Wagner, 2007. NFκB aktif akan memicu produksi berbagai sitokin
proinflamasi dan mikroglia merupakan salah satu sel utama pembentuk berbagai sitokin Ye et al., 1999; Yu et al., 2002.
Gambar 2.9 Skema mekanisme aksi dari Melatonin The International Journal of Biochemistry Cell Biology 38 2006 313
–316
2.2.4 Kebutuhan Melatonin
Data mengenai kebutuhan Melatonin masih sangat terbatas. Rerata kadar Melatonin serum pada individu normal adalah 200 pgmL atau 862
pmolL pada malam hari dan 10 pgmL atau 43 pmolL Hardeland dan Pandi-Perumal, 2005. Sebuah studi menyatakan jika dosis 0,5
–50 mg per hari per oral, aman untuk dikonsumsi individu dewasa dalam jangka waktu
singkat van Bockstaele, 2007. Suplementasi oral dengan dosis 1 –300
mg Vijayalaksmi et al., 2004 atau 1000 mghari selama 30 hari tidak
Universitas Sumatera Utara
memberikan efek samping negatif Nordlund dan Lerner, 1997. Srinivasan et al., mendapatkan suplementasi Melatonin 20 mgkgBB hari
dapat menghambat apoptosis dan kerusakan sel hepar karena stres oksidatif pada malaria Srinivasan et al., 2010. Beberapa studi pada
hewan coba menggunakan dosis bervariasi untuk edema serebri. Rerata dosis yang diberikan adalah 5
– 6 mgkgBB.
2.2.5 Bioavailabilitas Melatonin
Melatonin langsung beredar dalam aliran darah danatau cairan serebrospinal atau cerebrospinal fluid CSF setelah diproduksi oleh
kelenjar pineal tanpa disimpan terlebih dahulu. Sebanyak 70 Melatonin terikat albumin untuk transportasi Cardinali et al., 1972. Waktu paruh
Melatonin adalah kurang lebih 30 menit, di mana 30 menit untuk pemberian Melatonin intravena dan 30
– 45 menit untuk pemberian Melatonin per oral Mallo et al., 1990. Penelitian pada penderita sakit
kritis menunjukkan suplementasi Melatonin per oral mengalami penyerapan secara cepat. Melatonin serum meningkat dalam 5 menit dan
puncaknya terjadi 16 menit setelah suplementasi Mistraletti et al., 2010. Studi farmakokinetik pada hewan coba mendapatkan bahwa sekitar 500
mg Melatonin harus diberikan secara berkesinambungan setiap jam agar peningkatan kadar Melatonin serum tetap bertahan 10 kali lebih tinggi dari
pada kadar normal Huether et al., 1992. Melatonin mengalami inaktivasi di hepar dengan dikonversi menjadi 6-hidroksiMelatonin 6HMT oleh
sistem enzim p-450-dependent microsomal mixed-function. Sebagian
Universitas Sumatera Utara
besar 6HMT diekskresikan melalui urin dan feces dalam bentuk konjugat sulfat 6-sulfatoksiMelatonin 6SMT dan sisanya dalam bentuk glukuronid
Arendt, 1995. Gangguan fungsi hepar dan ginjal dapat memengaruhi bersihan atau klirens Melatonin Viljoen et al., 1992. Metabolit utama
Melatonin adalah 6SMT, dan konsentrasi dalam urin mencapai 90 setelah suplementasi Melatonin Arendt, 1995.
2.2.6 Peran Melatonin pada Penurunan Edema Serebri
Lotufo et al., menjelaskan modulasi interaksi antara endotel dan leukosit Lotufo et al., 2001, efek langsung pada sel endotel Lotufo et al.,
2006, penekanan produksi NO pada jaringan otak hipoksia, dan menjelaskan antioksidan Cuzzocrea et al., 1997; Cuzzocrea et al., 1999;
Bilici et al., 2002; El-shenawy et al., 2002. Sifat antioksidan Melatonin ini adalah karena antioksidan dapat menangkap radikal bebas dan memicu
ekspresi enzim antioksidan. Melatonin dapat menyingkirkan radikal hidroksil OH, hidrogen peroksida H2O2, singlet oxygen, asam
hipoklorat, anion peroksinitrit ONOO- dan atau asam peroksinitrat Reiter et al.,
2003; Haldar et al., 2001. Melatonin meningkatkan dan ekspresi enzim antioksidan, seperti superoksid dismutase, katalase, glutation
peroksidase, dan glutation reduktase meningkat oleh Melatonin Pablos et al.,
1995; Ozturk et al., 2000; Meki dan Hussein, 2001; Reiter et al., 2004; Subramanian et al., 2007. Lebih jauh lagi, efek antioksidan Melatonin
terjadi karena kemampuannya dalam menurunkan peroksidasi lipid Kacmaz et al., 2005. Aldehid seperti Malondialdehyde MDA dan 4-
Universitas Sumatera Utara
hidroksi-2-nonenal terbentuk selama peroksidasi lipid karena kerusakan jaringan dapat meningkatkan kadar radikal bebas Esterbauer et al.,1991.
Melatonin diketahui dapat berinteraksi langsung dengan MDA dan menghindari kerusakan selular karena stres oksidatif Li et al., 2005.
Stres oksidatif ini terjadi bila ada inflamasi dan kerusakan selular terjadi karena produksi sitokin proinflamasi yang berlebih.
Melatonin dapat berperan sebagai antiinflamasi karena dapat menyupresi produksi sitokin proinflamasi dan reactive oxygen species
ROS. Produksi sitokin proinflamasi, seperti IL-1, IL- 6, dan TNFα
diinduksi oleh NFκB yang teraktivasi, transkripsi Li et al., 2005 ini berperan pada aktivasi sel termasuk sel mikroglia dan pembentukan ROS
Gitto et al., 2004
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.10 Signaling Melatonin pada Sel Melalui Aktivasi Gpcr dan
Reseptor Inti Tae-Young., et al., 2014. Beberapa uji klinis menunjukkan bahwa Melatonin efektif mencegah
kerusakan sel. Salah satunya adalah Gitto et al., yang meneliti peran Melatonin terhadap produksi sitokin proinflamasi pasca pembedahan pada
hewan coba. Gitto et al., mendapatkan kadar IL-6 dan IL-8 lebih rendah secara bermakna pada kelompok perlakuan yang mendapat suplementasi
Melatonin 10 mgkgBB Gitto et al., 2004. Penelitian hewan coba mendapatkan bahwa tingkat kerusakan otak pascacedera dapat ditekan
Universitas Sumatera Utara
dengan pemberian Melatonin 5 mgkgBB Mesenge et al., 1998. Penelitian berikutnya adalah dengan memberikan injeksi Melatonin 10
mgkgBB pada hewan coba dengan cedera kepala lebih berat. Kemudian sampai dengan dua jam pascatrauma diberikan tiga kali injeksi ulang
dengan dosis yang sama. Pada hasil akhir didapatkan bahwa volume kontusio menurun secara bermakna. Jumlah dari kerusakan jaringan saraf
yang dinyatakan sebagai volume kontusio penting diketahui untuk estimasi defisit neurologis yang timbul akibat cedera Sarrafzadeh et al.,
2002; Kerman et al., 2005. Beni et al., menguji efikasi Melatonin dalam perbaikan gangguan neufisiologi dan perubahan molekular yang sebagai
akibat cedera. Pada uji ini digunakan hewan coba yang diberikan Melatonin dengan dosis 1-10 mg kgBB setelah induksi trauma. Hasil yang
didapat adalah 5 mgkgBB merupakan dosis efektif untuk menekan kerusakan jaringan saraf. Perbaikan terjadi pada hari pertama, keempat,
dan ketujuh pascatrauma. Hewan coba yang mendapat Melatonin mengalami pemulihan lebih cepat dan lebih baik dibandingkan dengan
kelompok kontrol. Kemudian, diketahui bahwa Melatonin meningkatkan kadar antioksidan, menghambat dengan sempurna aktivasi fase lanjut
NFκB, dan menurunkan jumlah apoptocyc AP-1. Makna dari penemuan ini adalah bahwa Melatonin menghambat kerusakan intraselular sel saraf
melalui peningkatan kadar antioksidan intraselular dan meningkatkan pemulihan neurologis karena menghambat respon inflamasi melalui
reduksi NFκB dan AP-1 fase lanjut Beni et al., 2004.
Universitas Sumatera Utara
Studi oleh Genovese et al., menguji pemberian kombinasi Melatonin dengan steroid dalam menghadapi stres oksidatif atau nitrosatif.
Kelompok perlakuan mendapatkan deksametason 10 mgkgBB dan Melatonin 0,025 mgkgBB diberikan secara intraperitoneal pada satu dan
empat jam pascatrauma. Sejumlah penanda kerusakan selular diamati termasuk sitokin pro
inflamasi TNFα yang terkait dalam respon inflamasi. Pengamatan dilakukan setiap hari selama sepuluh hari pascatrauma.
Setelah diuji, diketahui bahwa terapi kombinasi deksametason dan Melatonin secara bermakna menurunkan kerusakan morfologis sel saraf
melalui supresi TNFα Genovese et al., 2007. Hasil ini konsisten dengan studi Samanta et al., yang memberikan perlakuan Melatonin 45 mgkgBB
pada 15 menit pascatrauma dan diamati selama 48 jam kemudian. Samanta et al., menyatakan bahwa Melatonin menurunkan secara
bermakna ekspresi kalpain, respon inflamasi, kerusakan akson, dan kematian sel saraf Samanta et al., 2008. Secara teoretis, sebagai respon
dari terjadinya inflamasi akan terjadi stres oksidatif. Stres oksidatif ini kemudian meningkatkan ekspresi NFκB dan TNFα. Nuclear factor κ-B aktif
akan mengaktivasi TNFα. Kemudian, TNFα inilah yang akan menghasilkan dan mengaktifkan berbagai sitokin proinflamasi lain,
sehingga penekanan pada NFκB dan TNFα diduga berperan pada hambatan aktivasi sitokin pro inflamasi dan menurunkan produksi MPO
dan ROS. Kaur et al., 2008.
Universitas Sumatera Utara
Torii et al., meneliti peran Melatonin dalam supresi edema serebri dengan uji klinis pada hewan coba. Kelompok perlakuan mendapatkan
Melatonin 6 mgkgBB per oral sebanyak dua kali, yaitu pada satu jam pascaoklusi middle cerebral artery MCA dan satu hari setelah
pembedahan. Pada analisis diketahui bahwa volume edema kelompok perlakuan menurun 51,6 p 0,01 dibandingkan dengan kelompok
kontrol. Efek protektif Melatonin terhadap edema ini tampak lebih besar pada korteks serebri. Edema korteks serebri menurun 59,8 p 0,01
dibandingkan dengan striatum yang 34,2 p 0,05 Torii et al., 2004. Sebelumnya, Kondoh et al., juga menyatakan bahwa Melatonin berperan
dalam menurunkan pembentukan edema serebri pada hewan coba dengan iskemia Kondoh et al., 2002. Melatonin diketahui dapat
menurunkan permeabilitas vaskular karena dapat menurunkan kadar jaringan VEGF Kaur et al., 2006; Kaur et al., 2007; Sivakumar et al.,
2008, sehingga produksi AQP4 dan formasi edema serebri menurun Kaur et al., 2006.
Ayer et al., melakukan penelitian pada hewan coba dengan memberikan Melatonin dosis tinggi, yaitu 150 mgkgBB pada dua jam
pascatrauma. Sebagai pembanding, terdapat dua kelompok kontrol yang satu kelompok mendapat etanol 10 dan satu kelompok lainnya
mendapat Melatonin 15 mg kgBB. Kemudian hewan coba diamati pada delapan dan 24 jam pascatrauma, dan kemudian diukur kandungan cairan
otak pada 24 jam pascatrauma. Pada kesimpulannya Ayer et al.,
Universitas Sumatera Utara
menyatakan bahwa survival rate kelompok perlakuan lebih tinggi secara bermakna dibandingkan dengan kedua kelompok kontrol. Begitu juga
dengan jumlah cairan otak kelompok perlakuan. Hasil ini mengindikasikan adanya hubungan antara jumlah cairan otak dengan edema serebri dan
tingkat mortalitas. Melatonin dosis tinggi dapat mencegah peningkatan kadar cairan otak secara bermakna Ayer et al., 2008.
Sejalan dengan Ayer et al., Lee et al., juga melakukan penelitian pada hewan coba untuk mengetahui efek antioksidan Melatonin pada
hewan coba pascabedah otak. Lee et al., membagi subjek menjadi tiga kelompok, Kelompok pertama mendapat Melatonin 5 mgkgBB, kelompok
kedua mendapat Melatonin 15 mgkgBB, dan kelompok ketiga mendapat Melatonin 150 mgkgBB. Seluruh kelompok mendapat injeksi Melatonin
satu jam pasca pembedahan dan kemudian efek Melatonin diamati pada 24 jam pasca pembedahan. Setelah dianalisis, diketahui bahwa Melatonin
dosis rendah memiliki kecenderungan menurunkan kadar cairan otak dan Melatonin dosis tinggi 150 mgkgBB menurunkan kadar cairan otak dan
edema serebri secara bermakna Lee et al., 2008. Dari beberapa penelitian di atas diketahui peran Melatonin pada
penurunan edema serebri. Namun mekanisme pasti yang mendasari ini masih menjadi kontroversi. Selain sifat Melatonin sebagai antioksidan
yang dapat menekan kerusakan sel, Kaur et al., menduga hal ini juga karena kemampuan Melatonin dalam menurunkan ekspresi AQP4 dan
supresi pembengkakan astrosit. Akibatnya terjadi penurunan ambilan
Universitas Sumatera Utara
cairan oleh sel dan pembentukan edema dapat ditekan Kaur et al., 2006. Kemampuan ekspresi Melatonin dalam menurunkan ekspresi AQP4
diduga berhubungan dengan kemampuannya sebagai antioksidan. Sebagai antioksidan, Melatonin
berperan dalam menghambat NFκB sehingga aktivasi dan ekspresi NFκB menurun. Penghambatan NFκB ini
menurunkan 80 regulasi AQP4 pascatrauma secara signifikan p0,01
Kakulavarapu et al., 2011.
Gambar 2.11 Skematik Tahapan Cedera Kepala Secara Molekuler
Universitas Sumatera Utara
2.3 Kerangka Teori
