Efek Intervensi Makanan Formula Cair Instan Nano terhadap Kadar Protein dan Penyembuhan pada Sprague Dawley dengan Trauma Luka Bakar

Abstract

Luka bakar dapat berdampak pada keseluruhan sistem tubuh sehingga memerlukan penanganan yang khusus (Sanjaya dan Wardhana 2012; Stoddard Jr et al. 2015). Keparahan luka bakar dapat ditentukan berdasarkan luas area kulit yang terbakar dan kedalaman luka (Yastı et al. 2015). Penanganan pasien luka bakar membutuhkan kerjasama dari berbagai bidang, salah satunya ahli gizi. Asupan gizi yang tepat dan pemberian pada waktu yang tepat sangat penting untuk mencegah komplikasi yang memperparah keadaan. Zat gizi makro yang dibutuhkan untuk membantu proses penyembuhan luka bakar diantaranya adalah karbohidrat, lemak, dan protein (Clark et al. 2017). Zat gizi mikro yang penting untuk imunitas dan penyembuhan luka diantaranya adalah vitamin A, C, D dan mineral Fe, Cu, Se, dan Zn (Berger et al. 2018). Pasien luka bakar mengalami gangguan fungsi fisiologis tubuh diantaranya adalah gangguan mengunyah dan menelan, sehingga diperlukan makanan formula cair untuk memenuhi kebutuhan dan asupan gizinya. Salah satu bahan pangan lokal dengan kandungan gizi yang baik akan tetapi masih jarang dimanfaatkan adalah ikan lele dumbo (Clarias gariepinus) dan daun kelor (Moringa oleifera). Ikan lele merupakan salah satu sumber protein hewani dengan bioavailabilitas yang cukup tinggi dan mengandung asam amino yang cukup lengkap (Mustapha et al. 2014). Daun kelor kaya akan berbagai zat gizi diantaranya serat, protein, vitamin A, B kompleks, C, D, dan E. Selain itu terdapat berbagai mineral diantaranya tembaga, kalium, besi, magnesium, seng, kalsium serta antioksidan yang tinggi (Mbikay 2012; Daba 2016). Kombinasi antara tepung ikan lele-daun kelor yang digunakan sebagai salah bahan baku makanan formula cair instan diharapkan akan mampu menyumbang asupan zat gizi dalam proses penyembuhan pasien luka bakar. Penelitian ini adalah penelitian eksperimental yang menggunakan rancangan acak lengkap. Penelitian dilaksanakan di Pusat Studi Biofarmaka dan Pusat Studi Satwa Primata IPB. Izin etik penggunakan hewan coba diperoleh dari komisi etik hewan (KEH) LPPM IPB dengan No. 203-2021 IPB. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Desember 2020 sampai Oktober 2021. Hewan coba yang digunakan adalah tikus putih galur Sprague dawley berjenis kelamin jantan, usia 3 bulan, berat 200-350 gram, fisik sehat, dan aktif. Sampel dikelompokkan menjadi 6 perlakuan (K, MCK30, MCB15, MCB30, MCN15, MCN30) dengan masing-masing sampel pada tiap kelompok minimal 3 ekor tikus. Intervensi dilaksanakan dengan memberikan makanan formula cair instan berbahan tepung ikan lele-daun kelor selama 14 hari. Data yang diambil adalah berat badan, kadar total protein, kadar albumin serum, jumlah fibroblast, dan luas luka. Pengolahan data dilakukan menggunakan Microsoft Excel 2019. Analisis statistik dilakukan menggunakan SPSS version 16.0 for Windows. Variabel dideskripsikan dalam bentuk rata-rata, standar deviasi, dan persentase. Uji One-Way ANOVA dilakukan untuk melihat perbedaan antar kelompok, yaitu variabel berat badan, total protein serum, albumin serum, jumlah fibroblast, dan luas luka. Uji lanjut post-hoc Duncan diterapkan pada variabel yang berbeda signifikan. Perubahan berat badan pada keseluruhan kelompok rata-rata mengalami penurunan selama masa intervensi 14 hari. Hasil analisis uji beda pada hari ke-0, hari ke-6, dan hari ke-15 tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan antar kelompok perlakuan. Kehilangan berat badan ini dikarenakan cedera luka bakar yang menyebabkan hipermetabolisme terutama katabolisme yang tinggi, sehingga massa tubuh tanpa lemak banyak yang hilang. Kadar total protein dan albumin serum digunakan sebagai penduga protein dalam tubuh. Kadar total protein dan albumin serum pada hari ke-15 setelah intervensi masih di bawah nilai normal. Hasil analisis uji beda menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada kadar total protein maupun albumin serum antar kelompok perlakuan. Katabolisme yang meningkat pada tikus trauma luka bakar menyebabkan peningkatan pemecahan protein lebih banyak daripada sintesis protein. Hal ini juga berdampak pada rendahnya kadar albumin serum. Intervensi MCN 15 memiliki kecenderungan meningkatkan serum total protein dan intervensi MCN 30 mempunyai kecenderungan mampu meningkatkan kadar serum albumin. Proses nano yang diterapkan pada tepung ikan lele-daun kelor mampu meningkatkan daya cerna dari protein dan albumin. Jumlah fibroblast adalah salah satu variabel histopatologi yang diamati untuk melihat proses penyembuhan luka secara mikroskopis. Hasil analisis uji beda antar kelompok tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan pada rata-rata jumlah fibroblastt pada hari ke-15. Rata-rata jumlah fibroblast bervariasi antara 81,10-93,63. Kandungan protein, albumin, dan antioksidan pada makanan formula cair instan nano cenderung mampu meningkatkan proliferasi fibroblast sehingga proses penyembuhan berlangung lebih cepat dan mencapai tahap akhir fase proliferasi pada hari ke-15. Proses penyembuhan luka secara makroskopis diamati melalui luas luka. Seluruh kelompok mengalami penurunan luas luka, dengan penurunan terbesar pada kelompok MCN 30 yaitu 911±130 mm2 atau sebesar 56,37%. Hal ini menunjukkan proses penyembuhan luka telah membaik. Hasil analisis uji beda one-way ANOVA menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan antar kelompok perlakuan pada hari ke-1 dan hari ke-15. Hasil analisis uji beda pada selisih luas luka antara hari ke-1 dan ke-15 menunjukkan perbedaan yang signifikan pada kelompok MCN 30 dan kontrol, MCK 30, MCB 15, dan MCN 15 akan tetapi tidak berbeda nyata dengan MCB 15 yang dibuktikan dengan uji lanjut Duncan (p<0,05). Pemberian intervensi makanan formula cair instan berbahan tepung ikan lele-daun kelor nano memiliki kecenderungan dalam meningkatkan kadar total protein serum, albumin serum, dan mempercepat proses penyembuhan luka pada tikus akan tetapi belum signifikan. Penelitian lebih lanjut diperlukan dengan memperpanjang durasi intervensi minimal 21 hari agar proses penyembuhan masuk pada tahap akhir yaitu remodeling, penambahan tikus cadangan, dan penambahan kelompok kontrol tikus sehat sebagai acuan nilai normal beberapa variabel, seperti kadar total protein serum, albumin serum, dan jumlah fibroblast.

Burn injury has an impact on the entire body system so it requires special treatment (Sanjaya dan Wardhana 2012; Stoddard Jr et al. 2015). Burn severity can be determined based on the area of the skin burned called total body survace area (TBSA) and the depth of the wound (Yastı et al. 2015). Burn patient care requires cooperation from various fields, one of them is nutritionist. Proper nutrition and administration at the right time are also very important to prevent severe complications. Macronutrients needed to help burn healing process include carbohydrates, fats, and proteins (Clark et al. 2017). Micronutrients also important for immunity and wound healing include vitamins (A, C, and D) and minerals (iron, copper, selenium, and zinc) (Berger et al. 2018). Burn injury impact the physiological function in patients, including chewing and swallowing disorders, therefore liquid food formula are needed to meet their nutritional needs. One of the local food with good nutritional content but still rarely used are catfish (C. gariepinus) and moringa leaf (M. oleifera). Catfish is a source of animal protein with high bioavailability and complete amino acids (Mustapha et al. 2014). Moringa leaf is rich in various nutrients such as fiber, protein, and vitamins (A, B complex, C, D, and E). In addition, it content of various minerals such as copper, potassium, iron, magnesium, zinc, calcium, and high antioxidant (Mbikay 2012; Daba 2016). The combination between catfish-moringa leaf flour which is used for instan liquid food formula is expected to be able to contribute the nutrient intake for wound healing process in burn. This study was experimental study used completely randomized design. The research was carried out at Pusat Studi Biofarmaka and Pusat Sudi Satwa Primata IPB. Ethical clearance for use of experimental animals was obtained from Komisi Etik Hewan (KEH) LPPM IPB with No. 203-2021 IPB. The research was carried out from December 2020 until October 2021. The experimental animals used were white rats with Sprague dawley strain, male, 3 months old, weight 200-350 grams, physically healthy, and active. The sample were grouped into 6 treatments (K, MCK30, MCB15, MCB30, MCN15, and MCN30) with minimal sample in each group at least 3 rats. The intervention was carried out by giving instant liquid food formula from catfish-moringa leaf flour for 14 days. The data taken were body weight, serum total protein level, serum albumin level, number of fibroblasts and wound area. Data processing was performed using Microsoft Excell 2019. Statistical analysis was performed using SPSS version 16.0 for Windows. Variables are described in terms of mean, standard deviation, and percentage. One-way ANOVA test was conducted to determine the difference between groups, such as body weight, total serum protein, serum albumin, the number of fibroblasts, and wound area. Duncan’s post-hoc follow-up test was applied to significantly different variables. Changes in body weight in all group decreased during the 14 days intervention period. The results of the analysis of the different test on each day did not show a significant difference between the treatment groups. The weight loss is due to burn trauma cause hypermetabolism following by high of catabolism so the skeletal muscles continues to break down and effect on weight loss in rats with burn injury. Total protein and serum albumin levels were used to estimators of protein in the body. Total protein and serum albumin levels in the 15th day after intervention were still lower than the normal value. The results of different test analysis showed that there was no significant difference in total protein and serum albumin levels between the treatment groups. Hypermetabolism and increase of catabolism in burn rats caused a greater increase in protein breakdown than protein synthesis. This also has an impact on low serum albumin levels. There was a tendency that MCN 15 could increase serum total protein level and MCN 30 could increase serum albumin level. Nano technology that applied on catfish-moringa leaf flour could increase digestibility of protein and albumin. The number of fibroblasts is one of the histopathological variables observed to determine the microscopic wound healing process. Test of difference between groups did not show a significant difference. The average number of fibroblast varied between 81,10-93,63. Protein, albumin, and antioxidants in the nano instant liquid food formula has a tendency to increase fibroblast proliferation so the healing process more faster and reach the final stage of proliferative phase on 15th day. Macroscopic wound healing process observed through the area of wound. All groups decreased in wound area, with the largest decrease occured in MCN 30 group, namely 911±130 mm2 or 56,37%. This shows that wound healing process has improve. The results of the one-way ANOVA analysis showed that there was no significant difference between the treatment groups on day 0 and 15th. The result of different test analysis on the difference in wound area between the 1st and 15th days showed a significant difference between MCN 30 and control, MCK 30, MCB 15, MCN 15 but no difference with MCB 15 with Duncan’s post-hoc follow-up test. Intervention of instan liquid food formula from catfish-moringa leaf flour nano had a tendency to improve serum total protein and serum albumin levels, and accelerated the healing process in burn rats but not significant. Further research is needed by extending the intervention duration to minimum 21 days so the healing process enters to final phase, namely remodeling, adding spare rats, and adding a control group of healthy rats as reference for the normal value of several variables, such as total serum protein level, serum albumin level, and the number of fibroblast.