Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalum Penelitian Sainsdan. Teknolcgi Menuju Era Tinggal Lamias

Bandung, 8- 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

PENIMBUNAN 99mTc-PIROFOSFAT DAN 99mTc-POLIFOSFATPADA EMBRIO RESORPSI DAN FETUS TIKUS WISTAR

M. Darussalam, Yana SumpenaPusat Penelitian Teknik Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKPENIMBUNAN 99mTc-PIROFOSFAT DAN 99mTc-POLIFOSFAT PADA EMBRIO

RESORPSI DAN FETUS TIKUS WISTAR. Perbedaan tingkat kandungan suatu senyawabertanda seperti 99mTc_pirofosfatdan 99mTc_polifosfatpada fetus dan embrio resorpsi me­refleksikan kegiatan fisiologi dari keduanya. Jadi, ketidaknormalan dalam proses meta­bolisme ataupun terjadinya kematian pada embrio dalam kandungan sebenarnya dapatditentukan dengan suatu zat penyidikjaringan yang tepat dan sesuai. Terhadap dua kelom­pok tikus wistar hamil (masa gestasi hari ke-18 s.d. ke-19) telah diinjeksikan secara intra venamasing-masing larutan senyawa 99mTc-pirofosfat dan 99mTc-polifosfat (keradioaktifan200-300 ItCi untuk per ekor tikus induk, dalam volume larutan 0,25 ml). Pengamatankeradioaktipanjaringan dan organ tikus wistar induk dibatasi pada darah, tulang dan ginjaltermasuk juga plasenta, fetus dan embrio resorpsi yang dilakukan dalam interval waktu 2,4,16 dan 24jam pasca perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat penimbunansenyawa 99mTc-pirofosfatdan 99'"Tc-polifosfatyang cukup tinggi pada embrio resorpsi biladibandingkan pada fetus tikus wistar mencerminkan adanya gangguan atau terhentinyaproses fisiologis. Sementara itu transpor senyawa 99mTc-pirofosfatatau 99mTc-polifosfathanya berjalan searah sepihak yaitu dari tikus wistar induk ke embrio resorpsi tanpa lintasbalik.

ABSTRACTTHE ACCUMULATIONOF 09'"Tc-PYROPHOSPHATEAND 9!JmTc_POLYPHOSPHATE

COMPOUNDS IN THE RESORPED EMBRYO AND FETUS OF WISTAR RATS. The ac­cumulation level difference of labeled 9!JmTc_pyrophosphate and 9!JmTc-polyphosphatecom­pounds in the resorped embryo and fetus of the Wistar rats might reflected the physiologicalactivity of the both individuals. Thus invidual the abnormal metabolic processes as well asthe embryonic death may be possibly observed by means of the proper and precise tissue

imaging agents. Two groups of pre~ant Wistar rats (of the 18th and 19 19thday of gestaton)were intravennously injected with '"Tc-pyrophosphate and 99mTc_polyphosphate respective­ly (approximately 200-300 ItCiin 0,25 ml solution per animal). The radioactivity determinationin the tissues and organs of the dam e.g. blood, bones and kidneys as well as the placenta,fetus and the resorped embryo was carried out within the time intervals of2,3,16 and 24 hourspost treatment. The results of the experiment have pointed out that the high accumulationlevel of 99mTc-pyrophosphateand 9!JmTc-polyphosphatewhich occured in the resorped embryoreflecting the inhibition of the physiological processes. In the meantimes, the 99mTc_pyrophos_phate and 9!JmTc-polyphosphatetransport has taken place irreversibly from the dam to theresorped embryo.

PENDAHULUAN

Sebagai konsekuensi pada setiap perlaku­an suatu unsur atau senyawa kimia tertentuterhadap hewan mamalia ataupun manusia da­lam masa hamil, akan terjadi proses pelaluanplasenta senyawa tersebut dari hewan induk keembrio ataupun fetus. Jika kemungkinan yangsarna dapat terjadi pula pada embrio yang telahmati atau yang lebih dikenal dengan "embrioyang diresorpsi" merupakan suatu hal yangsangat menarik.

Karena bertolak dari sini, maka denganbantuan suatu senyawa penyidikjaringan yangsesuai akan dapat ditentukan apakah suatu em­brio dalam kandungan itu masih hidup atautelah mati, Seperti diketahui sebelumnya (1, 2),beberapa senyawa fosfat bertanda 99mTc telahmenunjukkan adanya proses pelaluan plasen­ta pada hewan percobaan.

Tingkat pertumbuhan embrio suatu hewanmamalia merupakan faktor yang menentukankecepatan proses pelaluan plasenta dan

271

Proceedings Seminar Reallwr Nuklir dolam Penelitian Sainsdan Teklwlogi Menuju Era Tinggal Landas

kuantitas bahan nutrisi atau unsur-unsur yangpenting yang dibutuhkan. Hal ini sejalan de­ngan hasil penelitian sebelumnya (3), bahwa,beberapa senyawa 99mTc-fosfatanorganik telahmenunjukkan adanya korelasi linier yang po­sitip antara kandungan keradioaktipan intra­fetal dan berat tubuh fetus Wistar.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahuisejauh mana tingkat senyawa 99mTc-fosfatan­organik (99mTc-pirofosfatdan 99mTc-polifosfat)pada embrio resorpsi dan fetus tikus WlStarhamil menyusul proses pelaluan plasenta.

BAHAN DAN TATAKERJA

Bahan

Hewan Percobaan

Sebagai hewan percobaan digunakan tikusWistar hamil (masa gestasi ke-18 s.d. ke-19).Makanan dan minuman tikus percobaan diberi­kan secara ad libitum. Untuk percobaan dengansenyawa 99mTc-pirofosfatdan 99mTc-polifosfatmasing-masing digunakan 24 ekor tikus.

Senyawa Bertanda Te/mesium-99m

Senyawa bertanda radioaktifyang diguna­kan adalah 99mTc-pirofosfat dan 99mTc-poli­fosfat. Keradioaktifan kedua senyawa bertandaTeknesium-99m (Tc-99m)sebesar 200-300 /-lCi(dalam volume larutan injeksi 0,25 m!) untukper ekor tikus Wistar induk.

Tala Kerja

Dua kelompok tikus Wistar hamil masing­masing terbagi lagi ke dalam 4 sub kelompokdengan masing-masing 6 ekor tikus induk. J um­lah fetus yang diamati terbatas pada 8 - 10 ekorsedangkan jumlah resorpsi berkisar 5 ekor un­tuk setiap sub kelompok.

Terhadap kedua kelompok tikus Wistar ha­mil masing-masing diinjeksikan senyawa99mTc-pirofosfat dan 99mTc-polifosfat secaraintravena pada ekor.

Pengamatan keradioaktifan jaringan dila­kukan dalam interval waktu 2, 4,16 dan 24jampasca injeksi.

Jaringan yang diamati terbatas pada da­rah, tulang dan ginjal dari tikus induk, disusulkemudia,n oleh plasenta, fetus dan embrio re­sorpsi.

Keradioaktifanjaringan atau organ dinya­takan dalam konsentrasi keradioaktipan (=%keradioaktipan yang diaplikasikan per gramja­ringan) atau dalam retensi (keradioaktifan perberat total organ ataujaringan).

Bandung, 8 - 10 Okrober 1991PPTN - BATAN

Pada pencacahan setiap cuplikan (sample)jaringan telah diperhitungkan faktor koreksidari cacahan lataI' belakang (back ground) dandiperbandingkan dengan hasil cacahan senya­wa 99mTc-fosfat(99mTc-pirofosfat,99mTc_poli­fosfat) yang diinjeksikan kepada tikus WlStarinduk.

Seluruh perhitungan dilakukan sesuai de­ngan rumus :

Nt = keradioaktifan pad a waktu t, No = ke­radioaktifan awal, A= harga konstanta pelu­ruhan

dan A= 0,69~t V2

t1/2 = umur paruh fisika Teknesium_99mTc,Setiap harga cacah keradioaktifan jaringanatau organ dinyatakan ke dalam persen (%)dari harga cacahan larutan senyawa 99mTc_fosfat yang diaplikasikan.

HASILPERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

Hasil-hasil pengamatan kandungan ke­radioaktifanjaringan tikus Wistar berikut fetusdan embrio dapat disaksikan pada Tabel-l,Tabel-2, Gambar-l dan Gambar-2.

Sebagai suatu zat penyidik tulang, seba­gian besar senyawa 99mTc-pirofosfat pan99mTc-polifosfatmasih tetap terakumulasi pa­da jaringan kritik tulang tikus Wistar hamildengan kandungan maksimal masing-masingmencapai 1,6454% dan 1,9529 % pada 4 jampasca perlakuan (Tabell, GambaI' 1).

Sementara keradioaktifan maksimal99mTc-pirofosfatdan 99mTc-polifosfatpada gin­jal tikus Wistar induk masing-masing mencapaiharga 0,8942% dan 2,3590% pada 4 dan 16jampasca perlakuan.

Kandungan 99mTc-polifosfat yang mele­bihi 99mTc-pirofosfatbaik pada jaringan tulangmaupun pada ginjal sesuai dengan gambaranpencucian darah (blood clearance) yang besardari 99mTc-polifosfat.Hasil ini sejalan denganlaporan Dewanyee dkk. (1972) yang menyata­kan, bahwa semakin besar harga berat mo-Iekulsuatu senyawa kompleks 99mTc-polifosfat(B-M­<3000) semakin cepat dikeluarkan dari tubuholeh ginjal.

Adanya proses pelaluan plasenta dari ke­dua senyawa 99mTc-pirofosfatdan 99mTc-poli­fosfat, tercermin pada gambaran keradioaktifanfetus tikus Wistar selama pengamatan berlang­sung.

272

Proceedings Seminar Reakwr Nuklir daLam Penelitian Sainsclan Teklwlagi MenuJu Era Tinggal Landas

Bandung, 8 -10 Okwber 1991PPTN - BATAN

Tabel1. Konsentrasi keradioaktifan jaringan dan organ tikus wistar hamil (% keradioaktifanyang diberikan/gram jaringan)

J aringan2jpp4jpp16jpp24jpp

Tc-pif

Tc-pofTc-pifTc-pofTc-pifTc-pofTc-pifTc-pof

Darah

0,10800,32550,10350,17130,03420,09330,02910,0636± 0,0063

± 0,0195± 0,0042± 0,0094± 0,0016± 0,0078± 0,0011± 0,0067Tulang

0,48041,37971,64501,95290,19891,40970,28361,7107± 0,0279

± 0,0879± 0,0643± 0,0323± 0,0205± 0,0529± 0,0493± 0,0481Ginjal

0,76801,64860,89422,10870,60162,35900,67471,9563± 0,0342

± 0,1451± 0,0372± 0,1354± 0,0141± 0,1425± 0,0302± 0,1406

l::eteranean:Jpp = jam paeea perlakuan, Te-pif = 99mTe-Pirofosfat, Tc-pof = 99mTe-polifosfat

'rabel1. Konsentrasi keradioaktifan jaringan dan organ tikus wistar hamil (% keradioaktifanyang diberikan/gram jaringan)

Jaringan2jpp4jpp16jpp24jpp

Tc-pif

Tc-pofTc-pifTc-pofTc-pifTc-pofTc-pifTc-pof

Darah

0,10800,32550,10350,17130,03420,09330,02910,0636± 0,0063

± 0,0195± 0,0042:I: 0,0094:I: 0,0016:I: 0,0078:I: 0,0011:I: 0,0067Plasenta

0,08471,12710,07270,10550,04111,08970,00680,0689:I: 0,0033

:I: 0,0059± 0,0015:I: 0,0041:I: 0,0043:I: 0,0057:I: 0,0029:I: 0,0043Fetus

0,00670,00810,00690,00580,00250,00450,00251,0028:I: 0,0001

:I: 0,0002± 0,001:I: 0,0001:I: 0,0003:I: 0,0001:I: 0,0001:I: 0,0001Embrio

0,18560,13540,12470,16240,08120,17040,90400,1397:I: 0,0125

:I: 0,0431:I: 0,0236:I: 0,0318:I: 0,0099:I: 0,0367:I: 1,1488:I: 0,0189

Beteranean:Jpp = jam paeea perlakuan, Tc-pif = 99mTe-Pirofoefat, Tc-pof = 99mTe-polifoefat ,0.0

j):::"':=-"--'_GoJ..-o"-. __ ·_---,,--~T....- --~~~-=---=-..===::~

"--- '--­---, Do

._~--------

-----.·--.Di

0.00' L...,........,- ,', Jam pp >,, ,Keterangan: i = Te-pirofosfat; G = ginjal; T = tulang; D =darah; 0 = Te-polifosfat.

Gambar 1. Kandungan keradioaktifan jaring­an dan organ tikus wistar hamil.

Keterangan: i = Te-pirofosfat; 0 = Te-polifoefat, E = embryoresorpsi; P = plasenta; F = fetus; D = darah;jampp = paseaperlakuan.

Gambar 2. Kandungan keradioaktifan jaring­an dan organ tikus wistar hamil.

273

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dnlam PenelitiaJL Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Sekalipun tingkat kandungan 99mTc-poli­fosfat pada darah, plasenta dan fetus tikuswistar melebihi apa yang terlihat pada 99mTc_pirofosfat dalam jaringan yang sarna, ternyatatingkat keradioaktifan kedua senyawa bertandatersebut semakin mengecil menurut urutan da­rah, plasenta, fetus.

Menurut Mahon dkk.(1973), senyawa99mTc-fosfatdengan berat molekul yang lebihbesar dengan rantai yang lebih panjang agaksusah melalui barrier plasenta. Dan bila sampaiterjadipelaluan plasenta, maka kecepatan arusbalik (turn over) senyawa 99mTc-fosfatdenganrantai panjang dalam fetus ke induk tidaklahsebesar pada 99mTc-fosfatdengan rantai pen­dek.

Adanya persamaan gambaran keradio­aktifan pada plasenta dan darah hewan induk,menunjukkan adanya fungsi plasenta sebagaijaringan endothelia yang memang lebih kurang18,0% dari komposisinya terdiri dari darah(Salhnic dkk. 1956).Pengertian tentang embrioresorpsi sebenarnya adalah embrio yang telahmati dan menyatu dengan plasentanya.

Berbeda dengan fetus yang masih hidup,pada embrio resorpsi tidak terdapat arus balik(turnover) senyawa kimia dari embrio ke hewaninduk. Jadi, jalannya transportasi bahan atausenyawa kimia terjadi hanya searah yaitu darahinduk_ embrio resorpsi.

Perbedaan kegiataan fIsiologiantara fetusyang masih hidup dan embrio resorpsi fetusyang teJjadi, telah menyebabkan tingkat kan­dungan kedua 99mTc-fosfatpada embrio resorp­si yang jauh melampaui apa yang disaksikanpada fetus, plasenta bahkan darah sekalipun(Tabel 2, GambaI' 2).

Dapat ditamba)1kan pula, bahwa gejalaproses pengapuran pada embrio resorpsi dapat

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

meningkatkan afInitas senyawa 99mTc-fosfatterhadap jaringan itu.

Analog dengan penyidikan yang dilakukanterhadap kondisi dan fungsi organ dengan ban­tuan suatu radiofarmaka yang sesuai, makaketidaknormalan ataupun kematian embrio da­lam kandungan dapat diketahui secara dini,suatu informasi yang dapat membantu ke­dokteran khususnya bagi para ahli kandungan(Kriegel, 1975).

KESIMPUIAN

Dari hasil-hasil penelitian di sini, dapatditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:1. Tingkat penimbunan kedua senyawa 99~c_

pirofosfat dan 99~c_ polifosfat yang cukuptinggi pada embrio resorpsi bila dibanding­kan dengan fetus mencerminkan tidak ter­dapatnya proses "lintas balik" (turn over)kedua zat tersebut dari embrio resorpsi ketubuh tikus Wistar Induk akibat kematianembrio.

2. Gambaran tingkat keradioaktifan kedua se­nyawa 99~c-pirofosfat yang semakin me­nurun menurut urutan seperti : darah tikusInduk ..•plasenta_ fetus, tidak ditemukanpada urutan darah tikus induk- plasenta +embrio resorpsi.

3. Ternyata senyawa 99~c-fosfat anorganikseperti 99~c_ pirofosfat dan 9~c-poli­fosfat secara potensial dapat digunakan se­bagai zat penyidik embrio yang telah matiatau embrio resorpsi.

4. Dengan menggunakan suatu senyawa radio­farmaka yang cocok dan memiliki afInitastinggi terhadap embrio resorpsi dapat di­pelajari gangguan fIsiologis, metabolismeataupun kematian embrio yang terjadi da­lam masa kehamilan.

DAFfAR PUSTAKA

1. DARUSSALAM, M. Biodistribusi perbandingan senyawa 9~c_ pirofosfat, 9~c-polifosfatdan 9~c-perteknetat pada tikus wistar albino dalam masa hamil dan menyusui, Disertasi,ITB, Bandung (1983).

2. DARUSSALAM,M. Tingkat radiokontaminasi 9~c04 - pada fetus dan neonat tikus wistar,masing-masing melalui plasenta dan kelenjar mamae, Proceedings Pertem. dan Present, Il­miah PeneI.Dasar IPTEK Nuklir, PPNY-BATAN,Yogyakarta

3. DARUSSALAM, M. Hubungan antara kandungan senyawa Teknesium-99m intrafetal dantingkat pertumbuhan fetus tikus wistar, Proc. Sem. Nas. BioI. Dasar I, Puslitbang Biologi,LIPI, Bogor (1990) 156-162.

4. DEWANYEE, M.K., J.W. FLETCHER AND M.A. DAVIS, Chemical properties and biologicdistribution of Technetium-tin-polyphosphates, J. Nucl. Med., 13 (1972) 427.

274

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalDIn Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Lamias

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

fS. KRIEGEL, H. (1975), Komunikasi pribadi.

E:. MAHON, D. F., G. SUBRAMANIAN AND J. G., McAFFEE, Experimental comparison ofradioactive agents for studies of the placenta, J. Nucl. Med., 14 (1973) 651-659.

7'. SALHANICK, H. A., L. M. NEAL, J. P. MAHONEY, Blood content of human placenta, J. Clin,Endocrinol, Metab., 16 (1956) 1120-1122.

DISKUSI

H. Imas Komala :1. Sejauh mana bahaya senyawa 99mtrc-fosfatterhadap fetus dan embrio ?2. Apakah cara ini lebih baik dari pada cara yang telah biasa dilakukan di bidang kedokteranuntuk tujuan yang sarna?M. Darussalam:1. Berdasarkan pada sifat fisiko-kimia radionuklida Teknesium-99m yang termasuk amat idealc1antingkat pelaluan plasenta dan penimbunan senyawa Tc-fosfat an organik yang relatif kecilpada fetus dapat dipastikan bahwa senyawa tersebut tidak membahayakan fetus atau embrio2. Senyawa bertanda penyidik embrio resorpsi yang sesuai dan tepat dapat mengungkapkangangguan atau hambatan pada proses metabolisme embrio yang mati secara cepat dan akurat.1'idak mustahil bahwa metoda ini memang dapat lebih baik dari cara konvensional untuk tujuanyang serupa.

Sukijati Djajusman :1. Apakah terjadinya embrio yang diresorpsi pada kehamilan tikus Wistar, karena kondisi yangsengaja dibuat atau terjadi secara alamiah.2. Berapakah besar dosis 99rnrrc-fosfatyang diaplikasikan kepada tikus Wistar induk ataumungkin karena terlalu tinggi sehingga mematikan embrio ?8. Secara logika selama plasenta masih terdapat pada hewan induk, terjadi aliran zat dari indukke fetus, tetapi setelah fetus mati, maka hubungan fetus ke induk terhenti. Apakah setelah fetus/embrio mati masih terdapat absorpsi secara fisiologiatau terjadi endapan karena adanya protein£3tus ?M. Darussalam:1. Dalam penelitian ini embrio resorpsi memang terjadi secara alami tanpa diberi perlakuansebelumnya.2. Besar keradioaktifan 99rnrrc-fosfatyang diaplikasikan sekitar 200-300 uCi untuk per ekor tikusWistar induk hamil tidak sampai membahayakan embrio atau fetus sesuai dengan tingkatpenimbunan senyawa tersebut yang relatip kecil pada keduanya.3. Pendapat Anda memang benar demikian. Ternyata pada embrio yang telah mati atau di­resorpsi terjadi penimbunan senyawa 99rnrrcfosfat yang jauh lebih besar daripada fetus yanghidup: Jadi hanya terjadi aliran zat yang sepihak yaitu dari induk ke embrio resorpsi tanpa ada

"turn over" (lintas balik). Setiap embrio yang telah mati dalam uterus, cenderun~ terjadi prosespengapuran (calcification), dan tampaknya hal ini yang mendorong senyawa 9 rnrrc-fosfatter­akumulasi padajaringan atau embrio resorpsi.

Gunandjar :1. Dalam penelitian ini digunakan 99rnrrc-pirofosfatdan 99mtrc-polifosfat, tetapi dalam ke­simpulan hanya disimpulkan 99rnrrc-fosfat saja. Mohon dijelaskan perbedaan perilaku99rnrrc-pirofosfatdan 99rnrrc-polifosfat.Karena kedua senyawa ini mempunyai sifat kimia yangberbeda.

2. Apa keunggulan dan kekurangan penggunaan 99rnrrc-pirofosfatdan 99rnrrc-polifosfat.M. Darussalam:

1. .J(edua senyawa fosfat anorganik bertanda Teknesium-99m (99rnrrc),99=rc-pirofosfat, 99=rc_polifosfat, memang berbeda sifat kimianya.Dari sisi lain kedua senyawa bertanda tersebutberbeda antara lain dalam biodistribusi, toksisitas dan sebagainya. Tekanan dari penelitian ini

275

Proceedings Seminar Reaktor Nllklir cWJam Penelitian Sainsdon, Tekrwlogi Menlljll Era Tinggal Lamias

Bandllng, 8· 10 Oktober 1991PPTN· BxrAN

adalah untuk mendapatkan informasi apakah kedua senyawa 99~c-pirofosfat dan99~c-polifosfat itu memiliki afinitas yang sarna terhadap embrio resorpsi. Ternyata memangdemikian halnya. Kalau dalam kesimpulan hanya mengemukakan senyawa 99rrufc-fosfatsaja,dimasudkan untuk keduanya.2. Sebenarnya kedua senyawa Tc-pirofosfat dan Tc-polifosfat merupakan zat penyidik tulangdalam bidang kedokteran nuklir. Kedua senyawa tersebut dapat memberikan gambar tatahantulang dengan baik, disamping memang 99~c-Polifosfat 1.4 x lebih toksik dari pada 99~_pirofosfat dan pencucian darah (blood removal) yang lebih keci!.

276