Otak manusia terdiri lebih dari 100 miliar syaraf yang masing-masing terkait dengan 10 ribu syaraf lain. Bayangkan, dengan kerumitan otak seperti itu, maka Anda wajib menyayangi otak Anda cukup dengan menghindari kebiasaan-kebiasaan buruk yang sering disepelekan.Otak adalah organ tubuh vital yang merupakan pusat pengendali sistem syaraf pusat. Otak mengatur dan mengkordinir sebagian besar gerakan, perilaku dan fungsi tubuh homeostasis seperti detak jantung, tekanan darah, keseimbangan cairan tubuh dan suhu tubuh.Otak juga bertanggung jawab atas fungsi seperti pengenalan, emosi. ingatan, pembelajaran motorik dan segala bentuk pembelajaran lainnya.Sungguh suatu tugas yang sangat rumit dan banyak. Maka, hindarilah kebiasaan buruk di bawah jika Anda masih ingin otak Anda bekerja dengan baik.
1. Tidak mau sarapan
Banyak orang menyepelekan sarapan, padahal tidak mengkonsumsi makanan di pagi hari menyebabkan turunnya kadar gula dalam darah. Hal ini berakibat pada kurangnya masukan nutrisi pada otak yang akhirnya berakhir pada kemunduran otak.
2. Kebanyakan makan
Terlalu banyak makan mengeraskan pembuluh otak yang biasanya menuntun kita pada menurunnya kekuatan mental.
3. Merokok
Merokok ternyata berakibat sangat mengerikan pada otak kita. Bayangkan, otak kita bisa menyusut dan akhirnya kehilangan fungsi-fungsinya. Tak ayal diwaktu tua kita rawan Alzheimer.
4. Terlalu banyak mengkonsumsi gula
Terlalu banyak asupan gula akan menghalangi penyerapan protein dan gizi sehingga tubuh kekurangan nutrisi dan perkembangan otak terganggu.
5. Polusi udara
Otak adalah bagian tubuh yang paling banyak menyerap udara. Terlalu lama berada di lingkungan dengan udara berpolusi membuat kerja otak tidak efisien.
6. Kurang tidur
Tidur memberikan kesempatan otak untuk beristirahat. Sering melalaikan tidur membuat sel-sel otak justru mati kelelahan.
7. Menutup kepala ketika sedang tidur
Tidur dengan kepala yang ditutupi merupakan kebiasaan buruk yang sangat berbahaya karena karbondioksida yang diproduksi selama tidur terkonsentrasi sehingga otak tercemar. Jangan heran kalau lama kelamaan otak menjadi rusak.
8. Berpikir terlalu keras ketika sedang sakit
Bekerja keras atau belajar ketika kondisi tubuh sedang tidak fit juga memperparah ketidakefektifan otak.
9. Kurangnya stimulasi otak
Berpikir adalah cara terbaik untuk melatih kerja otak. Kurang berpikir justru membuat otak menyusut dan akhirnya tidak berfungsi maksimal.
10. Jarang bicara
Percakapan intelektual biasanya membawa efek bagus pada kerja otak
Jumat, 22 Mei 2009
Sabtu, 09 Mei 2009
TREMATODA (DIGENEA)
Previous Page Table of Contents Next Page
13. TREMATODA (DIGENEA)
Plates 22 & 23 (pp. 140 – 141) and Fig. 4 (p.142).
13.1 ADULT STAGE TREMATODES
Species affected and geographic range
Khalil (1971) lists over 50 species of trematodes, from 15 families, occurring in a variety of freshwater fish in Africa. Of these, only the extraintestinal species are potentially harmful to fish; species of Sanguinicola (the blood fluke) infect Synodontis schall and Auchenoglanis occidentalis in the Sudan (Khalil, 1969) and Clarias lazera (Paperna, 1964b) and Oreochromis spp. in Israel. Callodistomid and opistorchid species infect the gall bladder and bile ducts of diverse fish species such as Polypterus bichir, Synodontis schall and Gymnarchus niloticus, while species of Phyllodistomum are found in the urinary bladder of siluroids, Ctenopoma kingsleye, Mastacembalus nigromarginatus and Gymnarchus niloticus. One representative of the Didimozoidae (parasites of fish tissues and internal cavities), Nemathobothrium labeonis, occurs (unencysted) in the eye orbits of Labeo spp. in the Sudan Nile.
Taxonomy, description and diagnosis
Trematodes or Digenea are flatworms (Platyhelminthes), heteroxenous (with a multiple host life cycle) and require (with only one exception) a mollusc as their first intermediate host.
Adult-stage digeneans usually have a dorso-ventrally flattened, oval body with a smooth, spiny or corrugated surface, a sucker around the antero-ventral mouth, and an additional ventral sucker or acetabulum. Both suckers are used for attachment and locomotion. The digestive system consists of a pharynx connected to the mouth opening, a short oesophagus and two blind intestinal caeca. Most trematodes are hermaphrodite, containing both male organs (testes, ducts and copulatory system) and female organs (ovary, vitelline glands, ducts and uterus). Some also contain a specialised copulatory organ (gonotyl in Heterophyes spp.) which is useful for differential diagnosis. Eggs are evacuated to the genital opening, and are usually oval and operculated (Schell, 1970).
Blood flukes (Sanguinicolidae) are slender, spiny, and lack anterior ventral suckers and pharynx. The intestinal caeca are short, X- or H-shaped. Eggs are thin-shelled and lack an operculum (Smith, 1972).
Didymozoidae are thread-like, with or without an expanded posterior region, and occur in pairs or small groups inside body cavities or within cysts or cyst-like formations in the tissues. Some are hermaphrodite, while others show variable degrees of separation into sexes (Dawes, 1946).
Differential diagnosis is difficult and requires experience with trematode taxonomy. Fixation, which allows further processing and adequate staining, should be done with Alcohol (70–95%) under moderate pressure of a glass slide or cover slip (depending on specimen size). Staining for demonstrating internal organs, if desired, may be done with either haematoxylin or carmine stains.
Life history and biology
The life histories of the trematodes which (at the adult stage) infect African fish have so far not been studied and their first molluscan host and other intermediate hosts remain unknown as yet. Data available on trematodes elsewhere (Dawes, 1946; Hoffman, 1967; Schell, 1970), may be summarised as follows:
Eggs of gut dwelling digeneans are released via defaecation, while eggs of those living in the gall-bladder are evacuated into the gut with bile. Eggs, produced by digeneans in the kidney or gonads, are evacuated from their host with the respective organ's products. If they are located in tissue or closed internal cavities they can only be liberated following death of the host or predation (Didymozoid eggs).
Eggs of blood flukes (Sanguinicolidae), containing a fully developed miracidium, accumulate in the terminal (distal) blood capillaries. Only those reaching the gill filament blood vessels release their miracidia, which then actively break through the gill tissue into the water (Davis et al., 1961; Smith, 1972). Eggs of Sanguinicola dentata in Clarias lazera (Paperna, 1964b) were accumulating in the kidney and seemed to evacuate via the urinary system.
Eggs, if laid undeveloped (Paramphistomatidae), begin their embryonic development only after evacuation from the host, apparently after being triggered by appropriate stimuli (the presence of oxygen and light). Eggs of many piscine digeneans, however, when laid contain a fully developed miracidium. Such eggs hatch immediately or soon after evacuation from the definitive host (Asymphilodora tincae - Van den Broek and de Jong, 1979). Fully embryonated eggs of Ophistorchiidae do not hatch, but infect snail hosts upon being swallowed.
Free-swimming miracidia are pyriform, and covered with cilia.
Both bivalve and gastropod molluscs serve as intermediate hosts for trematodes which reach the adult stage in fish. In fresh waters, both prosobranchs and pulmonates are involved. Trematodes demonstrate a high degree of specificity to their molluscan hosts. Bivalves are first intermediate hosts for Fellodistomatidae, Gorgoderidae and Allocreadiidae (Hoffman, 1967; Schell, 1970). Pulmonates are the molluscan hosts of blood flukes (Sanguinicola spp.), infecting freshwater fish (Lymnaea spp. of S. inermis of carp) (Smith, 1972), and of Plagiorchidae. Freshwater prosobranch snails are hosts to both Ophistorchiidae and Monorchidae.
The miracidium, upon reaching the molluscan host, transforms into a “mother” sporocyst. Sporocysts yield a new generation of either sporocysts or rediae. Daughter stages migrate and settle in the molluscan hepato-pancreas. The sporocyst consists of only a tegumental sac, while the redia contains a muscular pharynx connected to a sac-like intestine, and a birth-pore located near the pharynx. In these, or their sporocyst or redia offspring, the cercariae are formed. Intramolluscan development of the Allocreadiidae, Haploporidae, and Monorchiidae (Dawes, 1946; Fares & Maillard, 1974; Van den Broek & De Jong, 1979) includes both sporocyst and redia stages. In Sanguinicolidae and Plagiorchidae (Hoffman, 1960; Smith, 1972), the cercariae are formed in the daughter sporocyst stage.
Cercariae already have the elements of mature digenean organisation, but with primordial genital organs. Cercariae may also have locomotive devices; a tail, in some forked, fins (the forked-tailed cercariae of sanguinicoliids also have a characteristic dorso-median fin fold), and a pair of eyes. The latter are lost when cercariae transform into metacercariae.
Of all piscine trematodes, only the blood flukes (Sanguinicolidae) and Transversotrematidae have cercariae which develop directly into adults in their definitive host. Cercariae of these flukes actively penetrate into their definitive piscine host (Sommerville & Iqbal, 1991; Rao & Ganapati, 1967). All other flukes which attain maturity in piscine hosts, reach their definitive host as waiting stage metacercariae. Cercariae transform into metacercariae when penetrating aquatic invertebrate or vertebrate (fish, tadpoles) organisms, or after encystment on plant material or other substrates in the water (example Haploporidae, Fares and Maillard, 1974). Transmission into the definitive hosts occurs when metacercariae are predated with their intermediate hosts, or browsed from the substrate by suitable fish hosts. Infection of fish by metacercarial stages is therefore closely linked to their food preferences.
Bucephalidae, and Acanthostomidae (in part) life histories involve fish as hosts for both metacercariae and adult stages. Tadpoles are second intermediate hosts for some Gorgoderidae (Schell, 1970).
Life histories involving molluscs as second intermediate hosts are found among members of very diverse digenean families; Monorchidae, Phyllodistomatidae, Azygiidae and Lepocreadiidae (Dawes, 1946; Schell, 1970). Monorchidae, developing in Bithynia or in bivalves, also exploit their first molluscan host for metacercarial encystment (Van den Broek and de Jong, 1979).
Other digeneans reach their definitive piscine host via planktonic or benthic organisms consumed as food. Common second intermediate hosts of digeneans infecting freshwater fish (such as Allocreadiidae), are larvae of aquatic insects; mayflies (Ephemeroptera), caddis-flies (Trichoptera), Dragon flies (Odonata) and Chironomidae and also various Crustacea, leeches, oligochaetes and planarians (see Dawes, 1946; Hoffman, 1967 and Schell, 1970).
Pathology
Adult trematodes, infecting the digestive tract of fish, are considered harmless, even when their numbers are high. Extraintestinal trematode infections, on the other hand, are potentially pathogenic.
Thus far, only the pathological data on blood flukes (sanguinicolids which can cause considerable damage to the gills and impair respiration) are relevant to African fish. Adult worms and trapped eggs can physically obstruct the passage of blood, causing thrombosis and subsequent necrosis (Hoffman et al., 1985), while escape of miracidia through the gill epithelium causes loss of blood and may lead to anaemia (Evans, 1974; Davis et al., 1961). Proliferation of the arterial endothelium was reported in common carp infected with Sanguinicola inermis (Prost, M., Poland, in Lucky, 1964). Loss of blood was evident from the pale colour of the gills and the decline in packed cell volumes and oxyhaemoglobin levels (Evans, 1974a). Heavy infection compromises the host's ability to withstand stressful conditions, for example heavily infected cultured carp suffocated during transportation (Lucky, 1964; Smith 1972). In chronic infections, adult worms disperse and become stranded in the heart, kidneys and caudal vessels. Dispersed eggs become encapsulated, and may also become surrounded with a focal granuloma. Nodular foci have been demonstrated in the heart, head, kidney and spleen of carp (Lucky, 1964) and Oreochromis spp. In S. armata infected grass carp (Cteno-pharyngodon idella) and bighead (Aristichthys nobilis), tissue response to eggs, spread throughout the viscera, was negligible (Anderson and Shaharom-Harrison, 1986) and similarly to eggs of S. dentata infiltrating the kidney of Clarias lazera.
The didimozoids (N. labeonis) recovered from the orbits were all young and unencysted and were never observed penetrating the eyeball, and thus did not cause any detectable pathological effect (Khalil, 1969).
Epizootiology
All trematodes are host specific and transmission may, at most, involve species of the same or very close genera. The presence of suitable vector snails in the habitat is essential for transmission (see the chapter on the epizootiology of metacercarial infection in relation to the environmental aspects of snail distribution - p. 130).
Sanguinicola infection is fairly common (quantitative data are lacking) in Oreochromis aureus of L. Kinneret, Israel. Data on blood fluke species, in the other African piscine hosts, are scarce. Blood flukes were reported in 6% of examined Auchenoglanis occidentalis, in the Sudan Nile (Khalil, 1969). The cichlid blood fluke recently became established in a fish farm, in Israel, in concrete holding tanks fed by open canals of surface water. By the time infection was detected, only Physa snails were present, which may not have been the vector snails.
American species of Sanguinicola have been implicated in massive mortalities of hatchery reared salmonids after their vector snails became established in the culture system (Davis et al., 1961; Evans, 1974; Hoffman et al., 1985). S. inermis (transmitted by Lymnaea spp.), at times severely infects common carp in extensive eastern European ponds which allow propagation of Lymnaea (Lucky, 1964). Anderson and Shaharom-Harrison (1986) reported the introduction of S. armata with infected bighead carp (Aristichthys nobilis) and grass carp (Ctenopharyngodon idella) into fish farms in Malaysia.
Of Labeo species (4 spp.) examined in the Nile, 53% harboured in their orbits 3 to 10 N. labeonis (Didymozoidae); in 41 out of 49 fish both eyes were infected (Khalil, 1969). Trematodes of the digestive tract are often very common, and also numerous (Khalil, 1969, Ukoli, 1969), in some samples of Bagrus spp. all fish were infected by Phyllodistomum, some with up to 150 worms. Infections of Phyllodistomum bavuri in Clarias gariepinus in Kruger National Park (northern Transvaal) occurred throughout the year with no evident seasonal fluctuation in incidence of infection or worm burden (Boomker, 1984).
Control (see in Metacercaria section below).
13.2 METACERCARIAE INFECTING FISH
Species affected
Most freshwater and estuarine fish are potential hosts, but juvenile fish, bottom dwellers and shallow water inhabitants are most vulnerable.
Geographic range
Metacercarial infections were found in fish in all studied inland water bodies in Africa and the Near East (Fahmy & Selim, 1959; Paperna, 1964; Williams & Chaytor, 1966; Khalil, 1969, 1971; Paperna & Thurston, 1968; Van As & Basson, 1984).
Piscivorous birds are the definitive hosts for many of the metacercariae found in fish. Consequently, bird migration along the eastern (over the Syro-African rift) and the western routes from Eurasia to Africa is the greatest contributory factor for dispersal of metacercarial infections. The other equally important factor is the presence of suitable molluscan intermediate hosts. It has also been suggested that aquatic birds help in the dispersal of aquatic snails. Water bodies from the Jordan system throughout the Nile to the Rift Valley lakes share common snails (Bulinus truncatus, same species group Lymnaea and Melanoides tuberculata), and similar fish (cichlids, Clarias and Barbus), which become infected by the same metacercariae (“black spot” Neascus, Clinostomum tilapiae, C. complanatum, Eculinostomum heterostomum, Centrocestus spp. Phagicola spp. and Haplorchis spp.). All of these have been demonstrated to have herons, cormorants and pelicans as definitive hosts. Where species can be determined (in Clinostomatidae), data suggests transcontinental distribution in both East and West Africa (Ukoli, 1966a, b).
A different pattern of distribution characterises heterophyiids utilising the lagoon dwelling euryhaline snail Pirenella conica as a molluscan host. These parasites, which develop in both avian and mammalian definitive hosts, occur in fish of estuarine and lagoon habitats of the Mediterranean as well as the Red Sea and Indian Ocean coasts (Balozet & Callot, 1938; Taraschewski, 1984; Taraschewski & Paperna, 1981), but are apparently absent in the remaining coastal regions of the continent.
Taxonomy, description and diagnosis
Members of some families or even certain genera may be recognised through characteristic structural affinities, aided by additional features such as the type and location of encystment. In other instances even family affinities cannot be determined. To a limited extent mature trematodes may be obtained from metacercariae through experimental infection of known or suspected definitive hosts; herons and pelicans in the case of Strigeoidea or Clinostomatidae (Ukoli, 1966a,b; Williams, 1967; Donges, 1974), dogs and cats with Heterophyiidae (Witenberg, 1929), or laboratory mice, rats, chicks or ducklings when the trematode is non-fastidious in its choice of definitive host (Khalil, 1963; Williams & Chaytor, 1966, and particularly heterophyiids - Sommerville, 1982a, Taraschewski, 1984).
Metacercariae may be released from their cysts for better examination either by teasing or applying pressure, or with digest solutions (in Pepsin, 5% in 0.1N/HCI and then 1% Trypsine with 0.5% Sodium-taurocholate in 1% NaHCO3).
Strigeoid metacercariae (Strigeidae, Diplostomatidae and Cyathocotylidae) encyst in a variety of organs, including the inside of the eye ball. Some diplostomatids remain temporarily or ultimately (in the eye lens and retina) unencysted. The mature metacercaria is divided into a cup-shaped forebody carrying the suckers, and a cylindrical hindbody containing the rudiments of the reproductive organs. The function of the ventral sucker is taken over by a new holdfast (tribocytic) organ (Hoffman, 1960). The cysts of some (of the larval genus Neascus) occurring in the skin accumulate melanophores, or other skin chromophores (“Black spot”).
Clinostomatid cysts and worms are the largest (up to 5 mm in diameter and 10 × 3 mm in size) and the worm's intestine is loaded with a yellow to orange substance.
Heterophyiids are covered by spines. The male genital pore of Heterophyes spp., Stictodora and others is accompanied by spines, arranged on a special round structure (gonotyle) or otherwise. Some have one or two rows of oral spines (Parascocotyle or Phagicola and Ascocotyle) and also encyst within a cartilaginous capsule on the gill filaments (Centrocestus) (Witenberg, 1929; Paperna, 1964a; Farstey, 1986). Oral spines of a different pattern occur in metacercariae of Echinostomatidae.
Life history and biology
The general pattern of trematode life history and the development of each of its larval stages has been outlined previously (13.1, in the description of adult trematode life histories).
The most common definitive hosts of Diplostomatidae (and other Strigeoidea), Clinostomatidae and Heterophyiidae encysting as metacercariae in fish are piscivorous birds. Mammalian hosts, including dogs, play an important part in dissemination of Heterophyiidae and the stregioid Prohemistomum vivax (Witenberg, 1929; Fahmy & Selim, 1959). Heterophyiidae, notably Heterophyes heterophyes, are very versatile in their choice of definitive hosts and will develop to maturity in both mammals and birds. Crocodiles (and possibly Nile monitors) are definitive hosts to metacercariae of the clinostomatid Nephrocephalus (Dollfus, 1930), and Pseudoneodislostomum thomasi (Fischthal & Thomas, 1970) which infect Bagrus and Clarias spp.
Herons are the common definitive hosts of Diplostomatidae and natural infection of B. levantinus has been found in Ardea purpurea. Eggs of diplostomatids are shed undeveloped; light and oxygen trigger the onset of embryonic development. Data on incubation schedules for African species are lacking. Eggs of D. spathaceum, incubated at 29°C, hatched after 9–11 days, while infected snails (Lymnaea peregra) commenced shedding within 6–9 weeks (Whyte et al., 1988). Cercariae of all diplostomatids are fork-tailed (furcocercariae). Bulinus truncatus, the snail host of Bolbophorus levantinus was found shedding 7 weeks after being placed with freshly laid eggs (at an ambient temperature of 22–24°C (Paperna & Lengy, 1963). B. truncatus from the fringes of L. Kinneret also shed furcocercariae which developed, in juvenile cichlids, into blackspot (Neascus). The vector of Neascus causing blackspot in L. Victoria cichlids is the local bulinid, B. ugandae. Blackspot metacercariae occurring on non cichlid fish might well be a different species. Metacercariae of B. levantinus developed only in species of Oreochromis. In Bolbophorus levantinus, metacercariae were shown to develop from a ‘distome’ to a strigeoid form, their posterior half distending while becoming densely filled with vesicular cells (reserve bladder - Hoffman, 1960). These are released into the cyst lumen at the end of the metacercarial development and the posterior end becomes the genital segment (Paperna & Lengy, 1963; Yekutiel, 1985). The same process apparently occurs in metacercariae of Ornithodiplostomum and Postdiplostomum, in which the posterior segment is comprised of a “reserve bladder” (Hoffman, 1960).
Hyperparasitism, i.e. a cyst within another cyst of an apparently different species of Diplostomatidae has been revealed in Clarias gariepinus muscles in Israel and in Uganda.
Definitive hosts for species of Clinostomum and Euclinostomum are herons, pelicans, cormorants and darters (Anhinga rufa). In all of these the adult trematodes become attached to the wall of the posterior pharynx and in the laryngeal zone. Some species, however, may restrict their choice of hosts; C. complanatum fails to become established in pelicans (Finkelman, 1988). Eggs, shed by worms, are either washed directly to the water habitat, or swallowed and defaecated.
Eggs are shed undeveloped, and like those of diplostomatids, require oxygen and light for development. Miracidia of C. tilapiae hatched following 10 days incubation at 25–30°C (under constant illumination) and those of C. marginatum after 11–13 days (Finkelman, 1988).
In Israel, B. truncatus was shown to be the intermediate host for Clinostomum tilapiae (Finkelman, 1988). Elsewhere in Africa, where B. truncatus is absent, C. tilapiae is likely to be transmitted by other bulinids (in South Africa). Another bulinid, Bulinus (Physopsis) globosus, is the vector of Euclinostomum heterostomum (Donges, 1974). Clinostomum complanatum develops through species of Lymnaea (Radix) (Lo et al., 1982; Finkelman 1988).
C. tilapiae infected snails start to shed after 40 days and C. complanatum infected snails after 30 days (Finkelman, 1988). Cercariae are fork tailed with a dorso-median fin fold (similar to that seen in sanguinicolid cercariae).
Shed eggs of heterophyiids, contain a miracidium which hatches and commences development when ingested by the vector snail (Khalil, 1937). Heterophyiid snail hosts are prosobranch snails; Melanoides tuberculata (host to Centrocestus spp., Haplorchis spp. and Stellantchasmus falcatus) in freshwater inland habitats (Khalifa et al. 1977, Sommerville, 1982, Farstey, 1986) and Pirenella conica and species of Hydrobia in euryhaline waters (notably Heterophyes spp. and Stictodora spp.) (Khalil, 1937; Martin, 1959; Taraschewski & Paperna, 1981). Heterophyiid cercariae have an undivided tail (Pleurolophocercous).
Pathology
Clinical effects of infection are often not obvious. The presence of metacercariae in supposedly sensitive organs such as the brain, cranial nerves or spinal cord [Diplostomum mashonense and D. tregenna, in Clarias spp. (Beverly-Burton, 1963; Khalil, 1963)], does not necessarily imply a debilitating impact on the fish, even at relatively high infection loads, and despite visible structural damage. Sudden, massive outbreaks of infection can be fatal. Cercariae penetrate via the skin and gills (Hoglund, 1991). Exposure to massive numbers of cercariae may kill fry within a few hours (cichlids infected by Haplorchis pumilio - Sommerville, 1982a), but such exposures are not representative of naturally occurring infections. Cercariae penetrated and encysted deeper in the tissues of small fish and the large cysts interfered with organ function. The large (0.5–0.8 mm in diam.) and numerous (over 50) cysts of B. levantinus, established in muscles of young cichlids (<50 mm long), induce severe body deformities (Paperna & Lengi, 1963; Yekutiel, 1985). Metacercariae form massive infections in juvenile (O-class) fish and have, therefore, been implicated as an important cause of natural mortalities at this stage of their lives (Centrocestus spp. in gills and Bolbophorus levantinus in muscles of cichlid fish - Yekutiel, 1985; Farstey, 1986; Paperna, 1991). Population studies and field observations suggest that fish heavily infected by metacercariae are selectively removed from the host population (Chubb, 1979). Heavy gill infection appears to lower respiratory efficiency. During 3hrs of transport, all young cichlids (Sarotherodon galilaeus) with heavily Centrocestus-infected gills (116±48 per fish), succumbed, while all lightly infected (same size, with 15±15 per fish) survived (Farstey, 1986).
The pathological impact of cardiac infections by Phagicola and Ascocotyle in cichlids (and also grey mullets) was not evaluated. Trout infection with Apatemon gracilis resulted in fibrogranulomatosis of the epicardium and failure in in-vitro pumping performance (Tort et al., 1987; Watson et al., 1992).
Pronounced inflammatory response and focal haemorrhages accompanies penetration and early migration (in muscles penetrated by H. pumilio - Sommerville, 1982a). The inflammatory reaction, predominated by infiltrating macrophages, is particularly intense around unencysted migrating metacercariae and preceded the eventual enclosure in a fibrous capsule of the encapsulating metacercaria (B. levantinus - Yekutiel, 1985). The fibrous capsules produced by the host, are superimposed on the acellular wall secreted by the encysting cercaria.
Cysts consolidating around certain skin metacercariae may incorporate dermal melanophores and exceptionally, other chromophores. Such metacercariae, termed “black spot”, are formed in infections by the strigeoid larval genus Neascus (species of Crassophialia, Ornithodiplostomum and Uvulifer - Hoffman, 1960) and many others whose adult stages are unknown.
Centrocestus metacercariae on gills become encysted in a cartilaginous capsule, which is comprised of a cartilaginous extension of the filament's ray. Proliferation of the gill epithelium around the forming capsule, with the resulting obliteration of the lamellar structure, is apparently the cause of the observed respiratory malfunction in the infected fish (Farstey, 1986).
In spite of the large size (3–7 mm) of the clinostomatid cysts, neither skin infection nor muscle and visceral infection induces severe histopathology or gross pathological effects in fully grown or even juvenile fish. Heterotis niloticus tolerates infections as high as 130 Nephrocephalus metacercariae and up to 70 metacercariae of Clinostomum sp. were counted in muscles of individual Synodontis membranaceus (Ukoli, 1969) and of C. complanatum, in Tor (Barbus) canis (Finkelman, 1988). Seemingly healthy looking cichlids (Tristramella simonis, in L. Kinneret) are occasionally found virtually covered by cutaneous cysts of Clinostomum spp (Paperna, 1964a,b). Very young fish (O. mossambicus, 40–60 mm long), however, succumbed to infection by 3–5 cysts of Euclinostomum heterostomum in the viscera. Donges (1974) reports kills of experimentally hyperinfected O. mossambicus fingerlings by Euclinostomum heterostomum, 30–35 and 62 days post infection with loads of 75–81 worms.
Damage to the eyes of fish is caused by metacercariae with a predilection, or even site-specificity to that organ or as a non-specific side-effect, for example, corneal infection by integument-encysting metacercariae, which impairs eye vision. This condition is aggravated when metacercariae are accompanied by melanophores (black spot). The specific lens parasite Diplostomum spathaceum is unknown from African waters, but several infections by other diplostomatid metacercariae have been reported, usually invading the anterior or vitreous humor rather than the lens. Infected eyes often contain up to 4 metacercariae, 2.5 mm in size (with aggregates of up to 200) free, and encysted. Mashego (1982) reports cysts containing both juvenile metacercariae as well as some enveloped, more advanced metacercariae of the same or different species. Severe infection leads to exophthalmos, cataracts, and even complete collapse of the eye. Blindness can be uni- or bilateral (Thurston, 1965; Lombard, 1968; Douellou, 1992).
Epizootiology
Prevalence data and host records hint that infestation by metacercariae occurs only, or predominantly in shallow waters where most vector snails live. In lakes, Melanoides tuberculata and Pirenella conica are often found at high densities on the fringe of the shore line. Nonetheless, in large lakes such as Lake Victoria, shallow lakes such as L. George or very small, but relatively deep lakes such as L. Kinneret, infections of skin with black spot, gills with Centrocestus and inner tissues with Bolbophorus levanticus (seen only in L. Kinneret) and Haplorchis spp., are common and high only among young fish, or species confined to shallow water (T. zillii and some species of Haplochromis).
Older fish in offshore water are only sparsely or exceptionally found infected. The only exception are some species of offshore Haplochromis where infection is also retained in the older age classes (which apparently spend part of their time inshore).
Daily cercarial production in heterophyiids is around 300–500 and may last for over a year. Daily cercarial output in pulmonate snails is often similar (Wright, 1971; Paperna, unpublished), or even higher (in Bolbophorus levantinus 2000–3500 per 24 hr period -Paperna & Lengy, 1963) but overall production time is restricted, as diplostomatids developing in pulmonates have only sporocyst stages. This can explain the prevalent and often extremely heavy infections which are often observed in fish of inshore waters.
Studies in Lake Kinneret, have shown (Farstey, 1986) that the highly prevalent metacercarial infections are sustained by a relatively sparse infection in the snails: 0.6–9% (with one instance of 32%) of M. tuberculata were shedding Haplorchis cercariae and 2–10% were shedding Centrocestus.
The distribution pattern of infection with all these metacercariae was very over dispersed, for example, with an average of less than 40 gill metacercaria per fish in L. Victoria cichlids, some were showing infection by 120 and up to 800. Statistically significant overdispersion parameters (best fit to negative binomials and others) were also demonstrated in B. levantinus infections of juvenile cichlids (Yekutiel, 1985).
In the Nile Delta lakes, Oreochromis niloticus as well as the grey mullets are important hosts of heterophyiids (including the zoonotic human pathogen H. heterophyes -Taraschewski, 1984) and Prohemistomum vivax metacercaria, with dogs acting as the main source for eggs to infect the vector snail (Wells & Randall, 1956; Fahmi & Selim, 1959; Taraschewski, 1984). Infection accumulates with time and in large fish approximates 100%. Metacercariae loads in O. nilotica were not reported but in grey mullets 300 to 3000 Heterophyes spp. were counted per 1g of fish flesh (Paperna & Overstreet, 1981).
Eye infections by Diplostomatidae were reported in 85% of examined T. rendalli and O. mortimeri in Lake Kariba (Douellou, 1992), the majority had bilateral infection. Eye infections are prevalent in less than 30% of L. Victoria Haplochromis (Thurston, 1965). In South Africa, in some dams (in Transvaal, Lombard, 1968), virtually all fish were found to be affected (100% of Barbus paludinosus with 5–20 metacercariae per fish). Outbreaks of ocular infection also occurred in farmed tilapia as well as in the introduced trout and large-mouth bass (Micropterus salmoides) (Lombard, 1968).
Of the clinostomatids, C. tilapiae and Euclinostomum heterostomum infections are widespread (Lombard, 1960), although prevalence in some habitats (in dams in Transvaal - Britz et al., 1985) may reach 76%, numbers of recovered worms only exceptionally exceed 10. Worm load per fish of C. complanatum in Tor (Barbus) canis in Lake Kinneret is considerably higher (up to 70, mean 33). Large numbers of metacercariae are found in Gnathonemous macrolepidotus infected with C. vanderhorsti (Ortlepp, 1935) in southern Africa.
Intensively utilised earth ponds, with their heavy organic and nitrogenous load and muddy (eutrophic) bottoms are unfavourable habitats for all snails. Omnivorous fish, such as carp and siluroid catfish, eat thin-shelled snails and their spawn. Metacercarial infections in intensive earth pond systems, therefore, occur only sporadically, as episodes restricted to a single growing season, and are eliminated when ponds are returned to routine intensive cultivation (Paperna, 1980). Snails can only proliferate in mesotrophic ponds with a solid substrate (earth or gravel), holding a low fish biomass, for instance a pond used for spawning, as a nursery or for holding broodstock. Extensive systems; dam reservoirs and similar large water bodies holding lower fish biomass, or smaller units, ponds or pools with frequent or continuous water exchange fringed by trailing and floating weeds; offer better conditions for vector snails and are attractive to piscivorous birds (De Bont and De Bont-Hers, 1952; Lombard, 1968; Paperna, 1968). At times, indoor circulation systems, raceways and hatcheries become heavily populated with snails (Stables & Chappell, 1986), but transmission in these systems is often limited to sanguinicolids (Hoffman et al., 1985). Metacercarial infections are usually prevented where piscivorous birds can be excluded by an efficient netting system. In cultured cichlids in Israel, and tropical and southern Africa, the following massive metacercarial infections, sometimes resulting in mortalities, have been recorded: gill infections of Centrocestus, and subcutaneous Haplorchis transmitted by M. tuberculata (Sommerville, 1982, 1982a; Paperna, 1991), skin Neascus (“black-spot”), muscle infection with Bolbophorus levantinus (Paperna, 1991) and visceral infections of Clinostomum tilapiae and Euclinostomum heterostomum (Lombard, 1968; Britz et al., 1985) transmitted by B. truncatus (Finkelman, 1988). Gill infection by Centrocestus formosanus resulting in mass mortality has been reported from farmed eels (Anguilla japonica) in Japan (Yanohara & Kagei, 1983). Lymnaea (Radix) transmitted C. complanatum, heavily infected farmed loach (Misgurnus anguillicaudatus) and ayu (Plecoglossus altivelis) in Taiwan, causing growth retardation and lower rates of survival (Liu, 1979; Lo et al., 1981). Additional data on species of clinostomids and heterophyiids troubling farmed fish in Southeast Asia are provided by Kabata (1985).
Control
Transmission control:
The most practicable preventative method of controlling digenean infection in farmed fish is elimination of the vector snail. Available measures include use of chemical molluscicides, environmental manipulation and use of molluscophagous fish.
Extensive literature exists on the control of snails which are vectors of schistosomes and Fasciola (McCullough & Mott, 1983; Madsen, 1990). Of all the molluscicides developed to control these snails, only copper sulphate is of any practical use in fish ponds and circulation systems. Molluscicidal concentrations of niclosamide (=Bayluscide, Beyer 73) and N- tritylmorpholin (=Frescon, WL 8008, Shell product) currently recommended for snail control are toxic to fish (Cowper, 1971). Copper sulphate (5-hydrate) molluscicide concentrations are tolerated by most fish (although some species, and younger fish may be more susceptible). It is an inexpensive compound, widely used in fish ponds as an algicide (Sarig, 1971), and it can be safely applied at a dose of 3.5 ppm to brackish-water ponds and at 2 ppm to neutral and hard freshwater ponds. However, in acid and soft freshwaters (pH 6.8, calcium ions >12 ppm) the same or even lower concentrations become toxic to fish. Copper salt may be applied by continuous dosing at a lower concentration (1 ppm), or as a low-soluble formulation (as copper carbonate or copper oxide) to produce long term residual effects. The safety of this compound to fish has been demonstrated under these conditions (Hoffman, 1970). Treatment of drained ponds or raceways by copper sulphate, prior to stocking, delayed but did not prevent repopulation by snails (Stables and Chappell, 1986).
The environmental limits imposed on snail survival in fish farm systems are discussed above. Regular weed control, performed manually, or with herbicides (Paperna, 1980) can decimate snail populations. Of all listed and recommended molluscophagous fish (DeBont and DeBont Hers, 1952; Carothers & Allison, 1968), only black carp (Myelopharyngodon piceus) was routinely employed (with mixed success) in water supply lakes (Leventer, 1979). Experience with commercial fish farms is still insufficient.
Worm infection control:
Praziquantel (Biltricide[R], Bayer AG, Germany) has been shown to be effective against digeneans and cestodes of men and animals, as well as being safe (Andrews et al., 1983). Preliminary trials demonstrated praziquantel's parasiticidal effect on Diplostomum spathaceum metacercariae in rainbow trout fed on medicated feed (Bylund & Sumari, 1981). This was followed by Szekely and Molnar's (1991) report on the elimination of all D. spathaceum metacercariae from herbivorous carp. Recommended application is by feeding a single dose of 300 mg kg-1 body mass. Three sequential lower doses of 35–100 mg kg-1 yielded 88–100% efficacy, and bath treatments of 1 mg l-1 for over 9hrs to 10 mg l-1 for 1hr showed 100% and 93–94% efficiency, respectively. Mr N. Kraus, manager of Kibbutz Hamaapil, Israel, fish farm, used a veterinary formulation of praziquantel (Droncit) to kill off metacercariae of Centrocestus, Haplorchis and Bolbophorus levantinus in juvenile tilapia (70 mm in length). Dissolved praziquantel in dip tanks was found to retain its therapeutic efficiency and may therefore be reused for over a month. In spite of its promising therapeutic qualities, praziquantel's use in fish farms is uneconomic due to its high price, except in very special circumstances such as high-priced ornamental fish, breeders or valuable genetic stock.
REFERENCES
Anderson, I.G. & Shaharon-Harrison, F., 1986. Sanguinicola armata infection in bighead carp (Aristichthys nobilis) and grass carp (Ctenopharyngodon idella) imported in Malaysia. In: Maclean, L.B., Dizon, L.B. & Hosillos, L.V. (eds.) The First Asian Fisheries Forum, Asian Fisheries Society, Manila, Philippines. p. 247–250.
Andrews, P.H., Thomas, R., Pohlke, R. & Seubert, J., 1983. Praziquantel. Med. Res. Rev., 3: 147–200.
Balozet, L. & Callot, J., 1938. Trematodes de Tunisie. 3. Superfamily Heterophyoidea. Arch. Inst. Pasteur Tunis, 28: 34–63.
Beverly-Burton, M., 1963. A new strigeid, Diplostomum (Tylodelphys) mashonense n. sp. (Trematoda, Diplostomatidae) from the grey heron, Ardea cinerea L. in Southern Rhodesia with an experimental demonstration of part of the life cycle. Rev. Zool. Bot. Afr., 68: 291–308.
Britz, J., Van As, J. G. & Saayman, J.E., 1985. Occurrence and distribution of Clinostomum tilapiae Ukoli, 1966 and Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809) metacercarial infections of freshwater fish in Venda and Lebowa, Southern Africa. J. Fish Biol., 26: 21–28.
Bylund, G. & Sumari, O., 1981. Laboratory tests with Droncit against diplostomiasis in rainbow trout, Salmo gairdneri Richardson. J. Fish Dis., 4: 259–264.
Carothers, J.L. & Allison, R., 1968. Control of snails by the readear (shellcracker) sunfish. [Proc. of the FAO World Symp. on warm-water fish culture, Rome, Italy 18–25 May 1966, Volume 5.]. FAO Fish. Rep., 44. 399–406.
Chubb, J.C., 1979. Seasonal occurrence of helminths in freshwater fish. Part II. Trematoda. Adv. Parasitol., 17: 141–313.
Cowper, S.G., 1971. A synopsis of African Bilharziasis. H.K. Lewis and Co. Ltd. London.
Davis, H.S., Hoffman, G.L. & Surber, E.W., 1961. Notes on Sanguinicola davisi (Trematoda: Sanguinicolidae) in the gills of trout. J. Parasitol., 47: 512–514.
Dawes, B., 1946. The Trematoda. Cambridge University Press.
De Bont, A.F. & De Bont Hers, M.J., 1952. Mollusc control and fish farming in Central Africa. Nature Lond., 170: 323–324.
Dollfus, R.P., 1930. Metacercaire de Nephrocephala. Ann. Parasitol. hum. comp., 8: 216–217.
Donges, J., 1974. The life cycle of Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809) (Trematoda: Clinostomatidae). Int. J. Parasitol. 4: 79–90.
Douellou, L., 1992. Parasites of Oreochromis (Oreochromis) mortimeri (Trewavas, 1966) and Tilapia rendali rendali (Boulanger, 1836) in Lake Kariba, Zimbabwe. University of Zimbabwe Lake Kariba Research Station Bull., 2 (Proc. of seminar series): 14–31.
Evans, W.A., 1974. Growth, mortality, and hematology of cutthrout trout experimentally infected with the bloodfluke Sanguinicola klamathensis. J. Wildl. Dis., 10: 341–346.
Evans, W.A., 1974a. The histopathology of cutthrout trout experimentally infected with the blood fluke Sanguinicola klamathensis. J. Wildl. Dis., 10: 243–248.
Fahmy, M.A.M. & Selim, M.K., 1959. Studies on some trematodes parasites of dogs in Egypt with special references to the role played by fish in their transmission. Z. Parasitenk., 19: 3–13.
Fares, A. & Maillard, C., 1974. Recherches sur quelques Haploporidae (Trematoda) parasites des Muges de Mediterranee occidentale: systematique et cycle evolutifs. Z. Parasitenk., 45: 11–43.
Farstey, V., 1986. Centrocestus sp. (Heterophyidae) and other trematode infections of the snail Melanoides tuberculata (Muller, 1774) and cichlid fish in Lake Kinneret. MSc Thesis, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
Finkelman, S., 1988. Infections of Clinostomatidea in the Sea of Galilee fish. MSc Thesis, Faculty of Agriculture, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1968. Digenetic trematodes of Amphibians and Reptiles from Ghana. Proc. Helm. Soc. Wash., 35: 1–15.
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1970. Some metacercariae of digenetic trematodes in fish from Nungua lake, Ghana. Ann. Inst. Biol. Univ. Nat. Auton. Mexico, 41: Ser. Zool. Num. Unico, 73–80.
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1972. Digenetic trematodes in fish from the Volta River drainage prior to the construction of the Volta dam at Akosombo in May 1964. J. Helminthol. 46: 91–106.
Hoffman, G.L. 1960. Synopsis of Strigeoidea (Trematoda) of fish and their life cycles. Fishery Bull., 60: 439–469.
Hoffman, G.L., 1967. Parasites of North American Freshwater Fishes. University of California Press, Berkeley & Los Angeles.
Hoffman, G.L., 1970. Control methods for snail-born zoonozes. J. Wildl. Dis., 6: 262–265.
Hoffman, G.L., Fried, B. & Harvey, J.E., 1985. Sanguinicola fontinalis sp. nov. (Digenea: Sanguinicolidae): a blood parasite of brook trout, Salvelinus fontinalis (Mitchill.), and longnose dace, Rhinichthys cataractae (Valenciennes). J. Fish Dis., 8: 529–538.
Hoglund, J., 1991. Ultrastructural observations and radiometric assay on cercarial penetration and migration of the digenean Diplostomum spathaceum in the rainbow trout Onchorhynchus mykiss. Parasitol. Res., 77: 283–289.
Kabata, Z., 1985. Parasites and Diseases of Fish Cultured in the Tropics. Taylor & Francis, London & Philadelphia.
Khalifa, M.K., El-Naffar, M.K. & Arafa, M.S., 1977. Studies on heterophyid cercariae from Assiut Province, Egypt. I. Notes on the life cycle of Haplorchis pumilio (Looss, 1896) with discussion on previously described species. Acta Parasitol Pol., 25: 25–38.
Khalil, L.F., 1963. On Diplostomulum tregena, the Diplostomulum stage of Diplostomum tregena Nazmi Ghohar, 1932, with an experimental demonstration of part of the life cycle. J. Helminth., 37: 199–206.
Khalil, L.F., 1969. Studies on the helminth parasites of freshwater fishes of the Sudan. J. Zool. London, 158: 143–170.
Khalil, L.F., 1971. Checklist of the helminth parasites of African freshwater fishes. Tech. Comm. 42, Comm. Inst. Helm., C.A.B. England, 80pp.
Khalil, M., 1937. The life history of the human trematode parasite “Heterophyes heterophyes”. CD. R. Congr. Int. Zool. Lisbon, 3: 1889–1899.
Koie, M., 1979. On the morphology and life history of Monascus [= Haplocladus] filiformis Rudolphi, 1819) Looss, 1907 and Steringophorus furcifer (Olsson, 1868) Odner, 1905 (Trematoda, Fellodistomatidae). Ophelia, 18: 113–132.
Koie, M., 1992. Life cycle and structure of the digenean Brachyphallus crenatus (Hemiuridae). J. Parasitol., 78: 338–343.
Landsberg, J.H., 1989. Parasites and associated diseases of fish in warm water culture with special emphasis on intensification. In: Shilo, M. & Sarig, S. (ed.) Fish Culture in Warm Water Systems: Problems and Trends. CRC Press Inc. Boca Raton, Flo. pp. 195–252.
Leventer, H., 1979. Biological control of reservoirs by fish. Mekoroth Water Company, Co. Israel, 71 pp. (second edit. 1984).
Liu, F.G., 1979. Diseases of cultured loach (Misgurnus anguillicaudatum) in Taiwan. Chinese Aquaculture, 304: 14.
Lo, C.F., Huber, F., Kou, G.H. & Lo, C.J., 1981. Studies on Clinostomum complanatum (Rudolph, 1819). Fish. Pathol. 15: 219–227.
Lo, C-F., Wang, C-H., Huber, F. & Kou, G-H., 1982. The study of Clinostomum complanatum (Rudolphi, 1814) II. The life cycle of Clinostomum complanatum. CAPD Fisheries Series (Taiwan) No. 8, Fish Disease Research (IV), 1: 26–56.
Lombard, G.L., 1960. A preliminary survey of the occurrence of trematodes in fish and aquatic birds. Publ. Cons. Sci. Sud Sahara, (63): 170–174.
Lombard, G.L., 1968. A survey of fish diseases and parasites encountered in Transvaal. Newsletter Limnol. Soc. S. Afr., 11: 23–29.
Lucky, Z., 1964. Contribution to the pathology and pathogenicity of Sanguinicola inermis in juvenile carp. In: Ergens, R. & Rysavy B. (ed.) Parasitic Worms and Aquatic Conditions. Czechoslovak Academy of Sciences, pp. 153–157.
Madsen, H., 1990. Biological methods for control of freshwater snails. Parasitol. today, 6: 237–241.
Mashego, S.N., 1982. A seasonal investigation of the helminth parasites of Barbus species in water bodies in Lebowa and Venda, South Africa. Ph.D. thesis, University of the North, Sovenga, South Africa. 191 pp.
McCullough, F.S. & Mott, K.E., 1983. The role of molluscicides in schistosomiasis control. World Health. Org. doc. WHO/VBC/83.879.
Martin, W.E., 1959. Egyptian Heterophyid trematodes. Transac. Am. Micro. Soc., 78: 172–183.
Ortlepp R.J., 1935. On the metacercaria and adult of Clinostomum van der horsti sp. n. a trematode parasite of fish and herons. Ondertespoort J. Vet. Sci. Anim. Ind., 5: 51–58.
Paperna, I., 1964a. The metazoan parasite fauna of Israel inland water fishes. Bamidgeh (Bull. Fish Cult. Israel), 16: 3–66.
Paperna, I., 1964b. Parasitic helminths of inland-water fishes in Israel. Israel J. Zool., 13: 1–20.
Paperna, I., 1968. Studies on the transmission of Schistosomiasis in Ghana. 1. Ecology of Bulinus (Physopsis) globosus the snail host of Schistosoma haematobium in South East Ghana. Ghana J. Science, 8: 30–51.
Paperna, I., 1980. Parasites, Infections and Diseases of Fish in Africa. CIFA Tech. Pap. 7:216 p.
Paperna, I., 1991. Diseases caused by parasites in the aquaculture of warm water fish. Annual Rev. Fish Dis. 1: 155–194.
Paperna, I. & Lengy, J., 1963. Notes on a new subspecies of Bolbophorus confusus (Krause, 1914) Dubois, 1935 (Trematoda, Diplostomatidae), a fish-transmitted bird parasite. Israel J. Zool. 12: 171–182.
Paperna, I. & Overstreet, R.M., 1981. Parasites and diseases of Mullets (Mugilidae). In: Oren, O.H. (ed.) Aquaculture of Grey Mullets. IBP 26, Cambridge University Press, U.K.
Paperna, I. & Thurston, J.P., 1968. Report on ectoparasitic infections of freshwater fish in Africa. Bull. Off. int. Epizoot., 69: 1192–1206.
Rao, K.H. & Ganapati, P.N., 1967. Observations on Transversotrema patialensis (Soparkar, 1924) (Trematoda) from Waltair, Andra Pradesh (India). Parasitol., 57: 661–664.
Sarig, S., 1971. The prevention and treatment of diseases of warmwater fish under subtropical conditions, with special emphasis on intensive fish farming. T.F.H. Publications Inc., Jersey City, N.J. 127 p.
Schell, S.C., 1970. How to know the trematodes. WM. C. Brown Comp. Pub. Dubuque, lowa.
Smith, J. W., 1972. The blood flukes (Digenea: Sanguinicolidae and Spirorchidae) of cold-blooded Vertebrates and some comparison with Schistosomes. Helm. Abst. Ser. A., 41: 161–204.
Sommerville, C., 1982. The life history of Haplorchis pumilio (Loos 1896) from cultured tilapias. J. Fish Dis., 5:233–241.
Sommerville, C., 1982a. The pathology of Haplorchis pumilio (Loos, 1896) infection in cultured tilapias. J. Fish Dis., 5: 243–250.
Sommerville, C. & Iqbal, N.A.M., 1991. The process of infection, migration, growth and development of Sanguinicola inermis, Plehn, 1905 (Digenea: Sanguinicolidae) in carp, Cyprinus carpio L. J. Fish Dis., 14: 211–219.
Stables J.N. & Chappel, L.H., 1986. The epidemiology of diplostomiasis in farmed rainbow trout from north-east Scotland. Parasitol. 92: 699–710.
Szekely, C. & Molnar, K., 1991. Praziquantel (Droncit) is effective against diplostomosis of grass carp (Ctenopharyngodon idella) and silver carp (Hypophthalmichthys molitrix). Dis. aquat. Org. 11: 147–150.
Taraschewski, H., 1984. Heterophyasis, an intestinal fluke infection of man and vertebrates transmitted by euryhaline gastropods and fish. Helgol. Meersuntersuch., 37: 463–478.
Taraschewski, H. & Paperna, I., 1981. Distribution of the snail Pirenella conica in Sinai and Israel and its infection by Heterophyidae and other trematodes. Marine Ecology Progress Series, 5: 193–205.
Tort, L. Watson, J.J. & Priede, I.G., 1987. Changes in-vitro heart performance in rainbow trout Salmo gairdneri Richardson, infected with Aphatemon gracilis (Digenea) J. Fish Biol., 30: 341–347.
Thurston, J.P., 1965. The pathogenicity of fish parasites in Uganda. Proc. East African Academy, 3: 45–51.
Ukoli, F.M.A., 1966a. On Clinostomum tilapiae n. sp. and C. phalacrocoracis Dubois, 1931, from Ghana, and a discussion of the systematics of the genus Clinostomum Leidy, 1856. J. Helminth., 40: 187–214.
Ukoli, F.M.A., 1966b. On Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809). J. Helminth., 40: 227–234.
Ukoli, F.M.A., 1969. Preliminary report of the helminth infection of fish in the river Niger at Shagnum. In: L.E. Obeng (ed.) Man-made Lakes; the Accra Symposium. Accra, Ghana, University Press for Ghana Academy of Sciences. pp. 269–83.
Van As, J.G. & Basson, L., 1984. Checklist of freshwater fish parasites from southern Africa. S. Afr. J. Wildl., 14: 49–61.
Van den Broek, E. & de Jong, N., 1979. Studies on the life cycle of Asymphilodora tincae (Modeer, 1790) (Trematoda, Monorchidae) in a small lake near Amsterdam. Part 1. The morphology of various stages. J. Helminth., 53: 79–89.
Watson, J.J., Pike, A.W. & Priede, I.G., 1992. Cardiac pathology associated with the infection of Onchorhynchus mykiss Walbaum with Aphatemon gracilis Rud. J. Fish Biol., 41: 163–167.
Wells, W.H. & Randall, B.H., 1956. New hosts for trematodes of the genus Heterophyes in Egypt. J. Parasitol. 42: 287–292.
Whyte, S.K., Chappel, L.H. & Secomes, C.J., 1988. In vitro transformation of Diplostomum spathaceum (Digenea) cercariae and short term maintenance of post-penetration larvae in vitro. J. Helminth., 62: 293–302.
Williams, M. O., 1967. The Neascus (Postdiplostomulum) stage of Postdiplostomum nanum Dubois and an experimental determination of the life cycle. J. Helminth., 41: 269–276.
Williams, M. O. & Chaytor, D.E.B., 1966. Some helminth parasites of freshwater fish of Freetown Peninsula, Sierra Leone. Bull. Inst. fr. Afr. noir, Ser. A, 28: 563–575.
Witenberg, G., 1929. Studies on the trematode family Heterophyidae. Ann. trop. Med. Parasitol., 23: 132–239.
Wright, C.A., 1971. Flukes and Snails. George Allen and Unwin Ltd., London.
Yanohara, Y. & Kagei, N., 1983. Studies on metacercaria of Centrocestus formosanus (Nishigori, 1924) - 1. Parasitism of metacercariae in gills of young rearing eels, and abnormal death of hosts. Fish Pathol. 17: 237–241 (in Japanese, English summary).
Yekutiel, D., 1985. Metacercaria infections of cichlid fry in Lake Kinneret. MSc Thesis, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
ILLUSTRATIONS
Plate 22 Trematoda: a,b. Sanguinicola infection-eggs a. in gills of Mugil cephalus, S. Africa; b. in heart of Oreochromis aureus. c–e: Juvenile cichlids (Tristramella sacra and Tilapia zillii) naturally infected with Neascus (Black spot) (fine arrows) and Bolbophorus levantinus, Israel; e, skinned fish to demonstrate B. levantinus infection in muscles (thick arrows). f–i: infection with B. levantinus in T. sacra; f, early and g, late metacercariae, live; h. histological section showing inflammatory process on the periphery of the encysted metacercaria in the muscles and i, monocytes -macrophages infiltrating around the unencysted metacercaria. j,k. Neascus (blackspot) metacercaria (a Postdiplostomum) on skin of O. aureus x niloticus, Israel.
Plate 23. Trematoda continued: a. Tilapia zillii from Israel, with Clinostomum cutaneum encysted under scales. b. Centrocestus infection in gills of T. zillii, Israel. c. Pygidiopsis metacercariae on the gut wall (Killifish, USA). d. Histological view of Centrocestus metacercariae on gills of O. aureus, Israel. e. Melanoides tuberculata, L. Kinneret, Israel. f. Physopsis globosus, Ghana; g. Bulinus truncatus, Ghana. h. Ascocotyle metacercaria from heart of Liza ramada, Israel. i. Pygidiopsis metacercaria on the gut wall (see c) k. Heterophyes heterophyes in muscles of L. ramada, Sinai lagoons. l. An heterophyiid metacercaria in the liver of L. aurata, Israel.
Fig. 4. Trematoda: A. Allocreadium ghanensis, adult (3 mm long) from the intestine of Synodontis sp. (After Fischthal & Thomas, 1972). B. Sanguinicola dentata, adult, from kidney circulatory system of Clarias lazera; d, vas deferens; i, intestine; l, vagina (non functional); o, ovary; od, oviduct; ot, ootyp; t, testes; u, uterus; v, vitellaria. C. Metacercaria of Pygidiopsis genata. D. Met. of Phagicola longa. E. Met. of Heterophyes heterophyes. F. Gonotyle of H. aequalis. G. Gonotyle of H. heterophyes. H. Met. of Stictodira. I. Gonotyle of S. sawakiensis. J. Redia of heterophyiid. K. Cercaria of heterophyiid. L. Head of Phagicola italica. M. Head of Centrocestus spp. N. Head of echinostomatid metacercaria. O. Sporocyst of diplostomatids. P. Furcocercaria of diplostomatids. Q. Diplostomulum (Diplostomum spp. met.). R,S. Young and developed Neascus (Met. of Postdiplostomum and Ornithodiplostomum spp.). T. Met. of Clinostomum tilapiae (length 4–8 mm). U. Met. of Euclinostomum heterostomum (length 6–8 mm). V. Met. of Clinostomum sp. (“cutaneum”) beneath the scales of cichlid fish (see Pl. 23a) (length 6 mm).
Plate 22
Plate 22. Trematoda (legend p. 139).
Plate 23
Plate 23. Trematoda continued (legend p. 139).
Fig. 4
Fig. 4. Trematoda (legend p. 139).
Previous Page Top of Page Next Page
13. TREMATODA (DIGENEA)
Plates 22 & 23 (pp. 140 – 141) and Fig. 4 (p.142).
13.1 ADULT STAGE TREMATODES
Species affected and geographic range
Khalil (1971) lists over 50 species of trematodes, from 15 families, occurring in a variety of freshwater fish in Africa. Of these, only the extraintestinal species are potentially harmful to fish; species of Sanguinicola (the blood fluke) infect Synodontis schall and Auchenoglanis occidentalis in the Sudan (Khalil, 1969) and Clarias lazera (Paperna, 1964b) and Oreochromis spp. in Israel. Callodistomid and opistorchid species infect the gall bladder and bile ducts of diverse fish species such as Polypterus bichir, Synodontis schall and Gymnarchus niloticus, while species of Phyllodistomum are found in the urinary bladder of siluroids, Ctenopoma kingsleye, Mastacembalus nigromarginatus and Gymnarchus niloticus. One representative of the Didimozoidae (parasites of fish tissues and internal cavities), Nemathobothrium labeonis, occurs (unencysted) in the eye orbits of Labeo spp. in the Sudan Nile.
Taxonomy, description and diagnosis
Trematodes or Digenea are flatworms (Platyhelminthes), heteroxenous (with a multiple host life cycle) and require (with only one exception) a mollusc as their first intermediate host.
Adult-stage digeneans usually have a dorso-ventrally flattened, oval body with a smooth, spiny or corrugated surface, a sucker around the antero-ventral mouth, and an additional ventral sucker or acetabulum. Both suckers are used for attachment and locomotion. The digestive system consists of a pharynx connected to the mouth opening, a short oesophagus and two blind intestinal caeca. Most trematodes are hermaphrodite, containing both male organs (testes, ducts and copulatory system) and female organs (ovary, vitelline glands, ducts and uterus). Some also contain a specialised copulatory organ (gonotyl in Heterophyes spp.) which is useful for differential diagnosis. Eggs are evacuated to the genital opening, and are usually oval and operculated (Schell, 1970).
Blood flukes (Sanguinicolidae) are slender, spiny, and lack anterior ventral suckers and pharynx. The intestinal caeca are short, X- or H-shaped. Eggs are thin-shelled and lack an operculum (Smith, 1972).
Didymozoidae are thread-like, with or without an expanded posterior region, and occur in pairs or small groups inside body cavities or within cysts or cyst-like formations in the tissues. Some are hermaphrodite, while others show variable degrees of separation into sexes (Dawes, 1946).
Differential diagnosis is difficult and requires experience with trematode taxonomy. Fixation, which allows further processing and adequate staining, should be done with Alcohol (70–95%) under moderate pressure of a glass slide or cover slip (depending on specimen size). Staining for demonstrating internal organs, if desired, may be done with either haematoxylin or carmine stains.
Life history and biology
The life histories of the trematodes which (at the adult stage) infect African fish have so far not been studied and their first molluscan host and other intermediate hosts remain unknown as yet. Data available on trematodes elsewhere (Dawes, 1946; Hoffman, 1967; Schell, 1970), may be summarised as follows:
Eggs of gut dwelling digeneans are released via defaecation, while eggs of those living in the gall-bladder are evacuated into the gut with bile. Eggs, produced by digeneans in the kidney or gonads, are evacuated from their host with the respective organ's products. If they are located in tissue or closed internal cavities they can only be liberated following death of the host or predation (Didymozoid eggs).
Eggs of blood flukes (Sanguinicolidae), containing a fully developed miracidium, accumulate in the terminal (distal) blood capillaries. Only those reaching the gill filament blood vessels release their miracidia, which then actively break through the gill tissue into the water (Davis et al., 1961; Smith, 1972). Eggs of Sanguinicola dentata in Clarias lazera (Paperna, 1964b) were accumulating in the kidney and seemed to evacuate via the urinary system.
Eggs, if laid undeveloped (Paramphistomatidae), begin their embryonic development only after evacuation from the host, apparently after being triggered by appropriate stimuli (the presence of oxygen and light). Eggs of many piscine digeneans, however, when laid contain a fully developed miracidium. Such eggs hatch immediately or soon after evacuation from the definitive host (Asymphilodora tincae - Van den Broek and de Jong, 1979). Fully embryonated eggs of Ophistorchiidae do not hatch, but infect snail hosts upon being swallowed.
Free-swimming miracidia are pyriform, and covered with cilia.
Both bivalve and gastropod molluscs serve as intermediate hosts for trematodes which reach the adult stage in fish. In fresh waters, both prosobranchs and pulmonates are involved. Trematodes demonstrate a high degree of specificity to their molluscan hosts. Bivalves are first intermediate hosts for Fellodistomatidae, Gorgoderidae and Allocreadiidae (Hoffman, 1967; Schell, 1970). Pulmonates are the molluscan hosts of blood flukes (Sanguinicola spp.), infecting freshwater fish (Lymnaea spp. of S. inermis of carp) (Smith, 1972), and of Plagiorchidae. Freshwater prosobranch snails are hosts to both Ophistorchiidae and Monorchidae.
The miracidium, upon reaching the molluscan host, transforms into a “mother” sporocyst. Sporocysts yield a new generation of either sporocysts or rediae. Daughter stages migrate and settle in the molluscan hepato-pancreas. The sporocyst consists of only a tegumental sac, while the redia contains a muscular pharynx connected to a sac-like intestine, and a birth-pore located near the pharynx. In these, or their sporocyst or redia offspring, the cercariae are formed. Intramolluscan development of the Allocreadiidae, Haploporidae, and Monorchiidae (Dawes, 1946; Fares & Maillard, 1974; Van den Broek & De Jong, 1979) includes both sporocyst and redia stages. In Sanguinicolidae and Plagiorchidae (Hoffman, 1960; Smith, 1972), the cercariae are formed in the daughter sporocyst stage.
Cercariae already have the elements of mature digenean organisation, but with primordial genital organs. Cercariae may also have locomotive devices; a tail, in some forked, fins (the forked-tailed cercariae of sanguinicoliids also have a characteristic dorso-median fin fold), and a pair of eyes. The latter are lost when cercariae transform into metacercariae.
Of all piscine trematodes, only the blood flukes (Sanguinicolidae) and Transversotrematidae have cercariae which develop directly into adults in their definitive host. Cercariae of these flukes actively penetrate into their definitive piscine host (Sommerville & Iqbal, 1991; Rao & Ganapati, 1967). All other flukes which attain maturity in piscine hosts, reach their definitive host as waiting stage metacercariae. Cercariae transform into metacercariae when penetrating aquatic invertebrate or vertebrate (fish, tadpoles) organisms, or after encystment on plant material or other substrates in the water (example Haploporidae, Fares and Maillard, 1974). Transmission into the definitive hosts occurs when metacercariae are predated with their intermediate hosts, or browsed from the substrate by suitable fish hosts. Infection of fish by metacercarial stages is therefore closely linked to their food preferences.
Bucephalidae, and Acanthostomidae (in part) life histories involve fish as hosts for both metacercariae and adult stages. Tadpoles are second intermediate hosts for some Gorgoderidae (Schell, 1970).
Life histories involving molluscs as second intermediate hosts are found among members of very diverse digenean families; Monorchidae, Phyllodistomatidae, Azygiidae and Lepocreadiidae (Dawes, 1946; Schell, 1970). Monorchidae, developing in Bithynia or in bivalves, also exploit their first molluscan host for metacercarial encystment (Van den Broek and de Jong, 1979).
Other digeneans reach their definitive piscine host via planktonic or benthic organisms consumed as food. Common second intermediate hosts of digeneans infecting freshwater fish (such as Allocreadiidae), are larvae of aquatic insects; mayflies (Ephemeroptera), caddis-flies (Trichoptera), Dragon flies (Odonata) and Chironomidae and also various Crustacea, leeches, oligochaetes and planarians (see Dawes, 1946; Hoffman, 1967 and Schell, 1970).
Pathology
Adult trematodes, infecting the digestive tract of fish, are considered harmless, even when their numbers are high. Extraintestinal trematode infections, on the other hand, are potentially pathogenic.
Thus far, only the pathological data on blood flukes (sanguinicolids which can cause considerable damage to the gills and impair respiration) are relevant to African fish. Adult worms and trapped eggs can physically obstruct the passage of blood, causing thrombosis and subsequent necrosis (Hoffman et al., 1985), while escape of miracidia through the gill epithelium causes loss of blood and may lead to anaemia (Evans, 1974; Davis et al., 1961). Proliferation of the arterial endothelium was reported in common carp infected with Sanguinicola inermis (Prost, M., Poland, in Lucky, 1964). Loss of blood was evident from the pale colour of the gills and the decline in packed cell volumes and oxyhaemoglobin levels (Evans, 1974a). Heavy infection compromises the host's ability to withstand stressful conditions, for example heavily infected cultured carp suffocated during transportation (Lucky, 1964; Smith 1972). In chronic infections, adult worms disperse and become stranded in the heart, kidneys and caudal vessels. Dispersed eggs become encapsulated, and may also become surrounded with a focal granuloma. Nodular foci have been demonstrated in the heart, head, kidney and spleen of carp (Lucky, 1964) and Oreochromis spp. In S. armata infected grass carp (Cteno-pharyngodon idella) and bighead (Aristichthys nobilis), tissue response to eggs, spread throughout the viscera, was negligible (Anderson and Shaharom-Harrison, 1986) and similarly to eggs of S. dentata infiltrating the kidney of Clarias lazera.
The didimozoids (N. labeonis) recovered from the orbits were all young and unencysted and were never observed penetrating the eyeball, and thus did not cause any detectable pathological effect (Khalil, 1969).
Epizootiology
All trematodes are host specific and transmission may, at most, involve species of the same or very close genera. The presence of suitable vector snails in the habitat is essential for transmission (see the chapter on the epizootiology of metacercarial infection in relation to the environmental aspects of snail distribution - p. 130).
Sanguinicola infection is fairly common (quantitative data are lacking) in Oreochromis aureus of L. Kinneret, Israel. Data on blood fluke species, in the other African piscine hosts, are scarce. Blood flukes were reported in 6% of examined Auchenoglanis occidentalis, in the Sudan Nile (Khalil, 1969). The cichlid blood fluke recently became established in a fish farm, in Israel, in concrete holding tanks fed by open canals of surface water. By the time infection was detected, only Physa snails were present, which may not have been the vector snails.
American species of Sanguinicola have been implicated in massive mortalities of hatchery reared salmonids after their vector snails became established in the culture system (Davis et al., 1961; Evans, 1974; Hoffman et al., 1985). S. inermis (transmitted by Lymnaea spp.), at times severely infects common carp in extensive eastern European ponds which allow propagation of Lymnaea (Lucky, 1964). Anderson and Shaharom-Harrison (1986) reported the introduction of S. armata with infected bighead carp (Aristichthys nobilis) and grass carp (Ctenopharyngodon idella) into fish farms in Malaysia.
Of Labeo species (4 spp.) examined in the Nile, 53% harboured in their orbits 3 to 10 N. labeonis (Didymozoidae); in 41 out of 49 fish both eyes were infected (Khalil, 1969). Trematodes of the digestive tract are often very common, and also numerous (Khalil, 1969, Ukoli, 1969), in some samples of Bagrus spp. all fish were infected by Phyllodistomum, some with up to 150 worms. Infections of Phyllodistomum bavuri in Clarias gariepinus in Kruger National Park (northern Transvaal) occurred throughout the year with no evident seasonal fluctuation in incidence of infection or worm burden (Boomker, 1984).
Control (see in Metacercaria section below).
13.2 METACERCARIAE INFECTING FISH
Species affected
Most freshwater and estuarine fish are potential hosts, but juvenile fish, bottom dwellers and shallow water inhabitants are most vulnerable.
Geographic range
Metacercarial infections were found in fish in all studied inland water bodies in Africa and the Near East (Fahmy & Selim, 1959; Paperna, 1964; Williams & Chaytor, 1966; Khalil, 1969, 1971; Paperna & Thurston, 1968; Van As & Basson, 1984).
Piscivorous birds are the definitive hosts for many of the metacercariae found in fish. Consequently, bird migration along the eastern (over the Syro-African rift) and the western routes from Eurasia to Africa is the greatest contributory factor for dispersal of metacercarial infections. The other equally important factor is the presence of suitable molluscan intermediate hosts. It has also been suggested that aquatic birds help in the dispersal of aquatic snails. Water bodies from the Jordan system throughout the Nile to the Rift Valley lakes share common snails (Bulinus truncatus, same species group Lymnaea and Melanoides tuberculata), and similar fish (cichlids, Clarias and Barbus), which become infected by the same metacercariae (“black spot” Neascus, Clinostomum tilapiae, C. complanatum, Eculinostomum heterostomum, Centrocestus spp. Phagicola spp. and Haplorchis spp.). All of these have been demonstrated to have herons, cormorants and pelicans as definitive hosts. Where species can be determined (in Clinostomatidae), data suggests transcontinental distribution in both East and West Africa (Ukoli, 1966a, b).
A different pattern of distribution characterises heterophyiids utilising the lagoon dwelling euryhaline snail Pirenella conica as a molluscan host. These parasites, which develop in both avian and mammalian definitive hosts, occur in fish of estuarine and lagoon habitats of the Mediterranean as well as the Red Sea and Indian Ocean coasts (Balozet & Callot, 1938; Taraschewski, 1984; Taraschewski & Paperna, 1981), but are apparently absent in the remaining coastal regions of the continent.
Taxonomy, description and diagnosis
Members of some families or even certain genera may be recognised through characteristic structural affinities, aided by additional features such as the type and location of encystment. In other instances even family affinities cannot be determined. To a limited extent mature trematodes may be obtained from metacercariae through experimental infection of known or suspected definitive hosts; herons and pelicans in the case of Strigeoidea or Clinostomatidae (Ukoli, 1966a,b; Williams, 1967; Donges, 1974), dogs and cats with Heterophyiidae (Witenberg, 1929), or laboratory mice, rats, chicks or ducklings when the trematode is non-fastidious in its choice of definitive host (Khalil, 1963; Williams & Chaytor, 1966, and particularly heterophyiids - Sommerville, 1982a, Taraschewski, 1984).
Metacercariae may be released from their cysts for better examination either by teasing or applying pressure, or with digest solutions (in Pepsin, 5% in 0.1N/HCI and then 1% Trypsine with 0.5% Sodium-taurocholate in 1% NaHCO3).
Strigeoid metacercariae (Strigeidae, Diplostomatidae and Cyathocotylidae) encyst in a variety of organs, including the inside of the eye ball. Some diplostomatids remain temporarily or ultimately (in the eye lens and retina) unencysted. The mature metacercaria is divided into a cup-shaped forebody carrying the suckers, and a cylindrical hindbody containing the rudiments of the reproductive organs. The function of the ventral sucker is taken over by a new holdfast (tribocytic) organ (Hoffman, 1960). The cysts of some (of the larval genus Neascus) occurring in the skin accumulate melanophores, or other skin chromophores (“Black spot”).
Clinostomatid cysts and worms are the largest (up to 5 mm in diameter and 10 × 3 mm in size) and the worm's intestine is loaded with a yellow to orange substance.
Heterophyiids are covered by spines. The male genital pore of Heterophyes spp., Stictodora and others is accompanied by spines, arranged on a special round structure (gonotyle) or otherwise. Some have one or two rows of oral spines (Parascocotyle or Phagicola and Ascocotyle) and also encyst within a cartilaginous capsule on the gill filaments (Centrocestus) (Witenberg, 1929; Paperna, 1964a; Farstey, 1986). Oral spines of a different pattern occur in metacercariae of Echinostomatidae.
Life history and biology
The general pattern of trematode life history and the development of each of its larval stages has been outlined previously (13.1, in the description of adult trematode life histories).
The most common definitive hosts of Diplostomatidae (and other Strigeoidea), Clinostomatidae and Heterophyiidae encysting as metacercariae in fish are piscivorous birds. Mammalian hosts, including dogs, play an important part in dissemination of Heterophyiidae and the stregioid Prohemistomum vivax (Witenberg, 1929; Fahmy & Selim, 1959). Heterophyiidae, notably Heterophyes heterophyes, are very versatile in their choice of definitive hosts and will develop to maturity in both mammals and birds. Crocodiles (and possibly Nile monitors) are definitive hosts to metacercariae of the clinostomatid Nephrocephalus (Dollfus, 1930), and Pseudoneodislostomum thomasi (Fischthal & Thomas, 1970) which infect Bagrus and Clarias spp.
Herons are the common definitive hosts of Diplostomatidae and natural infection of B. levantinus has been found in Ardea purpurea. Eggs of diplostomatids are shed undeveloped; light and oxygen trigger the onset of embryonic development. Data on incubation schedules for African species are lacking. Eggs of D. spathaceum, incubated at 29°C, hatched after 9–11 days, while infected snails (Lymnaea peregra) commenced shedding within 6–9 weeks (Whyte et al., 1988). Cercariae of all diplostomatids are fork-tailed (furcocercariae). Bulinus truncatus, the snail host of Bolbophorus levantinus was found shedding 7 weeks after being placed with freshly laid eggs (at an ambient temperature of 22–24°C (Paperna & Lengy, 1963). B. truncatus from the fringes of L. Kinneret also shed furcocercariae which developed, in juvenile cichlids, into blackspot (Neascus). The vector of Neascus causing blackspot in L. Victoria cichlids is the local bulinid, B. ugandae. Blackspot metacercariae occurring on non cichlid fish might well be a different species. Metacercariae of B. levantinus developed only in species of Oreochromis. In Bolbophorus levantinus, metacercariae were shown to develop from a ‘distome’ to a strigeoid form, their posterior half distending while becoming densely filled with vesicular cells (reserve bladder - Hoffman, 1960). These are released into the cyst lumen at the end of the metacercarial development and the posterior end becomes the genital segment (Paperna & Lengy, 1963; Yekutiel, 1985). The same process apparently occurs in metacercariae of Ornithodiplostomum and Postdiplostomum, in which the posterior segment is comprised of a “reserve bladder” (Hoffman, 1960).
Hyperparasitism, i.e. a cyst within another cyst of an apparently different species of Diplostomatidae has been revealed in Clarias gariepinus muscles in Israel and in Uganda.
Definitive hosts for species of Clinostomum and Euclinostomum are herons, pelicans, cormorants and darters (Anhinga rufa). In all of these the adult trematodes become attached to the wall of the posterior pharynx and in the laryngeal zone. Some species, however, may restrict their choice of hosts; C. complanatum fails to become established in pelicans (Finkelman, 1988). Eggs, shed by worms, are either washed directly to the water habitat, or swallowed and defaecated.
Eggs are shed undeveloped, and like those of diplostomatids, require oxygen and light for development. Miracidia of C. tilapiae hatched following 10 days incubation at 25–30°C (under constant illumination) and those of C. marginatum after 11–13 days (Finkelman, 1988).
In Israel, B. truncatus was shown to be the intermediate host for Clinostomum tilapiae (Finkelman, 1988). Elsewhere in Africa, where B. truncatus is absent, C. tilapiae is likely to be transmitted by other bulinids (in South Africa). Another bulinid, Bulinus (Physopsis) globosus, is the vector of Euclinostomum heterostomum (Donges, 1974). Clinostomum complanatum develops through species of Lymnaea (Radix) (Lo et al., 1982; Finkelman 1988).
C. tilapiae infected snails start to shed after 40 days and C. complanatum infected snails after 30 days (Finkelman, 1988). Cercariae are fork tailed with a dorso-median fin fold (similar to that seen in sanguinicolid cercariae).
Shed eggs of heterophyiids, contain a miracidium which hatches and commences development when ingested by the vector snail (Khalil, 1937). Heterophyiid snail hosts are prosobranch snails; Melanoides tuberculata (host to Centrocestus spp., Haplorchis spp. and Stellantchasmus falcatus) in freshwater inland habitats (Khalifa et al. 1977, Sommerville, 1982, Farstey, 1986) and Pirenella conica and species of Hydrobia in euryhaline waters (notably Heterophyes spp. and Stictodora spp.) (Khalil, 1937; Martin, 1959; Taraschewski & Paperna, 1981). Heterophyiid cercariae have an undivided tail (Pleurolophocercous).
Pathology
Clinical effects of infection are often not obvious. The presence of metacercariae in supposedly sensitive organs such as the brain, cranial nerves or spinal cord [Diplostomum mashonense and D. tregenna, in Clarias spp. (Beverly-Burton, 1963; Khalil, 1963)], does not necessarily imply a debilitating impact on the fish, even at relatively high infection loads, and despite visible structural damage. Sudden, massive outbreaks of infection can be fatal. Cercariae penetrate via the skin and gills (Hoglund, 1991). Exposure to massive numbers of cercariae may kill fry within a few hours (cichlids infected by Haplorchis pumilio - Sommerville, 1982a), but such exposures are not representative of naturally occurring infections. Cercariae penetrated and encysted deeper in the tissues of small fish and the large cysts interfered with organ function. The large (0.5–0.8 mm in diam.) and numerous (over 50) cysts of B. levantinus, established in muscles of young cichlids (<50 mm long), induce severe body deformities (Paperna & Lengi, 1963; Yekutiel, 1985). Metacercariae form massive infections in juvenile (O-class) fish and have, therefore, been implicated as an important cause of natural mortalities at this stage of their lives (Centrocestus spp. in gills and Bolbophorus levantinus in muscles of cichlid fish - Yekutiel, 1985; Farstey, 1986; Paperna, 1991). Population studies and field observations suggest that fish heavily infected by metacercariae are selectively removed from the host population (Chubb, 1979). Heavy gill infection appears to lower respiratory efficiency. During 3hrs of transport, all young cichlids (Sarotherodon galilaeus) with heavily Centrocestus-infected gills (116±48 per fish), succumbed, while all lightly infected (same size, with 15±15 per fish) survived (Farstey, 1986).
The pathological impact of cardiac infections by Phagicola and Ascocotyle in cichlids (and also grey mullets) was not evaluated. Trout infection with Apatemon gracilis resulted in fibrogranulomatosis of the epicardium and failure in in-vitro pumping performance (Tort et al., 1987; Watson et al., 1992).
Pronounced inflammatory response and focal haemorrhages accompanies penetration and early migration (in muscles penetrated by H. pumilio - Sommerville, 1982a). The inflammatory reaction, predominated by infiltrating macrophages, is particularly intense around unencysted migrating metacercariae and preceded the eventual enclosure in a fibrous capsule of the encapsulating metacercaria (B. levantinus - Yekutiel, 1985). The fibrous capsules produced by the host, are superimposed on the acellular wall secreted by the encysting cercaria.
Cysts consolidating around certain skin metacercariae may incorporate dermal melanophores and exceptionally, other chromophores. Such metacercariae, termed “black spot”, are formed in infections by the strigeoid larval genus Neascus (species of Crassophialia, Ornithodiplostomum and Uvulifer - Hoffman, 1960) and many others whose adult stages are unknown.
Centrocestus metacercariae on gills become encysted in a cartilaginous capsule, which is comprised of a cartilaginous extension of the filament's ray. Proliferation of the gill epithelium around the forming capsule, with the resulting obliteration of the lamellar structure, is apparently the cause of the observed respiratory malfunction in the infected fish (Farstey, 1986).
In spite of the large size (3–7 mm) of the clinostomatid cysts, neither skin infection nor muscle and visceral infection induces severe histopathology or gross pathological effects in fully grown or even juvenile fish. Heterotis niloticus tolerates infections as high as 130 Nephrocephalus metacercariae and up to 70 metacercariae of Clinostomum sp. were counted in muscles of individual Synodontis membranaceus (Ukoli, 1969) and of C. complanatum, in Tor (Barbus) canis (Finkelman, 1988). Seemingly healthy looking cichlids (Tristramella simonis, in L. Kinneret) are occasionally found virtually covered by cutaneous cysts of Clinostomum spp (Paperna, 1964a,b). Very young fish (O. mossambicus, 40–60 mm long), however, succumbed to infection by 3–5 cysts of Euclinostomum heterostomum in the viscera. Donges (1974) reports kills of experimentally hyperinfected O. mossambicus fingerlings by Euclinostomum heterostomum, 30–35 and 62 days post infection with loads of 75–81 worms.
Damage to the eyes of fish is caused by metacercariae with a predilection, or even site-specificity to that organ or as a non-specific side-effect, for example, corneal infection by integument-encysting metacercariae, which impairs eye vision. This condition is aggravated when metacercariae are accompanied by melanophores (black spot). The specific lens parasite Diplostomum spathaceum is unknown from African waters, but several infections by other diplostomatid metacercariae have been reported, usually invading the anterior or vitreous humor rather than the lens. Infected eyes often contain up to 4 metacercariae, 2.5 mm in size (with aggregates of up to 200) free, and encysted. Mashego (1982) reports cysts containing both juvenile metacercariae as well as some enveloped, more advanced metacercariae of the same or different species. Severe infection leads to exophthalmos, cataracts, and even complete collapse of the eye. Blindness can be uni- or bilateral (Thurston, 1965; Lombard, 1968; Douellou, 1992).
Epizootiology
Prevalence data and host records hint that infestation by metacercariae occurs only, or predominantly in shallow waters where most vector snails live. In lakes, Melanoides tuberculata and Pirenella conica are often found at high densities on the fringe of the shore line. Nonetheless, in large lakes such as Lake Victoria, shallow lakes such as L. George or very small, but relatively deep lakes such as L. Kinneret, infections of skin with black spot, gills with Centrocestus and inner tissues with Bolbophorus levanticus (seen only in L. Kinneret) and Haplorchis spp., are common and high only among young fish, or species confined to shallow water (T. zillii and some species of Haplochromis).
Older fish in offshore water are only sparsely or exceptionally found infected. The only exception are some species of offshore Haplochromis where infection is also retained in the older age classes (which apparently spend part of their time inshore).
Daily cercarial production in heterophyiids is around 300–500 and may last for over a year. Daily cercarial output in pulmonate snails is often similar (Wright, 1971; Paperna, unpublished), or even higher (in Bolbophorus levantinus 2000–3500 per 24 hr period -Paperna & Lengy, 1963) but overall production time is restricted, as diplostomatids developing in pulmonates have only sporocyst stages. This can explain the prevalent and often extremely heavy infections which are often observed in fish of inshore waters.
Studies in Lake Kinneret, have shown (Farstey, 1986) that the highly prevalent metacercarial infections are sustained by a relatively sparse infection in the snails: 0.6–9% (with one instance of 32%) of M. tuberculata were shedding Haplorchis cercariae and 2–10% were shedding Centrocestus.
The distribution pattern of infection with all these metacercariae was very over dispersed, for example, with an average of less than 40 gill metacercaria per fish in L. Victoria cichlids, some were showing infection by 120 and up to 800. Statistically significant overdispersion parameters (best fit to negative binomials and others) were also demonstrated in B. levantinus infections of juvenile cichlids (Yekutiel, 1985).
In the Nile Delta lakes, Oreochromis niloticus as well as the grey mullets are important hosts of heterophyiids (including the zoonotic human pathogen H. heterophyes -Taraschewski, 1984) and Prohemistomum vivax metacercaria, with dogs acting as the main source for eggs to infect the vector snail (Wells & Randall, 1956; Fahmi & Selim, 1959; Taraschewski, 1984). Infection accumulates with time and in large fish approximates 100%. Metacercariae loads in O. nilotica were not reported but in grey mullets 300 to 3000 Heterophyes spp. were counted per 1g of fish flesh (Paperna & Overstreet, 1981).
Eye infections by Diplostomatidae were reported in 85% of examined T. rendalli and O. mortimeri in Lake Kariba (Douellou, 1992), the majority had bilateral infection. Eye infections are prevalent in less than 30% of L. Victoria Haplochromis (Thurston, 1965). In South Africa, in some dams (in Transvaal, Lombard, 1968), virtually all fish were found to be affected (100% of Barbus paludinosus with 5–20 metacercariae per fish). Outbreaks of ocular infection also occurred in farmed tilapia as well as in the introduced trout and large-mouth bass (Micropterus salmoides) (Lombard, 1968).
Of the clinostomatids, C. tilapiae and Euclinostomum heterostomum infections are widespread (Lombard, 1960), although prevalence in some habitats (in dams in Transvaal - Britz et al., 1985) may reach 76%, numbers of recovered worms only exceptionally exceed 10. Worm load per fish of C. complanatum in Tor (Barbus) canis in Lake Kinneret is considerably higher (up to 70, mean 33). Large numbers of metacercariae are found in Gnathonemous macrolepidotus infected with C. vanderhorsti (Ortlepp, 1935) in southern Africa.
Intensively utilised earth ponds, with their heavy organic and nitrogenous load and muddy (eutrophic) bottoms are unfavourable habitats for all snails. Omnivorous fish, such as carp and siluroid catfish, eat thin-shelled snails and their spawn. Metacercarial infections in intensive earth pond systems, therefore, occur only sporadically, as episodes restricted to a single growing season, and are eliminated when ponds are returned to routine intensive cultivation (Paperna, 1980). Snails can only proliferate in mesotrophic ponds with a solid substrate (earth or gravel), holding a low fish biomass, for instance a pond used for spawning, as a nursery or for holding broodstock. Extensive systems; dam reservoirs and similar large water bodies holding lower fish biomass, or smaller units, ponds or pools with frequent or continuous water exchange fringed by trailing and floating weeds; offer better conditions for vector snails and are attractive to piscivorous birds (De Bont and De Bont-Hers, 1952; Lombard, 1968; Paperna, 1968). At times, indoor circulation systems, raceways and hatcheries become heavily populated with snails (Stables & Chappell, 1986), but transmission in these systems is often limited to sanguinicolids (Hoffman et al., 1985). Metacercarial infections are usually prevented where piscivorous birds can be excluded by an efficient netting system. In cultured cichlids in Israel, and tropical and southern Africa, the following massive metacercarial infections, sometimes resulting in mortalities, have been recorded: gill infections of Centrocestus, and subcutaneous Haplorchis transmitted by M. tuberculata (Sommerville, 1982, 1982a; Paperna, 1991), skin Neascus (“black-spot”), muscle infection with Bolbophorus levantinus (Paperna, 1991) and visceral infections of Clinostomum tilapiae and Euclinostomum heterostomum (Lombard, 1968; Britz et al., 1985) transmitted by B. truncatus (Finkelman, 1988). Gill infection by Centrocestus formosanus resulting in mass mortality has been reported from farmed eels (Anguilla japonica) in Japan (Yanohara & Kagei, 1983). Lymnaea (Radix) transmitted C. complanatum, heavily infected farmed loach (Misgurnus anguillicaudatus) and ayu (Plecoglossus altivelis) in Taiwan, causing growth retardation and lower rates of survival (Liu, 1979; Lo et al., 1981). Additional data on species of clinostomids and heterophyiids troubling farmed fish in Southeast Asia are provided by Kabata (1985).
Control
Transmission control:
The most practicable preventative method of controlling digenean infection in farmed fish is elimination of the vector snail. Available measures include use of chemical molluscicides, environmental manipulation and use of molluscophagous fish.
Extensive literature exists on the control of snails which are vectors of schistosomes and Fasciola (McCullough & Mott, 1983; Madsen, 1990). Of all the molluscicides developed to control these snails, only copper sulphate is of any practical use in fish ponds and circulation systems. Molluscicidal concentrations of niclosamide (=Bayluscide, Beyer 73) and N- tritylmorpholin (=Frescon, WL 8008, Shell product) currently recommended for snail control are toxic to fish (Cowper, 1971). Copper sulphate (5-hydrate) molluscicide concentrations are tolerated by most fish (although some species, and younger fish may be more susceptible). It is an inexpensive compound, widely used in fish ponds as an algicide (Sarig, 1971), and it can be safely applied at a dose of 3.5 ppm to brackish-water ponds and at 2 ppm to neutral and hard freshwater ponds. However, in acid and soft freshwaters (pH 6.8, calcium ions >12 ppm) the same or even lower concentrations become toxic to fish. Copper salt may be applied by continuous dosing at a lower concentration (1 ppm), or as a low-soluble formulation (as copper carbonate or copper oxide) to produce long term residual effects. The safety of this compound to fish has been demonstrated under these conditions (Hoffman, 1970). Treatment of drained ponds or raceways by copper sulphate, prior to stocking, delayed but did not prevent repopulation by snails (Stables and Chappell, 1986).
The environmental limits imposed on snail survival in fish farm systems are discussed above. Regular weed control, performed manually, or with herbicides (Paperna, 1980) can decimate snail populations. Of all listed and recommended molluscophagous fish (DeBont and DeBont Hers, 1952; Carothers & Allison, 1968), only black carp (Myelopharyngodon piceus) was routinely employed (with mixed success) in water supply lakes (Leventer, 1979). Experience with commercial fish farms is still insufficient.
Worm infection control:
Praziquantel (Biltricide[R], Bayer AG, Germany) has been shown to be effective against digeneans and cestodes of men and animals, as well as being safe (Andrews et al., 1983). Preliminary trials demonstrated praziquantel's parasiticidal effect on Diplostomum spathaceum metacercariae in rainbow trout fed on medicated feed (Bylund & Sumari, 1981). This was followed by Szekely and Molnar's (1991) report on the elimination of all D. spathaceum metacercariae from herbivorous carp. Recommended application is by feeding a single dose of 300 mg kg-1 body mass. Three sequential lower doses of 35–100 mg kg-1 yielded 88–100% efficacy, and bath treatments of 1 mg l-1 for over 9hrs to 10 mg l-1 for 1hr showed 100% and 93–94% efficiency, respectively. Mr N. Kraus, manager of Kibbutz Hamaapil, Israel, fish farm, used a veterinary formulation of praziquantel (Droncit) to kill off metacercariae of Centrocestus, Haplorchis and Bolbophorus levantinus in juvenile tilapia (70 mm in length). Dissolved praziquantel in dip tanks was found to retain its therapeutic efficiency and may therefore be reused for over a month. In spite of its promising therapeutic qualities, praziquantel's use in fish farms is uneconomic due to its high price, except in very special circumstances such as high-priced ornamental fish, breeders or valuable genetic stock.
REFERENCES
Anderson, I.G. & Shaharon-Harrison, F., 1986. Sanguinicola armata infection in bighead carp (Aristichthys nobilis) and grass carp (Ctenopharyngodon idella) imported in Malaysia. In: Maclean, L.B., Dizon, L.B. & Hosillos, L.V. (eds.) The First Asian Fisheries Forum, Asian Fisheries Society, Manila, Philippines. p. 247–250.
Andrews, P.H., Thomas, R., Pohlke, R. & Seubert, J., 1983. Praziquantel. Med. Res. Rev., 3: 147–200.
Balozet, L. & Callot, J., 1938. Trematodes de Tunisie. 3. Superfamily Heterophyoidea. Arch. Inst. Pasteur Tunis, 28: 34–63.
Beverly-Burton, M., 1963. A new strigeid, Diplostomum (Tylodelphys) mashonense n. sp. (Trematoda, Diplostomatidae) from the grey heron, Ardea cinerea L. in Southern Rhodesia with an experimental demonstration of part of the life cycle. Rev. Zool. Bot. Afr., 68: 291–308.
Britz, J., Van As, J. G. & Saayman, J.E., 1985. Occurrence and distribution of Clinostomum tilapiae Ukoli, 1966 and Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809) metacercarial infections of freshwater fish in Venda and Lebowa, Southern Africa. J. Fish Biol., 26: 21–28.
Bylund, G. & Sumari, O., 1981. Laboratory tests with Droncit against diplostomiasis in rainbow trout, Salmo gairdneri Richardson. J. Fish Dis., 4: 259–264.
Carothers, J.L. & Allison, R., 1968. Control of snails by the readear (shellcracker) sunfish. [Proc. of the FAO World Symp. on warm-water fish culture, Rome, Italy 18–25 May 1966, Volume 5.]. FAO Fish. Rep., 44. 399–406.
Chubb, J.C., 1979. Seasonal occurrence of helminths in freshwater fish. Part II. Trematoda. Adv. Parasitol., 17: 141–313.
Cowper, S.G., 1971. A synopsis of African Bilharziasis. H.K. Lewis and Co. Ltd. London.
Davis, H.S., Hoffman, G.L. & Surber, E.W., 1961. Notes on Sanguinicola davisi (Trematoda: Sanguinicolidae) in the gills of trout. J. Parasitol., 47: 512–514.
Dawes, B., 1946. The Trematoda. Cambridge University Press.
De Bont, A.F. & De Bont Hers, M.J., 1952. Mollusc control and fish farming in Central Africa. Nature Lond., 170: 323–324.
Dollfus, R.P., 1930. Metacercaire de Nephrocephala. Ann. Parasitol. hum. comp., 8: 216–217.
Donges, J., 1974. The life cycle of Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809) (Trematoda: Clinostomatidae). Int. J. Parasitol. 4: 79–90.
Douellou, L., 1992. Parasites of Oreochromis (Oreochromis) mortimeri (Trewavas, 1966) and Tilapia rendali rendali (Boulanger, 1836) in Lake Kariba, Zimbabwe. University of Zimbabwe Lake Kariba Research Station Bull., 2 (Proc. of seminar series): 14–31.
Evans, W.A., 1974. Growth, mortality, and hematology of cutthrout trout experimentally infected with the bloodfluke Sanguinicola klamathensis. J. Wildl. Dis., 10: 341–346.
Evans, W.A., 1974a. The histopathology of cutthrout trout experimentally infected with the blood fluke Sanguinicola klamathensis. J. Wildl. Dis., 10: 243–248.
Fahmy, M.A.M. & Selim, M.K., 1959. Studies on some trematodes parasites of dogs in Egypt with special references to the role played by fish in their transmission. Z. Parasitenk., 19: 3–13.
Fares, A. & Maillard, C., 1974. Recherches sur quelques Haploporidae (Trematoda) parasites des Muges de Mediterranee occidentale: systematique et cycle evolutifs. Z. Parasitenk., 45: 11–43.
Farstey, V., 1986. Centrocestus sp. (Heterophyidae) and other trematode infections of the snail Melanoides tuberculata (Muller, 1774) and cichlid fish in Lake Kinneret. MSc Thesis, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
Finkelman, S., 1988. Infections of Clinostomatidea in the Sea of Galilee fish. MSc Thesis, Faculty of Agriculture, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1968. Digenetic trematodes of Amphibians and Reptiles from Ghana. Proc. Helm. Soc. Wash., 35: 1–15.
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1970. Some metacercariae of digenetic trematodes in fish from Nungua lake, Ghana. Ann. Inst. Biol. Univ. Nat. Auton. Mexico, 41: Ser. Zool. Num. Unico, 73–80.
Fischthal, J.H. & Thomas, J.D., 1972. Digenetic trematodes in fish from the Volta River drainage prior to the construction of the Volta dam at Akosombo in May 1964. J. Helminthol. 46: 91–106.
Hoffman, G.L. 1960. Synopsis of Strigeoidea (Trematoda) of fish and their life cycles. Fishery Bull., 60: 439–469.
Hoffman, G.L., 1967. Parasites of North American Freshwater Fishes. University of California Press, Berkeley & Los Angeles.
Hoffman, G.L., 1970. Control methods for snail-born zoonozes. J. Wildl. Dis., 6: 262–265.
Hoffman, G.L., Fried, B. & Harvey, J.E., 1985. Sanguinicola fontinalis sp. nov. (Digenea: Sanguinicolidae): a blood parasite of brook trout, Salvelinus fontinalis (Mitchill.), and longnose dace, Rhinichthys cataractae (Valenciennes). J. Fish Dis., 8: 529–538.
Hoglund, J., 1991. Ultrastructural observations and radiometric assay on cercarial penetration and migration of the digenean Diplostomum spathaceum in the rainbow trout Onchorhynchus mykiss. Parasitol. Res., 77: 283–289.
Kabata, Z., 1985. Parasites and Diseases of Fish Cultured in the Tropics. Taylor & Francis, London & Philadelphia.
Khalifa, M.K., El-Naffar, M.K. & Arafa, M.S., 1977. Studies on heterophyid cercariae from Assiut Province, Egypt. I. Notes on the life cycle of Haplorchis pumilio (Looss, 1896) with discussion on previously described species. Acta Parasitol Pol., 25: 25–38.
Khalil, L.F., 1963. On Diplostomulum tregena, the Diplostomulum stage of Diplostomum tregena Nazmi Ghohar, 1932, with an experimental demonstration of part of the life cycle. J. Helminth., 37: 199–206.
Khalil, L.F., 1969. Studies on the helminth parasites of freshwater fishes of the Sudan. J. Zool. London, 158: 143–170.
Khalil, L.F., 1971. Checklist of the helminth parasites of African freshwater fishes. Tech. Comm. 42, Comm. Inst. Helm., C.A.B. England, 80pp.
Khalil, M., 1937. The life history of the human trematode parasite “Heterophyes heterophyes”. CD. R. Congr. Int. Zool. Lisbon, 3: 1889–1899.
Koie, M., 1979. On the morphology and life history of Monascus [= Haplocladus] filiformis Rudolphi, 1819) Looss, 1907 and Steringophorus furcifer (Olsson, 1868) Odner, 1905 (Trematoda, Fellodistomatidae). Ophelia, 18: 113–132.
Koie, M., 1992. Life cycle and structure of the digenean Brachyphallus crenatus (Hemiuridae). J. Parasitol., 78: 338–343.
Landsberg, J.H., 1989. Parasites and associated diseases of fish in warm water culture with special emphasis on intensification. In: Shilo, M. & Sarig, S. (ed.) Fish Culture in Warm Water Systems: Problems and Trends. CRC Press Inc. Boca Raton, Flo. pp. 195–252.
Leventer, H., 1979. Biological control of reservoirs by fish. Mekoroth Water Company, Co. Israel, 71 pp. (second edit. 1984).
Liu, F.G., 1979. Diseases of cultured loach (Misgurnus anguillicaudatum) in Taiwan. Chinese Aquaculture, 304: 14.
Lo, C.F., Huber, F., Kou, G.H. & Lo, C.J., 1981. Studies on Clinostomum complanatum (Rudolph, 1819). Fish. Pathol. 15: 219–227.
Lo, C-F., Wang, C-H., Huber, F. & Kou, G-H., 1982. The study of Clinostomum complanatum (Rudolphi, 1814) II. The life cycle of Clinostomum complanatum. CAPD Fisheries Series (Taiwan) No. 8, Fish Disease Research (IV), 1: 26–56.
Lombard, G.L., 1960. A preliminary survey of the occurrence of trematodes in fish and aquatic birds. Publ. Cons. Sci. Sud Sahara, (63): 170–174.
Lombard, G.L., 1968. A survey of fish diseases and parasites encountered in Transvaal. Newsletter Limnol. Soc. S. Afr., 11: 23–29.
Lucky, Z., 1964. Contribution to the pathology and pathogenicity of Sanguinicola inermis in juvenile carp. In: Ergens, R. & Rysavy B. (ed.) Parasitic Worms and Aquatic Conditions. Czechoslovak Academy of Sciences, pp. 153–157.
Madsen, H., 1990. Biological methods for control of freshwater snails. Parasitol. today, 6: 237–241.
Mashego, S.N., 1982. A seasonal investigation of the helminth parasites of Barbus species in water bodies in Lebowa and Venda, South Africa. Ph.D. thesis, University of the North, Sovenga, South Africa. 191 pp.
McCullough, F.S. & Mott, K.E., 1983. The role of molluscicides in schistosomiasis control. World Health. Org. doc. WHO/VBC/83.879.
Martin, W.E., 1959. Egyptian Heterophyid trematodes. Transac. Am. Micro. Soc., 78: 172–183.
Ortlepp R.J., 1935. On the metacercaria and adult of Clinostomum van der horsti sp. n. a trematode parasite of fish and herons. Ondertespoort J. Vet. Sci. Anim. Ind., 5: 51–58.
Paperna, I., 1964a. The metazoan parasite fauna of Israel inland water fishes. Bamidgeh (Bull. Fish Cult. Israel), 16: 3–66.
Paperna, I., 1964b. Parasitic helminths of inland-water fishes in Israel. Israel J. Zool., 13: 1–20.
Paperna, I., 1968. Studies on the transmission of Schistosomiasis in Ghana. 1. Ecology of Bulinus (Physopsis) globosus the snail host of Schistosoma haematobium in South East Ghana. Ghana J. Science, 8: 30–51.
Paperna, I., 1980. Parasites, Infections and Diseases of Fish in Africa. CIFA Tech. Pap. 7:216 p.
Paperna, I., 1991. Diseases caused by parasites in the aquaculture of warm water fish. Annual Rev. Fish Dis. 1: 155–194.
Paperna, I. & Lengy, J., 1963. Notes on a new subspecies of Bolbophorus confusus (Krause, 1914) Dubois, 1935 (Trematoda, Diplostomatidae), a fish-transmitted bird parasite. Israel J. Zool. 12: 171–182.
Paperna, I. & Overstreet, R.M., 1981. Parasites and diseases of Mullets (Mugilidae). In: Oren, O.H. (ed.) Aquaculture of Grey Mullets. IBP 26, Cambridge University Press, U.K.
Paperna, I. & Thurston, J.P., 1968. Report on ectoparasitic infections of freshwater fish in Africa. Bull. Off. int. Epizoot., 69: 1192–1206.
Rao, K.H. & Ganapati, P.N., 1967. Observations on Transversotrema patialensis (Soparkar, 1924) (Trematoda) from Waltair, Andra Pradesh (India). Parasitol., 57: 661–664.
Sarig, S., 1971. The prevention and treatment of diseases of warmwater fish under subtropical conditions, with special emphasis on intensive fish farming. T.F.H. Publications Inc., Jersey City, N.J. 127 p.
Schell, S.C., 1970. How to know the trematodes. WM. C. Brown Comp. Pub. Dubuque, lowa.
Smith, J. W., 1972. The blood flukes (Digenea: Sanguinicolidae and Spirorchidae) of cold-blooded Vertebrates and some comparison with Schistosomes. Helm. Abst. Ser. A., 41: 161–204.
Sommerville, C., 1982. The life history of Haplorchis pumilio (Loos 1896) from cultured tilapias. J. Fish Dis., 5:233–241.
Sommerville, C., 1982a. The pathology of Haplorchis pumilio (Loos, 1896) infection in cultured tilapias. J. Fish Dis., 5: 243–250.
Sommerville, C. & Iqbal, N.A.M., 1991. The process of infection, migration, growth and development of Sanguinicola inermis, Plehn, 1905 (Digenea: Sanguinicolidae) in carp, Cyprinus carpio L. J. Fish Dis., 14: 211–219.
Stables J.N. & Chappel, L.H., 1986. The epidemiology of diplostomiasis in farmed rainbow trout from north-east Scotland. Parasitol. 92: 699–710.
Szekely, C. & Molnar, K., 1991. Praziquantel (Droncit) is effective against diplostomosis of grass carp (Ctenopharyngodon idella) and silver carp (Hypophthalmichthys molitrix). Dis. aquat. Org. 11: 147–150.
Taraschewski, H., 1984. Heterophyasis, an intestinal fluke infection of man and vertebrates transmitted by euryhaline gastropods and fish. Helgol. Meersuntersuch., 37: 463–478.
Taraschewski, H. & Paperna, I., 1981. Distribution of the snail Pirenella conica in Sinai and Israel and its infection by Heterophyidae and other trematodes. Marine Ecology Progress Series, 5: 193–205.
Tort, L. Watson, J.J. & Priede, I.G., 1987. Changes in-vitro heart performance in rainbow trout Salmo gairdneri Richardson, infected with Aphatemon gracilis (Digenea) J. Fish Biol., 30: 341–347.
Thurston, J.P., 1965. The pathogenicity of fish parasites in Uganda. Proc. East African Academy, 3: 45–51.
Ukoli, F.M.A., 1966a. On Clinostomum tilapiae n. sp. and C. phalacrocoracis Dubois, 1931, from Ghana, and a discussion of the systematics of the genus Clinostomum Leidy, 1856. J. Helminth., 40: 187–214.
Ukoli, F.M.A., 1966b. On Euclinostomum heterostomum (Rudolphi, 1809). J. Helminth., 40: 227–234.
Ukoli, F.M.A., 1969. Preliminary report of the helminth infection of fish in the river Niger at Shagnum. In: L.E. Obeng (ed.) Man-made Lakes; the Accra Symposium. Accra, Ghana, University Press for Ghana Academy of Sciences. pp. 269–83.
Van As, J.G. & Basson, L., 1984. Checklist of freshwater fish parasites from southern Africa. S. Afr. J. Wildl., 14: 49–61.
Van den Broek, E. & de Jong, N., 1979. Studies on the life cycle of Asymphilodora tincae (Modeer, 1790) (Trematoda, Monorchidae) in a small lake near Amsterdam. Part 1. The morphology of various stages. J. Helminth., 53: 79–89.
Watson, J.J., Pike, A.W. & Priede, I.G., 1992. Cardiac pathology associated with the infection of Onchorhynchus mykiss Walbaum with Aphatemon gracilis Rud. J. Fish Biol., 41: 163–167.
Wells, W.H. & Randall, B.H., 1956. New hosts for trematodes of the genus Heterophyes in Egypt. J. Parasitol. 42: 287–292.
Whyte, S.K., Chappel, L.H. & Secomes, C.J., 1988. In vitro transformation of Diplostomum spathaceum (Digenea) cercariae and short term maintenance of post-penetration larvae in vitro. J. Helminth., 62: 293–302.
Williams, M. O., 1967. The Neascus (Postdiplostomulum) stage of Postdiplostomum nanum Dubois and an experimental determination of the life cycle. J. Helminth., 41: 269–276.
Williams, M. O. & Chaytor, D.E.B., 1966. Some helminth parasites of freshwater fish of Freetown Peninsula, Sierra Leone. Bull. Inst. fr. Afr. noir, Ser. A, 28: 563–575.
Witenberg, G., 1929. Studies on the trematode family Heterophyidae. Ann. trop. Med. Parasitol., 23: 132–239.
Wright, C.A., 1971. Flukes and Snails. George Allen and Unwin Ltd., London.
Yanohara, Y. & Kagei, N., 1983. Studies on metacercaria of Centrocestus formosanus (Nishigori, 1924) - 1. Parasitism of metacercariae in gills of young rearing eels, and abnormal death of hosts. Fish Pathol. 17: 237–241 (in Japanese, English summary).
Yekutiel, D., 1985. Metacercaria infections of cichlid fry in Lake Kinneret. MSc Thesis, Hebrew University of Jerusalem (Hebrew text, English summary).
ILLUSTRATIONS
Plate 22 Trematoda: a,b. Sanguinicola infection-eggs a. in gills of Mugil cephalus, S. Africa; b. in heart of Oreochromis aureus. c–e: Juvenile cichlids (Tristramella sacra and Tilapia zillii) naturally infected with Neascus (Black spot) (fine arrows) and Bolbophorus levantinus, Israel; e, skinned fish to demonstrate B. levantinus infection in muscles (thick arrows). f–i: infection with B. levantinus in T. sacra; f, early and g, late metacercariae, live; h. histological section showing inflammatory process on the periphery of the encysted metacercaria in the muscles and i, monocytes -macrophages infiltrating around the unencysted metacercaria. j,k. Neascus (blackspot) metacercaria (a Postdiplostomum) on skin of O. aureus x niloticus, Israel.
Plate 23. Trematoda continued: a. Tilapia zillii from Israel, with Clinostomum cutaneum encysted under scales. b. Centrocestus infection in gills of T. zillii, Israel. c. Pygidiopsis metacercariae on the gut wall (Killifish, USA). d. Histological view of Centrocestus metacercariae on gills of O. aureus, Israel. e. Melanoides tuberculata, L. Kinneret, Israel. f. Physopsis globosus, Ghana; g. Bulinus truncatus, Ghana. h. Ascocotyle metacercaria from heart of Liza ramada, Israel. i. Pygidiopsis metacercaria on the gut wall (see c) k. Heterophyes heterophyes in muscles of L. ramada, Sinai lagoons. l. An heterophyiid metacercaria in the liver of L. aurata, Israel.
Fig. 4. Trematoda: A. Allocreadium ghanensis, adult (3 mm long) from the intestine of Synodontis sp. (After Fischthal & Thomas, 1972). B. Sanguinicola dentata, adult, from kidney circulatory system of Clarias lazera; d, vas deferens; i, intestine; l, vagina (non functional); o, ovary; od, oviduct; ot, ootyp; t, testes; u, uterus; v, vitellaria. C. Metacercaria of Pygidiopsis genata. D. Met. of Phagicola longa. E. Met. of Heterophyes heterophyes. F. Gonotyle of H. aequalis. G. Gonotyle of H. heterophyes. H. Met. of Stictodira. I. Gonotyle of S. sawakiensis. J. Redia of heterophyiid. K. Cercaria of heterophyiid. L. Head of Phagicola italica. M. Head of Centrocestus spp. N. Head of echinostomatid metacercaria. O. Sporocyst of diplostomatids. P. Furcocercaria of diplostomatids. Q. Diplostomulum (Diplostomum spp. met.). R,S. Young and developed Neascus (Met. of Postdiplostomum and Ornithodiplostomum spp.). T. Met. of Clinostomum tilapiae (length 4–8 mm). U. Met. of Euclinostomum heterostomum (length 6–8 mm). V. Met. of Clinostomum sp. (“cutaneum”) beneath the scales of cichlid fish (see Pl. 23a) (length 6 mm).
Plate 22
Plate 22. Trematoda (legend p. 139).
Plate 23
Plate 23. Trematoda continued (legend p. 139).
Fig. 4
Fig. 4. Trematoda (legend p. 139).
Previous Page Top of Page Next Page
Kolesterol berlebih Mengapa kolesterol berlebih
Apa itu Kolesterol?
Kata Kolesterol sudah sering kita dengar sehari-hari. Kata kolesterol sangat melekat dengan hal-hal seputar makanan yang lezat, berat badan yang berlebihan, usia, dan lain sebagainya. Kolesterol cenderung dikenal sebagai sesuatu yang negatif dan harus kita hindari.
Apa kolesterol sebenarnya?
Kolesterol adalah senyawa lemak kompleks, yang 80% dihasilkan dari dalam tubuh (organ hati) dan 20% sisanya dari luar tubuh (zat makanan) untuk bermacam-macam fungsi di dalam tubuh, antara lain membentuk dinding sel. Kolesterol yang berada dalam zat makanan yang kita makan dapat meningkatkan kadar kolesterol dalam darah. Tetapi, sejauh pemasukan ini seimbang dengan kebutuhan, tubuh kita akan tetap sehat.
Setelah makan, kolesterol akan diserap oleh usus halus untuk selanjutnya masuk ke sirkulasi darah dan disimpan dalam suatu mantel protein karena kolesterol tidak larut dalam cairan darah. Mantel protein-kolesterol ini kemudian dikenal dengan nama kilomikron, yang dapat dianggap sebagai ‘pembawa’ (carier) kolesterol dalam darah
Bagaimana peran hati dalam menjaga tingkat kolesterol tubuh?
Hati mempunyai fungsi ganda yaitu mengambil kolesterol dari sirkulasi darah dan memproduksi kembali kolesterol bila keadaan memungkinkan. Setelah makan, hati akan menyaring kilomikron yang berada di sirkulasi darah, lalu diantara waktu makan, hati akan mengeluarkan kembali kolesterol yang diserap tersebut kembali ke peredaran darah. Disini hati memegang peranan dalam menjaga keseimbangan kolesterol yang berada dalam sirkulasi darah manusia. Kalau hati mengalami penurunan fungsi membuat pengendalian kolesterol tubuh tidak terjaga sebagaimana mestinya.
Apakah kolesterol berbahaya?
Jenis kolesterol dibedakan atas Low Density Lipoprotein (LDL) dan High Density Lipoprotein (HDL). LDL inilah yang sering disebut kolesterol jahat, karena dapat teroksidasi menjadi radikal bebas dan berkumpul di dinding pembuluh darah yang sering disebut dengan plak, sehingga pembuluh darah menyempit dan otomatis aliran darah terhambat atau lancar. Sedangkan HDL merupakan kolesterol yang baik, karena membantu membersihkan kolesterol dari pembuluh darah.
Selain LDL dan HDL, yang penting untuk diketahui juga adalah trigliserida, yaitu satu jenis lemak yang terdapat dalam darah dan berbagai organ dalam tubuh. Meningkatnya kadar trigliserida dalam darah juga dapat meningkatkan kadar kolesterol. Sejumlah faktor dapat mempengaruhi kadar trigliserida dalam darah seperti kegemukan, konsumsi alkohol, gula, dan makanan berlemak.
Ketika semakin banyak makanan berkolesterol tinggi yang kita konsumsi, dan terjadinya penurunan fungsi hati, maka peluang naiknya kadar kolesterol dalam darah juga akan semakin meningkat, dan terjadi penyempitan pembuluh darah. Pada saat pembuluh darah menyempit, maka untuk mengalirkan darah dan oksigen, membutuhkan tekanan yang lebih besar, kondisi ini disebut hipertensi (tekanan darah tinggi). Otomatis aliran darah menuju jantung dan otak juga menjadi terhambat, akibatnya bisa menyebabkan penyakit jantung koroner dan stroke.
Diposkan oleh adm di 17:39 0 komentar
Penurunan berat badan
Hati & Penurunan Berat Badan
.
1. Hati merupakan organ pembakar lemak utama di dalam tubuh dan berfungsi mengatur metabolisme lemak melalui serangkaian reaksi biokimia yang rumit. Hati juga dapat memompa kelebihan lemak ke luar dari tubuh melalui empedu ke dalam usus halus. Jika diet anda tinggi akan serat, maka lemak yang tidak diinginkan ini akan dibawa keluar tubuh melalui gerakan usus. Ini berarti hati adalah suatu mesin yang luar biasa untuk menjaga berat badan, yaitu sebagai organ pembakar lemak dan pemompa kelebihan lemak.
2. Jika diet anda rendah akan serat, sebagian dari lemak (terutama kolesterol) dan racun yang telah dipompa oleh hati ke dalam saluran usus melalui empedu akan beredar kembali ke hati . Ini terjadi melalui sirkulasi entero-hepatic. Istilah sirkulasi entero-hepatic menggambarkan mengalirnya kembali cairan (yang sebagian besar terdiri dari asam empedu) dari saluran usus kembali ke hati.
Sirkulasi entero-hepatic itu sangat besar, kira-kira 95% asam empedu dapat diserap kembali dari bagian usus halus paling bawah (ileum), ke dalam vena portal (pembuluh darah portal) untuk dibawa kembali ke hati. Hati mengedarkan kembali asam empedu ini ke dalam usus halus dan secara keseluruhan empedu mengalami sirkulasi ulang melalui sirkulasi entero-hepatic 6-8x perhari. Jika sirkulasi ulang cairan ini mengandung tinggi lemak dan atau racun, ini akan akan berperan terhadap kelebihan berat badan
Diet tinggi serat akan mengurangi sirkulasi ulang lemak dan racun dari saluran usus kembali ke hati. Ini adalah hal yang sangat penting bagi mereka yang mempunyai kelebihan berat badan, masalah toksisitas, dan tinggi kolesterol. Asupan banyak sayuran dan buah-buahan mentah akan meningkatkan serat larut dan tidak larut di dalam saluran usus dan mengurangi sirkulasi ulang dari lemak yang tidak diinginkan dan racun. Beberapa orang menggunakan dedak beras atau gandum (rice or wheat bran), dan makanan buatan rumah (bukan olahan) lain dapat meningkatkan asupan serat secara efesien.
Jika saringan hati rusak oleh racun atau tersumbat (dihalangi) oleh material sampah yang berlebih, maka kemampuannya untuk membuang bola-bola lemak kecil (chylomicrons) yang beredar di dalam aliran darah menjadi berkurang. Ini akan menyebabkan timbunan kelebihan lemak di dinding pembuluh darah. Lemak ini kemudian secara perlahan-lahan menempel di bagian tubuh lain, bahkan organ lain, dan di penyimpanan lemak di bawah kulit. Hal ini dapat menimbulkan selulit pada pantat, paha, lengan dan dinding perut. Jika hati mengalami disfungsi, maka ia tidak akan membuat kolesterol baik (HDL) dalam jumlah yang memadai, yang akan keluar dari hati untuk melawan koleseterol jahat (LDL) dari dinding pembuluh darah.
3. Jika saringan hati sehat maka ia akan membiarkan kolesterol dari makanan dilangsir ke dalam hati untuk dimetabolisme atau dikeluarkan melalui empedu. Saringan hati yang sehat sangat penting untuk pengaturan tingkat kolesterol darah agar berlangsung sebagai mana mestinya. Fungsi hati yang lemah akan meningkatkan kesempatan anda mendapatkan penyakit kardiovaskuler seperti aterosklerosis, tekanan darah tinggi, serangan jantung dan stroke. Jika hati tidak dapat mengatur metabolisme lemak secara efisien, pertambahan berat badan cenderung terjadi di sekitar perut dan terbentuklah perut gendut/buncit. Ini tentu tidak baik untuk ukuran lingkar pinggang.
Tanda lain dapat dilihat dari adanya lipatan lemak di sekitar perut bagian atas, yang sering disebut ”liver roll”. Ini seringkali merupakan tanda dari perlemakan hati. Hampir mustahil untuk menghilangkan lemak di perut sepanjang fungsi hati belum ditingkatkan. Ketika hati mulai bisa membakar lemak secara efesien lagi maka berat badan anda akan berangsur-angsur turun dengan tidak memerlukan terlalu banyak usaha lagi. Dengan mengkonsumsi makanan yang benar dan nutrisi yang dapat meningkatkan fungsi hati anda, maka berat badan anda dapat terkontrol.
4. Banyak orang-orang di usia pertengahan dengan kelebihan lemak di area perut atau “perlemakan hati“. Pada kondisi ini hati telah menghentikan pembakaran lemak dan telah berubah menjadi organ penyimpan lemak. Dia menjadi membesar dan membengkak dengan simpanan jaringan lemak. Mereka yang mempunyai perlemakan hati tidak akan mampu menurunkan berat badan kecuali jika mereka memulai dengan meningkatkan fungsi hati, antara lain dengan melakukan liver cleansing dan mendapatkan nutrisi yang baik untuk hatinya.
5. Jika hati anda terlalu dibebani dengan terapi sulih hormon yang salah, obat-obatan ataupun racun, maka jalur biokimia hati anda akan kehabisan cadangan energi untuk membantu memetabolisme lemak. Hal ini pun memicu kenaikan berat badan. Untuk wanita usia menopause dengan masalah berat badan, jenis terapi sulih hormon yang terbaik adalah yang dapat mem-bypass hati, anda bisa menggunakan hormon pengganti alami yang berbentuk krim. Program Liver Cleansing akan meningkatkan fungsi hati dan membantu program penurunan berat badan anda.
Diposkan oleh adm di 17:27 0 komentar
Perlemakan hati
Perlemakan hati
Apakah perlemakan hati itu?
Perlemakan hati berarti adanya pengumpulan lemak yang berlebihan di dalam sel-sel hati kita. Ini sangat umum dijumpai pada mereka yang mengalami kegemukan, dan banyak dijumpai pada umur di atas 30 tahun.
Pada kondisi ini, hati mengandung lemak yang berlebihan dan sebagian jaringan normal hati diganti dengan lemak yang tidak sehat. Dalam hal ini, sel-sel hati dan ruang di hati diisi dengan lemak sehingga hati menjadi sedikit membesar dan lebih berat. Hati menjadi berminyak dan berwarna kekuningan. Kondisi ini membuat keluhan yang tidak enak di daerah organ hati, yang terasa dibagian perut kanan atas. Mungkin juga didalam hati terdapat batu empedu, yang tersusun dari kolesterol dan garam empedu. Kelebihan lemak di hati ini bisa dilihat dengan USG. Mungkin juga pada kondisi ini terjadi peningkatan enzim hati. Disfungsi hati sangat sering terjadi dan merupakan masalah yang terus meningkat.
Hati yang sehat berwarna agak kemerah-merahan dan memiliki tekstur yang seragam. Jika kita memotong hati ke dalam irisan-irisan yang kecil dan memperbesar penglihatannya hingga berjuta-juta kali, maka kita melihat ruangan yang dipenuhi dengan warna merah ke merah muda karena mereka dipenuhi dengan darah. Barisan dari sel hati membentuk dinding ruangan tersebut. Selama darah mengalir sepanjang ruangan ini, sel-sel hati dapat membersihkan racun, sel-sel mati, mikroorganisme dan lemak dari aliran darah. Inilah mengapa kita menyebut hati sebagai penyaring dan pembersih aliran darah. Jika ruangan pada hati dan sel-sel hati ini dipenuhi oleh lemak, maka hati tidak mampu menyaring dan membersihkan aliran darah secara efesien dan aliran darah menjadi penuh dengan racun dan lemak. Oleh karena itu jalan yang terbaik adalah mengatasi masalah ini, jika tidak fungsi hati yang terus lemah akan memicu terjadinya masalah lebih lanjut seperti kondisi auto imun dan diabetes tipe 2.
Bagaimana anda tahu kalau anda mempunyai perlemakan hati?
Anda mungkin mempunyai kelebihan berat badan, terutama di area perut. Anda mungkin mempunyai kesulitan menurunkan berat badan. Anda mungkin mempunyai kolesterol dan trigliserida yang meningkat di dalam darah anda. Anda mungkin mempunyai diabetes tipe 2. Anda merasa sangat letih. Anda mungkin mempunyai permasalahan dengan sistem imun anda.
Apakah konsekwensi dari perlemakan hati?
Hati yang sehat mengatur metabolisme lemak dan sebagai organ pembakar lemak di dalam tubuh. Tentu saja hati yang sehat tidak hanya membakar lemak, tapi juga dapat memompa kelebihan lemak keluar dari tubuh melalui empedu ke dalam saluran usus. Ini berarti, jika hati anda sehat maka anda tidak akan mempunyai banyak kesulitan untuk mengontrol berat badan. Dan sebaliknya, hati yang berlemak bertindak sebaliknya dari apa yang seharusnya ia lakukan. Perlemakan hati menyimpan lemak, padahal seharusnya ia membakar lemak dan membuang kelebihan lemak dari tubuh anda. Tentu saja suatu perlemakan hati menjadi gudang bagi lemak dan ini terus berlangsung selama bertahun-tahun, dan akhirnya hati hanya menjadi “kantong lemak” dengan konsekwensi yang mengerikan bagi kesehatan dan kelangsungan hidup kita.
Apakah perlemakan hati ini umum?
Di USA, kejadian perlemakan hati mencapai 15-20% dari populasi umum, dan lebih tinggi lagi pada mereka yang mengalami kegemukan (obesitas). Perlemakan hati adalah penyebab paling umum dari ketidaknormalan pada tes fungsi hati di USA. Ini juga bisa terjadi pada anak-anak. Dokter saya mengatakan tidak ada yang dapat dilakukan untuk menangani perlemakan hati?Masih banyak kalangan dokter yang mengatakan bahwa kondisi perlemakan hati itu bukan masalah serius. Mereka mengatakan tidak ada yang perlu dilakukan dan yang penting dipantau. Sementara itu kondisi menjadi buruk dan lebih buruk dimana jaringan hati pelan-pelan digantikan oleh lemak dari tahun ke tahun. Jika tidak dikendalikan, perlemakan hati yang berat dapat memicu jaringan parut hati (cirrhosis).
Kalau demikian apakah perlemakan hati dapat diperbaiki?
Tentu saja anda dapat memperbaiki kondisi perlemakan hati. Berterima kasihlah kepada hati yang merupakan salah satu organ di dalam tubuh yang ulet. Dia mempunyai kemampuan untuk menyembuhkan diri bila diberi kesempatan.
Apa yang perlu saya lakukan?
Tubuh anda membutuhkan nutrisi yang sesuai agar proses metabolisme dan detoksifikasi berjalan dengan efektif sehingga akan meningkatkan fungsi hati.
Program liver cleansing akan membantu anda memperbaiki kondisi perlemakan hati
Diposkan oleh adm di 17:14 0 komentar
Gejala disfungsi hati
Gejala disfungsi hati
.
GEJALA-GEJALA TERKAIT DENGAN DISFUNGSI HATI (PENURUNAN FUNGSI HATI)
.
1. Metabolisme lemak abnormal
.
Kadar lemak didalam darah yang tidak normal seperti: kenaikan kolesterol LDL, penurunan kolesterol HDL dan peningkatan trigliserida
Tersumbatnya pembuluh darah arteri dengan lemak sehingga menimbulkan tekanan darah tinggi, serangan jantung dan stroke
Penumpukan lemak pada organ tubuh lainnya
Benjolan lemak di kulit (lipomas dan tumor lemak lainnya)
Kelebihan berat badan yang mengarah kepada obesitas
Kesulitan untuk mengurangi berat badan walaupun melakukan diet
Metabolisme yang lambat
Perut buncit
Selulit
Perlemakan hati (fatty liver)
Benjolan lemak di bagian atas perut (liver roll)
.
2. Masalah pencernaan
.
Gangguan pencernaan
Reflux
Wasir (haemorrhoids)
Batu empedu dan penyakit empedu
Tidak dapat mentoleransi makanan berlemak
Tidak dapat mentoleransi alkohol
Serangan mual dan muntah-muntah
Rasa kembung
Sulit buang air besar (konstipasi)
Irritable bowel syndrome (mengeluarkan kotoran berlendir, diare dan disertai dengan kram perut)
Rasa nyeri pada bagian atas perut dan dibawah rusuk kanan
.
3. Masalah gula darah
.
Dorongan untuk mengkonsumsi makanan dan minuman manis
Hipoglikemia (penurunan gula darah) dan kadar gula darah yang tidak stabil
Diabetes tipe II seringkali terjadi pada mereka yang memiliki perlemakan hati
.
4. Sistem syaraf
.
Depresi
Perubahan sikap seperti marah dan mudah tersinggung (Mood).
Secara metafisik hati dikenal sebagai “kursi kemarahan”
Konsentrasi yang buruk dan pikiran berkabut
Panas berlebihan pada bagian wajah dan torso
Sakit kepala yang berkelanjutan (termasuk migrain) yang disertai dengan mual
.
5. Disfungsi imun
.
Alergi – sinus, demam, asma, gangguan kulit, merah-merah pada kulit
Sensitif terhadap berbagai makanan dan zat kimia
Inflamasi dan gangguan kulit
Meningkatkan resiko penyakit autoimun
Chronic Fatigue Syndrome
Fibromyalgia
Meningkatkan terulangnya infeksi virus, bakteri dan parasit
.
6. Indikasi luar
.
Lapisan pada lidah
Napas berbau
Erupsi kulit
Gatal-gatal
Keringat berlebihan
Bau badan yang menyengat
Lingkaran hitam dibawah mata
Warna kuning pada mata
Gatal dan bengkak pada mata (alergi mata)
Jerawat – disekitar hidung, pipi dan dagu
Bintik-bintik coklat pada kulit (liver spot)
Telapak tangan dan kaki berwarna merah, kadangkala gatal dan meradang
Wajah terlihat merah atau kelebihan pembuluh darah di wajah
.
7. Ketidakseimbangan Hormon
.
Tidak dapat mentoleransi terapi hormon atau pil KB (karena efek samping)
Gejala menopause seperti wajah panas atau lebih parah lagi
Sindrom pramenstruasi
.
Bila anda memiliki satu atau lebih gejala diatas, anda kami anjurkan untuk mengikuti program liver cleansing.
Kata Kolesterol sudah sering kita dengar sehari-hari. Kata kolesterol sangat melekat dengan hal-hal seputar makanan yang lezat, berat badan yang berlebihan, usia, dan lain sebagainya. Kolesterol cenderung dikenal sebagai sesuatu yang negatif dan harus kita hindari.
Apa kolesterol sebenarnya?
Kolesterol adalah senyawa lemak kompleks, yang 80% dihasilkan dari dalam tubuh (organ hati) dan 20% sisanya dari luar tubuh (zat makanan) untuk bermacam-macam fungsi di dalam tubuh, antara lain membentuk dinding sel. Kolesterol yang berada dalam zat makanan yang kita makan dapat meningkatkan kadar kolesterol dalam darah. Tetapi, sejauh pemasukan ini seimbang dengan kebutuhan, tubuh kita akan tetap sehat.
Setelah makan, kolesterol akan diserap oleh usus halus untuk selanjutnya masuk ke sirkulasi darah dan disimpan dalam suatu mantel protein karena kolesterol tidak larut dalam cairan darah. Mantel protein-kolesterol ini kemudian dikenal dengan nama kilomikron, yang dapat dianggap sebagai ‘pembawa’ (carier) kolesterol dalam darah
Bagaimana peran hati dalam menjaga tingkat kolesterol tubuh?
Hati mempunyai fungsi ganda yaitu mengambil kolesterol dari sirkulasi darah dan memproduksi kembali kolesterol bila keadaan memungkinkan. Setelah makan, hati akan menyaring kilomikron yang berada di sirkulasi darah, lalu diantara waktu makan, hati akan mengeluarkan kembali kolesterol yang diserap tersebut kembali ke peredaran darah. Disini hati memegang peranan dalam menjaga keseimbangan kolesterol yang berada dalam sirkulasi darah manusia. Kalau hati mengalami penurunan fungsi membuat pengendalian kolesterol tubuh tidak terjaga sebagaimana mestinya.
Apakah kolesterol berbahaya?
Jenis kolesterol dibedakan atas Low Density Lipoprotein (LDL) dan High Density Lipoprotein (HDL). LDL inilah yang sering disebut kolesterol jahat, karena dapat teroksidasi menjadi radikal bebas dan berkumpul di dinding pembuluh darah yang sering disebut dengan plak, sehingga pembuluh darah menyempit dan otomatis aliran darah terhambat atau lancar. Sedangkan HDL merupakan kolesterol yang baik, karena membantu membersihkan kolesterol dari pembuluh darah.
Selain LDL dan HDL, yang penting untuk diketahui juga adalah trigliserida, yaitu satu jenis lemak yang terdapat dalam darah dan berbagai organ dalam tubuh. Meningkatnya kadar trigliserida dalam darah juga dapat meningkatkan kadar kolesterol. Sejumlah faktor dapat mempengaruhi kadar trigliserida dalam darah seperti kegemukan, konsumsi alkohol, gula, dan makanan berlemak.
Ketika semakin banyak makanan berkolesterol tinggi yang kita konsumsi, dan terjadinya penurunan fungsi hati, maka peluang naiknya kadar kolesterol dalam darah juga akan semakin meningkat, dan terjadi penyempitan pembuluh darah. Pada saat pembuluh darah menyempit, maka untuk mengalirkan darah dan oksigen, membutuhkan tekanan yang lebih besar, kondisi ini disebut hipertensi (tekanan darah tinggi). Otomatis aliran darah menuju jantung dan otak juga menjadi terhambat, akibatnya bisa menyebabkan penyakit jantung koroner dan stroke.
Diposkan oleh adm di 17:39 0 komentar
Penurunan berat badan
Hati & Penurunan Berat Badan
.
1. Hati merupakan organ pembakar lemak utama di dalam tubuh dan berfungsi mengatur metabolisme lemak melalui serangkaian reaksi biokimia yang rumit. Hati juga dapat memompa kelebihan lemak ke luar dari tubuh melalui empedu ke dalam usus halus. Jika diet anda tinggi akan serat, maka lemak yang tidak diinginkan ini akan dibawa keluar tubuh melalui gerakan usus. Ini berarti hati adalah suatu mesin yang luar biasa untuk menjaga berat badan, yaitu sebagai organ pembakar lemak dan pemompa kelebihan lemak.
2. Jika diet anda rendah akan serat, sebagian dari lemak (terutama kolesterol) dan racun yang telah dipompa oleh hati ke dalam saluran usus melalui empedu akan beredar kembali ke hati . Ini terjadi melalui sirkulasi entero-hepatic. Istilah sirkulasi entero-hepatic menggambarkan mengalirnya kembali cairan (yang sebagian besar terdiri dari asam empedu) dari saluran usus kembali ke hati.
Sirkulasi entero-hepatic itu sangat besar, kira-kira 95% asam empedu dapat diserap kembali dari bagian usus halus paling bawah (ileum), ke dalam vena portal (pembuluh darah portal) untuk dibawa kembali ke hati. Hati mengedarkan kembali asam empedu ini ke dalam usus halus dan secara keseluruhan empedu mengalami sirkulasi ulang melalui sirkulasi entero-hepatic 6-8x perhari. Jika sirkulasi ulang cairan ini mengandung tinggi lemak dan atau racun, ini akan akan berperan terhadap kelebihan berat badan
Diet tinggi serat akan mengurangi sirkulasi ulang lemak dan racun dari saluran usus kembali ke hati. Ini adalah hal yang sangat penting bagi mereka yang mempunyai kelebihan berat badan, masalah toksisitas, dan tinggi kolesterol. Asupan banyak sayuran dan buah-buahan mentah akan meningkatkan serat larut dan tidak larut di dalam saluran usus dan mengurangi sirkulasi ulang dari lemak yang tidak diinginkan dan racun. Beberapa orang menggunakan dedak beras atau gandum (rice or wheat bran), dan makanan buatan rumah (bukan olahan) lain dapat meningkatkan asupan serat secara efesien.
Jika saringan hati rusak oleh racun atau tersumbat (dihalangi) oleh material sampah yang berlebih, maka kemampuannya untuk membuang bola-bola lemak kecil (chylomicrons) yang beredar di dalam aliran darah menjadi berkurang. Ini akan menyebabkan timbunan kelebihan lemak di dinding pembuluh darah. Lemak ini kemudian secara perlahan-lahan menempel di bagian tubuh lain, bahkan organ lain, dan di penyimpanan lemak di bawah kulit. Hal ini dapat menimbulkan selulit pada pantat, paha, lengan dan dinding perut. Jika hati mengalami disfungsi, maka ia tidak akan membuat kolesterol baik (HDL) dalam jumlah yang memadai, yang akan keluar dari hati untuk melawan koleseterol jahat (LDL) dari dinding pembuluh darah.
3. Jika saringan hati sehat maka ia akan membiarkan kolesterol dari makanan dilangsir ke dalam hati untuk dimetabolisme atau dikeluarkan melalui empedu. Saringan hati yang sehat sangat penting untuk pengaturan tingkat kolesterol darah agar berlangsung sebagai mana mestinya. Fungsi hati yang lemah akan meningkatkan kesempatan anda mendapatkan penyakit kardiovaskuler seperti aterosklerosis, tekanan darah tinggi, serangan jantung dan stroke. Jika hati tidak dapat mengatur metabolisme lemak secara efisien, pertambahan berat badan cenderung terjadi di sekitar perut dan terbentuklah perut gendut/buncit. Ini tentu tidak baik untuk ukuran lingkar pinggang.
Tanda lain dapat dilihat dari adanya lipatan lemak di sekitar perut bagian atas, yang sering disebut ”liver roll”. Ini seringkali merupakan tanda dari perlemakan hati. Hampir mustahil untuk menghilangkan lemak di perut sepanjang fungsi hati belum ditingkatkan. Ketika hati mulai bisa membakar lemak secara efesien lagi maka berat badan anda akan berangsur-angsur turun dengan tidak memerlukan terlalu banyak usaha lagi. Dengan mengkonsumsi makanan yang benar dan nutrisi yang dapat meningkatkan fungsi hati anda, maka berat badan anda dapat terkontrol.
4. Banyak orang-orang di usia pertengahan dengan kelebihan lemak di area perut atau “perlemakan hati“. Pada kondisi ini hati telah menghentikan pembakaran lemak dan telah berubah menjadi organ penyimpan lemak. Dia menjadi membesar dan membengkak dengan simpanan jaringan lemak. Mereka yang mempunyai perlemakan hati tidak akan mampu menurunkan berat badan kecuali jika mereka memulai dengan meningkatkan fungsi hati, antara lain dengan melakukan liver cleansing dan mendapatkan nutrisi yang baik untuk hatinya.
5. Jika hati anda terlalu dibebani dengan terapi sulih hormon yang salah, obat-obatan ataupun racun, maka jalur biokimia hati anda akan kehabisan cadangan energi untuk membantu memetabolisme lemak. Hal ini pun memicu kenaikan berat badan. Untuk wanita usia menopause dengan masalah berat badan, jenis terapi sulih hormon yang terbaik adalah yang dapat mem-bypass hati, anda bisa menggunakan hormon pengganti alami yang berbentuk krim. Program Liver Cleansing akan meningkatkan fungsi hati dan membantu program penurunan berat badan anda.
Diposkan oleh adm di 17:27 0 komentar
Perlemakan hati
Perlemakan hati
Apakah perlemakan hati itu?
Perlemakan hati berarti adanya pengumpulan lemak yang berlebihan di dalam sel-sel hati kita. Ini sangat umum dijumpai pada mereka yang mengalami kegemukan, dan banyak dijumpai pada umur di atas 30 tahun.
Pada kondisi ini, hati mengandung lemak yang berlebihan dan sebagian jaringan normal hati diganti dengan lemak yang tidak sehat. Dalam hal ini, sel-sel hati dan ruang di hati diisi dengan lemak sehingga hati menjadi sedikit membesar dan lebih berat. Hati menjadi berminyak dan berwarna kekuningan. Kondisi ini membuat keluhan yang tidak enak di daerah organ hati, yang terasa dibagian perut kanan atas. Mungkin juga didalam hati terdapat batu empedu, yang tersusun dari kolesterol dan garam empedu. Kelebihan lemak di hati ini bisa dilihat dengan USG. Mungkin juga pada kondisi ini terjadi peningkatan enzim hati. Disfungsi hati sangat sering terjadi dan merupakan masalah yang terus meningkat.
Hati yang sehat berwarna agak kemerah-merahan dan memiliki tekstur yang seragam. Jika kita memotong hati ke dalam irisan-irisan yang kecil dan memperbesar penglihatannya hingga berjuta-juta kali, maka kita melihat ruangan yang dipenuhi dengan warna merah ke merah muda karena mereka dipenuhi dengan darah. Barisan dari sel hati membentuk dinding ruangan tersebut. Selama darah mengalir sepanjang ruangan ini, sel-sel hati dapat membersihkan racun, sel-sel mati, mikroorganisme dan lemak dari aliran darah. Inilah mengapa kita menyebut hati sebagai penyaring dan pembersih aliran darah. Jika ruangan pada hati dan sel-sel hati ini dipenuhi oleh lemak, maka hati tidak mampu menyaring dan membersihkan aliran darah secara efesien dan aliran darah menjadi penuh dengan racun dan lemak. Oleh karena itu jalan yang terbaik adalah mengatasi masalah ini, jika tidak fungsi hati yang terus lemah akan memicu terjadinya masalah lebih lanjut seperti kondisi auto imun dan diabetes tipe 2.
Bagaimana anda tahu kalau anda mempunyai perlemakan hati?
Anda mungkin mempunyai kelebihan berat badan, terutama di area perut. Anda mungkin mempunyai kesulitan menurunkan berat badan. Anda mungkin mempunyai kolesterol dan trigliserida yang meningkat di dalam darah anda. Anda mungkin mempunyai diabetes tipe 2. Anda merasa sangat letih. Anda mungkin mempunyai permasalahan dengan sistem imun anda.
Apakah konsekwensi dari perlemakan hati?
Hati yang sehat mengatur metabolisme lemak dan sebagai organ pembakar lemak di dalam tubuh. Tentu saja hati yang sehat tidak hanya membakar lemak, tapi juga dapat memompa kelebihan lemak keluar dari tubuh melalui empedu ke dalam saluran usus. Ini berarti, jika hati anda sehat maka anda tidak akan mempunyai banyak kesulitan untuk mengontrol berat badan. Dan sebaliknya, hati yang berlemak bertindak sebaliknya dari apa yang seharusnya ia lakukan. Perlemakan hati menyimpan lemak, padahal seharusnya ia membakar lemak dan membuang kelebihan lemak dari tubuh anda. Tentu saja suatu perlemakan hati menjadi gudang bagi lemak dan ini terus berlangsung selama bertahun-tahun, dan akhirnya hati hanya menjadi “kantong lemak” dengan konsekwensi yang mengerikan bagi kesehatan dan kelangsungan hidup kita.
Apakah perlemakan hati ini umum?
Di USA, kejadian perlemakan hati mencapai 15-20% dari populasi umum, dan lebih tinggi lagi pada mereka yang mengalami kegemukan (obesitas). Perlemakan hati adalah penyebab paling umum dari ketidaknormalan pada tes fungsi hati di USA. Ini juga bisa terjadi pada anak-anak. Dokter saya mengatakan tidak ada yang dapat dilakukan untuk menangani perlemakan hati?Masih banyak kalangan dokter yang mengatakan bahwa kondisi perlemakan hati itu bukan masalah serius. Mereka mengatakan tidak ada yang perlu dilakukan dan yang penting dipantau. Sementara itu kondisi menjadi buruk dan lebih buruk dimana jaringan hati pelan-pelan digantikan oleh lemak dari tahun ke tahun. Jika tidak dikendalikan, perlemakan hati yang berat dapat memicu jaringan parut hati (cirrhosis).
Kalau demikian apakah perlemakan hati dapat diperbaiki?
Tentu saja anda dapat memperbaiki kondisi perlemakan hati. Berterima kasihlah kepada hati yang merupakan salah satu organ di dalam tubuh yang ulet. Dia mempunyai kemampuan untuk menyembuhkan diri bila diberi kesempatan.
Apa yang perlu saya lakukan?
Tubuh anda membutuhkan nutrisi yang sesuai agar proses metabolisme dan detoksifikasi berjalan dengan efektif sehingga akan meningkatkan fungsi hati.
Program liver cleansing akan membantu anda memperbaiki kondisi perlemakan hati
Diposkan oleh adm di 17:14 0 komentar
Gejala disfungsi hati
Gejala disfungsi hati
.
GEJALA-GEJALA TERKAIT DENGAN DISFUNGSI HATI (PENURUNAN FUNGSI HATI)
.
1. Metabolisme lemak abnormal
.
Kadar lemak didalam darah yang tidak normal seperti: kenaikan kolesterol LDL, penurunan kolesterol HDL dan peningkatan trigliserida
Tersumbatnya pembuluh darah arteri dengan lemak sehingga menimbulkan tekanan darah tinggi, serangan jantung dan stroke
Penumpukan lemak pada organ tubuh lainnya
Benjolan lemak di kulit (lipomas dan tumor lemak lainnya)
Kelebihan berat badan yang mengarah kepada obesitas
Kesulitan untuk mengurangi berat badan walaupun melakukan diet
Metabolisme yang lambat
Perut buncit
Selulit
Perlemakan hati (fatty liver)
Benjolan lemak di bagian atas perut (liver roll)
.
2. Masalah pencernaan
.
Gangguan pencernaan
Reflux
Wasir (haemorrhoids)
Batu empedu dan penyakit empedu
Tidak dapat mentoleransi makanan berlemak
Tidak dapat mentoleransi alkohol
Serangan mual dan muntah-muntah
Rasa kembung
Sulit buang air besar (konstipasi)
Irritable bowel syndrome (mengeluarkan kotoran berlendir, diare dan disertai dengan kram perut)
Rasa nyeri pada bagian atas perut dan dibawah rusuk kanan
.
3. Masalah gula darah
.
Dorongan untuk mengkonsumsi makanan dan minuman manis
Hipoglikemia (penurunan gula darah) dan kadar gula darah yang tidak stabil
Diabetes tipe II seringkali terjadi pada mereka yang memiliki perlemakan hati
.
4. Sistem syaraf
.
Depresi
Perubahan sikap seperti marah dan mudah tersinggung (Mood).
Secara metafisik hati dikenal sebagai “kursi kemarahan”
Konsentrasi yang buruk dan pikiran berkabut
Panas berlebihan pada bagian wajah dan torso
Sakit kepala yang berkelanjutan (termasuk migrain) yang disertai dengan mual
.
5. Disfungsi imun
.
Alergi – sinus, demam, asma, gangguan kulit, merah-merah pada kulit
Sensitif terhadap berbagai makanan dan zat kimia
Inflamasi dan gangguan kulit
Meningkatkan resiko penyakit autoimun
Chronic Fatigue Syndrome
Fibromyalgia
Meningkatkan terulangnya infeksi virus, bakteri dan parasit
.
6. Indikasi luar
.
Lapisan pada lidah
Napas berbau
Erupsi kulit
Gatal-gatal
Keringat berlebihan
Bau badan yang menyengat
Lingkaran hitam dibawah mata
Warna kuning pada mata
Gatal dan bengkak pada mata (alergi mata)
Jerawat – disekitar hidung, pipi dan dagu
Bintik-bintik coklat pada kulit (liver spot)
Telapak tangan dan kaki berwarna merah, kadangkala gatal dan meradang
Wajah terlihat merah atau kelebihan pembuluh darah di wajah
.
7. Ketidakseimbangan Hormon
.
Tidak dapat mentoleransi terapi hormon atau pil KB (karena efek samping)
Gejala menopause seperti wajah panas atau lebih parah lagi
Sindrom pramenstruasi
.
Bila anda memiliki satu atau lebih gejala diatas, anda kami anjurkan untuk mengikuti program liver cleansing.
Jumat, 24 April 2009
HIDUP DENGAN PANGAN TRANSGENIK
Ternyata, selama ini pangan transgenik bebas beredar di pasaran dan menjadi santapan sehari-hari. Mengapa kita sampai tidak menyadarinya?
Pangan transgenik atau GMO (genetically modified organism) adalah penganan yang bahan dasarnya berasal dari organisme hasil rekayasa genetika. Teknologi ini sebenarnya bertujuan mulia, yakni meningkatkan dan menyempurnakan kualitas pangan. Dengan bioteknologi ini, gen dari berbagai sumber dapat dipindahkan ke tanaman yang akan diperbaiki sifatnya.
Gen adalah kumpulan molekul ADN (asam deoksiribonukleat) yang mengatur sifat dan karakter makhluk hidup. Nah, dengan kecanggihan teknologi rekayasa genetika ini, gen dengan karakter tertentu dari sebuah sumber (baik itu tanaman, hewan, atau bakteri) dapat dipindahkan atau dicangkokkan ke sel lain dengan harapan bisa membentuk dan menghasilkan tanaman unggul seperti yang diharapkan.
Sebagai contoh, tomat yang awalnya tidak bisa ditanam di daerah bersuhu rendah direkayasa supaya dapat menjadi tanaman tahan beku dan memiliki musim tumbuh lebih lama. Caranya sungguh unik, yakni dengan "menggunting" gen ikan flounder (ikan yang hidup di daerah es di Arktik) dan "merekatkan" gen tersebut pada buah bulat merah ini. Hasilnya, tomat pun dapat ditanam di segala cuaca. Contoh lain adalah kedelai yang rawan akan hama lantas disisipi bakteri dari tanah yang mampu mengeluarkan pestisida alami. Alhasil, hama yang menyerang kedelai akan mati dengan sendirinya. Ini tentu kabar baik bagi petani, sebab mereka bisa meminimalkan penggunaan pestisida kimia.
Hingga saat ini terdapat ratusan jenis tanaman transgenik. Sebagian besar memang belum dilepas ke pasaran sebab masih dalam penelitian. Namun, hingga tahun 2004 tercatat ada sekitar 24 sampai 30 jenis tanaman hasil rekayasa genetika yang telah dikomersialisasikan. Sebagian produk transgenik yang paling populer, termasuk di Indonesia adalah kapas, kedelai (beserta olahannya seperti tempe, tahu, kecap, susu kedelai, dan lain-lain), tomat (beserta olahannya seperti saus, jus, dan lain-lain), jagung (beserta olahannya seperti minyak jagung, keripik, popcorn, dan lain-lain), kanola (beserta olahannya seperti minyak). Produk-produk ini, tanpa disadari masyarakat luas telah beredar bebas di Indonesia dari pasar-pasar tradisional hingga supermarket dan hipermarket.
CATATAN BURUK
Masalahnya, di Indonesia belum ada perangkat untuk mengontrol produk transgenik yang beredar. Alhasil pemerintah belum dapat melakukan kajian untuk menetapkan bahan pangan produk transgenik apa yang boleh dan tidak boleh masuk ke sini dan dikonsumsi manusia. Contohnya, ada bibit kedelai transgenik yang diperuntukkan untuk pakan ternak saja. Bagaimana bila karena ketidaktahuan masyarakat atau petani kemudian bibit impor ini ditanam lalu hasilnya dikonsumsi oleh kita? Pangan hewan jelas tidak cocok bahkan berbahaya jika dimakan manusia.
Kekhawatiran lain adalah pangan hasil rekayasa genetika ini berisiko mengandung senyawa toksik (racun), alergen (pemicu alergi), dan telah mengalami perubahan nilai gizi. Tak bisa dipungkiri, teknologi ini memang sempat menorehkan catatan buruk di Amerika. Beredarnya suplemen kesehatan transgenik yang mengandung L-tryptophan pada tahun 1989 di negeri Paman Sam mengakibatkan 37 orang meninggal, 1.500 menderita cacat, dan 5.000 orang dirawat di rumah sakit akibat EMS (Eosinophilia-Myalgia Syndrome/sindrom dengan gejala nyeri otot yang parah dan disertai meningkatnya jumlah sel darah putih).
Dalam kasus ini, L-tryptophan dihasilkan dari fermentasi bakteri Bacillus amyloliquefaciens. Untuk meningkatkan produksi asam aminonya, perusahaan pembuatnya yaitu Showa Denko merekayasa gen bakteri Bacillus amyloliquefaciens tersebut. Pada saat bersamaan perusahaan asal Jepang ini juga mengurangi penggunaan karbon aktif yang diperlukan untuk penyaringan. Ada ahli yang menyatakan, bakteri yang ditransfer mengalami reaksi sampingan, yaitu membentuk senyawa baru yang serupa dengan tryptophan tetapi dampaknya cukup mematikan bagi manusia. Namun ada juga yang mengatakan EMS akibat tryptophan ini diakibatkan proses penyaringan yang tidak sempurna (akibat karbon aktif yang direduksi). Jadi bukan disebabkan penggunaan transgenik bakteri.
Terlepas mana pendapat yang benar, beberapa negara pada akhirnya begitu ketat menyaring produk transgenik melalui serangkaian pengujian. Hasilnya, setiap produk yang dibuat dari bahan transgenik atau olahannya dan dijual ke pasaran, diberi label keterangan kandungan bahan transgenik tersebut.
UJI KEAMANAN
Kasus L-trytophan tersebut tentu bukan untuk menakut-nakuti tapi lebih sebagai pengetuk hati nurani pemerintah agar lebih menyadari pentingnya pengujian keamanan produk pangan transgenik. Seperti yang diutarakan Purwiyatno Hariyadi, PhD, dari Seafast Center IPB-Bogor, "Sebenarnya pangan transgenik yang telah lolos pengujian akan sama amannya dengan produk sejenis yang bukan transgenik/alami."
Untuk itu, proses meloloskan pangan transgenik ke pasaran harusnya tidaklah mudah karena butuh uji keamanan yang panjang. Bahkan, pengujian keamanan produk pangan transgenik ini harus lebih ketat dan serius dibandingkan jenis makanan lain. Misalnya, pangan transgenik harus terbukti tidak mengandung bahan yang berpotensi membahayakan kesehatan konsumen (tidak menyebabkan alergi, tidak mengandung racun), dan harus memiliki gizi yang setara dengan pangan sejenis yang alami.
Ilyani S. Andang, peneliti dari Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia (YLKI) mengungkapkan, baginya sebenarnya tidak masalah pangan transgenik beredar di masyarakat asalkan produk itu terbukti aman bagi kesehatan dan lingkungan.
Serangkaian uji pangan yang harus dilakukan untuk membuktikan keamanannya, yaitu:
1. Uji alergisitas, untuk mengetahui ada tidaknya zat pemicu alergi.
2. Uji toksisitas untuk melihat adakah racun pada pangan.
3. Uji imunitas apakah pangan itu membahayakan daya tahan tubuh atau tidak.
4. Uji lain yang mendukung.
"Tahapan uji keamanan ini sesuai dengan UU Pangan No. 7/1996, dimana pasal 13 ayat 1 dan 2 mengatur kewajiban produsen untuk menguji keamanan pangan yang dihasilkan proyek rekayasa genetika sebelum diedarkan ke masyarakat. Setelah itu, tentu produk harus diberi label mengandung bahan transgenik atau tidak. Selanjutnya tentu hak konsumen untuk memilih apa yang diinginkan," kata Ilyani.
Purwiyatno pun menyatakan hal sama. "Saya setuju konsumen harus diberi peluang untuk memilih, mau mengonsumsi transgenik atau yang alami. Karena itulah peranan pelabelan pangan menjadi sangat penting."
Kalau sampai saat ini aturan pelabelan tersebut belum bisa terwujud di Indonesia, itu karena belum ada badan yang berwenang menentukan keamanan pangan hasil rekayasa genetika termasuk di Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) sendiri. "Anehnya, lembaga belum terbentuk namun, kok, produk transgenik sudah dibiarkan bebas beredar di pasaran. Ini yang membuat bingung masyarakat," sesal Ilyani.
Dra. Nining Restu Kurnianingsih, Apt. Dari ULPK BPOM (Unit Layanan Pengaduan Konsumen dari Direktorat Jenderal Badan Pengawas Obat dan Makanan) berargumen bahwa BPOM belum memberikan registrasi pada produk pangan transgenik karena belum ada satu pun produsen yang mengajukan permohonan izin untuk mengedarkan produk pangan tersebut di Indonesia.
Soal isu banyaknya penganan hasil rekayasa genetika yang telah beredar di masyarakat, menurut Nining, sudah ditindaklanjuti oleh BPOM dan hasilnya isu tersebut tidak terbukti kebenarannya. Beberapa produsen produk susu, sereal, serta tempe dan tahu yang dicurigai mengandung bahan-bahan transgenik menurut Nining ternyata mampu menunjukkan sertifikat GMO Free atau bebas transgenik.
Nah, bagaimana ini? Penjelasan yang berkaitan dengan pangan transgenik di halaman berikut semoga dapat membantu konsumen untuk bersikap bijak memilih bahan pangan dan penganan di pasaran.
BAGAIMANA JIKA TAK ADA LABEL?
BPOM harus segera membentuk divisi uji keberadaan dan keamanan produk berbahan transgenik, serta meminta produsennya mencantumkan identifikasi ini.
Membedakan pangan transgenik dan pangan alami dengan mata telanjang jelas sulit. Kecuali jika pangan transgenik tersebut memiliki ciri khas. Sayangnya ciri itu pun belum tentu dapat dikenali seketika, contohnya kita perlu menunggu beberapa hari untuk melihat apakah sebutir tomat tahan busuk atau tidak untuk membuktikan bahwa asalnya adalah bibit transgenik. "Sepengetahuan saya hingga saat ini belum ada cara cepat mendeteksi dan membedakan pangan transgenik dan bukan. Pendeteksian hanya mungkin dilakukan di laboratorium menggunakan metode yang agak rumit yakni dengan teknik analisis PCR (polymerase chain reaction)," ungkap Purwiyatno Hariyadi, PhD, dari Seafast Center IPB-Bogor.
Dengan begitu, satu-satunya cara bagi awam untuk mengenali produk transgenik ini ya dari label pada kemasan produk.
Namun kenyataannya, karena berbagai keterbatasan yang ada di Indonesia, pelabelan ini tidak berjalan mulus. Jadi bagaimana dong kita mengetahuinya?
Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia memberikan sedikit petunjuk, jika produk-produk dalam daftar berikut ini tidak mencatumkan kandungannya secara eksplisit sebagai bahan organik maka besar kemungkinan produk tersebut adalah penganan hasil rekayasa genetik.
Beberapa bahan makanan yang banyak berasal dari bibit transgenik
* Produk yang terbuat dari kacang kedelai: tepung kedelai, minyak kedelai, tahu, tempe, tauco, susu kedelai, ekstrak sayuran. Atau produk lain yang merupakan turunan kedelai transgenik seperti vitamin E, sereal, es krim, biskuit, roti, permen, makanan gorengan, tepung, saus, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari jagung: tepung jagung, minyak jagung, pemanis jagung, sirop jagung. Kemudian produk turunan jagung transgenik seperti vitamin C, keripik, es krim, formula bayi, kecap, soda, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari kentang: keripik kentang, tepung kanji kentang, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari atau dengan tomat, seperti saus, pasta tomat, pizza, lasagna, dan lainnya.
* Produk susu yang diambil dari sapi yang diberi hormon pertumbuhan sapi transgenik (atau rBGH di AS): seperti susu, keju, mentega, krim asam, yogurt, air dadih, dan produk olahannya.
* Zat-zat aditif yang mungkin berasal dari sumber transgenik, yaitu Lesithin kedelai/lesithin (E322), pewarna karamel (E150), riboflavin (vitamin B2), enzim chymosin (enzim transgenik yang dipakai untuk membuat keju vegetarian, alpha amilase yang digunakan untuk membuat gula putih, dan lain-lain).
PLUS MINUS MAKANAN TRANSGENIK
Penemuan teknologi akan selalu menjadi pisau bermata dua bagi manusia. Di satu sisi mendatangkan manfaat, namun di sisi lain ada risiko yang harus ditanggung bila kita tidak bijak menggunakannya. Seperti apa dampak dan manfaatnya?
DAMPAK & RISIKO
Dampak pangan transgenik pada kesehatan sangat bervariasi pada setiap orang. Sebagian mengeluhkan timbulnya alergi, kelainan darah, gangguan saraf, dan sebagian tidak mengeluhkan apa-apa. Nah, siapakah yang harus lebih waspada dalam mengonsumsi pangan transgenik?
* Anak yang memiliki riwayat alergi. Sangat mungkin bakat alerginya akan terpicu, entah kulit menjadi biduran, gatal-gatal, dan sesak napas.
* Anak dengan kebutuhan khusus. Tidak semua makanan aman dikonsumsi untuk anak dengan gangguan otak, termasuk produk transgenik karena bisa memicu hiperaktivitas atau gangguan lainnya.
* Ibu hamil. Penelitian pada tikus betina hamil yang diberi makan kedelai transgenik menunjukkan, tikus akan melahirkan anak yang terhambat pertumbuhannya dan sebagian lagi mati dalam beberapa minggu. Adanya temuan ini sebaiknya membuat ibu hamil lebih berhati-hati dengan cara tidak mengonsumsi satu jenis makanan dalam jumlah banyak dan terus-menerus serta selalu memvariasikan menu dan bahan makanannya.
* Orang sehat pun tetap harus waspada. Sampai saat ini, belum ada jaminan konsumsi produk pangan transgenik dalam jangka panjang tidak menimbulkan dampak kesehatan meskipun misalnya produk tersebut telah lolos dari serangkaian uji keamanan.
Ipoel
Narasumber:
Ilyani S. Andang,
peneliti YLKI
MANFAAT
Nah, bila ditinjau dari sisi manfaat, tanaman transgenik bisa dimodifikasi sedemikian rupa sehingga memiliki kandungan nutrisi atau komponen gizi yang lebih baik daripada pangan sejenis yang non-transgenik.
Contoh, tomat dan apel transegnik ternyata mengandung zat antioksidan dan antipenyakit degeneratif yang lebih tinggi daripada tomat dan apel biasa. Begitu juga dengan kanola transgenik, minyak yang dihasilkannya akan memiliki kandungan asam lemak tak jenuh lebih banyak dan baik. Ini tentu sangat baik bagi kesehatan jantung.
Secara umum pun, tanaman transgenik yang telah disetujui untuk pangan terbukti memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap penyakit, ketahanan yang lebih baik terhadap herbisida, memiliki kandungan nutrisi yang lebih baik dan daya simpan yang lebih lama ketimbang tanaman sejenis yang non-transgenik.
Zali
INI DIA PRODUK TRANSGENIK!
YLKI telah melakukan serangkaian penelitian untuk mengetahui apakah produk yang beredar di pasaran mengandung bahan transgenik atau tidak. Setiap tahun, YLKI memperbaharui penemuannya. Boleh jadi ada satu produk yang beberapa tahun lalu ditemukan menggunakan bahan transgenik, kini tidak lagi.
Penelitian terakhir pada 18 Oktober 2005, YLKI bekerja sama dengan PT. Saraswati Indogenetech melakukan serangkaian pengujian. Dilakukan secara kualitatif dengan metode PCR (polymerase chain reaction), dengan batas deteksi 0,05%. Hasil uji menunjukkan, 3 dari 11 sampel yang diuji (27%) memakai bahan hasil rekayasa genetik, yaitu:
1. Keripik kentang Mister Potato, produksi PT. Pasific Food Indonesia. No Depkes BPOM RI ML 255501031081.
2. Keripik kentang Pringles, diimpor oleh PT. Procter & Gamble Home Products Indonesia. No. Depkes BPOM RI ML 362204007321.
3. Tepung jagung Honig Maizena, diimpor oleh Fa. Usahana. No Depkes ML 328002001014.
YLKI juga melakukan serangkaian uji coba pada 2002. Sampel yang diambil merupakan produk pangan turunan kedelai dan jagung. Pengambilan sampel dilakukan secara acak di beberapa supermarket, hipermarket, dan pasar tradisional di Jakarta dengan jumlah sampel 25 (18 pangan turunan kedelai dan 7 pangan turunan jagung). Waktu pengambilan sampel hingga kontak produsen: September Desember 2002. Pengujian dilakukan secara kualitatif dan dengan metode PCR dengan batas deteksi 0,05%. Hasilnya menunjukkan, 10 dari 18 pangan turunan kedelai (55,56%) positif mengandung rekayasa genetika, terdiri atas tahu, tempe, dan susu kedelai. Lalu 1 dari 7 turunan pangan jagung (14,29%) positif mengandung GMO. Sayangnya tidak ada label transgenik/GMO pada produk-produk tersebut.
Ipoel/Sumber: YLKI
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
Mailing List Nakita
milis-nakita@news.gramedia-majalah.com
Arsip
http://www.mail-archive.com/milis-nakita@news.gramedia-majalah.com/
------------------------------------------------
untuk berlangganan kirim mail kosong ke :
[EMAIL PROTECTED]
untuk berhenti berlangganan kirim mail kosong ke:
[EMAIL PROTECTED]
Ternyata, selama ini pangan transgenik bebas beredar di pasaran dan menjadi santapan sehari-hari. Mengapa kita sampai tidak menyadarinya?
Pangan transgenik atau GMO (genetically modified organism) adalah penganan yang bahan dasarnya berasal dari organisme hasil rekayasa genetika. Teknologi ini sebenarnya bertujuan mulia, yakni meningkatkan dan menyempurnakan kualitas pangan. Dengan bioteknologi ini, gen dari berbagai sumber dapat dipindahkan ke tanaman yang akan diperbaiki sifatnya.
Gen adalah kumpulan molekul ADN (asam deoksiribonukleat) yang mengatur sifat dan karakter makhluk hidup. Nah, dengan kecanggihan teknologi rekayasa genetika ini, gen dengan karakter tertentu dari sebuah sumber (baik itu tanaman, hewan, atau bakteri) dapat dipindahkan atau dicangkokkan ke sel lain dengan harapan bisa membentuk dan menghasilkan tanaman unggul seperti yang diharapkan.
Sebagai contoh, tomat yang awalnya tidak bisa ditanam di daerah bersuhu rendah direkayasa supaya dapat menjadi tanaman tahan beku dan memiliki musim tumbuh lebih lama. Caranya sungguh unik, yakni dengan "menggunting" gen ikan flounder (ikan yang hidup di daerah es di Arktik) dan "merekatkan" gen tersebut pada buah bulat merah ini. Hasilnya, tomat pun dapat ditanam di segala cuaca. Contoh lain adalah kedelai yang rawan akan hama lantas disisipi bakteri dari tanah yang mampu mengeluarkan pestisida alami. Alhasil, hama yang menyerang kedelai akan mati dengan sendirinya. Ini tentu kabar baik bagi petani, sebab mereka bisa meminimalkan penggunaan pestisida kimia.
Hingga saat ini terdapat ratusan jenis tanaman transgenik. Sebagian besar memang belum dilepas ke pasaran sebab masih dalam penelitian. Namun, hingga tahun 2004 tercatat ada sekitar 24 sampai 30 jenis tanaman hasil rekayasa genetika yang telah dikomersialisasikan. Sebagian produk transgenik yang paling populer, termasuk di Indonesia adalah kapas, kedelai (beserta olahannya seperti tempe, tahu, kecap, susu kedelai, dan lain-lain), tomat (beserta olahannya seperti saus, jus, dan lain-lain), jagung (beserta olahannya seperti minyak jagung, keripik, popcorn, dan lain-lain), kanola (beserta olahannya seperti minyak). Produk-produk ini, tanpa disadari masyarakat luas telah beredar bebas di Indonesia dari pasar-pasar tradisional hingga supermarket dan hipermarket.
CATATAN BURUK
Masalahnya, di Indonesia belum ada perangkat untuk mengontrol produk transgenik yang beredar. Alhasil pemerintah belum dapat melakukan kajian untuk menetapkan bahan pangan produk transgenik apa yang boleh dan tidak boleh masuk ke sini dan dikonsumsi manusia. Contohnya, ada bibit kedelai transgenik yang diperuntukkan untuk pakan ternak saja. Bagaimana bila karena ketidaktahuan masyarakat atau petani kemudian bibit impor ini ditanam lalu hasilnya dikonsumsi oleh kita? Pangan hewan jelas tidak cocok bahkan berbahaya jika dimakan manusia.
Kekhawatiran lain adalah pangan hasil rekayasa genetika ini berisiko mengandung senyawa toksik (racun), alergen (pemicu alergi), dan telah mengalami perubahan nilai gizi. Tak bisa dipungkiri, teknologi ini memang sempat menorehkan catatan buruk di Amerika. Beredarnya suplemen kesehatan transgenik yang mengandung L-tryptophan pada tahun 1989 di negeri Paman Sam mengakibatkan 37 orang meninggal, 1.500 menderita cacat, dan 5.000 orang dirawat di rumah sakit akibat EMS (Eosinophilia-Myalgia Syndrome/sindrom dengan gejala nyeri otot yang parah dan disertai meningkatnya jumlah sel darah putih).
Dalam kasus ini, L-tryptophan dihasilkan dari fermentasi bakteri Bacillus amyloliquefaciens. Untuk meningkatkan produksi asam aminonya, perusahaan pembuatnya yaitu Showa Denko merekayasa gen bakteri Bacillus amyloliquefaciens tersebut. Pada saat bersamaan perusahaan asal Jepang ini juga mengurangi penggunaan karbon aktif yang diperlukan untuk penyaringan. Ada ahli yang menyatakan, bakteri yang ditransfer mengalami reaksi sampingan, yaitu membentuk senyawa baru yang serupa dengan tryptophan tetapi dampaknya cukup mematikan bagi manusia. Namun ada juga yang mengatakan EMS akibat tryptophan ini diakibatkan proses penyaringan yang tidak sempurna (akibat karbon aktif yang direduksi). Jadi bukan disebabkan penggunaan transgenik bakteri.
Terlepas mana pendapat yang benar, beberapa negara pada akhirnya begitu ketat menyaring produk transgenik melalui serangkaian pengujian. Hasilnya, setiap produk yang dibuat dari bahan transgenik atau olahannya dan dijual ke pasaran, diberi label keterangan kandungan bahan transgenik tersebut.
UJI KEAMANAN
Kasus L-trytophan tersebut tentu bukan untuk menakut-nakuti tapi lebih sebagai pengetuk hati nurani pemerintah agar lebih menyadari pentingnya pengujian keamanan produk pangan transgenik. Seperti yang diutarakan Purwiyatno Hariyadi, PhD, dari Seafast Center IPB-Bogor, "Sebenarnya pangan transgenik yang telah lolos pengujian akan sama amannya dengan produk sejenis yang bukan transgenik/alami."
Untuk itu, proses meloloskan pangan transgenik ke pasaran harusnya tidaklah mudah karena butuh uji keamanan yang panjang. Bahkan, pengujian keamanan produk pangan transgenik ini harus lebih ketat dan serius dibandingkan jenis makanan lain. Misalnya, pangan transgenik harus terbukti tidak mengandung bahan yang berpotensi membahayakan kesehatan konsumen (tidak menyebabkan alergi, tidak mengandung racun), dan harus memiliki gizi yang setara dengan pangan sejenis yang alami.
Ilyani S. Andang, peneliti dari Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia (YLKI) mengungkapkan, baginya sebenarnya tidak masalah pangan transgenik beredar di masyarakat asalkan produk itu terbukti aman bagi kesehatan dan lingkungan.
Serangkaian uji pangan yang harus dilakukan untuk membuktikan keamanannya, yaitu:
1. Uji alergisitas, untuk mengetahui ada tidaknya zat pemicu alergi.
2. Uji toksisitas untuk melihat adakah racun pada pangan.
3. Uji imunitas apakah pangan itu membahayakan daya tahan tubuh atau tidak.
4. Uji lain yang mendukung.
"Tahapan uji keamanan ini sesuai dengan UU Pangan No. 7/1996, dimana pasal 13 ayat 1 dan 2 mengatur kewajiban produsen untuk menguji keamanan pangan yang dihasilkan proyek rekayasa genetika sebelum diedarkan ke masyarakat. Setelah itu, tentu produk harus diberi label mengandung bahan transgenik atau tidak. Selanjutnya tentu hak konsumen untuk memilih apa yang diinginkan," kata Ilyani.
Purwiyatno pun menyatakan hal sama. "Saya setuju konsumen harus diberi peluang untuk memilih, mau mengonsumsi transgenik atau yang alami. Karena itulah peranan pelabelan pangan menjadi sangat penting."
Kalau sampai saat ini aturan pelabelan tersebut belum bisa terwujud di Indonesia, itu karena belum ada badan yang berwenang menentukan keamanan pangan hasil rekayasa genetika termasuk di Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) sendiri. "Anehnya, lembaga belum terbentuk namun, kok, produk transgenik sudah dibiarkan bebas beredar di pasaran. Ini yang membuat bingung masyarakat," sesal Ilyani.
Dra. Nining Restu Kurnianingsih, Apt. Dari ULPK BPOM (Unit Layanan Pengaduan Konsumen dari Direktorat Jenderal Badan Pengawas Obat dan Makanan) berargumen bahwa BPOM belum memberikan registrasi pada produk pangan transgenik karena belum ada satu pun produsen yang mengajukan permohonan izin untuk mengedarkan produk pangan tersebut di Indonesia.
Soal isu banyaknya penganan hasil rekayasa genetika yang telah beredar di masyarakat, menurut Nining, sudah ditindaklanjuti oleh BPOM dan hasilnya isu tersebut tidak terbukti kebenarannya. Beberapa produsen produk susu, sereal, serta tempe dan tahu yang dicurigai mengandung bahan-bahan transgenik menurut Nining ternyata mampu menunjukkan sertifikat GMO Free atau bebas transgenik.
Nah, bagaimana ini? Penjelasan yang berkaitan dengan pangan transgenik di halaman berikut semoga dapat membantu konsumen untuk bersikap bijak memilih bahan pangan dan penganan di pasaran.
BAGAIMANA JIKA TAK ADA LABEL?
BPOM harus segera membentuk divisi uji keberadaan dan keamanan produk berbahan transgenik, serta meminta produsennya mencantumkan identifikasi ini.
Membedakan pangan transgenik dan pangan alami dengan mata telanjang jelas sulit. Kecuali jika pangan transgenik tersebut memiliki ciri khas. Sayangnya ciri itu pun belum tentu dapat dikenali seketika, contohnya kita perlu menunggu beberapa hari untuk melihat apakah sebutir tomat tahan busuk atau tidak untuk membuktikan bahwa asalnya adalah bibit transgenik. "Sepengetahuan saya hingga saat ini belum ada cara cepat mendeteksi dan membedakan pangan transgenik dan bukan. Pendeteksian hanya mungkin dilakukan di laboratorium menggunakan metode yang agak rumit yakni dengan teknik analisis PCR (polymerase chain reaction)," ungkap Purwiyatno Hariyadi, PhD, dari Seafast Center IPB-Bogor.
Dengan begitu, satu-satunya cara bagi awam untuk mengenali produk transgenik ini ya dari label pada kemasan produk.
Namun kenyataannya, karena berbagai keterbatasan yang ada di Indonesia, pelabelan ini tidak berjalan mulus. Jadi bagaimana dong kita mengetahuinya?
Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia memberikan sedikit petunjuk, jika produk-produk dalam daftar berikut ini tidak mencatumkan kandungannya secara eksplisit sebagai bahan organik maka besar kemungkinan produk tersebut adalah penganan hasil rekayasa genetik.
Beberapa bahan makanan yang banyak berasal dari bibit transgenik
* Produk yang terbuat dari kacang kedelai: tepung kedelai, minyak kedelai, tahu, tempe, tauco, susu kedelai, ekstrak sayuran. Atau produk lain yang merupakan turunan kedelai transgenik seperti vitamin E, sereal, es krim, biskuit, roti, permen, makanan gorengan, tepung, saus, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari jagung: tepung jagung, minyak jagung, pemanis jagung, sirop jagung. Kemudian produk turunan jagung transgenik seperti vitamin C, keripik, es krim, formula bayi, kecap, soda, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari kentang: keripik kentang, tepung kanji kentang, dan lain-lain.
* Produk yang terbuat dari atau dengan tomat, seperti saus, pasta tomat, pizza, lasagna, dan lainnya.
* Produk susu yang diambil dari sapi yang diberi hormon pertumbuhan sapi transgenik (atau rBGH di AS): seperti susu, keju, mentega, krim asam, yogurt, air dadih, dan produk olahannya.
* Zat-zat aditif yang mungkin berasal dari sumber transgenik, yaitu Lesithin kedelai/lesithin (E322), pewarna karamel (E150), riboflavin (vitamin B2), enzim chymosin (enzim transgenik yang dipakai untuk membuat keju vegetarian, alpha amilase yang digunakan untuk membuat gula putih, dan lain-lain).
PLUS MINUS MAKANAN TRANSGENIK
Penemuan teknologi akan selalu menjadi pisau bermata dua bagi manusia. Di satu sisi mendatangkan manfaat, namun di sisi lain ada risiko yang harus ditanggung bila kita tidak bijak menggunakannya. Seperti apa dampak dan manfaatnya?
DAMPAK & RISIKO
Dampak pangan transgenik pada kesehatan sangat bervariasi pada setiap orang. Sebagian mengeluhkan timbulnya alergi, kelainan darah, gangguan saraf, dan sebagian tidak mengeluhkan apa-apa. Nah, siapakah yang harus lebih waspada dalam mengonsumsi pangan transgenik?
* Anak yang memiliki riwayat alergi. Sangat mungkin bakat alerginya akan terpicu, entah kulit menjadi biduran, gatal-gatal, dan sesak napas.
* Anak dengan kebutuhan khusus. Tidak semua makanan aman dikonsumsi untuk anak dengan gangguan otak, termasuk produk transgenik karena bisa memicu hiperaktivitas atau gangguan lainnya.
* Ibu hamil. Penelitian pada tikus betina hamil yang diberi makan kedelai transgenik menunjukkan, tikus akan melahirkan anak yang terhambat pertumbuhannya dan sebagian lagi mati dalam beberapa minggu. Adanya temuan ini sebaiknya membuat ibu hamil lebih berhati-hati dengan cara tidak mengonsumsi satu jenis makanan dalam jumlah banyak dan terus-menerus serta selalu memvariasikan menu dan bahan makanannya.
* Orang sehat pun tetap harus waspada. Sampai saat ini, belum ada jaminan konsumsi produk pangan transgenik dalam jangka panjang tidak menimbulkan dampak kesehatan meskipun misalnya produk tersebut telah lolos dari serangkaian uji keamanan.
Ipoel
Narasumber:
Ilyani S. Andang,
peneliti YLKI
MANFAAT
Nah, bila ditinjau dari sisi manfaat, tanaman transgenik bisa dimodifikasi sedemikian rupa sehingga memiliki kandungan nutrisi atau komponen gizi yang lebih baik daripada pangan sejenis yang non-transgenik.
Contoh, tomat dan apel transegnik ternyata mengandung zat antioksidan dan antipenyakit degeneratif yang lebih tinggi daripada tomat dan apel biasa. Begitu juga dengan kanola transgenik, minyak yang dihasilkannya akan memiliki kandungan asam lemak tak jenuh lebih banyak dan baik. Ini tentu sangat baik bagi kesehatan jantung.
Secara umum pun, tanaman transgenik yang telah disetujui untuk pangan terbukti memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap penyakit, ketahanan yang lebih baik terhadap herbisida, memiliki kandungan nutrisi yang lebih baik dan daya simpan yang lebih lama ketimbang tanaman sejenis yang non-transgenik.
Zali
INI DIA PRODUK TRANSGENIK!
YLKI telah melakukan serangkaian penelitian untuk mengetahui apakah produk yang beredar di pasaran mengandung bahan transgenik atau tidak. Setiap tahun, YLKI memperbaharui penemuannya. Boleh jadi ada satu produk yang beberapa tahun lalu ditemukan menggunakan bahan transgenik, kini tidak lagi.
Penelitian terakhir pada 18 Oktober 2005, YLKI bekerja sama dengan PT. Saraswati Indogenetech melakukan serangkaian pengujian. Dilakukan secara kualitatif dengan metode PCR (polymerase chain reaction), dengan batas deteksi 0,05%. Hasil uji menunjukkan, 3 dari 11 sampel yang diuji (27%) memakai bahan hasil rekayasa genetik, yaitu:
1. Keripik kentang Mister Potato, produksi PT. Pasific Food Indonesia. No Depkes BPOM RI ML 255501031081.
2. Keripik kentang Pringles, diimpor oleh PT. Procter & Gamble Home Products Indonesia. No. Depkes BPOM RI ML 362204007321.
3. Tepung jagung Honig Maizena, diimpor oleh Fa. Usahana. No Depkes ML 328002001014.
YLKI juga melakukan serangkaian uji coba pada 2002. Sampel yang diambil merupakan produk pangan turunan kedelai dan jagung. Pengambilan sampel dilakukan secara acak di beberapa supermarket, hipermarket, dan pasar tradisional di Jakarta dengan jumlah sampel 25 (18 pangan turunan kedelai dan 7 pangan turunan jagung). Waktu pengambilan sampel hingga kontak produsen: September Desember 2002. Pengujian dilakukan secara kualitatif dan dengan metode PCR dengan batas deteksi 0,05%. Hasilnya menunjukkan, 10 dari 18 pangan turunan kedelai (55,56%) positif mengandung rekayasa genetika, terdiri atas tahu, tempe, dan susu kedelai. Lalu 1 dari 7 turunan pangan jagung (14,29%) positif mengandung GMO. Sayangnya tidak ada label transgenik/GMO pada produk-produk tersebut.
Ipoel/Sumber: YLKI
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
Mailing List Nakita
milis-nakita@news.gramedia-majalah.com
Arsip
http://www.mail-archive.com/milis-nakita@news.gramedia-majalah.com/
------------------------------------------------
untuk berlangganan kirim mail kosong ke :
[EMAIL PROTECTED]
untuk berhenti berlangganan kirim mail kosong ke:
[EMAIL PROTECTED]
Produk hasil bioteknologi harus terjaga kehalalannya
Contributed by SYAMSUL
Sunday, 08 June 2008
Direktur LPPOM MUI DIY, Dr Ir Tridoko W Murti, menyatakan terdapat hubungan yang lurus antara larangan agama, manfaat pengharaman, dan perkembangan iptek dalam menguji pangan haram. Dia memaparkan bahwa ajaran manfaat makanan halal dan baik itu saling terkait. Sekecil apa pun zat jika ternyata merugikan manusia, bahan tersebut tetap diharamkan dalam Islam. ''Kemajuan iptek saat ini telah mampu membuktikan cara menguji pangan haram dan mampu mendeteksi keberadaan barang haram tersebut dalam suatu makanan dan minuman,'' kata dia dalam seminar nasional bertema 'Peran Bioteknologi bagi Kesejahteraan Umat', di Fakultas Peternakan UGM. Teknologi pendeteksi itu dikenal dengan nama Polymerase Chain Reaction (PCR). Peneliti Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan UGM, Ir Yuni Erwanto PhD, mengungkapkan aplikasi teknologi PCR amat sensitif dalam mendeteksi bahan yang diharamkan dalam produk pangan dan lainnya. ''Teknik PCR mempunyai kemampuan yang sensitif untuk deteksi keberadaan daging babi dalam daging segar maupun produk daging yang telah dicampur dengan bahan daging lain,'' ujarnya. Karena itu, papar dia, analisis PCR ini dapat juga digunakan secara rutin di laboratorium sebagai metode yang cepat dan praktis. Sementara itu, Menteri Pertanian (Mentan) Anton Apriyantono menegaskan, pemerintah cukup serius dalam menjalankan tanggung jawab mengatur dan mengawasi agar produk pangan hasil bioteknologi tetap dapat terjaga kehalalan dan kebaikannya. Untuk itu, pemerintah memberikan rambu-rambu sebagai patokan dalam penentuan halal dan tidaknya produk pangan bioteknologi. Dalam pidato yang disampaikan oleh Inspektur Jenderal Departeman Pertanian, Prof Dr Ir Zaenal Bachruddin MSc, pada acara yang sama, Mentan mengatakan di antara rambu yang harus dipatuhi adalah pangan hasil bioteknologi tidak menggunakan bahan-bahan yang diharamkan. Hal ini berlaku pada proses produksi secara fermentasi. Patokan kedua, kata Zaenal Bachruddin, adalah tidak dianjurkan pemanfaatan babi dan segala unsurunsurnya, termasuk dalam gen dari babi untuk rekayasa genetika. ''Yang ketiga, pemanfaatan hewan ternak selain babi dan unsur atau turunannya dibolehkan, sepanjang ternak tersebut disembelih secara Islami.'' Penggunaan etanol, sebagai substrat, senyawa intermediet, solven, dan pengendap, kata Bachruddin, dibolehkan sepanjang konsentrasinya pada produk akhir diupayakan minimal. Anton menjelaskan, pemerintah tidak hanya memperkuat rambu-rambu dan kelembagaan, tapi juga memperkuat kemampuan laboratorium dengan peralatan canggih yang dapat memeriksa kualitas pangan secara lebih cermat dan akurat. Saat ini, pemerintah didukung oleh LPPOM MUI yang berperan dalam pengambilan keputusan untuk menentukan pangan yang halal dan baik. Karena itu, ia berharap LPPOM MUI ini bertambah kuat dan mampu mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat. Beberapa narasumber yang ikut hadir mempresentasikan makalahnya, di antaranya Ketua Majelis DIKTI PP Muhammadiyah, Dr
Chairil Anwar; Direktur Prodi S2 CRCS UGM, Prof Dr Achmad Mursyidi MSc; peneliti dari LIPI, Dr Arief B Witarto; dan Peneliti Lab Kimia dan Biokimia Hasil Pertanian Universitas Jember, Dr Yuli Witono. (Republika)
apasihbiotek.com http://apasihbiotek.
Sunday, 08 June 2008
Direktur LPPOM MUI DIY, Dr Ir Tridoko W Murti, menyatakan terdapat hubungan yang lurus antara larangan agama, manfaat pengharaman, dan perkembangan iptek dalam menguji pangan haram. Dia memaparkan bahwa ajaran manfaat makanan halal dan baik itu saling terkait. Sekecil apa pun zat jika ternyata merugikan manusia, bahan tersebut tetap diharamkan dalam Islam. ''Kemajuan iptek saat ini telah mampu membuktikan cara menguji pangan haram dan mampu mendeteksi keberadaan barang haram tersebut dalam suatu makanan dan minuman,'' kata dia dalam seminar nasional bertema 'Peran Bioteknologi bagi Kesejahteraan Umat', di Fakultas Peternakan UGM. Teknologi pendeteksi itu dikenal dengan nama Polymerase Chain Reaction (PCR). Peneliti Teknologi Hasil Ternak, Fakultas Peternakan UGM, Ir Yuni Erwanto PhD, mengungkapkan aplikasi teknologi PCR amat sensitif dalam mendeteksi bahan yang diharamkan dalam produk pangan dan lainnya. ''Teknik PCR mempunyai kemampuan yang sensitif untuk deteksi keberadaan daging babi dalam daging segar maupun produk daging yang telah dicampur dengan bahan daging lain,'' ujarnya. Karena itu, papar dia, analisis PCR ini dapat juga digunakan secara rutin di laboratorium sebagai metode yang cepat dan praktis. Sementara itu, Menteri Pertanian (Mentan) Anton Apriyantono menegaskan, pemerintah cukup serius dalam menjalankan tanggung jawab mengatur dan mengawasi agar produk pangan hasil bioteknologi tetap dapat terjaga kehalalan dan kebaikannya. Untuk itu, pemerintah memberikan rambu-rambu sebagai patokan dalam penentuan halal dan tidaknya produk pangan bioteknologi. Dalam pidato yang disampaikan oleh Inspektur Jenderal Departeman Pertanian, Prof Dr Ir Zaenal Bachruddin MSc, pada acara yang sama, Mentan mengatakan di antara rambu yang harus dipatuhi adalah pangan hasil bioteknologi tidak menggunakan bahan-bahan yang diharamkan. Hal ini berlaku pada proses produksi secara fermentasi. Patokan kedua, kata Zaenal Bachruddin, adalah tidak dianjurkan pemanfaatan babi dan segala unsurunsurnya, termasuk dalam gen dari babi untuk rekayasa genetika. ''Yang ketiga, pemanfaatan hewan ternak selain babi dan unsur atau turunannya dibolehkan, sepanjang ternak tersebut disembelih secara Islami.'' Penggunaan etanol, sebagai substrat, senyawa intermediet, solven, dan pengendap, kata Bachruddin, dibolehkan sepanjang konsentrasinya pada produk akhir diupayakan minimal. Anton menjelaskan, pemerintah tidak hanya memperkuat rambu-rambu dan kelembagaan, tapi juga memperkuat kemampuan laboratorium dengan peralatan canggih yang dapat memeriksa kualitas pangan secara lebih cermat dan akurat. Saat ini, pemerintah didukung oleh LPPOM MUI yang berperan dalam pengambilan keputusan untuk menentukan pangan yang halal dan baik. Karena itu, ia berharap LPPOM MUI ini bertambah kuat dan mampu mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat. Beberapa narasumber yang ikut hadir mempresentasikan makalahnya, di antaranya Ketua Majelis DIKTI PP Muhammadiyah, Dr
Chairil Anwar; Direktur Prodi S2 CRCS UGM, Prof Dr Achmad Mursyidi MSc; peneliti dari LIPI, Dr Arief B Witarto; dan Peneliti Lab Kimia dan Biokimia Hasil Pertanian Universitas Jember, Dr Yuli Witono. (Republika)
apasihbiotek.com http://apasihbiotek.
BIOINFORMATIKA: Perkembangan, Disiplin Ilmu dan Penerapannya di Indonesia
Dwi Astuti Aprijani
M. Abdushshomad Elfaizi
Lisensi
Hak Cipta © 2004 oleh M. Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti Aprijani
Silakan menyalin, mengedarkan, dan/atau, memodifikasi bagian dari dokumen –
$Revision: 1.1.0.0 $ – – yang dikarang oleh M. Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti
Aprijani, sesuai dengan ketentuan "GNU Free Documentation License versi 1.1" atau
versi selanjutnya dari FSF (Free Software Foundation); tanpa bagian "Invariant", tanpa
teks "Halaman Judul", dan tanpa teks "Halaman Sampul Belakang". Salinan lengkap dari
lisensi tersebut dapat dilihat di http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html. Ketentuan ini
TIDAK berlaku untuk bagian dan/atau kutipan yang bukan dikarang oleh M.
Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti Aprijani.
Abstrak
Bioinformatika merupakan kajian yang memadukan disiplin biologi molekul,
matematika dan teknik informasi (TI). Ilmu ini didefinisikan sebagai aplikasi dari alat
komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi
molekul. Biologi molekul sendiri juga merupakan bidang interdisipliner, mempelajari
kehidupan dalam level molekul.
Mula-mula bidang kajian ini muncul atas inisiatif para ahli biologi molekul dan
ahli statistik, berdasarkan pola pikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa dibuat
secara artificial melalui simulasi dari data-data yang ada. Pada bidang Bioinformatika,
data-data atau tindak-tanduk gejala genetika menjadi inti pembentukan simulasi.
Pada saat ini, Bioinformatika ini mempunyai peranan yang sangat penting,
diantaranya adalah untuk manajemen data-data biologi molekul, terutama sekuen DNA
dan informasi genetika . Perangkat utama Bioinformatika adalah software dan didukung
oleh kesediaan internet.
Bioinformatika mempunyai peluang yang sangat besar untuk berkembang karena
banyak sekali cabang-cabang ilmu yang terkait dengannya. Namun sayangnya di
Indonesia sendiri Bioinformatika masih belum dikenal oleh masyarakat luas. Di kalangan
peneliti biologi, mungkin hanya para peneliti biologi molekul yang mengikuti
perkembangannya karena keharusan menggunakan perangkat-perangkat Bioinformatika
untuk analisa data. Sementara di kalangan TI --mengingat kuatnya disiplin biologi yang
menjadi pendukungnya-- kajian ini juga masih kurang mendapat perhatian. Paper ini
bertujuan untuk lebih mengenalkan Bioinformatika di kalangan TI dan masyarakat luas.
Keyword: bioinformatika, genom, sekuen, teknik informasi (TI).
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Sejarah
Penetrasi Teknologi Informasi (TI) dalam berbagai disiplin ilmu telah
melipatgandakan perkembangan ilmu bersangkutan. Berbagai kajian baru bermunculan,
sejalan dengan perkembangan TI itu sendiri dan disiplin ilmu yang didukungnya.
Aplikasi TI dalam bidang biologi molekul telah melahirkan bidang Bioinformatika.
Kajian ini semakin penting, sebab perkembangannya telah mendorong kemajuan
bioteknologi di satu sisi, dan pada sisi lain memberi efek domino pada bidang
kedokteran, farmasi, lingkungan dan lainnya.
Kajian baru Bioinformatika ini tak lepas dari perkembangan biologi molekul
modern yang ditandai dengan kemampuan manusia untuk memahami genom, yaitu cetak
biru informasi genetik yang menentukan sifat setiap makhluk hidup yang disandi dalam
bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat). Kemampuan untuk memahami dan
memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh TI melalui perangkat
perangkat keras maupun lunak. Hal ini bisa dilihat pada upaya Celera Genomics,
perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom
manusia yang secara maksimal memanfaatkan TI sehingga bisa melakukan pekerjaannya
dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun), dibanding usaha konsorsium lembaga
riset publik AS, Eropa, dan lain-lain, yang memakan waktu lebih dari 10 tahun.
Kelahiran Bioinformatika modern tak lepas dari perkembangan bioteknologi di
era tahun 70-an, dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan
teknologi DNA rekombinan. Berkat penemuan ini lahirlah perusahaan bioteknologi
pertama di dunia, yaitu Genentech di AS, yang kemudian memproduksi protein hormon
insulin dalam bakteri, yang dibutuhkan penderita diabetes. Selama ini insulin hanya bisa
didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi.
Bioteknologi modern ditandai dengan kemampuan pada manipulasi DNA.
Rantai/sekuen DNA yang mengkode protein disebut gen. Gen ditranskripsikan menjadi
mRNA, kemudian mRNA ditranslasikan menjadi protein. Protein sebagai produk akhir
bertugas menunjang seluruh proses kehidupan, antara lain sebagai katalis reaksi biokimia
dalam tubuh (disebut enzim), berperan serta dalam sistem pertahanan tubuh melawan
virus, parasit dan lain-lain (disebut antibodi), menyusun struktur tubuh dari ujung kaki
(otot terbentuk dari protein actin, myosin, dan sebagainya) sampai ujung rambut (rambut
tersusun dari protein keratin), dan lain-lain. Arus informasi, DNA -> RNA -> Protein,
inilah yang disebut sentral dogma dalam biologi molekul.
Sekuen DNA satu organisme, yaitu pada sejenis virus yang memiliki kurang lebih
5.000 nukleotida/molekul DNA atau sekitar 11 gen, berhasil dibaca secara menyeluruh
pada tahun 1977. Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang
menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982. Di Indonesia, ada Lembaga Biologi Molekul Eijkman yang terletak di
Jakarta. Di sini kita bisa membaca sekuen sekitar 500 nukleotida hanya dengan
membayar $15. Trend yang sama juga nampak pada database lain seperti database sekuen
asam amino penyusun protein, database struktur 3D protein, dan sebagainya. Inovasi
teknologi DNA chip yang dipelopori oleh perusahaan bioteknologi AS, Affymetrix di
Silicon Valley telah mendorong munculnya database baru mengenai RNA.
Desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan menganalisa data-data
biologis dari database DNA, RNA maupun protein inilah yang semakin memacu
perkembangan kajian Bioinformatika.
1.2. Contoh-contoh Penggunaan
1.2.1. Bioinformatika dalam Bidang Klinis
Bioinformatika dalam bidang klinis sering disebut sebagai informatika klinis
(clinical informatics). Aplikasi dari informatika klinis ini berbentuk manajemen data-data
klinis dari pasien melalui Electrical Medical Record (EMR) yang dikembangkan oleh
Clement J. McDonald dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972.
McDonald pertama kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula
(diabetes). Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang
disimpan meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto
rontgen, ukuran detak jantung, dan lain lain. Dengan data ini dokter akan bisa
menentukan obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu dan lebih jauh lagi, dengan
dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik
seseorang, sehingga penanganan terhadap pasien menjadi lebih akurat.
1.2.2. Bioinformatika untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioinformatika juga menyediakan tool yang sangat penting untuk identifikasi
agent penyakit yang belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali penyakit baru yang
muncul dalam dekade ini, dan diantaranya yang masih hangat adalah SARS (Severe
Acute Respiratory Syndrome).
Pada awalnya, penyakit ini diperkirakan disebabkan oleh virus influenza karena
gejalanya mirip dengan gejala pengidap influenza. Akan tetapi ternyata dugaan ini salah
karena virus influenza tidak terisolasi dari pasien. Perkirakan lain penyakit ini disebabkan
oleh bakteri Candida karena bakteri ini terisolasi dari beberapa pasien. Tapi perkiraan ini
juga salah. Akhirnya ditemukan bahwa dari sebagian besar pasien SARS terisolasi virus
Corona jika dilihat dari morfologinya. Sekuen genom virus ini kemudian dibaca dan dari
hasil analisa dikonfirmasikan bahwa penyebab SARS adalah virus Corona yang telah
berubah (mutasi) dari virus Corona yang ada selama ini.
Dalam rentetan proses ini, Bioinformatika memegang peranan penting. Pertama
pada proses pembacaan genom virus Corona. Karena di database seperti GenBank,
EMBL (European Molecular Biology Laboratory), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan)
sudah tersedia data sekuen beberapa virus Corona, yang bisa digunakan untuk mendisain
primer yang digunakan untuk amplifikasi DNA virus SARS ini. Software untuk
mendisain primer juga tersedia, baik yang gratis maupun yang komersial. Contoh yang
gratis adalah Webprimer yang disediakan oleh Stanford Genomic Resources
(http://genome-www2.stanford.edu/cgi-bin/SGD/web-primer), GeneWalker yang
disediakan oleh Cybergene AB (http://www.cybergene.se/primerdisain/genewalker), dan
lain sebagainya. Untuk yang komersial ada Primer Disainer yang dikembangkan oleh
Scientific & Education Software, dan software-software untuk analisa DNA lainnya
seperti Sequencher (GeneCodes Corp.), SeqMan II (DNA STAR Inc.), Genetyx
(GENETYX Corp.), DNASIS (HITACHI Software), dan lain lain.
Kedua pada proses mencari kemiripan sekuen (homology alignment) virus yang
didapatkan dengan virus lainnya. Dari hasil analisa virus SARS diketahui bahwa genom
virus Corona penyebab SARS berbeda dengan virus Corona lainnya. Perbedaan ini
diketahui dengan menggunakan homology alignment dari sekuen virus SARS.
Selanjutnya, Bioinformatika juga berfungsi untuk analisa posisi sejauh mana suatu virus
berbeda dengan virus lainnya.
1.2.3. Bioinformatika untuk Diagnosa Penyakit Baru
Untuk menangani penyakit baru diperlukan diagnosa yang akurat sehingga dapat
dibedakan dengan penyakit lain. Diagnosa yang akurat ini sangat diperlukan untuk
pemberian obat dan perawatan yang tepat bagi pasien.
Ada beberapa cara untuk mendiagnosa suatu penyakit, antara lain: isolasi agent
penyebab penyakit tersebut dan analisa morfologinya, deteksi antibodi yang dihasilkan
dari infeksi dengan teknik enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), dan deteksi gen
dari agent pembawa penyakit tersebut dengan Polymerase Chain Reaction (PCR).
Teknik yang banyak dan lazim dipakai saat ini adalah teknik PCR. Teknik ini
sederhana, praktis dan cepat. Yang penting dalam teknik PCR adalah disain primer untuk
amplifikasi DNA, yang memerlukan data sekuen dari genom agent yang bersangkutan
dan software seperti yang telah diuraikan di atas. Disinilah Bioinformatika memainkan
peranannya. Untuk agent yang mempunyai genom RNA, harus dilakukan reverse
transcription (proses sintesa DNA dari RNA) terlebih dahulu dengan menggunakan
enzim reverse transcriptase. Setelah DNA diperoleh baru dilakukan PCR. Reverse
transcription dan PCR ini bisa dilakukan sekaligus dan biasanya dinamakan RT-PCR.
Teknik PCR ini bersifat kualitatif, oleh sebab itu sejak beberapa tahun yang lalu
dikembangkan teknik lain, yaitu Real Time PCR yang bersifat kuantitatif. Dari hasil Real
Time PCR ini bisa ditentukan kuantitas suatu agent di dalam tubuh seseorang, sehingga
bisa dievaluasi tingkat emergensinya. Pada Real Time PCR ini selain primer diperlukan
probe yang harus didisain sesuai dengan sekuen agent yang bersangkutan. Di sini juga
diperlukan software atau program Bioinformatika.
1.2.4. Bioinformatika untuk Penemuan Obat
Cara untuk menemukan obat biasanya dilakukan dengan menemukan zat/senyawa
yang dapat menekan perkembangbiakan suatu agent penyebab penyakit. Karena
perkembangbiakan agent tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, maka faktor-faktor
inilah yang dijadikan target. Diantaranya adalah enzim-enzim yang diperlukan untuk
perkembangbiakan suatu agent Mula-mula yang harus dilakukan adalah analisa struktur
dan fungsi enzim-enzim tersebut. Kemudian mencari atau mensintesa zat/senyawa yang
dapat menekan fungsi dari enzim-enzim tersebut.
Analisa struktur dan fungsi enzim ini dilakukan dengan cara mengganti asam
amino tertentu dan menguji efeknya. Analisa penggantian asam amino ini dahulu
dilakukan secara random sehingga memerlukan waktu yang lama. Setelah Bioinformatika
berkembang, data-data protein yang sudah dianalisa bebas diakses oleh siapapun, baik
data sekuen asam amino-nya seperti yang ada di SWISS-PROT
(http://www.ebi.ac.uk/swissprot/) maupun struktur 3D-nya yang tersedia di Protein Data
Bank (PDB) (http://www.rcsb.org/pdb/). Dengan database yang tersedia ini, enzim yang
baru ditemukan dapat dibandingkan sekuen asam amino-nya, sehingga bisa diperkirakan
asam amino yang berperan untuk aktivitas (active site) dan kestabilan enzim tersebut.
Setelah asam amino yang berperan sebagai active site dan kestabilan enzim
tersebut ditemukan, kemudian dicari atau disintesa senyawa yang dapat berinteraksi
dengan asam amino tersebut. Dengan data yang ada di PDB, maka dapat dilihat struktur
3D suatu enzim termasuk active site-nya, sehingga bisa diperkirakan bentuk senyawa
yang akan berinteraksi dengan active site tersebut. Dengan demikian, kita cukup
mensintesa senyawa yang diperkirakan akan berinteraksi, sehingga obat terhadap suatu
penyakit akan jauh lebih cepat ditemukan. Cara ini dinamakan “docking” dan telah
banyak digunakan oleh perusahaan farmasi untuk penemuan obat baru.
Meskipun dengan Bioinformatika ini dapat diperkirakan senyawa yang
berinteraksi dan menekan fungsi suatu enzim, namun hasilnya harus dikonfirmasi dahulu
melalui eksperimen di laboratorium. Akan tetapi dengan Bioinformatika, semua proses
ini bisa dilakukan lebih cepat sehingga lebih efisien baik dari segi waktu maupun
finansial.
Tahun 1997, Ian Wilmut dari Roslin Institute dan PPL Therapeutics Ltd,
Edinburgh, Skotlandia, berhasil mengklon gen manusia yang menghasilkan faktor IX
(faktor pembekuan darah), dan memasukkan ke kromosom biri-biri. Diharapkan biri-biri
yang selnya mengandung gen manusia faktor IX akan menghasilkan susu yang
mengandung faktor pembekuan darah. Jika berhasil diproduksi dalam jumlah banyak
maka faktor IX yang diisolasi dari susu harganya bisa lebih murah untuk membantu para
penderita hemofilia.
BAB II
PENGERTIAN DAN CABANG-CABANG ILMU
BIOINFORMATIKA
Pada bagian pendahuluan kita telah diberikan gambaran sekilas mengenai
perkembangan dan apa yang dapat diberikan oleh Bioinformatika. Bagian berikut ini
akan membahas lebih detail tentang Bioinformatika.
Secara umum, Bioinformatika dapat digambarkan sebagai: segala bentuk
penggunaan komputer dalam menangani informasi-informasi biologi.
Dalam prakteknya, definisi yang digunakan oleh kebanyakan orang bersifat lebih
terperinci. Bioinformatika menurut kebanyakan orang adalah satu sinonim dari komputasi
biologi molekul (penggunaan komputer dalam menandai karakterisasi dari komponenkomponen
molekul dari makhluk hidup).
2.1. Pengertian Secara Khusus
2.1.1. Bioinformatika "klasik"
Sebagian besar ahli Biologi mengistilahkan ‘mereka sedang melakukan
Bioinformatika’ ketika mereka sedang menggunakan komputer untuk menyimpan,
melihat atau mengambil data, menganalisa atau memprediksi komposisi atau struktur dari
biomolekul. Ketika kemampuan komputer menjadi semakin tinggi maka proses yang
dilakukan dalam Bioinformatika dapat ditambah dengan melakukan simulasi. Yang
termasuk biomolekul diantaranya adalah materi genetik dari manusia --asam nukleat--
dan produk dari gen manusia, yaitu protein. Hal-hal diataslah yang merupakan bahasan
utama dari Bioinformatika "klasik", terutama berurusan dengan analisis sekuen (sequence
analysis).
Definisi Bioinformatika menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur
[TEKAIA2004] adalah: "metode matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan
untuk menyelesaikan masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan
asam amino dan informasi-informasi yang terkait dengannya."
Dari sudut pandang Matematika, sebagian besar molekul biologi mempunyai sifat
yang menarik, yaitu molekul-molekul tersebut adalah polymer; rantai-rantai yang
tersusun rapi dari modul-modul molekul yang lebih sederhana, yang disebut monomer.
Monomer dapat dianalogikan sebagai bagian dari bangunan, dimana meskipun bagianbagian
tersebut berbeda warna dan bentuk, namun semua memiliki ketebalan yang sama
dan cara yang sama untuk dihubungkan antara yang satu dengan yang lain.
Monomer yang dapat dikombinasi dalam satu rantai ada dalam satu kelas umum
yang sama, namun tiap jenis monomer dalam kelas tersebut mempunyai karakteristik
masing-masing yang terdefinisi dengan baik.
Beberapa molekul-molekul monomer dapat digabungkan bersama membentuk
sebuah entitas yang berukuran lebih besar, yang disebut macromolecule. Macromolecule
dapat mempunyai informasi isi tertentu yang menarik dan sifat-sifat kimia tertentu.
Berdasarkan skema di atas, monomer-monomer tertentu dalam macromolecule
dari DNA dapat diperlakukan secara komputasi sebagai huruf-huruf dari alfabet, yang
diletakkan dalam sebuah aturan yang telah diprogram sebelumnya untuk membawa pesan
atau melakukan kerja di dalam sel.
Proses yang diterangkan di atas terjadi pada tingkat molekul di dalam sel. Salah
satu cara untuk mempelajari proses tersebut selain dengan mengamati dalam
laboratorium biologi yang sangat khusus adalah dengan menggunakan Bioinformatika
sesuai dengan definisi "klasik" yang telah disebutkan di atas.
2.1.2. Bioinformatika "baru"
Salah satu pencapaian besar dalam metode Bioinformatika adalah selesainya
proyek pemetaan genom manusia (Human Genome Project). Selesainya proyek raksasa
tersebut menyebabkan bentuk dan prioritas dari riset dan penerapan Bioinformatika
berubah. Secara umum dapat dikatakan bahwa proyek tersebut membawa perubahan
besar pada sistem hidup kita, sehingga sering disebutkan --terutama oleh ahli biologi--
bahwa kita saat ini berada di masa pascagenom.
Selesainya proyek pemetaan genom manusia ini membawa beberapa perubahan
bagi Bioinformatika, diantaranya:
Setelah memiliki beberapa genom yang utuh maka kita dapat mencari perbedaan
dan persamaan di antara gen-gen dari spesies yang berbeda. Dari studi perbandingan
antara gen-gen tersebut dapat ditarik kesimpulan tertentu mengenai spesies-spesies dan
secara umum mengenai evolusi. Jenis cabang ilmu ini sering disebut sebagai
perbandingan genom (comparative genomics).
Sekarang ada teknologi yang didisain untuk mengukur jumlah relatif dari
kopi/cetakan sebuah pesan genetik (level dari ekspresi genetik) pada beberapa tingkatan
yang berbeda pada perkembangan atau penyakit atau pada jaringan yang berbeda.
Teknologi tersebut, contohnya seperti DNA microarrays akan semakin penting.
Akibat yang lain, secara langsung, adalah cara dalam skala besar untuk
mengidentifikasi fungsi-fungsi dan keterkaitan dari gen (contohnya metode yeast twohybrid)
akan semakin tumbuh secara signifikan dan bersamanya akan mengikuti
Bioinformatika yang berkaitan langsung dengan kerja fungsi genom (functional
genomics).
Akan ada perubahan besar dalam penekanan dari gen itu sendiri ke hasil-hasil dari
gen. Yang pada akhirnya akan menuntun ke: usaha untuk mengkatalogkan semua
aktivitas dan karakteristik interaksi antara semua hasil-hasil dari gen (pada manusia) yang
disebut proteomics; usaha untuk mengkristalisasi dan memprediksikan struktur-struktur
dari semua protein (pada manusia) yang disebut structural genomics.
Apa yang disebut orang sebagai research informatics atau medical informatics,
manajemen dari semua data eksperimen biomedik yang berkaitan dengan molekul atau
pasien tertentu --mulai dari spektroskop massal, hingga ke efek samping klinis-- akan
berubah dari semula hanya merupakan kepentingan bagi mereka yang bekerja di
perusahaan obat-obatan dan bagian TI Rumah Sakit akan menjadi jalur utama dari biologi
molekul dan biologi sel, dan berubah jalur dari komersial dan klinikal ke arah akademis.
Dari uraian di atas terlihat bahwa Bioinformatika sangat mempengaruhi
kehidupan manusia, terutama untuk mencapai kehidupan yang lebih baik. Penggunaan
komputer yang notabene merupakan salah satu keahlian utama dari orang yang bergerak
dalam TI merupakan salah satu unsur utama dalam Bioinformatika, baik dalam
Bioinformatika "klasik" maupun Bioinformatika "baru".
2.2. Cabang-cabang yang Terkait dengan Bioinformatika
Dari pengertian Bioinformatika baik yang klasik maupun baru, terlihat banyak
terdapat cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika --terutama
karena Bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner--. Hal tersebut
menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami Bioinformatika. Di
bawah ini akan disebutkan beberapa bidang yang terkait dengan Bioinformatika.
2.2.1. Biophysics
Biologi molekul sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics.
Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari
ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
Sesuai dengan definisi di atas, bidang ini merupakan suatu bidang yang luas.
Namun secara langsung disiplin ilmu ini terkait dengan Bioinformatika karena
penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur membutuhkan
penggunaan TI.
2.2.2. Computational Biology
Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika (dalam arti yang
paling luas) yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari
computational biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada
biomedis dalam molekul dan sel. Tak dapat dielakkan bahwa Biologi Molekul cukup
penting dalam computational biology, namun itu bukanlah inti dari disiplin ilmu ini. Pada
penerapan computational biology, model-model statistika untuk fenomena biologi lebih
disukai dipakai dibandingkan dengan model sebenarnya. Dalam beberapa hal cara
tersebut cukup baik mengingat pada kasus tertentu eksperimen langsung pada fenomena
biologi cukup sulit.
Tidak semua dari computational biology merupakan Bioinformatika, seperti
contohnya Model Matematika bukan merupakan Bioinformatika, bahkan meskipun
dikaitkan dengan masalah biologi.
2.2.3. Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA2004] Pengertian dari medical informatics
adalah "sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran,
penemuan, dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan
komunikasi, pengertian dan manajemen informasi medis."
Medical informatics lebih memperhatikan struktur dan algoritma untuk
pengolahan data medis, dibandingkan dengan data itu sendiri. Disiplin ilmu ini, untuk
alasan praktis, kemungkinan besar berkaitan dengan data-data yang didapatkan pada level
biologi yang lebih "rumit" --yaitu informasi dari sistem-sistem superselular, tepat pada
level populasi—di mana sebagian besar dari Bioinformatika lebih memperhatikan
informasi dari sistem dan struktur biomolekul dan selular.
2.2.4. Cheminformatics
Cheminformatics adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis, dan
pendekatan data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat
(Cambridge Healthech Institute's Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian
disiplin ilmu yang disebutkan di atas lebih merupakan identifikasi dari salah satu aktivitas
yang paling populer dibandingkan dengan berbagai bidang studi yang mungkin ada di
bawah bidang ini.
Salah satu contoh penemuan obat yang paling sukses sepanjang sejarah adalah
penisilin, dapat menggambarkan cara untuk menemukan dan mengembangkan obatobatan
hingga sekarang --meskipun terlihat aneh--. Cara untuk menemukan dan
mengembangkan obat adalah hasil dari kesempatan, observasi, dan banyak proses kimia
yang intensif dan lambat. Sampai beberapa waktu yang lalu, disain obat dianggap harus
selalu menggunakan kerja yang intensif, proses uji dan gagal (trial-error process).
Kemungkinan penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan
mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponenkomponen
pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia
dan ahli biokimia. Penghargaan untuk menghasilkan obat yang dapat dipasarkan secara
lebih cepat sangatlah besar, sehingga target inilah yang merupakan inti dari
cheminformatics.
Ruang lingkup akademis dari cheminformatics ini sangat luas. Contoh bidang
minatnya antara lain: Synthesis Planning, Reaction and Structure Retrieval, 3-D
Structure Retrieval, Modelling, Computational Chemistry, Visualisation Tools and
Utilities.
2.2.5. Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom,
kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk
menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau
lebih. Secara logis tentu saja mungkin untuk membandingkan genom-genom dengan
membandingkan kurang lebih suatu himpunan bagian dari gen di dalam genom yang
representatif.
2.2.6. Mathematical Biology
Mathematical biology lebih mudah dibedakan dengan Bioinformatika daripada
computational biology dengan Bioinformatika. Mathematical biology juga menangani
masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah
tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam software
maupun hardware. Bahkan metode yang dipakai tidak perlu "menyelesaikan" masalah
apapun; dalam mathematical biology bisa dianggap beralasan untuk mempublikasikan
sebuah hasil yang hanya menyatakan bahwa suatu masalah biologi berada pada kelas
umum tertentu.
Menurut Alex Kasman [KASMAN2004] Secara umum mathematical biology
melingkupi semua ketertarikan teoritis yang tidak perlu merupakan sesuatu yang
beralgoritma, dan tidak perlu dalam bentuk molekul, dan tidak perlu berguna dalam
menganalisis data yang terkumpul.
2.2.7. Proteomics
Istilah proteomics pertama kali digunakan untuk menggambarkan himpunan dari
protein-protein yang tersusun (encoded) oleh genom. Ilmu yang mempelajari proteome,
yang disebut proteomics, pada saat ini tidak hanya memperhatikan semua protein di
dalam sel yang diberikan, tetapi juga himpunan dari semua bentuk isoform dan
modifikasi dari semua protein, interaksi diantaranya, deskripsi struktural dari proteinprotein
dan kompleks-kompleks orde tingkat tinggi dari protein, dan mengenai masalah
tersebut hampir semua pasca genom.
Michael J. Dunn [DUNN2004], Pemimpin Redaksi dari Proteomics
mendefiniskan kata "proteome" sebagai: "The PROTEin complement of the genOME".
Dan mendefinisikan proteomics berkaitan dengan: "studi kuantitatif dan kualitatif dari
ekspresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri". Yaitu: "sebuah
antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul".
Mengkarakterisasi sebanyak puluhan ribu protein-protein yang dinyatakan dalam
sebuah tipe sel yang diberikan pada waktu tertentu --apakah untuk mengukur berat
molekul atau nilai-nilai isoelektrik protein-protein tersebut-- melibatkan tempat
penyimpanan dan perbandingan dari data yang memiliki jumlah yang sangat besar, tak
terhindarkan lagi akan memerlukan Bioinformatika.
2.2.8. Pharmacogenomics
Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada
identifikasi dari target-target obat. Contohnya meliputi menjaring semua genom untuk
penerima yang potensial dengan menggunakan cara Bioinformatika, atau dengan
menyelidiki bentuk pola dari ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama
terjadinya infeksi, atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang
ditemukan dalam tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan diagnosa
(kemungkinan untuk mengejar target potensial terapi kanker).
Istilah pharmacogenomics digunakan lebih untuk urusan yang lebih "trivial" --
tetapi dapat diargumentasikan lebih berguna-- dari aplikasi pendekatan Bioinformatika
pada pengkatalogan dan pemrosesan informasi yang berkaitan dengan ilmu Farmasi dan
Genetika, untuk contohnya adalah pengumpulan informasi pasien dalam database.
2.2.9. Pharmacogenetics
Tiap individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai pengaruh
obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada
kondisi mereka dan ada juga yang mendapatkan efek samping atau reaksi alergi.
Sebagian dari reaksi-reaksi ini diketahui mempunyai dasar genetik. Pharmacogenetics
adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode
genomik/Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik,
contohnya SNP (Single Nucleotide Polymorphisms), karakteristik dari profil respons
pasien tertentu dan menggunakan informasi-informasi tersebut untuk memberitahu
administrasi dan pengembangan terapi pengobatan. Secara menakjubkan pendekatan
tersebut telah digunakan untuk "menghidupkan kembali" obat-obatan yang sebelumnya
dianggap tidak efektif, namun ternyata diketahui manjur pada sekelompok pasien
tertentu. Disiplin ilmu ini juga dapat digunakan untuk mengoptimalkan dosis kemoterapi
pada pasien-pasien tertentu.
Gambaran dari sebagian bidang-bidang yang terkait dengan Bioinformatika di
atas memperlihatkan bahwa Bioinformatika mempunyai ruang lingkup yang sangat luas
dan mempunyai peran yang sangat besar dalam bidangnya. Bahkan pada bidang
pelayanan kesehatan Bioinformatika menimbulkan disiplin ilmu baru yang menyebabkan
peningkatan pelayanan kesehatan.
BAB III
TEKNOLOGI DAN PENERAPAN BIOINFORMATIKA
3.1. Program-program Bioinformatika
Sehari-harinya bionformatika dikerjakan dengan menggunakan program pencari
sekuen (sequence search) seperti BLAST, program analisa sekuen (sequence analysis)
seperti EMBOSS dan paket Staden, program prediksi struktur seperti THREADER atau
PHD atau program imaging/modelling seperti RasMol dan WHATIF.
Contoh-contoh di atas memperlihatkan bahwa telah banyak program pendukung
yang mudah di akses dan dipelajari untuk menggunakan Bioinformatika
3.2. Teknologi Bioinformatika Secara Umum
Pada saat ini banyak pekerjaan Bioinformatika berkaitan dengan teknologi
database. Penggunaan database ini meliputi baik tempat penyimpanan database "umum"
seperti GenBank atau PDB maupun database "pribadi", seperti yang digunakan oleh grup
riset yang terlibat dalam proyek pemetaan gen atau database yang dimiliki oleh
perusahaan-perusahaan bioteknologi. Konsumen dari data Bioinformatika menggunakan
platform jenis komputer dalam kisaran: mulai dari mesin UNIX yang lebih canggih dan
kuat yang dimiliki oleh pengembang dan kolektor hingga ke mesin Mac yang lebih
bersahabat yang sering ditemukan menempati laboratorium ahli biologi yang tidak suka
komputer.
Database dari sekuen data yang ada dapat digunakan untuk mengidentifikasi
homolog pada molekul baru yang telah dikuatkan dan disekuenkan di laboratorium. Dari
satu nenek moyang mempunyai sifat-sifat yang sama, atau homology, dapat menjadi
indikator yang sangat kuat di dalam Bioinformatika.
Setelah informasi dari database diperoleh, langkah berikutnya adalah menganalisa
data. Pencarian database umumnya berdasarkan pada hasil alignment / pensejajaran
sekuen, baik sekuen DNA maupun protein. Kegunaan dari pencarian ini adalah ketika
mendapatkan suatu sekuen DNA/protein yang belum diketahui fungsinya maka dengan
membandingkannya dengan yang ada dalam database bisa diperkirakan fungsi
daripadanya. Salah satu perangkat lunak pencari database yang paling berhasil dan bisa
dikatakan menjadi standar sekarang adalah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)
yang merupakan program pencarian kesamaan yang didisain untuk mengeksplorasi
semua database sekuen yang diminta, baik itu berupa DNA atau protein. Program
BLAST juga dapat digunakan untuk mendeteksi hubungan di antara sekuen yang hanya
berbagi daerah tertentu yang memiliki kesamaan. Di bawah ini diberikan contoh beberapa
alamat situs yang berguna untuk bidang biologi molekul dan genetika:
Deskripsi Alamat
National Center for
Biotechnology Information
GenBank (NIH Genetic Sequence
Database)
European Molecular Biology
Laboratory Nucleotide Sequence
Protein Information Resource
Protein Data Bank
Restriction Enzyme Database
National Center for Genome
Research (NCGR)
GeneMark
Biotechnology Industry
Organization (BIO)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Web/Genbank/index/html
http://www.ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db.html
http://www.nbrf.georgetown.edu/pir
http://www.pdb.bnl.gov/
http://www.neb.com/rebase/rebase.html
http://www.ncgr.org/gpi/
http://www.dixie.biology.gatech.edu/GeneMark/eukhmm.cgi
http://www.bio.org
Data yang memerlukan analisa Bioinformatika dan mendapat banyak perhatian
saat ini adalah data hasil DNA chip. Dengan perangkat ini dapat diketahui kuantitas dan
kualitas transkripsi satu gen sehingga bisa menunjukkan gen-gen apa saja yang aktif
terhadap perlakuan tertentu, misalnya timbulnya kanker, dan lain-lain.
BAB IV
KONDISI DAN PENERAPAN BIOINFORMATIKA
DI INDONESIA
4.1. Kondisi Bioinformatika di Indonesia
Di Indonesia, Bioinformatika masih belum dikenal oleh masyarakat luas. Hal ini
dapat dimaklumi karena penggunaan komputer sebagai alat bantu belum merupakan
budaya. Bahkan di kalangan peneliti sendiri, barangkali hanya para peneliti biologi
molekul yang sedikit banyak mengikuti perkembangannya karena keharusan
menggunakan perangkat-perangkat Bioinformatika untuk analisa data. Sementara di
kalangan TI masih kurang mendapat perhatian.
Ketersediaan database dasar (DNA, protein) yang bersifat terbuka/gratis
merupakan peluang besar untuk menggali informasi berharga daripadanya. Database
genom manusia sudah disepakati akan bersifat terbuka untuk seluruh kalangan, sehingga
dapat digali/diketahui kandidat-kandidat gen yang memiliki potensi kedokteran/farmasi.
Dari sinilah Indonesia dapat ikut berperan mengembangkan Bioinformatika. Kerjasama
antara peneliti bioteknologi yang memahami makna biologis data tersebut dengan praktisi
TI seperti programmer, dan sebagainya akan sangat berperan dalam kemajuan
Bioinformatika Indonesia nantinya.
4.2. Penerapan Bioinformatika di Indonesia
Sebagai kajian yang masih baru, Indonesia seharusnya berperan aktif dalam
mengembangkan Bioinformatika ini. Paling tidak, sebagai tempat tinggal lebih dari 300
suku bangsa yang berbeda akan menjadi sumber genom, karena besarnya variasi
genetiknya. Belum lagi variasi species flora maupun fauna yang berlimpah.
Memang ada sejumlah pakar yang telah mengikuti perkembangan Bioinformatika
ini, misalnya para peneliti dalam Lembaga Biologi Molekul Eijkman. Mereka cukup
berperan aktif dalam memanfaatkan kajian Bioinformatika. Bahkan, lembaga ini telah
memberikan beberapa sumbangan cukup berarti, antara lain:
4.2.1. Deteksi Kelainan Janin
Lembaga Biologi Molekul Eijkman bekerja sama dengan Bagian Obstetri dan
Ginekologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia dan Rumah Sakit Cipto
Mangunkusumo sejak November 2001 mengembangkan klinik genetik untuk mendeteksi
secara dini sejumlah penyakit genetik yang menimbulkan gangguan pertumbuhan fisik
maupun retardasi mental seperti antara lain, talasemia dan sindroma down. Kelainan ini
bisa diperiksa sejak janin masih berusia beberapa minggu.
Talasemia adalah penyakit keturunan di mana tubuh kekurangan salah satu zat
pembentuk hemoglobin (Hb) sehingga mengalami anemia berat dan perlu transfusi darah
seumur hidup. Sedangkan sindroma down adalah kelebihan jumlah untaian di kromosom
21 sehingga anak tumbuh dengan retardasi mental, kelainan jantung, pendengaran dan
penglihatan buruk, otot lemah serta kecenderungan menderita kanker sel darah putih
(leukemia).
Dengan mengetahui sejak dini, pasangan yang hendak menikah, atau pasangan
yang salah satunya membawa kelainan kromosom, atau pasangan yang mempunyai anak
yang menderita kelainan kromosom, atau penderita kelainan kromosom yang sedang
hamil, atau ibu yang hamil di usia tua bisa memeriksakan diri dan janin untuk
memastikan apakah janin yang dikandung akan menderita kelainan kromosom atau tidak,
sehingga mempunyai kesempatan untuk mempertimbangkan apakah kehamilan akan
diteruskan atau tidak setelah mendapat konseling genetik tentang berbagai kemungkinan
yang akan terjadi.
Di bidang talasemia, Eijkman telah memiliki katalog 20 mutasi yang mendasari
talasemia beta di Indonesia, 10 di antaranya sering terjadi. Lembaga ini juga mempunyai
informasi cukup mengenai spektrum mutasi di berbagai suku bangsa yang sangat
bervariasi. Talasemia merupakan penyakit genetik terbanyak di dunia termasuk di
Indonesia.
4.2.2. Pengembangan Vaksin Hepatitis B Rekombinan
Lembaga Biologi Molekul Eijkman bekerja sama dengan PT Bio Farma (BUMN
Departemen Kesehatan yang memproduksi vaksin) sejak tahun 1999 mengembangkan
vaksin Hepatitis B rekombinan, yaitu vaksin yang dibuat lewat rekayasa genetika. Selain
itu Lembaga Eijkman juga bekerja sama dengan PT Diagnosia Dipobiotek untuk
mengembangkan kit diagnostik.
4.2.3. Meringankan Kelumpuhan dengan Rekayasa RNA
Kasus kelumpuhan distrofi (Duchenne Muscular Dystrophy) yang menurun kini
dapat dikurangi tingkat keparahannya dengan terapi gen. Kelumpuhan ini akibat
ketidaknormalan gen distrofin pada kromosom X sehingga hanya diderita anak laki-laki.
Diperkirakan satu dari 3.500 pria di dunia mengalami kelainan ini.
Dengan memperbaiki susunan ekson atau bagian penyusun RNA gen tersebut
pada hewan percobaan tikus, terbukti mengurangi tingkat kelumpuhan saat
pertumbuhannya menjadi dewasa.
Gen distrofin pada kasus kelumpuhan paling sering disebabkan oleh delesi atau
hilangnya beberapa ekson pada gen tersebut. Normalnya pada gen atau DNA distrofin
terdapat 78 ekson. Diperkirakan 65 persen pasien penderita DMD mengalami delesi
dalam jumlah besar dalam gen distrofinnya. Kasus kelumpuhan ini dimulai pada otot
prosima seperti pangkal paha dan betis. Dengan bertambahnya usia kelumpuhan akan
meluas pada bagian otot lainnya hingga ke leher. Karena itu dalam kasus kelumpuhan
yang berlanjut dapat berakibat kematian.
Teknologi rekayasa RNA seperti proses penyambungan (slicing) ekson dalam
satu rangkaian terbukti dapat mengoreksi mutasi DMD. Bila bagian ekson yang masih
ada disambung atau disusun ulang, terjadi perubahan asam amino yang membentuk
protein. Molekul RNA mampu mengenali molekul RNA lainnya dan melekat dengannya.
BAB V
KESIMPULAN
Bioinformatika adalah teknologi pengumpulan, penyimpanan, analisis,
interpretasi, penyebaran dan aplikasi dari data-data biologi molekul. Perangkat utama
Bioinformatika adalah software dan didukung oleh kesediaan internet dan server World
Wide Web (WWW).
Dengan Bioinformatika, data-data yang dihasilkan dari proyek genom dapat
disimpan dengan teratur dalam waktu yang singkat dengan tingkat akurasi yang tinggi
serta sekaligus dianalisa dengan program-program yang dibuat untuk tujuan tertentu.
Sebaliknya Bioinformatika juga mempercepat penyelesaian proyek genom karena
Bioinformatika memberikan program-program yang diperlukan untuk proses pembacaan
genom ini.
Dalam dunia kedokteran, keberhasilan proyek genom ini membuka kemungkinan
luas untuk menangani berbagai penyakit genetik serta memprediksi resiko terkena
penyakit genetik. Juga dapat digunakan untuk mengetahui respon tubuh terhadap obat
sehingga efektivitas pengobatan bisa ditingkatkan.
Karena Bioinformatika merupakan suatu bidang interdisipliner, maka
Bioinformatika juga tidak bisa berdiri sendiri dan harus didukung oleh disiplin ilmu lain
yang mengakibatkan saling bantu dan saling menunjang sehingga bermanfaat untuk
kepentingan manusia. Bidang yang terkait dengan Bioinformatika diantaranya adalah
Biophysics, Computational Biology, Medical Informatics, Cheminformatics, Genomics,
Mathematical Biology, Proteomics, Pharmacogenomics.
Meskipun merupakan kajian yang masih baru, Indonesia telah berperan aktif
dalam mengembangkan Bioinformatika ini. Ada sejumlah pakar yang telah mengikuti
perkembangan Bioinformatika ini, antara lain para peneliti dalam Lembaga Biologi
Molekul Eijkman.
REFERENSI
[UTAMA2003] Utama, Andi (2003), Peranan Bioinformatika dalam
Dunia Kedokteran, http://ikc.vlsm.org/populer/andi-bioinformatika.php
per 1 Januari 2004.
[WITARTO2003] Witarto, Arief B. (2003), BIOINFORMATIKA: Mengawinkan
Teknologi Informasi dengan Bioteknologi. Trendnya di Dunia dan Prospeknya di
Indonesia
_____________ (2003) Modul Pelatihan Bioteknologi, Unit Penelitian Bioteknologi
Perkebunan, Konsorsium Bioteknologi Indonesia, Wageningen University and
Research Center, dan Stoas-Belanda.
[BIOINFORMATICS2004] BioInformatics.org: The Open-Access Institute,
http://bioinformatics.org per 20 Januari 2004
[KOMPAS2004] Kompas Cyber Media, http://www.kompas.com per 15 Januari 2004
[BIOTEK2004] Situs Biotek-Indonesia, http://www.biotek-indonesia.net per 20 Januari
2004
[TEKAIA2004] Situs Institut Pasteur, http://www.pasteur.fr/externe per 20 Januari 2004
[ZAKARIA2004] Medical Informatics FAQ, http://www.faqs.org/faqs/medicalinformatics-
faq/ per 20 Januari 2004
[KASMAN2004] Situs Alex Kasman di College of Charleston,
http://math.cofc.edu/faculty/kasman/ per 20 Januari 2004
[DUNN2004] Majalah Proteonomics,
http://www.wiley.co.uk/wileychi/genomics/proteomics.html per 20 Januari 2004
M. Abdushshomad Elfaizi
Lisensi
Hak Cipta © 2004 oleh M. Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti Aprijani
Silakan menyalin, mengedarkan, dan/atau, memodifikasi bagian dari dokumen –
$Revision: 1.1.0.0 $ – – yang dikarang oleh M. Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti
Aprijani, sesuai dengan ketentuan "GNU Free Documentation License versi 1.1" atau
versi selanjutnya dari FSF (Free Software Foundation); tanpa bagian "Invariant", tanpa
teks "Halaman Judul", dan tanpa teks "Halaman Sampul Belakang". Salinan lengkap dari
lisensi tersebut dapat dilihat di http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html. Ketentuan ini
TIDAK berlaku untuk bagian dan/atau kutipan yang bukan dikarang oleh M.
Abdushshomad Elfaizi dan Dwi Astuti Aprijani.
Abstrak
Bioinformatika merupakan kajian yang memadukan disiplin biologi molekul,
matematika dan teknik informasi (TI). Ilmu ini didefinisikan sebagai aplikasi dari alat
komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi
molekul. Biologi molekul sendiri juga merupakan bidang interdisipliner, mempelajari
kehidupan dalam level molekul.
Mula-mula bidang kajian ini muncul atas inisiatif para ahli biologi molekul dan
ahli statistik, berdasarkan pola pikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa dibuat
secara artificial melalui simulasi dari data-data yang ada. Pada bidang Bioinformatika,
data-data atau tindak-tanduk gejala genetika menjadi inti pembentukan simulasi.
Pada saat ini, Bioinformatika ini mempunyai peranan yang sangat penting,
diantaranya adalah untuk manajemen data-data biologi molekul, terutama sekuen DNA
dan informasi genetika . Perangkat utama Bioinformatika adalah software dan didukung
oleh kesediaan internet.
Bioinformatika mempunyai peluang yang sangat besar untuk berkembang karena
banyak sekali cabang-cabang ilmu yang terkait dengannya. Namun sayangnya di
Indonesia sendiri Bioinformatika masih belum dikenal oleh masyarakat luas. Di kalangan
peneliti biologi, mungkin hanya para peneliti biologi molekul yang mengikuti
perkembangannya karena keharusan menggunakan perangkat-perangkat Bioinformatika
untuk analisa data. Sementara di kalangan TI --mengingat kuatnya disiplin biologi yang
menjadi pendukungnya-- kajian ini juga masih kurang mendapat perhatian. Paper ini
bertujuan untuk lebih mengenalkan Bioinformatika di kalangan TI dan masyarakat luas.
Keyword: bioinformatika, genom, sekuen, teknik informasi (TI).
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Sejarah
Penetrasi Teknologi Informasi (TI) dalam berbagai disiplin ilmu telah
melipatgandakan perkembangan ilmu bersangkutan. Berbagai kajian baru bermunculan,
sejalan dengan perkembangan TI itu sendiri dan disiplin ilmu yang didukungnya.
Aplikasi TI dalam bidang biologi molekul telah melahirkan bidang Bioinformatika.
Kajian ini semakin penting, sebab perkembangannya telah mendorong kemajuan
bioteknologi di satu sisi, dan pada sisi lain memberi efek domino pada bidang
kedokteran, farmasi, lingkungan dan lainnya.
Kajian baru Bioinformatika ini tak lepas dari perkembangan biologi molekul
modern yang ditandai dengan kemampuan manusia untuk memahami genom, yaitu cetak
biru informasi genetik yang menentukan sifat setiap makhluk hidup yang disandi dalam
bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat). Kemampuan untuk memahami dan
memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh TI melalui perangkat
perangkat keras maupun lunak. Hal ini bisa dilihat pada upaya Celera Genomics,
perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom
manusia yang secara maksimal memanfaatkan TI sehingga bisa melakukan pekerjaannya
dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun), dibanding usaha konsorsium lembaga
riset publik AS, Eropa, dan lain-lain, yang memakan waktu lebih dari 10 tahun.
Kelahiran Bioinformatika modern tak lepas dari perkembangan bioteknologi di
era tahun 70-an, dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan
teknologi DNA rekombinan. Berkat penemuan ini lahirlah perusahaan bioteknologi
pertama di dunia, yaitu Genentech di AS, yang kemudian memproduksi protein hormon
insulin dalam bakteri, yang dibutuhkan penderita diabetes. Selama ini insulin hanya bisa
didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi.
Bioteknologi modern ditandai dengan kemampuan pada manipulasi DNA.
Rantai/sekuen DNA yang mengkode protein disebut gen. Gen ditranskripsikan menjadi
mRNA, kemudian mRNA ditranslasikan menjadi protein. Protein sebagai produk akhir
bertugas menunjang seluruh proses kehidupan, antara lain sebagai katalis reaksi biokimia
dalam tubuh (disebut enzim), berperan serta dalam sistem pertahanan tubuh melawan
virus, parasit dan lain-lain (disebut antibodi), menyusun struktur tubuh dari ujung kaki
(otot terbentuk dari protein actin, myosin, dan sebagainya) sampai ujung rambut (rambut
tersusun dari protein keratin), dan lain-lain. Arus informasi, DNA -> RNA -> Protein,
inilah yang disebut sentral dogma dalam biologi molekul.
Sekuen DNA satu organisme, yaitu pada sejenis virus yang memiliki kurang lebih
5.000 nukleotida/molekul DNA atau sekitar 11 gen, berhasil dibaca secara menyeluruh
pada tahun 1977. Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang
menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982. Di Indonesia, ada Lembaga Biologi Molekul Eijkman yang terletak di
Jakarta. Di sini kita bisa membaca sekuen sekitar 500 nukleotida hanya dengan
membayar $15. Trend yang sama juga nampak pada database lain seperti database sekuen
asam amino penyusun protein, database struktur 3D protein, dan sebagainya. Inovasi
teknologi DNA chip yang dipelopori oleh perusahaan bioteknologi AS, Affymetrix di
Silicon Valley telah mendorong munculnya database baru mengenai RNA.
Desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan menganalisa data-data
biologis dari database DNA, RNA maupun protein inilah yang semakin memacu
perkembangan kajian Bioinformatika.
1.2. Contoh-contoh Penggunaan
1.2.1. Bioinformatika dalam Bidang Klinis
Bioinformatika dalam bidang klinis sering disebut sebagai informatika klinis
(clinical informatics). Aplikasi dari informatika klinis ini berbentuk manajemen data-data
klinis dari pasien melalui Electrical Medical Record (EMR) yang dikembangkan oleh
Clement J. McDonald dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972.
McDonald pertama kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula
(diabetes). Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang
disimpan meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto
rontgen, ukuran detak jantung, dan lain lain. Dengan data ini dokter akan bisa
menentukan obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu dan lebih jauh lagi, dengan
dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik
seseorang, sehingga penanganan terhadap pasien menjadi lebih akurat.
1.2.2. Bioinformatika untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioinformatika juga menyediakan tool yang sangat penting untuk identifikasi
agent penyakit yang belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali penyakit baru yang
muncul dalam dekade ini, dan diantaranya yang masih hangat adalah SARS (Severe
Acute Respiratory Syndrome).
Pada awalnya, penyakit ini diperkirakan disebabkan oleh virus influenza karena
gejalanya mirip dengan gejala pengidap influenza. Akan tetapi ternyata dugaan ini salah
karena virus influenza tidak terisolasi dari pasien. Perkirakan lain penyakit ini disebabkan
oleh bakteri Candida karena bakteri ini terisolasi dari beberapa pasien. Tapi perkiraan ini
juga salah. Akhirnya ditemukan bahwa dari sebagian besar pasien SARS terisolasi virus
Corona jika dilihat dari morfologinya. Sekuen genom virus ini kemudian dibaca dan dari
hasil analisa dikonfirmasikan bahwa penyebab SARS adalah virus Corona yang telah
berubah (mutasi) dari virus Corona yang ada selama ini.
Dalam rentetan proses ini, Bioinformatika memegang peranan penting. Pertama
pada proses pembacaan genom virus Corona. Karena di database seperti GenBank,
EMBL (European Molecular Biology Laboratory), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan)
sudah tersedia data sekuen beberapa virus Corona, yang bisa digunakan untuk mendisain
primer yang digunakan untuk amplifikasi DNA virus SARS ini. Software untuk
mendisain primer juga tersedia, baik yang gratis maupun yang komersial. Contoh yang
gratis adalah Webprimer yang disediakan oleh Stanford Genomic Resources
(http://genome-www2.stanford.edu/cgi-bin/SGD/web-primer), GeneWalker yang
disediakan oleh Cybergene AB (http://www.cybergene.se/primerdisain/genewalker), dan
lain sebagainya. Untuk yang komersial ada Primer Disainer yang dikembangkan oleh
Scientific & Education Software, dan software-software untuk analisa DNA lainnya
seperti Sequencher (GeneCodes Corp.), SeqMan II (DNA STAR Inc.), Genetyx
(GENETYX Corp.), DNASIS (HITACHI Software), dan lain lain.
Kedua pada proses mencari kemiripan sekuen (homology alignment) virus yang
didapatkan dengan virus lainnya. Dari hasil analisa virus SARS diketahui bahwa genom
virus Corona penyebab SARS berbeda dengan virus Corona lainnya. Perbedaan ini
diketahui dengan menggunakan homology alignment dari sekuen virus SARS.
Selanjutnya, Bioinformatika juga berfungsi untuk analisa posisi sejauh mana suatu virus
berbeda dengan virus lainnya.
1.2.3. Bioinformatika untuk Diagnosa Penyakit Baru
Untuk menangani penyakit baru diperlukan diagnosa yang akurat sehingga dapat
dibedakan dengan penyakit lain. Diagnosa yang akurat ini sangat diperlukan untuk
pemberian obat dan perawatan yang tepat bagi pasien.
Ada beberapa cara untuk mendiagnosa suatu penyakit, antara lain: isolasi agent
penyebab penyakit tersebut dan analisa morfologinya, deteksi antibodi yang dihasilkan
dari infeksi dengan teknik enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), dan deteksi gen
dari agent pembawa penyakit tersebut dengan Polymerase Chain Reaction (PCR).
Teknik yang banyak dan lazim dipakai saat ini adalah teknik PCR. Teknik ini
sederhana, praktis dan cepat. Yang penting dalam teknik PCR adalah disain primer untuk
amplifikasi DNA, yang memerlukan data sekuen dari genom agent yang bersangkutan
dan software seperti yang telah diuraikan di atas. Disinilah Bioinformatika memainkan
peranannya. Untuk agent yang mempunyai genom RNA, harus dilakukan reverse
transcription (proses sintesa DNA dari RNA) terlebih dahulu dengan menggunakan
enzim reverse transcriptase. Setelah DNA diperoleh baru dilakukan PCR. Reverse
transcription dan PCR ini bisa dilakukan sekaligus dan biasanya dinamakan RT-PCR.
Teknik PCR ini bersifat kualitatif, oleh sebab itu sejak beberapa tahun yang lalu
dikembangkan teknik lain, yaitu Real Time PCR yang bersifat kuantitatif. Dari hasil Real
Time PCR ini bisa ditentukan kuantitas suatu agent di dalam tubuh seseorang, sehingga
bisa dievaluasi tingkat emergensinya. Pada Real Time PCR ini selain primer diperlukan
probe yang harus didisain sesuai dengan sekuen agent yang bersangkutan. Di sini juga
diperlukan software atau program Bioinformatika.
1.2.4. Bioinformatika untuk Penemuan Obat
Cara untuk menemukan obat biasanya dilakukan dengan menemukan zat/senyawa
yang dapat menekan perkembangbiakan suatu agent penyebab penyakit. Karena
perkembangbiakan agent tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, maka faktor-faktor
inilah yang dijadikan target. Diantaranya adalah enzim-enzim yang diperlukan untuk
perkembangbiakan suatu agent Mula-mula yang harus dilakukan adalah analisa struktur
dan fungsi enzim-enzim tersebut. Kemudian mencari atau mensintesa zat/senyawa yang
dapat menekan fungsi dari enzim-enzim tersebut.
Analisa struktur dan fungsi enzim ini dilakukan dengan cara mengganti asam
amino tertentu dan menguji efeknya. Analisa penggantian asam amino ini dahulu
dilakukan secara random sehingga memerlukan waktu yang lama. Setelah Bioinformatika
berkembang, data-data protein yang sudah dianalisa bebas diakses oleh siapapun, baik
data sekuen asam amino-nya seperti yang ada di SWISS-PROT
(http://www.ebi.ac.uk/swissprot/) maupun struktur 3D-nya yang tersedia di Protein Data
Bank (PDB) (http://www.rcsb.org/pdb/). Dengan database yang tersedia ini, enzim yang
baru ditemukan dapat dibandingkan sekuen asam amino-nya, sehingga bisa diperkirakan
asam amino yang berperan untuk aktivitas (active site) dan kestabilan enzim tersebut.
Setelah asam amino yang berperan sebagai active site dan kestabilan enzim
tersebut ditemukan, kemudian dicari atau disintesa senyawa yang dapat berinteraksi
dengan asam amino tersebut. Dengan data yang ada di PDB, maka dapat dilihat struktur
3D suatu enzim termasuk active site-nya, sehingga bisa diperkirakan bentuk senyawa
yang akan berinteraksi dengan active site tersebut. Dengan demikian, kita cukup
mensintesa senyawa yang diperkirakan akan berinteraksi, sehingga obat terhadap suatu
penyakit akan jauh lebih cepat ditemukan. Cara ini dinamakan “docking” dan telah
banyak digunakan oleh perusahaan farmasi untuk penemuan obat baru.
Meskipun dengan Bioinformatika ini dapat diperkirakan senyawa yang
berinteraksi dan menekan fungsi suatu enzim, namun hasilnya harus dikonfirmasi dahulu
melalui eksperimen di laboratorium. Akan tetapi dengan Bioinformatika, semua proses
ini bisa dilakukan lebih cepat sehingga lebih efisien baik dari segi waktu maupun
finansial.
Tahun 1997, Ian Wilmut dari Roslin Institute dan PPL Therapeutics Ltd,
Edinburgh, Skotlandia, berhasil mengklon gen manusia yang menghasilkan faktor IX
(faktor pembekuan darah), dan memasukkan ke kromosom biri-biri. Diharapkan biri-biri
yang selnya mengandung gen manusia faktor IX akan menghasilkan susu yang
mengandung faktor pembekuan darah. Jika berhasil diproduksi dalam jumlah banyak
maka faktor IX yang diisolasi dari susu harganya bisa lebih murah untuk membantu para
penderita hemofilia.
BAB II
PENGERTIAN DAN CABANG-CABANG ILMU
BIOINFORMATIKA
Pada bagian pendahuluan kita telah diberikan gambaran sekilas mengenai
perkembangan dan apa yang dapat diberikan oleh Bioinformatika. Bagian berikut ini
akan membahas lebih detail tentang Bioinformatika.
Secara umum, Bioinformatika dapat digambarkan sebagai: segala bentuk
penggunaan komputer dalam menangani informasi-informasi biologi.
Dalam prakteknya, definisi yang digunakan oleh kebanyakan orang bersifat lebih
terperinci. Bioinformatika menurut kebanyakan orang adalah satu sinonim dari komputasi
biologi molekul (penggunaan komputer dalam menandai karakterisasi dari komponenkomponen
molekul dari makhluk hidup).
2.1. Pengertian Secara Khusus
2.1.1. Bioinformatika "klasik"
Sebagian besar ahli Biologi mengistilahkan ‘mereka sedang melakukan
Bioinformatika’ ketika mereka sedang menggunakan komputer untuk menyimpan,
melihat atau mengambil data, menganalisa atau memprediksi komposisi atau struktur dari
biomolekul. Ketika kemampuan komputer menjadi semakin tinggi maka proses yang
dilakukan dalam Bioinformatika dapat ditambah dengan melakukan simulasi. Yang
termasuk biomolekul diantaranya adalah materi genetik dari manusia --asam nukleat--
dan produk dari gen manusia, yaitu protein. Hal-hal diataslah yang merupakan bahasan
utama dari Bioinformatika "klasik", terutama berurusan dengan analisis sekuen (sequence
analysis).
Definisi Bioinformatika menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur
[TEKAIA2004] adalah: "metode matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan
untuk menyelesaikan masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan
asam amino dan informasi-informasi yang terkait dengannya."
Dari sudut pandang Matematika, sebagian besar molekul biologi mempunyai sifat
yang menarik, yaitu molekul-molekul tersebut adalah polymer; rantai-rantai yang
tersusun rapi dari modul-modul molekul yang lebih sederhana, yang disebut monomer.
Monomer dapat dianalogikan sebagai bagian dari bangunan, dimana meskipun bagianbagian
tersebut berbeda warna dan bentuk, namun semua memiliki ketebalan yang sama
dan cara yang sama untuk dihubungkan antara yang satu dengan yang lain.
Monomer yang dapat dikombinasi dalam satu rantai ada dalam satu kelas umum
yang sama, namun tiap jenis monomer dalam kelas tersebut mempunyai karakteristik
masing-masing yang terdefinisi dengan baik.
Beberapa molekul-molekul monomer dapat digabungkan bersama membentuk
sebuah entitas yang berukuran lebih besar, yang disebut macromolecule. Macromolecule
dapat mempunyai informasi isi tertentu yang menarik dan sifat-sifat kimia tertentu.
Berdasarkan skema di atas, monomer-monomer tertentu dalam macromolecule
dari DNA dapat diperlakukan secara komputasi sebagai huruf-huruf dari alfabet, yang
diletakkan dalam sebuah aturan yang telah diprogram sebelumnya untuk membawa pesan
atau melakukan kerja di dalam sel.
Proses yang diterangkan di atas terjadi pada tingkat molekul di dalam sel. Salah
satu cara untuk mempelajari proses tersebut selain dengan mengamati dalam
laboratorium biologi yang sangat khusus adalah dengan menggunakan Bioinformatika
sesuai dengan definisi "klasik" yang telah disebutkan di atas.
2.1.2. Bioinformatika "baru"
Salah satu pencapaian besar dalam metode Bioinformatika adalah selesainya
proyek pemetaan genom manusia (Human Genome Project). Selesainya proyek raksasa
tersebut menyebabkan bentuk dan prioritas dari riset dan penerapan Bioinformatika
berubah. Secara umum dapat dikatakan bahwa proyek tersebut membawa perubahan
besar pada sistem hidup kita, sehingga sering disebutkan --terutama oleh ahli biologi--
bahwa kita saat ini berada di masa pascagenom.
Selesainya proyek pemetaan genom manusia ini membawa beberapa perubahan
bagi Bioinformatika, diantaranya:
Setelah memiliki beberapa genom yang utuh maka kita dapat mencari perbedaan
dan persamaan di antara gen-gen dari spesies yang berbeda. Dari studi perbandingan
antara gen-gen tersebut dapat ditarik kesimpulan tertentu mengenai spesies-spesies dan
secara umum mengenai evolusi. Jenis cabang ilmu ini sering disebut sebagai
perbandingan genom (comparative genomics).
Sekarang ada teknologi yang didisain untuk mengukur jumlah relatif dari
kopi/cetakan sebuah pesan genetik (level dari ekspresi genetik) pada beberapa tingkatan
yang berbeda pada perkembangan atau penyakit atau pada jaringan yang berbeda.
Teknologi tersebut, contohnya seperti DNA microarrays akan semakin penting.
Akibat yang lain, secara langsung, adalah cara dalam skala besar untuk
mengidentifikasi fungsi-fungsi dan keterkaitan dari gen (contohnya metode yeast twohybrid)
akan semakin tumbuh secara signifikan dan bersamanya akan mengikuti
Bioinformatika yang berkaitan langsung dengan kerja fungsi genom (functional
genomics).
Akan ada perubahan besar dalam penekanan dari gen itu sendiri ke hasil-hasil dari
gen. Yang pada akhirnya akan menuntun ke: usaha untuk mengkatalogkan semua
aktivitas dan karakteristik interaksi antara semua hasil-hasil dari gen (pada manusia) yang
disebut proteomics; usaha untuk mengkristalisasi dan memprediksikan struktur-struktur
dari semua protein (pada manusia) yang disebut structural genomics.
Apa yang disebut orang sebagai research informatics atau medical informatics,
manajemen dari semua data eksperimen biomedik yang berkaitan dengan molekul atau
pasien tertentu --mulai dari spektroskop massal, hingga ke efek samping klinis-- akan
berubah dari semula hanya merupakan kepentingan bagi mereka yang bekerja di
perusahaan obat-obatan dan bagian TI Rumah Sakit akan menjadi jalur utama dari biologi
molekul dan biologi sel, dan berubah jalur dari komersial dan klinikal ke arah akademis.
Dari uraian di atas terlihat bahwa Bioinformatika sangat mempengaruhi
kehidupan manusia, terutama untuk mencapai kehidupan yang lebih baik. Penggunaan
komputer yang notabene merupakan salah satu keahlian utama dari orang yang bergerak
dalam TI merupakan salah satu unsur utama dalam Bioinformatika, baik dalam
Bioinformatika "klasik" maupun Bioinformatika "baru".
2.2. Cabang-cabang yang Terkait dengan Bioinformatika
Dari pengertian Bioinformatika baik yang klasik maupun baru, terlihat banyak
terdapat cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika --terutama
karena Bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner--. Hal tersebut
menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami Bioinformatika. Di
bawah ini akan disebutkan beberapa bidang yang terkait dengan Bioinformatika.
2.2.1. Biophysics
Biologi molekul sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics.
Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari
ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
Sesuai dengan definisi di atas, bidang ini merupakan suatu bidang yang luas.
Namun secara langsung disiplin ilmu ini terkait dengan Bioinformatika karena
penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur membutuhkan
penggunaan TI.
2.2.2. Computational Biology
Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika (dalam arti yang
paling luas) yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari
computational biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada
biomedis dalam molekul dan sel. Tak dapat dielakkan bahwa Biologi Molekul cukup
penting dalam computational biology, namun itu bukanlah inti dari disiplin ilmu ini. Pada
penerapan computational biology, model-model statistika untuk fenomena biologi lebih
disukai dipakai dibandingkan dengan model sebenarnya. Dalam beberapa hal cara
tersebut cukup baik mengingat pada kasus tertentu eksperimen langsung pada fenomena
biologi cukup sulit.
Tidak semua dari computational biology merupakan Bioinformatika, seperti
contohnya Model Matematika bukan merupakan Bioinformatika, bahkan meskipun
dikaitkan dengan masalah biologi.
2.2.3. Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA2004] Pengertian dari medical informatics
adalah "sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran,
penemuan, dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan
komunikasi, pengertian dan manajemen informasi medis."
Medical informatics lebih memperhatikan struktur dan algoritma untuk
pengolahan data medis, dibandingkan dengan data itu sendiri. Disiplin ilmu ini, untuk
alasan praktis, kemungkinan besar berkaitan dengan data-data yang didapatkan pada level
biologi yang lebih "rumit" --yaitu informasi dari sistem-sistem superselular, tepat pada
level populasi—di mana sebagian besar dari Bioinformatika lebih memperhatikan
informasi dari sistem dan struktur biomolekul dan selular.
2.2.4. Cheminformatics
Cheminformatics adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis, dan
pendekatan data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat
(Cambridge Healthech Institute's Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian
disiplin ilmu yang disebutkan di atas lebih merupakan identifikasi dari salah satu aktivitas
yang paling populer dibandingkan dengan berbagai bidang studi yang mungkin ada di
bawah bidang ini.
Salah satu contoh penemuan obat yang paling sukses sepanjang sejarah adalah
penisilin, dapat menggambarkan cara untuk menemukan dan mengembangkan obatobatan
hingga sekarang --meskipun terlihat aneh--. Cara untuk menemukan dan
mengembangkan obat adalah hasil dari kesempatan, observasi, dan banyak proses kimia
yang intensif dan lambat. Sampai beberapa waktu yang lalu, disain obat dianggap harus
selalu menggunakan kerja yang intensif, proses uji dan gagal (trial-error process).
Kemungkinan penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan
mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponenkomponen
pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia
dan ahli biokimia. Penghargaan untuk menghasilkan obat yang dapat dipasarkan secara
lebih cepat sangatlah besar, sehingga target inilah yang merupakan inti dari
cheminformatics.
Ruang lingkup akademis dari cheminformatics ini sangat luas. Contoh bidang
minatnya antara lain: Synthesis Planning, Reaction and Structure Retrieval, 3-D
Structure Retrieval, Modelling, Computational Chemistry, Visualisation Tools and
Utilities.
2.2.5. Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom,
kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk
menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau
lebih. Secara logis tentu saja mungkin untuk membandingkan genom-genom dengan
membandingkan kurang lebih suatu himpunan bagian dari gen di dalam genom yang
representatif.
2.2.6. Mathematical Biology
Mathematical biology lebih mudah dibedakan dengan Bioinformatika daripada
computational biology dengan Bioinformatika. Mathematical biology juga menangani
masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah
tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam software
maupun hardware. Bahkan metode yang dipakai tidak perlu "menyelesaikan" masalah
apapun; dalam mathematical biology bisa dianggap beralasan untuk mempublikasikan
sebuah hasil yang hanya menyatakan bahwa suatu masalah biologi berada pada kelas
umum tertentu.
Menurut Alex Kasman [KASMAN2004] Secara umum mathematical biology
melingkupi semua ketertarikan teoritis yang tidak perlu merupakan sesuatu yang
beralgoritma, dan tidak perlu dalam bentuk molekul, dan tidak perlu berguna dalam
menganalisis data yang terkumpul.
2.2.7. Proteomics
Istilah proteomics pertama kali digunakan untuk menggambarkan himpunan dari
protein-protein yang tersusun (encoded) oleh genom. Ilmu yang mempelajari proteome,
yang disebut proteomics, pada saat ini tidak hanya memperhatikan semua protein di
dalam sel yang diberikan, tetapi juga himpunan dari semua bentuk isoform dan
modifikasi dari semua protein, interaksi diantaranya, deskripsi struktural dari proteinprotein
dan kompleks-kompleks orde tingkat tinggi dari protein, dan mengenai masalah
tersebut hampir semua pasca genom.
Michael J. Dunn [DUNN2004], Pemimpin Redaksi dari Proteomics
mendefiniskan kata "proteome" sebagai: "The PROTEin complement of the genOME".
Dan mendefinisikan proteomics berkaitan dengan: "studi kuantitatif dan kualitatif dari
ekspresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri". Yaitu: "sebuah
antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul".
Mengkarakterisasi sebanyak puluhan ribu protein-protein yang dinyatakan dalam
sebuah tipe sel yang diberikan pada waktu tertentu --apakah untuk mengukur berat
molekul atau nilai-nilai isoelektrik protein-protein tersebut-- melibatkan tempat
penyimpanan dan perbandingan dari data yang memiliki jumlah yang sangat besar, tak
terhindarkan lagi akan memerlukan Bioinformatika.
2.2.8. Pharmacogenomics
Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada
identifikasi dari target-target obat. Contohnya meliputi menjaring semua genom untuk
penerima yang potensial dengan menggunakan cara Bioinformatika, atau dengan
menyelidiki bentuk pola dari ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama
terjadinya infeksi, atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang
ditemukan dalam tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan diagnosa
(kemungkinan untuk mengejar target potensial terapi kanker).
Istilah pharmacogenomics digunakan lebih untuk urusan yang lebih "trivial" --
tetapi dapat diargumentasikan lebih berguna-- dari aplikasi pendekatan Bioinformatika
pada pengkatalogan dan pemrosesan informasi yang berkaitan dengan ilmu Farmasi dan
Genetika, untuk contohnya adalah pengumpulan informasi pasien dalam database.
2.2.9. Pharmacogenetics
Tiap individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai pengaruh
obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada
kondisi mereka dan ada juga yang mendapatkan efek samping atau reaksi alergi.
Sebagian dari reaksi-reaksi ini diketahui mempunyai dasar genetik. Pharmacogenetics
adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode
genomik/Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik,
contohnya SNP (Single Nucleotide Polymorphisms), karakteristik dari profil respons
pasien tertentu dan menggunakan informasi-informasi tersebut untuk memberitahu
administrasi dan pengembangan terapi pengobatan. Secara menakjubkan pendekatan
tersebut telah digunakan untuk "menghidupkan kembali" obat-obatan yang sebelumnya
dianggap tidak efektif, namun ternyata diketahui manjur pada sekelompok pasien
tertentu. Disiplin ilmu ini juga dapat digunakan untuk mengoptimalkan dosis kemoterapi
pada pasien-pasien tertentu.
Gambaran dari sebagian bidang-bidang yang terkait dengan Bioinformatika di
atas memperlihatkan bahwa Bioinformatika mempunyai ruang lingkup yang sangat luas
dan mempunyai peran yang sangat besar dalam bidangnya. Bahkan pada bidang
pelayanan kesehatan Bioinformatika menimbulkan disiplin ilmu baru yang menyebabkan
peningkatan pelayanan kesehatan.
BAB III
TEKNOLOGI DAN PENERAPAN BIOINFORMATIKA
3.1. Program-program Bioinformatika
Sehari-harinya bionformatika dikerjakan dengan menggunakan program pencari
sekuen (sequence search) seperti BLAST, program analisa sekuen (sequence analysis)
seperti EMBOSS dan paket Staden, program prediksi struktur seperti THREADER atau
PHD atau program imaging/modelling seperti RasMol dan WHATIF.
Contoh-contoh di atas memperlihatkan bahwa telah banyak program pendukung
yang mudah di akses dan dipelajari untuk menggunakan Bioinformatika
3.2. Teknologi Bioinformatika Secara Umum
Pada saat ini banyak pekerjaan Bioinformatika berkaitan dengan teknologi
database. Penggunaan database ini meliputi baik tempat penyimpanan database "umum"
seperti GenBank atau PDB maupun database "pribadi", seperti yang digunakan oleh grup
riset yang terlibat dalam proyek pemetaan gen atau database yang dimiliki oleh
perusahaan-perusahaan bioteknologi. Konsumen dari data Bioinformatika menggunakan
platform jenis komputer dalam kisaran: mulai dari mesin UNIX yang lebih canggih dan
kuat yang dimiliki oleh pengembang dan kolektor hingga ke mesin Mac yang lebih
bersahabat yang sering ditemukan menempati laboratorium ahli biologi yang tidak suka
komputer.
Database dari sekuen data yang ada dapat digunakan untuk mengidentifikasi
homolog pada molekul baru yang telah dikuatkan dan disekuenkan di laboratorium. Dari
satu nenek moyang mempunyai sifat-sifat yang sama, atau homology, dapat menjadi
indikator yang sangat kuat di dalam Bioinformatika.
Setelah informasi dari database diperoleh, langkah berikutnya adalah menganalisa
data. Pencarian database umumnya berdasarkan pada hasil alignment / pensejajaran
sekuen, baik sekuen DNA maupun protein. Kegunaan dari pencarian ini adalah ketika
mendapatkan suatu sekuen DNA/protein yang belum diketahui fungsinya maka dengan
membandingkannya dengan yang ada dalam database bisa diperkirakan fungsi
daripadanya. Salah satu perangkat lunak pencari database yang paling berhasil dan bisa
dikatakan menjadi standar sekarang adalah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)
yang merupakan program pencarian kesamaan yang didisain untuk mengeksplorasi
semua database sekuen yang diminta, baik itu berupa DNA atau protein. Program
BLAST juga dapat digunakan untuk mendeteksi hubungan di antara sekuen yang hanya
berbagi daerah tertentu yang memiliki kesamaan. Di bawah ini diberikan contoh beberapa
alamat situs yang berguna untuk bidang biologi molekul dan genetika:
Deskripsi Alamat
National Center for
Biotechnology Information
GenBank (NIH Genetic Sequence
Database)
European Molecular Biology
Laboratory Nucleotide Sequence
Protein Information Resource
Protein Data Bank
Restriction Enzyme Database
National Center for Genome
Research (NCGR)
GeneMark
Biotechnology Industry
Organization (BIO)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Web/Genbank/index/html
http://www.ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db.html
http://www.nbrf.georgetown.edu/pir
http://www.pdb.bnl.gov/
http://www.neb.com/rebase/rebase.html
http://www.ncgr.org/gpi/
http://www.dixie.biology.gatech.edu/GeneMark/eukhmm.cgi
http://www.bio.org
Data yang memerlukan analisa Bioinformatika dan mendapat banyak perhatian
saat ini adalah data hasil DNA chip. Dengan perangkat ini dapat diketahui kuantitas dan
kualitas transkripsi satu gen sehingga bisa menunjukkan gen-gen apa saja yang aktif
terhadap perlakuan tertentu, misalnya timbulnya kanker, dan lain-lain.
BAB IV
KONDISI DAN PENERAPAN BIOINFORMATIKA
DI INDONESIA
4.1. Kondisi Bioinformatika di Indonesia
Di Indonesia, Bioinformatika masih belum dikenal oleh masyarakat luas. Hal ini
dapat dimaklumi karena penggunaan komputer sebagai alat bantu belum merupakan
budaya. Bahkan di kalangan peneliti sendiri, barangkali hanya para peneliti biologi
molekul yang sedikit banyak mengikuti perkembangannya karena keharusan
menggunakan perangkat-perangkat Bioinformatika untuk analisa data. Sementara di
kalangan TI masih kurang mendapat perhatian.
Ketersediaan database dasar (DNA, protein) yang bersifat terbuka/gratis
merupakan peluang besar untuk menggali informasi berharga daripadanya. Database
genom manusia sudah disepakati akan bersifat terbuka untuk seluruh kalangan, sehingga
dapat digali/diketahui kandidat-kandidat gen yang memiliki potensi kedokteran/farmasi.
Dari sinilah Indonesia dapat ikut berperan mengembangkan Bioinformatika. Kerjasama
antara peneliti bioteknologi yang memahami makna biologis data tersebut dengan praktisi
TI seperti programmer, dan sebagainya akan sangat berperan dalam kemajuan
Bioinformatika Indonesia nantinya.
4.2. Penerapan Bioinformatika di Indonesia
Sebagai kajian yang masih baru, Indonesia seharusnya berperan aktif dalam
mengembangkan Bioinformatika ini. Paling tidak, sebagai tempat tinggal lebih dari 300
suku bangsa yang berbeda akan menjadi sumber genom, karena besarnya variasi
genetiknya. Belum lagi variasi species flora maupun fauna yang berlimpah.
Memang ada sejumlah pakar yang telah mengikuti perkembangan Bioinformatika
ini, misalnya para peneliti dalam Lembaga Biologi Molekul Eijkman. Mereka cukup
berperan aktif dalam memanfaatkan kajian Bioinformatika. Bahkan, lembaga ini telah
memberikan beberapa sumbangan cukup berarti, antara lain:
4.2.1. Deteksi Kelainan Janin
Lembaga Biologi Molekul Eijkman bekerja sama dengan Bagian Obstetri dan
Ginekologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia dan Rumah Sakit Cipto
Mangunkusumo sejak November 2001 mengembangkan klinik genetik untuk mendeteksi
secara dini sejumlah penyakit genetik yang menimbulkan gangguan pertumbuhan fisik
maupun retardasi mental seperti antara lain, talasemia dan sindroma down. Kelainan ini
bisa diperiksa sejak janin masih berusia beberapa minggu.
Talasemia adalah penyakit keturunan di mana tubuh kekurangan salah satu zat
pembentuk hemoglobin (Hb) sehingga mengalami anemia berat dan perlu transfusi darah
seumur hidup. Sedangkan sindroma down adalah kelebihan jumlah untaian di kromosom
21 sehingga anak tumbuh dengan retardasi mental, kelainan jantung, pendengaran dan
penglihatan buruk, otot lemah serta kecenderungan menderita kanker sel darah putih
(leukemia).
Dengan mengetahui sejak dini, pasangan yang hendak menikah, atau pasangan
yang salah satunya membawa kelainan kromosom, atau pasangan yang mempunyai anak
yang menderita kelainan kromosom, atau penderita kelainan kromosom yang sedang
hamil, atau ibu yang hamil di usia tua bisa memeriksakan diri dan janin untuk
memastikan apakah janin yang dikandung akan menderita kelainan kromosom atau tidak,
sehingga mempunyai kesempatan untuk mempertimbangkan apakah kehamilan akan
diteruskan atau tidak setelah mendapat konseling genetik tentang berbagai kemungkinan
yang akan terjadi.
Di bidang talasemia, Eijkman telah memiliki katalog 20 mutasi yang mendasari
talasemia beta di Indonesia, 10 di antaranya sering terjadi. Lembaga ini juga mempunyai
informasi cukup mengenai spektrum mutasi di berbagai suku bangsa yang sangat
bervariasi. Talasemia merupakan penyakit genetik terbanyak di dunia termasuk di
Indonesia.
4.2.2. Pengembangan Vaksin Hepatitis B Rekombinan
Lembaga Biologi Molekul Eijkman bekerja sama dengan PT Bio Farma (BUMN
Departemen Kesehatan yang memproduksi vaksin) sejak tahun 1999 mengembangkan
vaksin Hepatitis B rekombinan, yaitu vaksin yang dibuat lewat rekayasa genetika. Selain
itu Lembaga Eijkman juga bekerja sama dengan PT Diagnosia Dipobiotek untuk
mengembangkan kit diagnostik.
4.2.3. Meringankan Kelumpuhan dengan Rekayasa RNA
Kasus kelumpuhan distrofi (Duchenne Muscular Dystrophy) yang menurun kini
dapat dikurangi tingkat keparahannya dengan terapi gen. Kelumpuhan ini akibat
ketidaknormalan gen distrofin pada kromosom X sehingga hanya diderita anak laki-laki.
Diperkirakan satu dari 3.500 pria di dunia mengalami kelainan ini.
Dengan memperbaiki susunan ekson atau bagian penyusun RNA gen tersebut
pada hewan percobaan tikus, terbukti mengurangi tingkat kelumpuhan saat
pertumbuhannya menjadi dewasa.
Gen distrofin pada kasus kelumpuhan paling sering disebabkan oleh delesi atau
hilangnya beberapa ekson pada gen tersebut. Normalnya pada gen atau DNA distrofin
terdapat 78 ekson. Diperkirakan 65 persen pasien penderita DMD mengalami delesi
dalam jumlah besar dalam gen distrofinnya. Kasus kelumpuhan ini dimulai pada otot
prosima seperti pangkal paha dan betis. Dengan bertambahnya usia kelumpuhan akan
meluas pada bagian otot lainnya hingga ke leher. Karena itu dalam kasus kelumpuhan
yang berlanjut dapat berakibat kematian.
Teknologi rekayasa RNA seperti proses penyambungan (slicing) ekson dalam
satu rangkaian terbukti dapat mengoreksi mutasi DMD. Bila bagian ekson yang masih
ada disambung atau disusun ulang, terjadi perubahan asam amino yang membentuk
protein. Molekul RNA mampu mengenali molekul RNA lainnya dan melekat dengannya.
BAB V
KESIMPULAN
Bioinformatika adalah teknologi pengumpulan, penyimpanan, analisis,
interpretasi, penyebaran dan aplikasi dari data-data biologi molekul. Perangkat utama
Bioinformatika adalah software dan didukung oleh kesediaan internet dan server World
Wide Web (WWW).
Dengan Bioinformatika, data-data yang dihasilkan dari proyek genom dapat
disimpan dengan teratur dalam waktu yang singkat dengan tingkat akurasi yang tinggi
serta sekaligus dianalisa dengan program-program yang dibuat untuk tujuan tertentu.
Sebaliknya Bioinformatika juga mempercepat penyelesaian proyek genom karena
Bioinformatika memberikan program-program yang diperlukan untuk proses pembacaan
genom ini.
Dalam dunia kedokteran, keberhasilan proyek genom ini membuka kemungkinan
luas untuk menangani berbagai penyakit genetik serta memprediksi resiko terkena
penyakit genetik. Juga dapat digunakan untuk mengetahui respon tubuh terhadap obat
sehingga efektivitas pengobatan bisa ditingkatkan.
Karena Bioinformatika merupakan suatu bidang interdisipliner, maka
Bioinformatika juga tidak bisa berdiri sendiri dan harus didukung oleh disiplin ilmu lain
yang mengakibatkan saling bantu dan saling menunjang sehingga bermanfaat untuk
kepentingan manusia. Bidang yang terkait dengan Bioinformatika diantaranya adalah
Biophysics, Computational Biology, Medical Informatics, Cheminformatics, Genomics,
Mathematical Biology, Proteomics, Pharmacogenomics.
Meskipun merupakan kajian yang masih baru, Indonesia telah berperan aktif
dalam mengembangkan Bioinformatika ini. Ada sejumlah pakar yang telah mengikuti
perkembangan Bioinformatika ini, antara lain para peneliti dalam Lembaga Biologi
Molekul Eijkman.
REFERENSI
[UTAMA2003] Utama, Andi (2003), Peranan Bioinformatika dalam
Dunia Kedokteran, http://ikc.vlsm.org/populer/andi-bioinformatika.php
per 1 Januari 2004.
[WITARTO2003] Witarto, Arief B. (2003), BIOINFORMATIKA: Mengawinkan
Teknologi Informasi dengan Bioteknologi. Trendnya di Dunia dan Prospeknya di
Indonesia
_____________ (2003) Modul Pelatihan Bioteknologi, Unit Penelitian Bioteknologi
Perkebunan, Konsorsium Bioteknologi Indonesia, Wageningen University and
Research Center, dan Stoas-Belanda.
[BIOINFORMATICS2004] BioInformatics.org: The Open-Access Institute,
http://bioinformatics.org per 20 Januari 2004
[KOMPAS2004] Kompas Cyber Media, http://www.kompas.com per 15 Januari 2004
[BIOTEK2004] Situs Biotek-Indonesia, http://www.biotek-indonesia.net per 20 Januari
2004
[TEKAIA2004] Situs Institut Pasteur, http://www.pasteur.fr/externe per 20 Januari 2004
[ZAKARIA2004] Medical Informatics FAQ, http://www.faqs.org/faqs/medicalinformatics-
faq/ per 20 Januari 2004
[KASMAN2004] Situs Alex Kasman di College of Charleston,
http://math.cofc.edu/faculty/kasman/ per 20 Januari 2004
[DUNN2004] Majalah Proteonomics,
http://www.wiley.co.uk/wileychi/genomics/proteomics.html per 20 Januari 2004
Langganan:
Postingan (Atom)
