BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG PERMASALAHAN. Secara patologis hiperglikemia selama stroke iskemik memperburuk

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG PERMASALAHAN Secara patologis hiperglikemia selama stroke iskemik memperburuk kerusakan otak. Hiperglikemia pada tikus Diabetes Mellitus (DM) akibat induksi streptozotocin, menyebabkan defisit astrogliosis dan neurogenesis di hippocampus, serta terjadi ekspresi di neurohypoglisis anterior (Revsin, et al. 2006). Didukung penelitian yang dilakukan Alfonso et al. (2006) menyatakan, bahwa hiperglikemia selama stroke iskemik pada hewan cobaberkaitan dengan prognosis yang memburuk, terlepas dari umur, beratnya kondisi, atau tipe stroke. Selain itu hiperglikemia memperparah kerusakan saraf akibat edema otak dan perluasan area infark. Hiperglikemia pada hewan coba akibat induksi streptozotocin berdampak pada penurunan proses belajar dan daya ingat, akibat kerusakan yang terjadi di CA1 (cornuamoni1) hippocampus. Keadaan ini mengindikasikan terjadinya plastisitas sinaptikhippocampus yang berubah-ubah akibat lemahnya daya ingat dan proses belajar karena kurangnya insulin (Ryan & Geckle, 2000). Pernyataan tersebut didukung oleh Anders (2005) yang menyebutkan bahwa penurunan kadarinsulin mengakibatkan apoptosis astrosit dihippocampus dan penurunan memori. Penurunan memori dapat diketahui dengan menghitung jumlah astrosit di CA1 hippocampus. Hal ini merupakan bukti ilmiah adanya indikasi bahwa 1

2 kerusakan sel pankreas mengakibatkan perubahan struktur mikroskopik hippocampus terutama di CA1 hippocampus. Wu et al. (2005) menyatakan, bahwa astrosit merupakan bagian dari neuroglia yang jumlahnya paling banyak kira-kira 10 kali lebih banyak dari neuron atau 20-50% dari volume otak (Kimelberg & Norenberg, 1989; Bignami,1991). Astrosit terdiri dari astrosit fibrosa dengan procesus panjang yang terdapat di substantia alba, dan astrosit protoplasmik terdapat di substantia grisea dengan processus lebih pendek, kaki-kakinya menyelubungi kapiler darah dan sinapsis (Rohlmann & Wolff, 1996). Meskipun dianggap sebagai sel penyokong pasif, astrosit memegang peran sangat penting dalam fisiologi sistem saraf, yaitu sebagai pemberi nutrisi ke neuron, membuang produk limbah, pengaturan neurotransmiter dan homeostasis ion (Kimelberg et al., 1990; Perea & Araque, 1999). Berdasarkan kedekatan hubungan astrosit dengan sinaptik, astrosit penting dalam mengatur transmisi sinaptik. Astrosit adalah salah satu komponen integral sinapsis berperan penting dalam mendukung dan mengontrol metabolisme energi neuron (Dringen et al., 2000; Westergaard et al. 1993; Magistretti, 1999), transmisi sinapsis dan eksitabilitas neuron (Keyser & Pellmar, 1994), uptake neurotransmiter dan regulasi konsentrasi ion lokal (Parerea et al, 2005; Wu et al. 2005), pertumbuhan akson, ketepatan sinapsis, motivasi, belajar dan perilaku (Temburni & Jacob, 2001; Yang et al. 1997) dan berperan dalam plastisitas sinapsis, mendasari konsep terjadinya gangguan neuropsikiatrik (Bignami, 1991; 2

3 Araque et al. 2002). Glial fibrillary acidic protein (GFAP) merupakan bagian dari struktur protein filamen intermedier astrosit, penting untuk interaksi astrosit dan neuron. Saat prosessus astrosit berhubungan dengan sinapsis, ia dapat memodulasi fungsi sinapsis dan mengubah potensiasi jangka panjang (long-term potentiation) di CA1 hippocampus (McCallet al, 1996). Adanya cacat atau kerusakan astrosit mempengaruhi fungsi neuron (McCall et al. 1992). Teori interaksi neuron-astrosit penting guna menjelaskan konsep plastisitas, belajar dan memori serta terjadinya beberapa penyakit dan gangguan neurologis tertentu (Araque et al. 1999). Astrosit merupakan unsur pemberian isyarat dinamis yang berfungsi mengintegrasikan input neuronal, merangsang pengeluaran kalsium, dan mampu memodulasi neuron berdekatan (Yudiarto, 2005; Parri & Crunelli, 2007). Secara invivo, astrosit memiliki kemampuan mengeluarkan dan menyimpan Ca 2+ pada celah sinaptik. Hal ini penting untuk memodulasi gelombang Ca 2+ sehingga dapat mengontrol pelepasan neurotransmiter. Peningkatan kalsium astrosit memicu pelepasan neurotransmiter dari astrosit, menyebabkan perpanjangan modulasi terhadap neuron yang berdekatan (Porter & McCarthy, 1996; Antanitus, 1998). Muranyi et al (2006) menyatakan bahwa hiperglikemia belum diketahui secara pasti apakah mengakibatkan kerusakan astrosit in vivo setelah iskemik transien serebral. Permasalahan inimasih diperdebatkan, apakah perpanjangan respon reaktif astrositik bermanfaat untuk pemulihan saraf. Lebih jauh lagi dilaporkan bahwa komplikasi DM I akibat induksi streptozotosin pada tikus putih 3

4 (Rattus norvegicus) mengakibatkan kerusakan saraf diotak, sehingga jumlah astrosit, fungsi dan elektrofisiologis terganggu. Selain itu, dalam pemeriksaan mikroskop cahaya terlihat masih berbeda pendapat terjadinya degenerasi neuron dan sel glia. Hal ini menimbulkan pertanyaan yang perlu dijawab sehingga hipotesis tersebut menggugah penulis untuk melakukan penelitian dengan judul Pengaruh Kerusakan Sel Pankreas Terhadap Jumlah Astrosit di CA1 Hippocampus Rattus norvegicus. B. PERUMUSAN MASALAH Kerusakan Sel pulau Langerhans pankreas mengakibatkan produksi proinsulin menjadi berkurang dan selanjutnya akan mengakibatkan produksi hormon insulin juga berkurang. Sebagai akibatnya pemeriksaan kadar gula darah terjadi peningkatan disebut hiperglikemia. Hormon insulin yang disintesis dan disekresi oleh sel β pulau Langerhans di pankreas adalah pengatur utama kadar gula darah. Hiperglikemia terjadi jika terdapat kekurangan insulin atau kelebihan faktor yang melawan kerja insulin, ketidakseimbangan ini selain mengakibatkan gangguan metabolisme karbohidrat, juga mengganggu metabolisme protein dan lemak, akibatnya terjadi arteriosklerosis (Iskandar, 2010). Menurut Oi K et al. (1997) secara histology pada pemeriksaan sel pankreas akibat pemberian streptozotosin dengan pengecatan crome alum, ditemukan adanya perubahan sel 4

5 pankreas menjadi rusak, berwarna pucat, jumlah granula berkurang hingga terjadi destruksi sel dengan ditandai inti tidak utuh, dan secara fungsionalastrosit di CA1 hippocampus dapat diamati akibat menurunnya produksi insulin. C. MASALAH Berdasarkan latar belakang diatas, maka dirumuskan masalah penelitian sebagai berikut: 1. Bagaimanakah pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap penurunan jumlah astrosit di CA1 hippocampus Rattus norvegicus? 2. Bagaimanakah pengaruh hiperglikemia terhadap penurunan jumlah astrosit di CA1 hippocampus Rattus norvegicus? D. TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk mengungkapkan : 1. Pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap penurunan jumlah astrosit di CA1 hippocampus Rattus norvegicus. 2. Pengaruh hiperglikemi terhadappenurunan jumlah astrosit di CA1 hippocampus Rattus norvegicus. 5

6 E. KEASLIAN PENELITIAN 1. Ding C. & He Q. (2009) menemukan, bahwa stroke akibat hiperglikemia menyebabkan terjadinya kerusakan saraf yang berkaitan dengan peningkatan edema otak dan perluasan infark yang mengarah pada gangguan astrosit dan berpengaruh pada homeostasis sel saraf, jumlah astrosit, fungsi dan mekanisme vaskuler gangguan astrosit dalam sistem saraf. 2. Anders, Sima & Li (2005) berpendapat bahwa C - peptide berpengaruh pada gangguan fungsi apoptosis hippocampus DM tipe I pada tikus putih (Rattus norvegicus), sedangkan Li (2005) menekankan bahwa C-peptide mempengaruhi gangguan fungsi nekrosis hippocampus. Perbedaan pada penelitian yang akan dilakukan penulis adalah pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap jumlah astrosit di hippocampus. 3. Muranyi et al. (2006) menemukan, bahwa asidosis menyebabkan pembengkakan astrosit yang terbentuk, dan cedera glial serta kematian sel /apoptosis pada irisan hippocampus, belum diketahui apakah hiperglikemia menyebabkan kerusakan astrosit setelah cedera iskemik. 4. Ryan C.M., & Gecke (2000) menjelaskan mengapa terjadi disfungsi belajar dan memori pada DM tipe II lanjut usia. Beda dengan penelitian ini adalah bahwa penelitian yang akan penulis lakukan adalah pada tikus (Rattus norvegicus). 5. Li et al. (2002), penelitiannya menyebutkan bahwa terjadinya apoptosis di neuron-neuron hippocampus pada Diabetes Mellitus tipe I. 6

7 Melihat hasil-hasil peneltian tersebut di atas terlihat, belum pernah diteliti dan masih menjadi perbedaan pendapat penelitian mengenai pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap jumlah astrosit di CA1 hippocampus Rattus norvegicus. F. MANFAAT PENELITIAN Manfaat penelitian ini: 1. Manfaat teoretis: menjelaskan dasarmekanisme pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap perubahan jumlah astrosit di CA1 hippocampusrattus norvegicus. 2. Tambahan informasi ilmiah di bidang neuropatobiologi tentang pengaruh kerusakan sel pankreas terhadap perubahan jumlah astrosit dan struktur mikroskopik hippocampus Rattus norvegicus dalam kajian neurohistologi. 3. Data dasar keterkaitan hiperglikemia dengan perubahan jumlah astrosit di hippocampus Rattus norvegicus. 4. Manfaat Praktis: keterlibatan sel pankreas dalam upaya pencegahan dini terhadap gangguan dan penurunan memoripada penderita Diabetes Mellitus. 7