PEMBERIAN MELATONIN ORAL MENGHAMBAT PENURUNAN LIMFOSIT DAN LEUKOSIT PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIBERI METILPREDNISOLON

Transkripsi

1 TESIS PEMBERIAN MELATONIN ORAL MENGHAMBAT PENURUNAN LIMFOSIT DAN LEUKOSIT PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIBERI METILPREDNISOLON WIDYA CHRISTINE MANUS NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016 i

2 PEMBERIAN MELATONIN ORAL MENGHAMBAT PENURUNAN LIMFOSIT DAN LEUKOSIT PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIBERI METILPREDNISOLON Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana WIDYA CHRISTINE MANUS NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016 ii

3 Lembar Pengesahan TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL : 30 MEI 2016 Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila Sp.And., FAACS NIP Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp.FK NIP Mengetahui, Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK NIP Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K) NIP iii

4 PENETAPAN PENGUJI Tesis ini telah diuji pada Tanggal Penguji tesis berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana, No : /UN14.4/HK/2016, Tanggal:.. Ketua Sekretaris Anggota : Prof. Dr. dr. Wimpie Pangkahila, SpAnd, FAACS : Prof. dr. I Gusti.Made Aman, Sp.FK : 1. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, MSc, Sp.And 2. Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp.MK., M.Kes 3. Dr. dr. Desak Made Wihandani, M. Kes iv

5 SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT NAMA : dr. Widya Christine Manus NIM : PROGRAM STUDI : ILMU BIOMEDIK JUDUL TESIS : PEMBERIAN MELATONIN ORAL MENGHAMBAT PENURUNAN LIMFOSIT DAN LEUKOSIT PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIBERI METILPREDNISOLON Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai Peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku. Denpasar, 1 Maret 2016 (dr. Widya Christine Manus) v

6 UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur kepada Tuhan atas rahmat dan karunia serta penyertaannya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Tesis dan penelitian ini disusun untuk memenuhi persyaratan tugas akhir studi yang telah dijalankan oleh penulis untuk memperoleh gelar Magister pada Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik, Kekhususan Anti-Aging Medicine, Pascasarjana Universitas Udayana. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD, Direktur Program Pascasarjana Prof. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K), serta Dr. dr. Gde. Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK, selaku Ketua Program Studi Ilmu Biomedik atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Pascasarjana di Universitas Udayana. Terima kasih Prof. Dr. dr. Wimpie Pangkahila, Sp.And, FAACS, selaku Pembimbing I, yang selalu meluangkan waktu dan pemikiran untuk membimbing, mengarahkan, mengoreksi dan memberikan tantangan serta masukan yang berharga kepada Penulis dalam penelitian dan seluruh proses pembuatan tesis ini. Terima kasih kepada Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp.FK, selaku pembimbing II untuk kesabaran, pemikiran, bimbingan dan waktu yang sangat berharga yang telah diberikan kepada penulis dalam setiap tahap penyusunan tesis ini. vi

7 Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada para penguji tesis ini, yaitu Prof dr. J. Alex Pangkahila, M.Sc, Sp.And, dan Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp.MK, M.Kes,, yang telah menginspirasi penulis dalam proses menemukan tema dan judul pembuatan tesis serta koreksi dan masukan yang sangat berharga. Terima kasih sebesar-besarnya juga untuk Dr. dr. Desak Made Wihandani, M.Kes telah dengan sabar dan teliti memberikan koreksi, bimbingan dan masukan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Hormat dan ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh dosen Ilmu Kedokteran Biomedik, Kekhususan Anti-Aging Medicine, Program Pascasarjana Universitas Udayana yang telah memberikan ilmu pengetahuan yang sangat berharga selama masa pendidikan yang tentunya akan bermanfaat untuk masa depan penulis. Kepada seluruh staf biomedik Bapak Eddy Suantara, Geg Wahyu, Geg Amie, Geg Enni, Mba Yethi yang selalu membantu serta menyemangati penulis selama menjalankan studi dan menyelesaikan tesis. Terima kasih juga untuk Bapak Gede Wiranatha selaku staf bagian Farmakologi serta Ferbian Siswanto, SKH untuk bantuan dan masukan dan ilmu selama penelitian. Kepada semua teman-teman AAM Angkatan IX terima kasih untuk kekompakan serta semangat bersama-sama menyelesaikan setiap proses dalam perkuliahan, penelitian hingga penyusunan tesis. Teristimewa untuk sahabat, kakak-kakakku teman seperjuangan (dr.iftitah Yuniar Sashanti, dr. Herti Silalahi, dr. Ni Nyoman Susiyati, dr. Ni Gusti Ayu Nyoman Sri Aryani, dr. Juriah, dr. Syska Martala Dewi, dr. Sugeng Ibrahim) penulis sangat bangga menjadi bagian dari keluarga ini. vii

8 Untuk papaku tercinta Dr. Ir. Oddy Arnold Manus, M.Sc., yang selalu menjadi penyemangat dan inspirasi, terima kasih untuk teladan, cinta yang tidak terhingga, guru dalam kehidupan dan selalu menjadi sumber kekuatan. Mama tersayang Ir. Fetty Indriaty, adik-adikku tersayang Arini Manus, S.H., dan Noriko Manus serta yang terkasih Prayudi Utomo untuk cinta, kesabaran, limpahan doa dan dukungan yang tiada henti kepada penulis serta terima kasih untuk pengertian, pengorbanan dan serta kepercayaan yang luar biasa sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan tesis ini. Pada akhirnya penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, sehingga penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun. Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan bagi kita semua. Denpasar, Maret 2016 Penulis, Widya Christine Manus viii

9 ABSTRAK PEMBERIAN MELATONIN ORAL MENGHAMBAT PENURUNAN LIMFOSIT DAN LEUKOSIT PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIBERI METILPREDNISOLON Sistem imun yang adekuat berfungsi dalam mempertahankan tubuh dari infeksi, penyakit autoimun serta kanker. Limfosit dan leukosit berperan penting dalam mengatur sistem kekebalan manusia. Penurunan sistem imunitas tubuh seiring proses penuaan mengakibatkan tubuh rentan terhadap penyakit. Limfosit dan leukosit memiliki peranan yang penting dalam menentukan status imunitas seseorang. Baik kuantias maupun kualitas limfosit dan leukosit harus dalam keadaan homeostasis, supaya sistem imun dapat bekerja secara optimal. Metilprednisolon adalah salah satu jenis kortikosteroid sering digunakan sebagai obat anti inflamasi. Salah satu efek samping pada penggunaan jangka panjang metilprednisolon adalah imunosupresi. Menurunnya kadar melatonin seiring proses penuaan memiliki peran dalam gangguan sistem imun. Melatonin adalah hormon yang diproduksi oleh kelenjar pinea berperan dalam siklus sirkadian berfungsi untuk melindungi sistem imun. Reseptor melatonin juga terdapat pada sel limfosit dan leukosit dengan meningkatkan ekpresi gen yang mentranskripsi sitokin untuk proliferasi dan kemotaksis sel imun. Tujuan dari penelitian ini untuk membuktikan bahwa pemberian melatonin oral dapat menghambat penurunan limfosit dan leukosit pada tikus putih (Rattus norvegicus) jantan galur wistar yang diberi metilprednisolon. Rancangan penelitian ini adalah eksperimental murni dengan post-test only control group design menggunakan 32 ekor tikus putih jantan. Tikus dibagi menjadi 2 kelompok yaitu kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Kelompok kontrol diberikan metilprednisolon 0,144 mg/200 g tikus 3 kali sehari dan aquades sedangkan kelompok perlakuan diberikan metilprednisolon 0,144/200 g tikus 3 kali sehari dan melatonin 0,054 mg/200 g tikus, malam hari. Penelitian dilakukan selama 14 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kelompok yang diberikan metilprednisolon dan melatonin memiliki jumlah limfosit yang lebih tinggi secara bermakna daripada kelompok kontrol yang hanya diberikan metilprednisolon dan plasebo (4,95±1, / L vs 3,09 1, / L darah (p<0,01). Kelompok yang diberikan metilprednisolon dan melatonin memiliki jumlah leukosit yang lebih tinggi secara bermakna daripada kelompok kontrol yang hanya diberikan metilprednisolon dan plasebo (8,37±2,02x10 3 / L darah vs 6,70±1,96 x 10 3 / L darah) (p<0,05). Disimpulkan bahwa melatonin oral dapat menghambat penurunan limfosit dan leukosit pada tikus yang diberikan metilprednisolon. Kata kunci: melatonin, leukosit, limfosit, sistem imun, metilprednisolon ix

10 ABSTRACT ORAL MELATONIN INHIBIT THE DECREASE LYMPHOCYTE AND LEUKOCYTE IN MALE ALBINO RAT (RATTUS NORVEGICUS) TREATED WITH METHILPREDNISOLON Adequate immune system function is defend the body from infection, autoimmune disease and cancer. Lymphocytes and leukocytes play an important role in regulating the human immune system. Decline in the immune system as the aging process causes the body vulnerable to diseases. Lymphocytes and leukocytes have an important role in determining a person's immune status. Both the quantity and quality of the lymphocytes and leucocytes should be in a state of homeostasis, so the immune system can work optimally. Methylprednisolone is one type of corticosteroid often used as an antiinflammatory medications. One of the side effects of the long-term use of methylprednisolone is immunosuppressed. The reduced levels of melatonin as the aging process is believed have a role in the immune system havoc. Melatonin is a hormone produced by the pineal gland and plays a role in the circadian cycle and to protect the immune system. Melatonin receptors present at lymphocytes and leukocytes that play role in the human s immune system by increasing the expression of genes that transcribes cytokines in proliferation and chemotaxis of immune cell. Aim of this study to prove that the administration of oral melatonin can inhibit the decrease of lymphocytes and leukocytes in rats (Rattus norvegicus) male Wistar strain were given methylprednisolone. The design of this study was true experimental with post-test only control group design using 32 male rats. Rats were divided into 2 groups: control group and the treatment group. Control group was given methylprednisolone mg/200 g rat 3 times a day and aquadest while the treatment group was given methylprednisolone 0.144/200 g rat 3 times a day and mg/200 g melatonin once daily. The blood was taken after 14 days of treatment. The results showed that the group that was given methylprednisolone and melatonin has a number of lymphocytes significantly higher than the control group who were given methylprednisolone and placebo (4.95±1.58x10 3 / L vs x10 3 / L blood (p<0.01). In addition the group was given methylprednisolone and melatonin had a number of leukocyte significantly higher than the control group who were given methylprednisolone and placebo (8.37± 2.02x10 3 / L blood vs 6.70 ± 1.96x10 3 / L blood) (p<0.05). This study concluded that oral melatonin inhibited the decrease number of lymphocytes and leukocytes in rats given methylprednisolone. Keywords: melatonin, leukocyte, lymphocyte, immune system, methylprednisolone x

11 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... iii PENETAPAN PENGUJI... iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT... v UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK... ix ABSTRACT... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xv DAFTAR SINGKATAN... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Penuaan Sistem Imun Sistem Imun Nonspesifik Sistem Imun Spesifik Sitokin Leukosit Limfosit Hubungan SistemImun dan Penuaan Sistem Imun Nonspesifik dan Penuaan Sistem Imun Spesifik dan Penuaan Penuaan dan Gangguan Fungsi Imun Imunomodulator Kortikosteroid Metilprednisolon 24 xi

12 2.6 Melatonin Fisiologi Melatonin Fungsi dan Manfaat Melatonin Melatonin sebagai Imunomodulator.. 31 BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, HIPOTESIS 3.1 Kerangka Berpikir Konsep Penelitian Hipotesis Penelitian 41 BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Rancangan penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian Lokasi Penelitian Waktu Penelitian Subjek dan Sampel Variabilitas Populasi Kriteria Sampel Besaran Sampel Teknik Penentuan Sampel Variabel Penelitian Klasifikasi Variabel Definisi Operasional Variabel Perhitungan Dosis Melatonin Perhitungan Penghentian Paparan Cahaya Setelah Konsumsi Melatonin Perhitungan Dosis Metilprednisolon Bahan dan Alat Penelitian Prosedur Penelitian Pemeliharaan hewan tikus percobaan Pelaksanaan Pemeriksaan Pengambilan Darah Perifer Tikus Wistar Alur Penelitian Analisis Data BAB V HASIL PENELITIAN 5.1 Analisis Deskriptif Uji Normalitas Uji Homogenitas xii

13 5.4 Analisis Komparabilitas Analisis Komparabilitas Jumlah Leukosit Analisis Komparabilitas Jumlah Limfosit BAB VI PEMBAHASAN 6.1 Subjek Penelitian Pengaruh Metilprednisolon Terhadap Jumlah Leukosit dan Limfosit Pengaruh Melatonin Terhadap Jumlah Leukosit dan Limfosit Peran Melatonin Pada Sistem imun dan AAM Kelemahan Penelitian. 70 BAB VII SIMPULAN DAN SARAN 7.1 Simpulan Saran 71 DAFTAR PUSTAKA. 75 LAMPIRAN. 78 xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Gambaran Umum Sistem Imun Dasar Molekular Hubungan Penuaan Dan Sistem Imun Mekanisme Penghambatan NF-kB oleh Glukokortikoid Efek Glukokortikoid Terhadap Sel-sel Imun Biosintesis Melatonin Jalur Sintesis Melatonin Pengaruh Cahaya Dalam Sekresi Melatonin Reseptor Melatonin Kadar Sekresi Melatoin Malam Hari Dihubungkan Dengan Usia Efek Aktivasi Sistem Imun Oleh Melatonin Melatonin Melalui Reseptor Membran Inti Meningkatkan IL Mekanisme Autokrin IL-2 pada Sel T Konsep Penelitian Bagan Rancangan Penelitian Hubungan antara Variabel Bebas dan Tergantung Bagan Alur Penelitian Rerata Jumlah Leukosit Kelompok Kontrol dan Perlakuan Rerata Jumlah Limfosit Kelompok Kontrol dan Perlakuan. 63 xiv

15 DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Efek Kortikosteroid dan Transkripsi Gen Distribusi Reseptor Melatonin Pada Berbagai Organ Tubuh Analisis Deskriptif Hasil Penelitian Hasil Uji Normalitas Data Hasil Penelitian Hasil Uji Homogenitas Data Hasil Penelitian Rerata Jumlah Leukosit antar Kelompok Rerata Jumlah Limfosit antar Kelompok 63 xv

16 DAFTAR SINGKATAN APC camp CD COX-2 DNA ERK GH GM-CSF HIOMT HIV IFN-y IL JAK LPS MAPK MHC-II NAT NF-кB NK NO NOS RHT RNS ROS SCN SLE Sel T Sel B STAT Tc TGF-β Th TLR TNF-α Treg : Antigen Presenting Cell : Cyclic adenosine monophosphate : Cluster of Differentiation : Cyclooxygenase-2 : Deoxyribonucleic Acid : Extracellular signal-regulated kinase : Growth hormone : Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor : Hydroxyindole-O-methyl-transferase : Human Immunodeficiency Virus : Interferon gamma : Interleukin : Janus Kinase : Lipopolisakarida : Mitogen-Activated protein kinase : Major Histocompatibility Complex-Class II : N-acetyl-transferase : Nuclear Factor kappa B : Natural Killer : Nitrit oxide : Inducible nitric oxide synthase : Retinohypothalamic : Reactive Nitrogen Spesies : Reactive Oxygen Species : Supra Chiasmatic Nuclear : Systemic Lupus Erythematous : Limfosit T : Limfosit B : Signal Tranducer and Activator of Transcription : Limfosit T cytotoxic : Transforming Growth Factor β : Limfosit T helper : Toll Like Receptor : Tumor Nuclear Factor alpha : Limfosit T regulator xvi

17 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Ethical Clearance Hasil Penelitian Pendahuluan Hasil Pemeriksaan Laboratorium Analisis deskriptif Uji Normalitas Uji Homogenitas Uji Komparasi Dokumentasi Penelitian xvii