Vitamin E (VitE), antioksidan kuat yang larut dalam lemak, telah dipelajari secara ekstensif karena kemampuannya untuk melawan stres oksidatif dan melindungi dari kerusakan sel. Ia hadir dalam dua bentuk utama: tokoferol, yang telah dipelajari dengan baik dan lebih banyak jumlahnya, dan tokotrienol, bentuk VitE yang kurang dipahami dan kurang tersebar luas yang juga telah menunjukkan potensi dalam memodulasi stres oksidatif dan peradangan. Kedua bentuk tersebut memiliki peran yang berbeda dalam menjaga homeostasis sel, khususnya pada jaringan dengan metabolisme oksidatif yang tinggi, seperti retina.
Dalam kesehatan mata, VitE memainkan peran penting dalam mengurangi kadar ROS, memulihkan mekanisme pertahanan antioksidan, dan mencegah apoptosis. Telah terbukti mengurangi pembentukan katarak akibat radiasi pada tikus, melindungi dari cedera iskemia-reperfusi retina, dan mengurangi kerusakan retina yang disebabkan oleh racun lingkungan. Kelimpahan alami VitE dalam jaringan mata menyoroti peran pentingnya dalam menjaga integritas sistem visual. Meskipun manfaatnya sudah terbukti, potensinya untuk mengurangi disfungsi penglihatan akibat nanoplastik masih belum banyak dieksplorasi.
Nanoplastik (NP) telah muncul sebagai masalah lingkungan utama karena distribusinya yang luas dan efek toksikologi yang signifikan, terutama pada ekosistem perairan. Di antara plastik yang paling banyak digunakan, polistirena (PS) merupakan kontributor utama akumulasi mikro dan nanopartikel di lingkungan. Partikel-partikel ini diketahui dapat terakumulasi secara biologis dalam organisme perairan, mengganggu proses seluler, dan menyebabkan stres oksidatif, sehingga menimbulkan ancaman besar terhadap kesehatan lingkungan dan stabilitas ekosistem. PSNP dengan mudah menyusup ke ekosistem perairan, memicu stres oksidatif, memperkuat reaksi oksidatif yang ada, dan mengganggu homeostasis seluler.
Setelah memasuki aliran darah, PSNP dengan cepat melewati penghalang penting seperti penghalang darah-otak, yang mengakibatkan kerusakan DNA, perubahan mutagenik, dan efek sitotoksik. Pada ikan zebra, paparan PSNP telah dikaitkan dengan neurotoksisitas dan stres oksidatif, penurunan denyut jantung dan hambatan gerak, kelainan perkembangan, gangguan metabolisme glukosa, perubahan kadar kortisol, dan potensi perubahan perilaku. Akan tetapi, meskipun efek sistemiknya semakin dipahami, dampak spesifik PSNP pada sistem visual masih kurang diselidiki, sehingga menimbulkan kesenjangan kritis dalam penelitian toksikologi PSNP.
Mata sangat rentan terhadap stres oksidatif, di mana ketidakseimbangan antara radikal bebas yang berasal dari oksigen dan antioksidan dapat menyebabkan berbagai penyakit degeneratif. Kerentanan ini, dikombinasikan dengan aktivitas metabolisme retina yang tinggi, menjadikan sistem visual sebagai target utama untuk serangan toksik. Ikan zebra (Danio rerio) telah menjadi model penting dalam toksikologi okular karena kemiripan anatomi dan fungsinya dengan mata manusia, perkembangan yang cepat, dan kemampuan genetik.
Di luar toksikologi kimia, penelitian ikan zebra yang difokuskan pada mata juga menambah pemahaman kita tentang toksisitas radiasi, patologi penyakit mata, serta genetika dan regenerasi retina. Selain itu, ikan zebra banyak digunakan dalam penelitian yang bertujuan untuk memahami mekanisme toksisitas, perkembangan penyakit, dan mengevaluasi efektivitas berbagai intervensi. Kapasitas mereka untuk meniru kondisi mata manusia yang kompleks, ditambah dengan siklus hidup mereka yang cepat, menjadikan ikan zebra model yang sangat berharga untuk mempelajari respons sistem visual terhadap racun dan tantangan lingkungan lainnya.
Penelitian ini menyelidiki efek toksik PSNP pada sistem visual ikan zebra, dengan fokus pada stres oksidatif, kerusakan retina, dan perubahan ekspresi gen. Lebih jauh, kami meneliti peran VitE dalam mengurangi efek ini. Dengan menunjukkan peran perlindungan VitE, penelitian ini memberikan wawasan mendasar tentang strategi potensial untuk mengelola dampak berbahaya NP di lingkungan perairan yang terkendali, seperti sistem akuakultur. Meskipun penerapan langsung dalam ekosistem alami mungkin menghadapi tantangan, temuan ini memperdalam pemahaman kita tentang toksisitas NP dan menyoroti pendekatan yang menjanjikan untuk mengatasi tantangan lingkungan dan biologis yang ditimbulkan oleh polusi NP.
Studi ini meneliti efek PSNP pada sistem visual ikan zebra dan mengevaluasi peran perlindungan VitE. Embrio ikan zebra terpapar PSNP (0,01, 0,1, 1, dan 10 μg/mL) dengan atau tanpa pengobatan bersama VitE 20 μM sejak pembuahan hingga 6 hari pasca-pembuahan (dpf). Fungsi visual, morfologi, dan respons molekuler dinilai pada 4 atau 6 dpf. Paparan PSNP pada konsentrasi 0,1 hingga 10 μg/mL secara signifikan meningkatkan bioakumulasi di mata ikan zebra dengan cara yang bergantung pada konsentrasi dan mengganggu sistem visual. Gangguan ini menyebabkan penurunan rasio panjang mata-ke-tubuh dan penurunan respons optomotor positif dan jarak berenang, yang menunjukkan gangguan fungsi visual dan perilaku.
Lebih jauh, PSNP meningkatkan kadar spesies oksigen reaktif (ROS), menginduksi apoptosis retina, dan mengganggu ekspresi gen yang terkait dengan perkembangan visual (six6, pax2, pax6a, dan pax6b), apoptosis (tp53, casp3, bax, dan bcl2a), dan pertahanan antioksidan (sod1, cat, dan gpx1a). Pengobatan bersama VitE secara signifikan mengurangi efek samping ini, mengurangi kerusakan oksidatif, memulihkan pertahanan antioksidan, dan menjaga fungsi retina. Studi ini menyoroti potensi VitE sebagai agen pelindung terhadap disfungsi visual yang diinduksi PSNP dan menggarisbawahi kebutuhan mendesak untuk mengatasi polusi nanoplastik guna melindungi ekosistem perairan.
Penulis: Prof. Dr. Ir. Agoes Soegianto, DEA.
Sumber: Saputra, F., Pramata, A. D., Soegianto, A., & Hu, S.-Y. (2025). Vitamin E Mitigates Polystyrene-Nanoplastic-Induced Visual Dysfunction in Zebrafish Larvae. International Journal of Molecular Sciences, 26(3), 1216. https://doi.org/10.3390/ijms26031216
