • Meal Tolerance test (glycemic index) • Blood : Diabetic, Artheroschlerosis test • Tissue : Carcinoma test, Antioxidant test • Caecum : Probiotic , SCFA test • Brain : Omega 3 and phospolipid incorporation • etc.. etc..

30. Aplikasi Invivo test - nutrisi EFEK HIPOKOLESTEROLEMIK TEPUNG UMBI GADUNG PADA TIKUS WISTAR YANG DIBERI DIET HIPERKOLESTEROL BY. JAYA MAHAR MALIGAN, TETI ESTIASIH, WENNY B. SUNARHARUM DAN THOMAS RIANTO

31. Latar Belakang Potensi yang masih belum tergali dengan optimal Senyawa Bioaktif Meningkatkan Derajat Kesehatan Menurunkan Resiko Penyakit Jantung Koroner (PJK) Gadung (Dioscorea hispida Dennst) Mencegah Dislipidemia dengan Memperbaiki Profil Lipid (HDLc, LDLc, TG dan TK)

32. Tujuan Penelitian • Mengetahui efek hipokolesterolemik tepung umbi gadung (Dioscorea hispida Densst) terhadap tikus Rattus novergicus strain wistarjantanyang diberi diet tinggi lemak (aterogenik) melalui pengujian profil lipid (LDL-c, HDL-c, Kolesterol Total dan Trigliserida).

33. Diet hiperkolesterol (AIN-93M)

34. MetodologiPenelitian • Desain Penelitian : Control Group Post Test Design • Tahapan Pelaksanaan Penelitian 1. Persiapan dan Pemilihan Hewan Coba 2. Formulasi Diet Aterogenik 3. Pembuatan Tepung Umbi Gadung (Syafii,dkk.2005) 4. Pemberian Asupan Tepung Gadung pd Hewan Coba 5. Pengumpulan dan Analisis Data

35. Tikus Wistar Jantan Adaptasi 7 hari dg diet normal (AIN-93M) Diet AIN-93M Diet hiperkolesterol Diet hiperkolesterol + tepung gadung • (Pemeliharaan tikus selama 28 hari) • Penimbangan berat pakan yang dikonsumsi tiap hari • Penimbangan BB tikus tiap 7 hari • Pengujian Profil Lipid (HDLc,LDLc,TK dan TG) pd hari ke-28 Hasil

36. Hasilpenelitian

37. Hasilpenelitian

38. Hasilpenelitian

39. Aplikasi Invivo test - nutrisi SIFAT BIOAKTIF FOSFOLIPID TERSTRUKTUR DARI LESITIN KEDELAI KOMERSIAL MENGANDUNG ASAM LEMAK OMEGA-3 HASIL SAMPING PENGALENGAN IKAN TUNA BY. JAYA MAHAR MALIGAN, TETI ESTIASIH DAN JONI KUSNADI

40. Latar Belakang Minyak Hasil Samping Pengalengan Ikan Tuna Lesitin Kedelai Komersial Kristalisasi pelarut suhu rendah Asam Lemak Omega-3 Fosfolipid Rx. Asidolisis Enzimatis Kestabilan rendah Karakterisasi Sifat Bioaktif : Uji Invivo Fosfolipid Terstruktur

41. Tujuan Penelitian • Mengkaji kondisi proses sintesis fosfolipid terstruktur mengandung asam lemak omega-3 dari lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 dari hasil samping pengalengan tuna.

42. Tujuan Penelitian • Mengkarakterisasi sifat bioaktif fosfolipid terstruktur dalam menurunkan resiko aterosklerosis menggunakan uji invivo pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague dawley jantan. • Menguji tingkat inkorporasi DHA fosfolipid terstruktur pada jaringan otak tikus putih (Rattus norvegicus) strain sprague dawley jantan.

43. Hipotesis Penelitian • Diduga pemberian fosfolipid terstruktur, lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan yang diberi diet aterogenik akan memberikan pengaruh yang berbeda dalam menurunkan resiko aterosklerosisdanperlemakanhati (steatosis). • Diduga konsentrasi enzim dan lama reaksi asidolisis akan berpengaruh terhadap tingkat inkorporasi EPA-DHApada fosfolipid terstruktur.

44. Hipotesis Penelitian • Diduga pemberian fosfolipid terstruktur, lesitin kedelai komersial dan minyak kaya asam lemak omega-3 pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan akan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap tingkat inkorporasi DHA pada jaringan otak.

45. Tahapan Penelitian • Sintesis asidolisisenzimatis dan karakterisasi kimia fosfolipid terstruktur mengandung asam lemak omega-3 dari fosfolipid kedelaidan minyakkaya asam lemak omega-3. • Pengujian sifat bioaktif fosfolipid terstruktur melalui uji invivo pada tikus putih (Rattus norvegicus) strain Sprague Dawley jantan

46. Desain Penelitian • Tahap 1 - Sintesis Asidolisis Enzimatis • Rancangan Acak Kelompok • Faktor 1. Lama Reaksi : 18, 24,36 jam • Faktor 2. Konsentrasi Enzim : 20,30,40% • Analisis Data : Anova dan Uji Lanjut Post Hoc Tuckey and Duncan (α = 0.05)

47. Desain Penelitian • Tahap 2 – Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid Terstruktur • P0 : diet standart AIN-93M • P1 : diet aterogenik • P2 : diet aterogenik + lesitin kedelai komersial • P3 : diet aterogenik + minyak kaya asam lemak omega-3 • P4 : diet aterogenik + fosfolipid terstruktur  @ 4 ekor tikus (design experiment : nested , ujilanjut : Tukey)

48. Fosfolipid Terstruktur 3 3d Fosfolipid Terstruktur Perlakuan Terbaik

49. Pengujian Sifat Bioaktif Fosfolipid Terstruktur 4 4a Profil Lipid Histopatologi Aorta dan Ketebalan Lapisan Intima-media Aorta 4b Histopatologi Perlemakan Hati dan Tingkat Kerusakan Sel Hati 4c 4d Tingkat Inkorporasi DHA di Otak

50. Profil Lipid 4a Total Kolesterol