Abstrak :

A B S T R A K

Nama	:  Helmi Rosa Gunadi
Program Studi	:  S-2 Magister Kedokteran Kerja
Judul	: Hubungan  Pemanjangan  Waktu  Reaksi  dengan  Persentase  Penurun   Aktivitas  Asetilkolinesterse   Plasma   Sesudah  Pajanan  Organofosfat   pada Petani Penyemprot Padi Laki-Laki.
Pembimbing	: Astrid Sulistomo dan  Joedo Prihartono

 

 

Latar Belakang. Pestisida golongan organofosfat masih menjadi pilihan bagi sebagian besar petani di Indonesia untuk meningkatkan produktivitas hasil tanamnya, namun di lain pihak organofosfat memiliki efek toksik terhadap berbagai sistem tubuh, salah satunya adalah sistem syaraf. Pestisida organofosfat yang masuk kedalam tubuh kemudian mempengaruhi kerja enzim kolinesetrase. Penelitian ini bertujuan untk mengetahui korelasi antara pemanjangan waktu reaksi dengan persentase penurunan aktivitas asetilkolinesterase plasma pada petani padi laki-laki penyemprot padi yang terpajan organofosfat.

 

Metode. Penelitian ini menggunakan gabungan dua jenis disain yakni kohort tanpa pembanding untuk menilai perubahan kedua waktu reaksi dan aktivitas asetilkolinesterase plasma. Sedangkan korelasi di antara kedua variabel tersebut dilakukan secara potong lintang. Penelitian dilaksanakan di desa “PA”, Kabupaten Subang dengan cara cluster random sampling. Pengumpulan data dilakukan dengan wawancara menggunakan kuesioner, pemeriksaan fisis, dan pengamatan cara kerja. Pemeriksaan AchE plasma dan waktu reaksi dilakukan sebelum dan sesudah aktivitas penyemprotan.

 

Hasil. Dari 65 responden petani penyemprot padi, 64 responden (98,46%) mengalami pemanjangan waktu reaksi suara serta 62 responden (95,4%) mengalami pemanjangan  waktu reaksi cahaya sesudah melakukan penyemprotan pestisida organofosfat. Median persentase penurunan aktivitas AchE plasma adalah 3,41 (0,22 – 9,75)%. Terdapat perbedaan yang bermakna terhadap perubahan AchE Plasma sebelum dan sesudah pajanan organofosfat. Tidak terdapat korelasi antara pemanjangan kedua waktu reaksi dengan persentase perubahan aktivitas asetilkolinesetrase plasma sebelum dan sesudah pajanan organofosfat dan tidak ditemukan hubungan bermakna antara pemanjangan waktu reaksi suara dan pemanjangan waktu reaksi cahaya dengan semua faktor resiko yang diteliti (usia, persentase penurunan AchE plasma, merokok pada saat menyemprot, status gizi, penggunaan APD pada saat menyemprot, durasi lama menyemprot, dan tugas kerja)

 

Kesimpulan. Tidak terdapat korelasi antara persentase penurunan aktivitas AchE Plasma dengan pemanjangan kedua waktu reaksi, dan tidak ditemukan fakto resiko yang berhubungan.

 

Kata kunci. Waktu Reaksi, Asetilkolinesterase, Petani, Pestisida, Organofosfat.

 

 

---

A B S T R A C T

Name	:  Helmi Rosa Gunadi
Program	:  Master of Occupational Medicine
Judul	:  Prolonged of  Reaction  Time and Percentage Acethylcholinesestrase     Plasma  Activity   Decrease After Organophosphate Exposure Among   Male Rice Farmer.
Pembimbing	: Astrid Sulistomo and Joedo Prihartono

 

 

Background. Organophosphate pesticides are still the only option for most farmers in Indonesia to increase the productivity of their crops, but on the other hand organophosphates have toxic effects on various body systems, one of which is the nervous system. Organophosphate pesticides that enter the body, will inhibit the action of cholinesterase enzymes. This study aims to determine the correlation of prolonged reaction time with the percentage of acetylcholinesterase plasma activity decrease among rice farmers after exposure of organophosphat.

Method. The study using a combination of two types of design, that is cohort without comparison to asses both of the reaction time and acethylcholinesterase plasma activity, while the correlation between the two variables using crosssectional. The subjects worked as usual without  any intervention during this study. Samples were selected using cluster random sampling method at the neighbourhood association level. Data were collected using questionnaires, physical examination, blood examination and observation of working process. Acetylcholinesterase measurement and Time Reaction examination was conducted before and after spraying. Data analysis was performed using SPSS Statistic 20.0 statistic program.

 

Results. From 65 rice spray recruited, a total 64 subject (98,46%) showed prolonged sound  reaction time and 62 subject (95,4%) had prolonged light reaction time after spraying with organophosphate pesticide. There is significant difference between changes of AchE plasma before and after organofosfat exposure. There is no correlation between both of delayed reaction time with the percentage activity decrease of AchE plasma. Decrease in activity of AchE was 3,41 (0,22-9,75)%.  No significant association was found  between prolonged reaction time and  percentage decrease of plasma AchE and other studied risk factors (age, smoking while spraying, BMI, and duration of spray).

 

Conclusion. There was no correlation between prolonged time reaction with percentage of activity plasm acethylcholinesterase decrease among male rice farmer after exposure to organophosphate.

 

Keywords: Reaction time, acethylcholinesterse, farmer, pesticide, organophosphates

 

Abstrak :
Latar Belakang: Organofosfat (OP) merupakan pestisida yang paling banyak digunakan di dunia. Sebagai substansi kimia, zat ini memiliki efek toksik bagi manusia yang terpapar. Salah satu dampak OP adalah penurunan fungsi kognitif. Berdasarkan penelitian Bosma, et al, prevalensi gangguan kognitif ringan pada pekerja yang terpapar pestisida adalah 35%. Di Indonesia, penelitian dari Dewi RM menunjukkan bahwa 39,1% petani jeruk yang terpapar pestisida mengalami gangguan kognitif ringan. Sampai saat ini belum ada penelitian di Indonesia yang mengukur efek samping pestisida pada petani bunga. Padahal, penggunaan pestisida pada tanaman bunga diperkirakan lebih besar dibandingkan komoditas lain, sehingga risiko dan dampak paparan pada petani pun menjadi lebih besar. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan asetilkolinesterase (AChE) dalam sel darah merah terhadap fungsi kognitif pada petani bunga laki-laki penyemprot pestisida. Metode: Desain potong lintang dengan besar sampel 40 orang. Penelitian dilakukan di Kecamatan Parongpong, Kabupaten Bandung Barat. Pengambilan sampel menggunakan consecutive sampling dengan instrumen wawancara, MMSE, dan pemeriksaan AChE eritrosit. Hasil: Aktivitas AChE dalam sel darah merah memiliki median 4599.06 (1760-6828). Prevalensi penurunan fungsi kognitif pada petani bunga laki-laki penyemprot pestisida mencapai 75%. Tidak terdapat hubungan antara AChE sel darah merah terhadap fungsi kognitif (p=0,87). Namun, terdapat hubungan yang bermakna antara variabel masa kerja (p=0,007), tingkat pendidikan (p=0,001), komposisi pestisida (p=0,014), dan exposure rate (p<0,001) terhadap fungsi kognitif. Tidak ada perbedaan bermakna antara perbandingan rerata AChE pada kelompok yang mengalami penurunan fungsi kognitif dan kelompok yang normal (OR=1 dengan 95% CI 0,2-4,1). Kesimpulan Saran: Prevalensi penurunan fungsi kognitif pada petani bunga laki-laki yang terpajan pestisida OP cukup tinggi (75%). Penelitian ini menunjukkan ada hubungan yang bermakna antara fungsi kognitif responden dengan faktor risiko okupasi, terutama dalam hal masa kerja. Untuk mencegah terjadinya dampak penggunaan pestisida yang lebih berat, perlu adanya program pengendalian bagi petani pengguna pestisida serta pengawasan pada produsen pestisida. ......Background: Organophosphate (OP) is the most widely used pesticide in the world. As a chemical substance, this substance has toxic effects for humans who are exposed. One of the effects of OP is a decline in cognitive function. Based on the research of Bosma, et al, the prevalence of mild cognitive impairment in workers exposed to pesticides is 35%. In Indonesia, research from Dewi RM shows that 39.1% of citrus farmers exposed to pesticides experience mild cognitive impairment. Until now there has been no research in Indonesia that measures the side effects of pesticides on cut-flower farmers. In fact, the use of pesticides in flower plants is estimated to be greater than other commodities, so that the risk and impact of exposure on farmers becomes even greater. The purpose of this study was to determine the relationship of acetylcholinesterase (AChE) in red blood cells to cognitive function in male cut-flower farmers spraying pesticides. Method: Cross-sectional design with a sample size of 40 people. The study was conducted in Parongpong District, West Bandung Regency. Sampling using consecutive sampling with interview instruments, MMSE, and erythrocyte AChE examination. Results. AChE activity in red blood cells has a median of 4599.06 (1760-6828). The prevalence of cognitive decline in male cut-flower farmers spraying pesticides reaches 75%. There was no relationship between red blood cell AChE and cognitive function (p = 0.87). However, there was a significant relationship between variables of years of work (p = 0.007), level of education (p = 0.001), pesticide composition (p = 0.014), and exposure rate (p <0.001) on cognitive function. There was no significant difference between the average comparison of AChE in the group that experienced a decline in cognitive function and the normal group (OR = 1 with 95% CI 0.2-4.1). Conclusion and Suggestions: The prevalence of cognitive impairment in male cut-flower farmers exposed to OP pesticides is quite high (75%). This study shows that there is a significant relationship between the cognitive function of the respondents with occupational risk factors, especially in terms of years of work. To prevent the impact of the use of pesticides, it is necessary to have a control program for farmers using pesticides and supervision of pesticide producers.

Abstrak :
Biosensor berbasis penghambatan enzim asetilkolinesterase (AChE) oleh isoprokarb berhasil dikembangkan. Elektroda pensil grafit (GPE) termodifikasi polianilin (PANI) dan nanopartikel emas (AuNPs) digunakan untuk mendeteksi perubahan respon tiokolin dengan adanya isoprokarb. Elektroda ini dipreparasi dalam dua tahap menggunakan teknik cyclic voltammetry (CV), yaitu elektropolimerisasi anilin pada GPE dan elektrodeposisi AuNPs pada permukaan GPE termodifikasi PANI. Karakterisasi yang dilakukan dengan SEM-EDX menunjukkan bahwa AuNPs berukuran 8-80 nm dapat diendapkan pada permukaan pensil grafit termodifikasi polianilin. Karakterisasi elektrokimia menggunakan CV menunjukkan peningkatan luas permukaan aktif elektroda sekitar 2 dan 3,3 kali dibandingkan dengan GPE yang tidak dimodifikasi. Selanjutnya, puncak oksidasi tiokolin yang dibentuk oleh reaksi enzimatik AChE dengan adanya asetiltiokolin dapat diamati pada potensial +0,675 V (vs. Ag/AgCl). Arus puncak yang dihasilkan turun secara linier dengan adanya isoprocarb dalam konsentrasi konstan AChE dan asetilthiocholine. Pada kondisi optimum larutan 0,1 M PBS pH 7,4 yang mengandung 100 mU/ml AChE dan 1 mM asetiltiokolin klorida, waktu kontak 15 menit dan waktu inhibisi 25 menit, kurva kalibrasi linier isoprocarb dapat dicapai pada rentang konsentrasi 0,0005 hingga 0,05 ¼M dengan batas deteksi dan kuantifikasi masing-masing 0,0106 ¼M dan 0,0355 ¼M, dengan sensitivitas 47,4810 ¼A/¼M.mm. Selanjutnya, pengukuran keberulangan menghasilkan nilai yang baik untuk 9 kali pengukuran diamati dengan RSD 4,57%, menunjukkan bahwa biosensor yang dikembangkan menjanjikan untuk mendeteksi isoprocarb. ......An analysis tool for isoprocarb has been successfully developed as a biosensor system based on enzymatic inhibition of acetylcholinesterase (AChE) by isoprocarb. A gold nanoparticles-polianiline modified graphite pencil electrode (AuNPs-PANI-GPE) was utilized to detect the change of thiocholine in the presence of isoprocarb. This electrode was prepared by two cyclic voltammetry steps, including electro-polymerization of aniline on a graphite pencil and electro-deposition of gold nanoparticles on the polyaniline surface. Characterization performed by SEM-EDX indicated that 8-80 nm size of gold nanoparticles could be deposited on the surface of polyaniline-modified graphite pencil. Electrochemical characterization using cyclic voltammetry suggested that the active surface area of the prepared electrode was 0.17019 cm2, which was about 2 and 3.3 times compared to that of the unmodified GPE. Furthermore, an oxidation peak of thiocholine was observed at a potential of +0.675 V (vs. Ag/AgCl), formed by an enzymatic reaction of AChE in the presence of acetylthiocholine. This peak current was found to increase linearly with acetyl thiocholine concentrations, while in the presence of isoprocarb in a constant concentration of AChE and acetylthiocholine the peak linearly decreased. At the optimum condition of 0.1 M PBS pH 7.4 containing 100 mU/ml acetylcholinesterase and 1 mM acetythiocholine chloride, the inhibition and the contact time of 25 min and 15 min, a linear calibration curve of isoprocarb could be achieved in the concentration range of 0.0005 to 0.05 ¼M with an estimated limits of detection and quantifications of 0.0106 ¼M and 0.0355 ¼M, respectively, with the sensitivity of 47.4810 ¼A/¼M.cm2. Furthermore, an excellent stability for 9 times measurements was observed with an RSD of 4.57%, suggesting that the developed tools is promising for the detection of isoprocarb.

Abstrak :
Ruang Lingkup dan Cara Penelitian : Talasemia adalah penyakit kelainan darah herediter yang disebabkan oleh gangguan sintesis rantai globin-β. Penyakit ini diturunkan secara otosom resesif dan dicirikan antara lain oleh adanya anemia hemolitik akibat destruksi dini sel darah merah pada sumsum tulang dan pada peredaran darah perifer. Penyakit talasemia-βsampai saat ini masih menjadi masalah medik dan sosial. Hal ini disebabkan belum ditemukannya pengobatan yang efektif dan masih diperlukannya transfusi darah yang berkelanjutan. Dari penelitian terdahulu telah diketahui bahwa pada talasemia-β terjadi gangguan susunan dan fungsi membran yang disebabkan oleh adanya radikal bebas dalam jumlah yang lebih besar dari pada biasanya. Asetilkolinesterase (AchE) diketahui merupakan petanda untuk integritas membran. Mengingat bahwa pada membran SDM Talasemia-β terjadi perubahan susunan dan fungsi membran maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui sejauhmana perubahan tersebut mempengaruhi aktivitas AchE. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan aktivitas AchE pada SDM Talasemia-β dan SDM Normal serta untuk melihat kemampuan vitamin E dalam menahan beban oksidatif yang disebabkan oleh penambahan t-BHP pada SDM Normal dan Talasemia-β. Penentuan aktivitas dilakukan pada suspensi SDM 10 % dari 20 sampel SDM Normal dan 20 sampel SDM Talasemia-β yang diberi beban oksidatif dengan atau tanpa pemberian antioksidan. Khusus pada SDM Talasemia-β dilakukan pengukuran aktivitas AchE setelah pemberian antioksidan. Aktivitas enzim ditentukan dengan metode Beutler, yaitu dengan mengukur warna yang terbentuk antara substrat asetiltiokolin dengan asam 5-5 ditiobisnitrobenzoat (DTNB) secara spektrofotometri. Sebelum pengukuran aktivitas AchE dilakukan pengukuran kadar Hb, kadar protein dan jumlah eritrosit. Hasil dan kesimpulan : Kadar Hb SDM Talasemia- β(2,23 ±0,38 g/dL) lebih rendah dibandingkan SDM Normal (2,84 ± 0,31 g/dL). Kadar protein SDM Talasemia-β (5,41 ± 1,12 g/dL) lebih rendah (p <0,05) dibandingkan SDM Normal (6,92 ± 0,71 g 1 dL). Jumlah eritrosit Talasemia-β (1,003 ±0,045/mLx106) tidak terlalu berbeda (P> 0,05) daripada SDM Normal (1,004±0,1261mLx106). SDM Normal yang diberi beban oksidatif (SDMN2) mempunyai nilai aktivitas AchE/g Hb, aktivitas spesifik AchE dan aktivitas AchE/jumlah eritrosit yang lebih rendah dibandingkan SDM Normal yang hanya diberi KRP (SDMN1). Pemberian t-BHP pada SDM Normal menurunkan aktivitas AchE, baik yang dinyatakan per g Hb, per g protein maupun per jumlah eritrosit. Pemberian vitamin E pada SDM Talasemia-β dapat memperbaiki aktivitas AchE yang dinyatakan per g Hb, per g protein maupun per jumlah eritrosit. Pemberian vitamin E pada SDM Talasemia-β yang diberi beban oksidatif dapat mengurangi penurunan aktivitas AchE per g Hb, per g protein maupun per jumlah eritrosit.

Abstrak :
Latar belakang: Filariasis bancrofti merupakan vector-borne disease yang terutama ditularkan melalui gigitan nyamuk Culex quinquefasciatus dan masih menjadi masalah kesehatan di Indonesia. Penggunaan insektisida yang sering dan dalam jangka waktu yang lama menyebabkan resistensi pada Cx. quinquefasciatus dan mekanisme resistensi tersebut dapat dievaluasi melalui aktivitas enzim detoksifikasi. Namun, belum ada penelitian tentang aktivitas enzim detoksifikasi pada nyamuk Cx.quinquefasciatus yang dipaparkan oleh λ-sihalotrin di Jakarta. Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi aktivitas larvasida λ-sihalotrin terhadap larva Cx. quinquefasciatus dan mendeskripsikan mekanisme larvasida melalui aktivitas enzim detoksifikasi. Metode: Uji bioassay dilakukan dengan memaparkan larva Cx. quinquefasciatus terhadap lima konsentrasi λ-sihalotrin (0,002; 0,015; 0,05; 0,2; 0,7 ppm). Angka mortalitas diukur setelah paparan selama 24 jam. Aktivitas enzim detoksifikasi meliputi asetilkolinesterase (AChE), glutation s-transferase (GST), dan cytochrome c-oxidase (COX) dianalisis menggunakan metode Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Hasil: Setelah paparan λ-sihalotrin selama 24 jam, angka mortalitas larva Cx. quinquefasciatus mulai dari 28,8% - 100%. Angka mortalitas 100% (125/125) ditemukan pada λ-sihalotrin dengan konsentrasi 0,7 ppm. Nilai LC50 sebesar 0,054 ppm (95% CI 0,038 – 0,068) dan LC90 sebesar 0,148 ppm (95% CI 0,117 – 0,208). Λ-sihalotrin menyebabkan peningkatan enzim AChE yang tidak signifikan, peningkatan enzim GST yang signifikan, dan penurunan enzim COX yang tidak signifikan. Kesimpulan: Λ-sihalotrin dengan konsentrasi 0,7 ppm memiliki aktivitas larvasida yang tinggi dengan mekanisme memengaruhi enzim detoksifikasi. ......Introduction: Bancrofti filariasis is a vector-borne disease transmitted by the Culex quinquefasciatus mosquito and is still a major health problem in Indonesia. Heavy and long-term use of insecticides causes the development of insecticide resistance in Cx. quinquefasciatus and the resistance mechanisms can be evaluated through detoxification enzymes. However, there has been no research on detoxifying enzymes activity in Cx. quinquefasciatus mosquitoes exposed to λ-cyhalothrin in Jakarta. Objective: This study aimed to evaluate the larvicidal activity of λ-cyhalothrin against Cx. quinquefasciatus larvae and describe the larvicidal mechanism through detoxification enzymes activity. Method: Bioassay tests were performed by exposing Cx. quinquefasciatus larvae to five concentrations of λ-cyhalothrin (0.002; 0.015; 0.05; 0.2; 0.7 ppm). The mortality rate was measured after exposure for 24 hours. The detoxification enzymes activity, including acetylcholinesterase (AChE), glutathione s-transferase (GST), and cytochrome c-oxidase (COX), were analyzed using the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) method. Result: After exposure to λ-cyhalothrin for 24 hours, the mortality rate of Cx. quinquefasciatus ranges from 28.8% - 100%. A mortality rate of 100% (125/125) was found in λ-cyhalothrin with 0,7 ppm concentration. The LC50 value was 0.054 ppm (95% CI 0.038 – 0.068) and the LC90 was 0.148 ppm (95% CI 0.117 – 0.208). Λ-cyhalothrin caused a non-significant increase in the AChE enzyme, a significant increase in the GST enzyme, and a non-significant decrease in the COX enzyme. Conclusion: Λ-cyhalothrin with a concentration of 0.7 ppm has high larvicidal activity by influencing detoxification enzymes.

Abstrak :
Pencegahan penyakit tular vektor nyamuk kini dipersulit dengan munculnya resistensi vektor terhadap insektisida. Insektisida organofosfat (OP)-malation merupakan salah satu insektisida yang masih digunakan di Indonesia, oleh karena itu pengawasan status resistensi vektor terhadap insektisida tersebut perlu dilakukan. Dua mekanisme utama yang mendasari resistensi vektor terhadap malation adalah peningkatan enzim metabolik esterase dan insensitif enzim asetilkolinesterase (AChE). Penelitian sebelumnya di Indonesia telah melaporkan keterlibatan enzim esterase pada resistensi vektor terhadap malation, namun peran insensitif AChE belum diketahui jelas. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif menggunakan nyamuk Aedes aegypti dari Jawa Tengah. Penelitian dilakukan pada bulan April-Oktober 2013 di Lembaga Eijkman. Aedes aegypti sensitif dan resistan malation hasil bioassay dianalisis secara molekuler untuk mengetahui aktivitas enzim AChE yang tersisa setelah dihambat oleh malation. Selain itu, tiga mutasi titik (G119S, F290V, dan F455W) pada gen Ace1 juga dideteksi untuk melihat pengaruh ada tidaknya ketiga mutasi tersebut terhadap aktivitas enzim AChE setelah dihambat oleh malation. Aktivitas enzim AChE ditentukan berdasarkan metode Ellman, sedangkan deteksi mutasi G119S dengan metode PCR-RFLP, dan mutasi F290V-F455W dengan metode PCR-Sequencing. Tidak ada perbedaan "aktivitas sisa" enzim AChE yang bermakna dan tidak ditemukan mutasi G119S, F290V, dan F455W pada Ae. aegypti resistan. Hasil ini menandakan bahwa mekanisme insensitif AChE tidak mendasari resistensi Ae. aegypti terhadap malation di Jawa Tengah. Walaupun demikian, terdapat peningkatan "aktivitas sisa" AChE yang tidak bermakna pada Ae. aegypti resistan dibanding Ae. aegypti sensitif. Hasil ini menandakan bahwa kemungkinan terdapat peran enzim lain yang dapat memetabolisme malation lebih cepat atau terjadi peningkatan produksi AChE pada nyamuk resistan sehingga AChE tetap dapat menghidrolisis substratnya (asetilkolin). Mekanisme insensitif AChE belum terlibat penuh dalam mendasari resistensi Ae. aegypti terhadap malation di Jawa Tengah, namun kemungkinan mekanisme ini terlibat dapat diteliti lebih lanjut dengan menganalisis peningkatan produksi enzim AChE yang juga dapat memengaruhi aktivitas AChE selain mutasi gen Ace1.

---

The prevention of mosquito-borne diseases becomes difficult to overcome since the vectors have developed resistance to insecticides. The molecular basis of resistance to insecticides therefore need to be explored to determine the resistance status earlier. In Indonesia, organophosphate (OP)-malathion insecticide has been widely used to control vector population and therefore the resistance status to this insecticide should be under control. Two main mechanisms have known to be associated with resistance to malathion, previous studies in Indonesia reported that esterase responsible in resistance to malathion, however the insensitive AChE-based mechanism remain to be determined. Descriptive study was conducted at Eijkman Institute during April to October 2013 using Aedes aegypti from Central Java. Malathion sensitive and resistant Ae. aegypti from bioassay were subjected to molecular analysis to compare the remaining activitiy of AChE between those mosquitoes after inhibited by malathion. The presence of three point mutations (G119S, F290V, and F455W) in the Ace1 gene associated with resistance to malathion were also detected to see the effect of the absence or presence of those mutations to AChE activity. The results showed that AChE remaining activities in the resistant Ae. aegypti have no significantly different compare to those in the sensitive Ae. aegypti. No associated mutations found in the Ace1 gene (G119S, F290V, or F455W) as well. These results indicated that insensitive AChE-based mechanism is not involved in Ae. aegypti resistance to malathion in Central Java. However, we noticed that the remaining activities of AChE are increased insignificantly in resistant Ae. aegypti, suggesting the possibilities of metabolic enzyme which can degrade insecticide faster or could be due to overproduction of AChE enzyme which may increase the hydrolizing process of acetylcholine (ACh). Insensitive AChE-based mechanism is still not fully involved in Ae. aegypti resistance to malathion in Central Java, however the potency of its involvement should be further analyzed by considering the overproduction of AChE enzyme itself which could contribute in AChE activity enhancement other than Ace1 gene mutation.

Abstrak :
Ulat grayak Spodoptera sp. merupakan salah satu hama yang sangat merusak. Berbagai insektisida kimia telah diciptakan untuk mengontrol serangga tersebut salah satunya bekerja dengan menginhibisi Asetilkolinesterase AchE pada sistem syaraf. Akan tetapi, insektisida kimiawi tersebut menyebabkan efek samping terhadap mamalia yang memiliki situs katalitik sejenis serta terakumulasi pada hewan air. Kita perlu menciptakan insektisida yang ramah lingkungan, ramah pengguna, secara spesifik mengontrol ulat grayak, dan terdegradasi secara alamiah dalam tubuh hewan air. Penelitian ini menginvestigasi aktifitas protease sistein jahe merah Zingiber officinale var. Rubrum dalam kaitannya menginhibisi kerja Asetilkolinesterase ulat grayak. Jahe merah terkenal dengan kekuatan kandungan enzim proteasenya, yaitu zingibain. Jenis protease zingibain cocok dengan situs katalitik pada ulat grayak sehingga jahe merah potensial dijadikan bahan baku bioinsektisida ulat grayak yang memenuhi kriteria di atas. Jahe merah segar dicuci kemudian diekstraksi dengan dua variasi yakni menggunakan pelarut etanol 95 dan tanpa pelarut. Aktifitas enzim yang diperoleh menggunakan pelarut jauh lebih kecil dibandingkan dengan ekstrak yang diperoleh tanpa menggunakan pelarut sehingga tidak dilanjutkan ke tahap uji efikasi. Perolehan ekstrak tanpa menggunakan pelarut disentrifugasi pada 4600 rpm dan difilter. Filtrat kemudian dicampur dengan buffer natrium fosfat ber-pH 7 dengan rasio 1:1. Campurannya kemudian disentrifugasi kembali pada 4600 rpm selama 30 menit dan ambil supernatannya. Supernatan hasil ekstrak tersebut digunakan untuk mencelup daun pakan ulat grayak berinstar 4. Efeknya terlihat dengan kematian ulat grayak pada konsentrasi larutan 25 dan 50 sedangkan pada larutan berkonsentrasi 100 hanya tampak perlambatan tumbuh kembang ulat. Ekstrak crude jahe merah tidak cukup efektif mematikan ulat grayak walaupun aktifitas enzimatiknya mencapai 169 PU. Ekstrak tersebut perlu diteliti lebih lanjut untuk dapat diproduksi sebagai bioinsektisida komersial. ...... Armyworm Spodoptera sp. is highly polyphagous defoliator on various horticulture and grain plants. Various chemical insecticides have been created to control armyworms. One of those insecticides inhibits Acetylcholinesterase AChE in nervous system. Nevertheless, it causes side effect to mammals since their serine catalytic residu in their nervous system are inhibited and accumulated in under water living organism. There is a need to create an eco friendly, user friendly, and specific insecticide which only affect armyworm rsquo s nervous system, and degraded safely in the body of under water living organism. This research investigates cysteine protease rsquo s enzyme activity of red ginger Zingiber officinale var. Rubrum to block armyworm rsquo s AChE. Red ginger is known for its powerful proteolytic enzyme content, called zingibain. Its catalytic site also matches with residue site in armyworm rsquo s body so that red ginger rsquo s proteolytic enzyme can be used as bioinsecticide raw material which meets the criterias above. Fresh red ginger rhizomes were washed and extracted with 95 ethanol and without any organic solvents. Ethanol extracted has lower enzymatic activity than non solvent extract so that only non solvent extract was continued to efication test. Non solvent was then deposited in low temperature and centrifuged at 4600 rpm to get rid of its starch content. It was filtrated through filtration paper to remove large contaminants. The filtrate was poured into 0.1 M Potassium Phospate buffer pH 7 with ratio 1 1. The liquid was then centrifuged again at 4600 rpm for 30 minutes before collecting the supernatant. Fresh leaves were then dipped into crude ginger protease extract and fed to fourth instar armyworms. Leaves dipped into non diluted extract were barely eaten by armyworm while the 50 and 25 dilution was half eaten and most eaten. The crude red ginger extract was not strong enough to kill them although the research showed its enzymatic activity reaches up to 169 PU. It still needs improvement to be produced as commercial bioinsecticide.

Abstrak :
Residu pestisida organofosfat di alam sangat berbahaya bagi manusia karena dapat menginhibisi enzim asetilkolinesterase (AChE) di alam neurotransmitter otak. Pada penelitian ini dikembangkan metode pengukuran pestisida dengan cara memonitor aktivitas AChE melalui pembentukan tiokolin hasil hidrolisis enzimatik asetiltiokolin iodida (ACTI). Tiokolin yang terbentuk dapat dioksidasi secara elektrokimia pada elektroda boron-doped diamond (BDD) sehingga digunakan metode elektrokimia dengan BDD sebagai elektroda kerja. BDD dipreparasi dengan Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition. Karakterisasi dengan SEM menunjukkan ukuran partikel diamond sebesar 3 μm. Sebelum digunakan BDD dioksidasi secara elektrokimia agar memiliki terminasi oksigen. Hasil XPS menunjukkan kenaikan O/C ratio dari 0,09 ke 0,3 setelah proses oksidasi. Waktu kontak optimum ACTI dengan AChE pada pengukuran deteksi tiokolin adalah 25 menit dengan pH optimum 7,6. Tiokolin teroksidasi pada BDD di bawah pengaruh arus difusi dengan koefisien difusi1,37x10-10 m2/s. Waktu inhibisi optimum chlorpyrifos terhadap AChE adalah 10 menit. Pengukuran dilakukan dengan 2 cara, yaitu menggunakan AChE bebas dan AChE terimobilisasi pada magnetic beads. Kurva kalibrasi linier pada pada rentang konsentrasi 0,1-1x10-5 mM dapat dicapai pada kedua sistem. Namun linieritas dan limit deteksi yang lebih baik dicapai pada sistem dengan AChE bebas. Uji interferensi dilakukan dengan ion logam Fe(II) dan Mn(II) yang ditambahkan pada chlorpyrifos. Hasil pengukuran menunjukkan kedua sistem tidak tahan terhadap interferensi ion logam. Sehingga untuk mendapatkan deteksi chlorpyrifos yang baik diharapkan interferensi ion logam kurang dari 1 ppb.

---

Residue of organophosphorus pesticide is very dangerous to humans due to its ability to inhibit acetylcholinesterase (AChE) enzyme in neurotransmitter of human brain.In this research, the detection of organophosphate pesticide is developed by monitoring AChE activity through the formation of thiocholine as the result of enzymatic hydrolysis of acetilthiocholine iodides (ACTI) by AChE. Since thiocholine can be electrochemically oxidized at boron-doped diamond (BDD) electrode, an electrochemical method with BDD as the working electrode was utilized. The BDD was prepared using a Chemical Microwave Plasma Assisted Vapor Deposition.Characterization by using SEM showed diamond particles with thediameter size of 3 μm. Prior to use, the BDD was electrochemically oxidized to perform oxygen termination. Characterization by using XPS showed the increasing of O/C ratio from 0,09 to 0,3. An optimum contact time between ACTI and AChE of 25 min with pH 7,6 was obtained. Thiocholine was oxidized at BDD under diffusion control with diffusion coefficient of 1,37x10-10 m2/s. The optimum inhibition time of chlorpyrifos to AChE was 10 minutes. The measurements were performed using 2 types of systems, including free AChE and AChE-immobilized at magnetic beads. Linear calibration curves in the concentration range of 0,1-1x10-5mMchlorpyrifoswereobtained using both systems. However, better linearity and limit of detection was achieved using freeAChE system. Interference was examined using Fe2+ and Mn2+ in chlorpyrifos solution. Both systems showed no resistant against the interference of metal ions. Therefore, for better detection ofchlorpyrifos, less than 1 ppb of metal intereference ions in the system is recommended.