ASTRID KARINA DANUMIHARDJO

Transkripsi

1 TESIS PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS ASTRID KARINA DANUMIHARDJO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016

2 TESIS PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS ASTRID KARINA DANUMIHARDJO NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016

3 PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana ASTRID KARINA DANUMIHARDJO NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016

4 Lembar Pengesahan TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 02 JUNI 2016 Pembimbing I, Pembimbing II, Prof.Dr.dr.Wimpie I. Pangkahila, Sp.And, FAACS NIP Prof.Dr.dr.A.A.Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD NIP Mengetahui, Ketua Program 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

5 Tesis ini Telah Diuji dan Dinilai oleh Panitia Penguji pada Program Pascasarjana Universitas Udayana Pada Tanggal Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. : Tanggal Panitia Penguji Tesis Ketua Sekretaris : Prof.Dr.dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp.And, FAACS : Prof.Dr.dr. A.A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD Anggota : 1. Prof. dr. IGM. Aman, Sp.FK 2. Dr. dr. A.A.A.N. Susraini, Sp.PA(K) 3. Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp.MK, M.Kes

6 SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Nama : dr. Astrid Karina Danumihardjo NIM : Program Studi : Magister Ilmu Biomedik (Anti Aging Medicine) Judul : Pemberian Injeksi Testosteron Menghambat Kerusakan Sel Beta Pankreas dan Menurunkan Kadar Glukosa Darah Tikus Wistar Jantan Obesitas dengan Diabetes Melitus Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan peraturan Mendiknas RI No.17 tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku. Denpasar. 16 Mei 2016 Yang membuat pernyataan, Dr. Astrid Karina Danumihardjo

7 UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa penulis haturkan karena hanya atas berkat dan rahmat-nya tesis yang berjudul PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS ini dapat terselesaikan dengan baik.. Dalam menjalani pendidikan dan penelitian ini banyak pelajaran dan pengalaman tak ternilai yang didapat yang semakin membuka wawasan dan menjadi pembelajaran hidup bagi penulis. Semua ini tentunya adalah peran serta orang-orang disekeliling penulis yang senantiasa mendukung dan menyertai selama perjalanan ini. Penulis menyadari bahwa tesis ini bisa terselesaikan berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, maka perkenankan penulis untuk menghaturkan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD. KEMD dan Direktur Program Pascasarjana Prof. Dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh pendidikan Program Pascasarjana di UniversitasUdayana 2. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK sebagai ketua Program Studi Biomedik yang telah mendukung penyusunan tesis ini 3. Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp. And, FAACS, sebagai pembimbing I, yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah

8 membimbing penulis, memberikan saran- saran ilmiah dan masukan yang sangat bermanfaat selama penyusunan tesis ini 4. Prof. Dr. dr. A.A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD, sebagai pembimbing II, yang telah meluangkan waktu membimbing penulis dengan baik dan perhatian, memberikan saran-saran ilmiah, dan masukan yang sangat bermanfaat dalam penyusunan tesis ini 5. Prof. Dr. IGM Aman, Sp.FK, Dr. dr. A.A.A.N. Susraini, Sp.PA(K), dan Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp. MK., M.kes, sebagai penguji, yang dengan bijak dan sabar memberikan perhatian, koreksi dan masukan yang sangat teliti sehingga sangat bermanfaat dalam perbaikan tesis ini. 6. Seluruh dosen Pasca Sarjana Biomedik Universitas Udayana yang telah membimbing penulis dalam menempuh pendidikan dari awal hingga selesainya tesis ini 7. Seluruh staf Universitas Udayana khususnya Program Magister Ilmu Biomedik Kekhususan Anti-Aging Medicine yang selalu siap membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini. Terima kasih sebesar-besarnya kepada Pak Edy, Geg Wah, Geg Eni, Mbok Amie, Mbok Yethi, dan seluruh staf yang kebaikannya tiada terkira. 8. Ferbian Milas Siswanto, S.KH, sebagai staf Laboratorium Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana yang telah banyak membantu dalam hal teknis penelitian. 10. dr. I G K Nyoman Arijana, M.Si.Med, sebagai staf Departemen Histologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana yang telah banyak membantu

9 dalam proses pembuatan preparat histopatologi pankreas 11. Kedua orang tua, adik, suami, keluarga tercinta serta sahabat penulis yang selalu memberikan dukungan, semangat, doa serta pengertian selama penulis menempuh pendidikan hingga diselesaikannya tesis ini. 12. Teman sejawat mahasiswa Program Magister Ilmu Biomedik Kekhususan Anti-Aging Medicine Angkatan IX khususnya dr. Ivonne Kurniawan, dr. Magdalena Tjahyanto M.Biomed.(AAM), dr. Ellen Destrisa Ratnapuri M.Biomed.(AAM), dr. Astrid Tanumihardja, dr. Cheria Valentina M.Biomed.(AAM), dr. Monica Pranoto M.Biomed.(AAM), dr. Sissy Yunita, dan dr. Adeline Ivana Dewi sebagai sejawat dan sahabat yang berjuang bersama dan saling memberikan semangat satu sama lain sejak awal kuliah sampai selesainya tesis ini. 13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namun sangat berperan dalam penulisan tesis ini. Akhir kata penulis sangat menyadari bahwa tesis ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, sehingga saran dan masukan membangun dari berbagai pihak sangatlah diharapkan. Semoga hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedokteran terutama di bidang Anti Aging Medicine (AAM). SemogaTuhan memberkati kita semua. Denpasar, 02 Juni 2016 Penulis

10 ABSTRAK PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS Salah satu gangguan kesehatan yang menjadi perhatian di berbagai belahan dunia saat ini adalah obesitas. Obesitas merupakan masalah kesehatan yang tidak hanya ditemui di negara maju, melainkan juga di negara berkembang dan membawa dampak sosio-ekonomi yang besar. Obesitas, terutama obesitas sentral, menyebabkan terjadinya resistensi insulin yang kemudian akan berlanjut menjadi diabetes melitus. Diabetes melitus merupakan suatu penyakit metabolik kronis yang ditandai dengan hiperglikemia, diakibatkan oleh adanya resistensi insulin dan atau inadekuatnya produksi insulin oleh sel beta. Pemberian terapi sulih hormon testosteron telah banyak digunakan pada kondisi obesitas, yang umumnya disertai dengan penurunan kadar testosteron plasma. Berdasarkan temuan pada beberapa penelitian lain, testosteron memiliki kemampuan antioksidatif dan mampu mencegah kerusakan sel beta yang disebabkan oleh radikal bebas, memberikan efek melalui reseptor androgen yang terletak pada sel. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pemberian testosteron pada kondisi diabetes melitus yang disertai obesitas. Penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan menggunakan post test only control group design. Sampel dari penelitian ini adalah 36 tikus wistar (Rattus norvegicus) jantan usia 9-12 bulan dengan kondisi obesitas dan diabetes yang diinduksi dengan injeksi STZ dan NAD. Sampel dibagi menjadi dua kelompok, dengan kelompok kontrol diberikan plasebo dan Metformin sedangkan kelompok perlakuan diberikan SUSTANON 250 (6,75 mg/300 gr BB) dan Metformin. Injeksi testosteron dilakukan sebanyak dua kali dengan jarak tiga minggu. Penelitian dilakukan selama 6 minggu dan pada akhir penelitian dilakukan pengamatan jumlah sel beta pankreas serta pemeriksaan kadar glukosa post prandial. Pada akhir penelitian ini didapatkan skoring jumlah sel beta pada kelompok perlakuan sebesar 475, ,46 sedangkan pada kelompok kontrol sebesar 245, ,29. Pemeriksaan kadar glukosa post prandial pada kelompok perlakuan adalah 91,63 + 8,74 mg/dl sedangkan pada kelompok kontrol sebesar 102, ,09 mg/dl. Uji analisis komparasi yang dilakukan pada kedua data ini memberikan hasil p = 0,003 untuk kadar glukosa post prandial, dan p = 0,001 untuk skoring jumlah sel beta pankreas. Kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil penelitian ini adalah pemberian testosteron intramuskular terbukti dapat menghambat kerusakan sel beta pankreas dan menurunkan kadar glukosa post prandial tikus wistar obesitas dengan diabetes melitus. Kata kunci : obesitas, diabetes melitus, testosteron, sel beta pankreas, glukosa post prandial

11 ABSTRACT TESTOSTERONE INJECTION ATTENUATES PANCREAS BETA CELL DAMAGE AND DECREASES PLASMA GLUCOSE LEVEL IN OBESE MALE WISTAR RATS WITH DIABETES MELLITUS One of the most outstanding health issues in the world recently is obesity, with high prevalence not only in developed countries but in developing countries as well. Along with the obvious health co-morbidities it causes, this metabolic condition also brings a heavy socio-economic burden. Obesity, in particular central obesity, will induce insulin resistance which may later develop into diabetes mellitus. Diabetes is a chronic metabolic disease marked by hyperglycemia, caused by insulin resistance and/or inadequate insulin production by the pancreatic beta cell. Testosterone hormonal replacement therapy is widely used for obesity, in which low testosterone plasma level is a common finding. Based on other researches, testosterone has been known to possess antioxidative properties and thus would be able to attenuate pancreatic beta cell damage caused by free radicals, an effect expressed from its bond with the androgenic receptors on the cell s surface. The goal of this study was to establish the effect of testosterone therapy in diabetes mellitus with obesity. This study was an experimental study using posttest only control group design. The sample used in this study was 36 obese male Wistar rats, age ranging between 9 12 months old with diabetes mellitus which was provoked by NAD and STZ injection. The samples were divided into two groups: the control group which was given placebo and metformin and the treatment group which received SUSTANON 250 (6,75 mg/300 gr bodyweight) and metformin. Testosterone injections were given twice in this study, the second dose was given three weeks after the first injection. This study was completed in 6 weeks and at the end of the study, histopathology examination of pancreatic beta cell and post prandial glucose level evaluation were performed. The results showed the pancreas beta cells score for the treatment group were 475, ,46 while for the control group, the score were 245, ,29. Post prandial glucose level for the treatment group was 91,63 + 8,74 mg/dl while the control group level was 102, ,09 mg/dl. Comparability test that was done based on this data showed p = 0,003 for post prandial glucose level and p = 0,001 for pancreatic beta cell score. Based on the results above, it can be concluded that intramuscular testosterone therapy was proven to attenuate pancreatic beta cell and decrease plasma glucose level in obese male Wistar rats with diabetes mellitus. Key words : obesity, diabetes mellitus, testosterone, pancreas beta cell, post prandial glucose

12 DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM... i LEMBAR PRASYARAT GELAR MAGISTER ii LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING.. iii LEMBAR PENETAPAN PANITIA PENGUJI.. iv LEMBAR PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT v LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK.. ix ABSTRACT. x DAFTAR ISI xi DAFTAR TABEL xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG.. xvi DAFTAR LAMPIRAN xviii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian BAB II. KAJIAN PUSTAKA Penuaan Penuaan : Penyebab dan Tahapan Mekanisme Proses Penuaan Obesitas Definisi Epidemiologi Obesitas Etiologi dan Patofisiologi Obesitas Obesitas dan Hormon Testosteron Obesitas dan Diabetes Melitus Pengaruh Obesitas terhadap Stres Oksidatif Diabetes Melitus Definisi Diabetes Melitus Epidemiologi Diabetes Melitus Faktor Risiko Diabetes Melitus Klasifikasi Patogenesis Diabetes Melitus Gejala Klinis Diabetes Melitus Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus Komplikasi pada Hiperglikemia 26

13 2.3.9 Penatalaksanaan Diabetes Melitus Tipe Streptozotosin (STZ) dan Diabetes Melitus Pankreas Anatomi Fisiologi Kelenjar Pankreas Sel Beta Pankreas Insulin Testosteron Sintesis, Sekresi, dan Regulasi Testosteron dalam Sirkulasi Metabolisme Testosteron Efek Biologis Testosteron dan Metabolitnya Testosteron dan Metabolisme Glukosa Terapi Sulih Testosteron Hewan Percobaan Penggunaan Tikus Putih Kriteria Obesitas Kriteria Diabetes Melitus BAB III. KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS Kerangka Berpikir Kerangka Konsep Hipotesis Penelitian 54 BAB IV. METODE PENELITIAN Rancangan Penelitian Tempat dan Waktu Penelitian Populasi dan Sampel Penelitian Populasi Penelitian Sampel Penentuan Besar Sampel Cara Pengambilan Sampel Variabel Penelitian Identifikasi Variabel Klasifikasi Variabel Definisi Operasional Variabel Hubungan Antar Variabel Bahan Penelitian Instrumen Penelitian Prosedur Penelitian Sebelum Perlakuan Pelaksanaan Penelitian Setelah Perlakuan Pembuatan dan Pengamatan Histopatologi Pankreas 71

14 4.7.5 Cara Pemeriksaan Kadar Glukosa Darah Alur Penelitian Analisis Data 74 BAB V. HASIL PENELITIAN Analisis Deskriptif Uji Normalitas Data Uji Homogenitas Data Uji Komparabilitas Data. 76 BAB VI. PEMBAHASAN PENELITIAN Pengaruh Pemberian Testosteron terhadap Sel Beta Pankreas Pengaruh Pemberian Testosteron terhadap Kadar Glukosa Post prandial BAB VII. SIMPULAN DAN SARAN 88 DAFTAR PUSTAKA. 89 LAMPIRAN. 96

15 DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Kadar Glukosa Darah Sewaktu dan Puasa sebagai Patokan Penyaring dan Diagnosa Hasil Analisa Deskriptif Skor Sel Beta Pankreas Hasil Analisa Deskriptif Kadar Glukosa Post prandial Perbedaan Rerata Skor Sel Beta Pankreas Antar Kelompok Setelah Perlakuan Perbedaan Rerata Kadar Glukosa Post prandial Jumlah Antar Kelompok Setelah Perlakuan 80

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Hipotesis Hipogonad Obesitas Hubungan Obesitas dengan Resistensi Insulin Proses Komplikasi pada Penderita Hiperglikemia Mekanisme Kerja Insulin Glukagon Allred Scoring Guidelines Mekanisme Disfungsi Sel Beta Pankreas Mekanisme Kerja Insulin Regulasi Sekresi dan Sintesis Testosteron : Aksis Hipotalamus Hipofisis Testis Konsep Penelitian Rancangan Penelitian Hubungan Antar Variabel Bebas dan Terkendali Bagan Alur Penelitian Grafik Perbandingan Rerata Skor Sel Beta Pankreas Setelah Perlakuan Antar Kelompok Gambaran Histopatologi Sel Beta Pankreas Kelompok Kontrol (P0) Gambaran Histopatologi Sel Beta Pankreas Kelompok Perlakuan (P1) Grafik Perbandingan Rerata Kadar Glukosa Darah Post prandial Setelah Perlakuan Antar Kelompok.. 81

17 DAFTAR SINGKATAN AAM = Anti Aging Medicine ANH = Atrial Natriuretic Hormone BMI = Body Mass Index CDC = Centers for Disease Control and Prevention DHEA = Dehydroepiandrosterone DHT = Dihydrotestosterone DM = Diabetes melitus DNA = Deoxyribonucleic acid FFA = Free Fatty Acid FSH = Follicle Stimulating Hormone GH = Growth hormone GnRH = Gonadotropin Releasing Hormone HDL = High Density Lipoprotein IL-6 = Interleukin-6 IMT = Indeks Massa Tubuh LDL = Low Density Lipoprotein LH = Luteinizing Hormone NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide NADH = Nicotinamide Adenine Dehydrogenase NO = Nitric oxide OHO = Obat Hipoglikemik Oral PTH = Parathyroid Hormone Riskesdas = Riset Kesehatan Dasar ROS = Reactive oxygen species SHBG = Sex hormone binding globulin STZ = Streptozotocin T2DM = Diabetes melitus tipe 2 WHO = World Health Organization

18 DAFTAR LAMBANG α = Alfa β = Beta γ = Gamma

19 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Ethical Clearance Tabel Konversi Perhitungan Dosis untuk Beberapa Jenis Hewan Coba dan Manusia 97 3 Hasil Pemeriksaan Kadar Glukosa Post-prandial Analisis Data Kadar Glukosa Post-prandial Hasil Pengamatan Sel Beta Pankreas Analisis Data Jumlah Sel Beta Pankreas. 102