Fenomena Peradangan Kardio-Obesitas Pada Monyet Ekor Panjang (Macaca Fascicularis) Jantan Dewasa Dengan Induksi Diet Obsitogenik
FENOMENA PERADANGAN KARDIO-OBESITAS
PADA MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis) JANTAN
DEWASA DENGAN INDUKSI DIET OBSITOGENIK
FEBY YOLANDA WULANDARI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fenomena Peradangan
Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) Jantan Dewasa
dengan Induksi Diet Obsitogenik adalah benar karya saya dengan arahan dari
Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari Penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Feby Yolanda Wulandari
NIM B04090160
ABSTRACT
FEBY YOLANDA WULANDARI. Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada
Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet
Obsitogenik. Dibimbing oleh RP AGUS LELANA
Pola hidup masyarakat dengan konsumsi makanan tinggi kolesterol dan
karbohidrat akan meningkatkan resiko sindrom metabolik, seperti obesitas.
Obesitas adalah faktor utama penyebab penyakit kardiovaskular dan peradangan
yang dapat menyebabkan aterosklerosis serta akumulasi sel-sel radang pada
sekitar pembuluh darah. Respon peradangan yang disebabkan oleh kardio-obesitas
pada pembuluh darah aorta diteliti pada monyet ekor panjang jantan dewasa
(Macaca fascicularis) (n=11) menggunakan standar penilaian kuantitatif
histologis. Respons peradangan ini diamati pada monyet obesitas yang disebabkan
oleh asupan diet obesitogenik selama 15 bulan (n=9) dibandingkan dengan
monyet obesitas yang disebabkan konsumsi pakan monyet dalam jumlah tak
terbatas (ad-libitum) (n=2). Fenomena ini bisa digunakan sebagai gambaran
mikroskopis kardio-obesitas pada monyet sebagai hewan model penyakit
kardiovaskular. Respon peradangan lebih rendah pada monyet yang diberi asupan
diet obsitogenik diikuti intervensi nikotin cair dosis rendah selama tiga bulan.
Studi kasus ini menunjukkan bahwa nikotin cair dosis rendah memiliki efek
hambat pada respon peradangan kardio-obesitas.
Kata kunci: Macaca fascicularis, obesitas, respon peradangan, nikotin cair dosis
rendah.
ABSTRACT
FEBY YOLANDA WULANDARI. Inflammation Phenomena of Cardio-obesity
on Adult Male Cynomolgus Macaque (Macaca fascicularis) with Obsitogenic
Diet Induction. Dibimbing oleh RP. AGUS LELANA.
Lifestyle with high cholesterol and carbohydrate food consumption will increase
the risk of metabolic syndrome, such as obesity. Obesity is a major factor in
cardiovascular and inflammation diseases that can induce atherosclerosis and
accumulation of inflammatory cells surround blood vessels. The existence of
inflammation response caused by cardio-obesity on aortic vessels was noted in the
study of obesity on adult male cynomolgus macaque (Macaca fascicularis) (n=11)
using standard histologic quantitative assessment. This inflammation response
was prominently observed on obese monkeys induced by obesitogenic-diet for 15
months (n=9) compare to obese monkeys caused by long term ad-libitum monkey
chow consumption (n=2). This phenomena could be indicated as a microscopic
description of cardio obesity on monkey as animal model of cardiovascular
diseases. Furthermore, these inflammation response were slightly observed on
obesitogenic-diet’s induced obese monkey with intervention of low dose of liquid
nicotine for 3 months. This study was indicating that low dose of liquid nicotine
has inhibition potential effect on cardio-obesity inflammatory response.
Keywords: Macaca fascicularis, obesity, inflammation response, low dose of
liquid nicotine.
FENOMENA PERADANGAN KARDIO-OBESITAS PADA
MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis) JANTAN
DEWASA DENGAN INDUKSI DIET OBSITOGENIK
FEBY YOLANDA WULANDARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi: Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang
(Macacafascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet
Obsitogenik
: Feby Yolanda Wulandari
Nama
: B04090160
NIM
Disetujui oleh
Dr Drh RP Agus Lelana, SpMP MSi
Pembimbing
Tanggal Lulus:
! 2 SEP Z014'
1
PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga Penulis bisa menyelesaikan skripsi yang berjudul
Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang (Macaca
fascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet Obsitogenik yang merupakan
bagian dari payung penelitian Pusat Studi Satwa Primata LPPM IPB atas prakarsa
Prof. Drh. Dondin Sajuthi, MST, PhD. Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Dr. Drh. RP Agus Lelana, SpMP, MSi selaku dosen pembimbing skripsi, Drh.
Agus Wijaya, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing akademik, Kepala Pusat
Studi Satwa Primata LPPM IPB beserta staf selaku fasilitator penelitian, Yayuk
Puspitawathi dan Andika Pandu selaku rekan kerja dalam penelitian.
Ucapan terima kasih yang tak terhingga untuk ayahanda tercinta bapak
Maifendri, Ibunda Yernawely, Ngoh Muryani, Uni Susmayanti, Uni Evariyanti,
Adinda Zarifa Olivia dan Freda Nazwa Khaila, serta seluruh keluarga besar atas
doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih untuk sahabat-sahabat tersayang
Dona, Ilin, Bunga, Ucup, Andhani, Atika, Hiro, Rini, Talitha, Amalia, Nadine,
Vinda, Frizki, Maya, Putra, Kak Dama, dan Kak Anjani atas kesabaran dan uluran
semangat yang tiada henti. Tak lupa terima kasih atas dukungan dari teman-teman
di Radar 36 (Kak Annieke, Kak Deni, Kak Wulan, Kak Devi, Kak Adelia, Kak
Ika, Kak Titi, Kak Rika, Kak Sri, dan Kak Febbi), teman-teman di Maharlika
Depan (Kak Mika, Kak Tuti, Kak Yanti, Kak Suci, Yudha, Yusi, Fitri, Rina, Salli,
dan Ida), kakanda dan adinda dari Ikatan Mahasiswa Kerinci- Bogor, serta semua
pihak yang tidak bisa disebut satu persatu.
Besar harapan Penulis karya ilmiah ini dapat memberi manfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi biomedis, khususnya penggunaan
satwa primata sebagai hewan model untuk penyakit kardiovaskuler.
Bogor, September 2014
Feby Yolanda Wulandari
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
3
Tempat dan Waktu
3
Bahan dan Alat
3
Metode
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Hasil
6
Pembahasan
8
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
13
RIWAYAT HIDUP
15
DAFTAR TABEL
1 Profil Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta
2 Profil Respon Peradangan pada Tunika Intima hingga Tunika Media
3 Interpretasi Respon Peradangan pada Aorta
6
7
7
DAFTAR GAMBAR
1 (a) Gambaran Anatomis Jantung Macaca fascicularis (b) Kondisi
jantung Macaca fascicularis yang Mengalami Kardio-Obesitas
2 Patogenesis Peradangan pada Obesitas
3 Respon Peradangan pada Tunika Media
4 Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta (a) Obes dengan
Diet Ad-libitum (b)(c) Obes dengan Diet Obesitogenik dan Intervensi
Nikotin (d) Obes dengan Diet Obesitogenik
2
9
10
10
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Konsumsi makanan tinggi karbohidrat dan kolesterol telah menjadi pola
hidup masyarakat secara umum. Kondisi ini meningkatkan resiko sindrom
metabolik seperti obesitas. Masalah obesitas dalam 20 tahun terakhir ini telah
menjadi masalah endemik masyarakat perkotaan. Obesitas ditandai dengan
peningkatan bobot badan (>30%) akibat penimbunan lemak tubuh yang
berlebihan (D’Alessio 2003). Kondisi obesitas biasanya disebabkan
ketidakseimbangan jumlah kalori konsumsi dibandingkan dengan jumlah kalori
yang dibakar (Sari 2009). Obesitas merupakan faktor utama perkembangan
penyakit kronis, seperti penyakit kardiovaskular, aterosklerosis, osteoarthritis, dan
penyakit lainnya (Recette et al. 2003). Kondisi kardio-obesitas dapat berakhir
dengan kematian.
Kardio-obesitas ditandai dengan adanya akumulasi lemak yang
berlebihan pada jantung, dinding pembuluh darah dan jaringan sekeliling
pembuluh darah. Akumulasi lemak pada dinding pembuluh darah ini
menimbulkan penebalan dan kekakuan arteri sehingga disebut plak aterosklerosis.
Menurut Ross (1999) aterosklerosis menyebabkan respon peradangan yang
ditandai dengan adanya endapan lemak, trombosit, mobilisasi makrofag, dan
akumulasi sel-sel radang di lapisan tunika intima hingga tunika media pembuluh
darah.
Menurut Lelana (2012) akumulasi sel-sel radang pada pembuluh darah dan
sekelilingnya tersebut dapat diamati pada monyet ekor panjang (Macaca
fascicularis) dewasa jantan sebagai hewan model obesitas dan sindrom
metabolisme pada manusia. Sejak tahun 2009, Pusat Studi Satwa Primata IPB
mengembangkan monyet ekor panjang sebagai hewan model obesitas dengan
induksi diet tinggi lemak dan kolesterol. Dalam waktu 12 bulan induksi pakan
obesitogenik, monyet mengalami peningkatan bobot badan lebih dari 30%.
Berdasarkan pengukuran indeks masa tubuh monyet tersebut dikatagorikan
sebagai pre-obes atau obes. Berdasarkan nekropsi pada bagian internal tubuh
monyet tersebut dilaporkan adanya penimbunan lemak pada viseral tubuh.
Perlemakan juga terlihat menyelimuti otot jantung menunjukkan karakter kardioobesitas (Gambar 1).
2
(a)
(b)
Gambar 1 (a) Gambaran Anatomis Jantung Macaca fascicularis (b)
Kondisi jantung Macaca fascicularis dengan akumulasi
lemak menunjukkan kondisi Kardio-Obesitas pada jantung
Nikotin cair dosis rendah terbukti memiliki efek peningkatan HDL
kolesterol sehingga menurunkan resiko akteroklerosis pada monyet jantan dewasa
(Warongan 2011). Lelana (2012) juga melihat adanya akumulasi makroskopis
perlemakan di organ kardiovaskuler dan efek nikotin tersebut dalam menghambat
aterosklerosis. Meskipun demikian, evaluasi mikroskopis akumulasi sel-sel
radang akibat kardio-obesitas belum pernah dilaporkan. Sehubungan dengan itu
perlu dilakuan kajian sel-sel radang pada pembuluh darah monyet yang
mengalami kardio-obesitas.
Tujuan Penelitian
Dalam kasus kardio-obesitas pada monyet sebagai hewan model obesitas,
keberadaan sel-sel radang belum banyak dilaporkan. Studi kasus ini dimaksudkan
untuk membuktikan adanya kasus peradangan akibat perlemakan kardio-obesitas
pada monyet dan pengaruh nikotin terhadap respon peradangan.
Manfaat Penelitian
Studi kasus ini diharapkan bisa memberi informasi tentang penelitian
biomedis. Terutama untuk pengembangan monyet sebagai hewan model penyakit
kardio-obesitas.
3
METODE
Tempat dan Waktu
Studi kasus ini dilaksanakan di Laboratorium Patologi Pusat Studi Satwa
Primata (PSSP) LPPM IPB Bogor pada bulan januari hingga februari 2013. Studi
kasus ini merupakan kelanjutan dari induksi obesitas dengan diet tinggi energi
selama 12 bulan (Februari 2008- Februari 2009) dan diikuti dengan pemberian
intervensi nikotin cair dosis rendah pada bulan maret hingga juni 2009.
Bahan dan Alat
Studi kasus ini menggunakan preparat histologi aorta dari monyet jantan
dewasa obes dengan pewarnaan Hematoksilin-Eosin sebanyak 11 preparat. Bahan
lain yang digunakan berupa bahan mikroteknik untuk pembuatan preparat
histologi yang terdiri atas paraformaldehida 4%, alkohol (70%, 80%, 90%, 95%),
larutan xylol, parafin, aquades, pewarna Harris Hematoksilin dan Eosin solution.
Peralatan yang digunakan untuk menunjang studi kasus ini meliputi (1)
alat pembuat slide histologi berupa blade, gelas piala, sliding microtome, water
bath, tissue basket, blok kayu, dan kaca preparat; (2) satu set alat pewarnaan
preparat histologi berupa rak slide, staining jar, dan cover glass; dan (3) peralatan
untuk pengamatan berupa mikroskop yang dilengkapi dengan kamera mikroskopis.
Metode
Nekropsi dan perfusi jantung
Studi kasus ini merupakan kelanjutan dari penelitian pembentukan monyet
yang mengalami obesitas setelah induksi diet tinggi energi dan intervensi nikotin
cair. Monyet yang mengalami obesitas tersebut akan dinekropsi dan perfusi.
Nekropsi diawali dengan pemberian zat anastetikum berupa ketamine HCl 10
mg/Kg BB secara intramuscular (im) kemudian dieutanasi menggunakan
pentobarbithal dengan dosis 30mg/Kg BB melalui pembuluh darah vena. Perfusi
dilakukan dengan pemberian NaCl fisiologis melalui jantung, kemudian diberi
formaldehida 4%, dan drainasse melalui vena abdominalis. Selanjut, jantung di
perfusi melalui aorta dengan pemberian formaldehida 4% tekanan 100 mmHg
selama 1 jam. Setelah diperfusi jantung dan pembuluh darah sekitarnya dikoleksi
dalam larutan formaldehida 4% selama 3 hari dan kemudian disimpan dalam
larutan alkohol 70% sampai jaringan digunakan untuk pembuatan preparat.
Pembuatan preparat histologi
Pembuluh darah aorta dipisahkan dari organ jantung monyet yang telah
dinekropsi. Pembuatan preparat histologis pembuluh darah dari hewan monyet
4
ekor panjang (Macaca fasicularis) dilakukan dengan prosedur sebagai berikut
(Kiernan 1990):
Fiksasi
Jaringan dikoleksi dalam cairan paraformaldehida 4% selama 3 (tiga)
hari, kemudian disimpan dalam alkohol 70% sebagai stopping point sampai
proses selanjutnya. Pembuluh darah yang telah di fiksasi kemudian dipotong
menjadi potongan melintang secara proposional dengan ukuran 1.0 x 0.5
cm2 dan dimasukkan ke dalam tissue basket dan diberi label.
Dehidrasi
Proses dehidrasi bertujuan untuk mengeluarkan air dari dalam jaringan.
Dehidrasi dilakukan secara bertahap dengan menggunakan alkohol yang
konsentrasinya berbeda (70%, 80%, 90%, 95% alkohol absolut I dan alkohol
absolut II) masing-masing 2 jam. Setelah itu dilakukan proses penjernihan
(clearing) dengan memasukkan sediaan kedalam xylol I dan II masingmasing 2 jam. Proses penjernihan dilakukan untuk menggantikan tempat
etanol yang terdapat di dalam jaringan.
Perendaman dan Pencetakan (Embedding)
Parafin dimasukkan ke dalam cetakan sampai setengah, kemudian
potongan jaringan dimasukkan, Selanjutnya cetakan ditambah dengan
parafin hingga penuh dan diberi label. Proses pencetakan dilakukan dengan
menggunakan tissue embedding console. Sediaan lalu dibekukan dan
didinginkan sebelum dilakukan pemotongan dengan menggunakan
mikrotom.
Pemotongan (Sectioning)
Jaringan dipotong dengan menggunakan rotary mycrotom dengan
ketebalan 4-5 μm dan hasil potongan selanjutnya ditempelkan pada gelas
objek kemudian dikeringkan pada suhu ruang lalu disimpan dalam inkubator
sampai dilakukan pewarnaan.
Pewarnaan Hematoksilin-Eosin
Pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE) merupakan pewarnaan yang umum
untuk melihat morfologi jaringan secara umum. Pada pewarnaan ini inti yang
bersifat asam diwarnai dengan Hematoksilin (basofilik) sedangkan sitoplasma
diwarnai dengan Eosin (asidofilik). Penggunaan pewarnaan ini dapat
menvisualiasasikan secara kontras bagian inti dan sitoplasma, sehingga gambaran
jaringan dapat diamati dengan jelas. Tahapan pewarnaan Hematoksilin-Eosin
dilakukan sesuai dengan Sheehan (1980).
Jaringan pada kaca preparat dimasukkan ke dalam oven selama 2 jam pada
suhu 60oC sebelum dilakukan proses pewarnaan. Pewarnaan HE diawali dengan
proses deparafinasi dengan menggunakan xilol I dan II masing-masing selama 5
menit. Kemudian dilanjutkan dengan proses rehidrasi dengan menggunakan
ethanol dengan 3 tingkat konsentrasi yang berbeda (100%, 95%, dan 70%)
masing-masing 5 menit, pada konsentrasi 100% dan 95% preparat direndam
selama 2 kali 5 menit dan 1 kali 5 menit untuk ethanol 70%. Selanjutnya preparat
dicuci dengan air kran selama 5 menit. Sediaan diwarnai dengan pewarna Harris
Hematoksilin selama 5 menit, kemudian dicuci dengan air kran selama 5 menit
5
dan ammonia water 1-2 celup. Setelah itu sediaan diwarnai dengan Eosin solution
selama 5 menit. Setelah itu dilakukan dehidrasi dengan alkohol 95%, dan 100%
masing-masing 2 celup, dan dilanjutkan clearing dengan larutan xilol I, II, dan III
selama 5 menit dan ditutup dengan gelas penutup (cover glass) menggunakan 1
tetes entelan. Kualitas kontrol pewarnaan asam, setelah dilihat acid alcohol slide
dibawah mikroskop.
Pengamatan dan Analisis Data
Studi kasus ini dirancang untuk mengamati temuan histologis sel-sel
radang pada monyet jantan dewasa yang mengalami kardio-obesitas. Yaitu, 2
preparat histologis dari monyet obes dikarenakan mengkonsumsi monkey’s chow
dalam jangka panjang, 4 preparat dari monyet obes yang diberi asupan diet tinggi
karbohidrat dan kolesterol, dan 5 preparat dari monyet obes yang diinduksi
dengan diet tinggi karbohidrat dan kolesterol diikuti intervensi nikotin cair.
Pengamatan sel radang dilakukan dengan mengamati sel-sel radang pada
lemak adventisia dan tunika intima hingga tunika media pembuluh darah aorta
dengan menggunakan mikroskop yang dilengkapi dengan kamera mikroskopis.
Pengamatan sel radang pada jaringan lemak adventisia dilakukan dengan
menghitung jumlah sel radang kemudian jumlah tersebut dikelompokkan dalam
kategori sedikit, sedang, dan banyak. Pengamatan pada tunika intima hingga
tunika media dilakukan dengan menghitung jumlah sel radang pada setiap aorta
dengan tiga kali pengulangan kemudian di rata-ratakan. Frekuensi sel radang
jaringan lemak adventisia dan rataan sel radang tunika intima dan tunika
adventisia dibandingkan pada monyet ekor panjang yang diberi pakan tinggi
karbohidrat dan kolesterol dan yang diinduksi nikotin cair dosis rendah
dibandingkan dengan monyet yang mengalami obesitas setelah mengkonsumsi
monkey’s chow dalam jangka panjang.
Data kuantitatif disajikan dan diinterpretasikan secara deskriptif untuk
masing-masing kelompok monyet. Analisis data diarahkan untuk menjawab profil
peradangan pada masing-masing kelompok hewan dan dugaan pengaruh
konsumsi nikotin cair dosis rendah terhadap proses peradangan tersebut.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Secara umum semua monyet obes menunjukkan adanya variasi respon
akumulasi sel-sel radang pada jaringan adventisia lemak yang mengelilinggi aorta
(Gambar 4). Selain itu, juga terlihat adanya variasi sel-sel radang pada tunika
intima hingga tunika media jaringan aorta (Gambar 3). Adapun frekuensi
munculnya respon peradangan pada adventisia dengan kategori banyak untuk sel
radang yang jumlahnya lebih dari 100 sel, kategori sedang untuk sel radang yang
jumlahnya berkisar antara 50-100 sel, dan kategori sedikit untuk sel radang yang
jumlahnya dibawah 50 sel.
Tabel 1 Profil Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta
Kelompok Monyet
Obes dengan diet ad
libitum
Jumlah Sel Radang pada Lemak
Adventisia
Banyak
Sedang
Sedikit
(> 100 sel) (50-100 sel)
(
PADA MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis) JANTAN
DEWASA DENGAN INDUKSI DIET OBSITOGENIK
FEBY YOLANDA WULANDARI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fenomena Peradangan
Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) Jantan Dewasa
dengan Induksi Diet Obsitogenik adalah benar karya saya dengan arahan dari
Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari Penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Feby Yolanda Wulandari
NIM B04090160
ABSTRACT
FEBY YOLANDA WULANDARI. Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada
Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet
Obsitogenik. Dibimbing oleh RP AGUS LELANA
Pola hidup masyarakat dengan konsumsi makanan tinggi kolesterol dan
karbohidrat akan meningkatkan resiko sindrom metabolik, seperti obesitas.
Obesitas adalah faktor utama penyebab penyakit kardiovaskular dan peradangan
yang dapat menyebabkan aterosklerosis serta akumulasi sel-sel radang pada
sekitar pembuluh darah. Respon peradangan yang disebabkan oleh kardio-obesitas
pada pembuluh darah aorta diteliti pada monyet ekor panjang jantan dewasa
(Macaca fascicularis) (n=11) menggunakan standar penilaian kuantitatif
histologis. Respons peradangan ini diamati pada monyet obesitas yang disebabkan
oleh asupan diet obesitogenik selama 15 bulan (n=9) dibandingkan dengan
monyet obesitas yang disebabkan konsumsi pakan monyet dalam jumlah tak
terbatas (ad-libitum) (n=2). Fenomena ini bisa digunakan sebagai gambaran
mikroskopis kardio-obesitas pada monyet sebagai hewan model penyakit
kardiovaskular. Respon peradangan lebih rendah pada monyet yang diberi asupan
diet obsitogenik diikuti intervensi nikotin cair dosis rendah selama tiga bulan.
Studi kasus ini menunjukkan bahwa nikotin cair dosis rendah memiliki efek
hambat pada respon peradangan kardio-obesitas.
Kata kunci: Macaca fascicularis, obesitas, respon peradangan, nikotin cair dosis
rendah.
ABSTRACT
FEBY YOLANDA WULANDARI. Inflammation Phenomena of Cardio-obesity
on Adult Male Cynomolgus Macaque (Macaca fascicularis) with Obsitogenic
Diet Induction. Dibimbing oleh RP. AGUS LELANA.
Lifestyle with high cholesterol and carbohydrate food consumption will increase
the risk of metabolic syndrome, such as obesity. Obesity is a major factor in
cardiovascular and inflammation diseases that can induce atherosclerosis and
accumulation of inflammatory cells surround blood vessels. The existence of
inflammation response caused by cardio-obesity on aortic vessels was noted in the
study of obesity on adult male cynomolgus macaque (Macaca fascicularis) (n=11)
using standard histologic quantitative assessment. This inflammation response
was prominently observed on obese monkeys induced by obesitogenic-diet for 15
months (n=9) compare to obese monkeys caused by long term ad-libitum monkey
chow consumption (n=2). This phenomena could be indicated as a microscopic
description of cardio obesity on monkey as animal model of cardiovascular
diseases. Furthermore, these inflammation response were slightly observed on
obesitogenic-diet’s induced obese monkey with intervention of low dose of liquid
nicotine for 3 months. This study was indicating that low dose of liquid nicotine
has inhibition potential effect on cardio-obesity inflammatory response.
Keywords: Macaca fascicularis, obesity, inflammation response, low dose of
liquid nicotine.
FENOMENA PERADANGAN KARDIO-OBESITAS PADA
MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis) JANTAN
DEWASA DENGAN INDUKSI DIET OBSITOGENIK
FEBY YOLANDA WULANDARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi: Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang
(Macacafascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet
Obsitogenik
: Feby Yolanda Wulandari
Nama
: B04090160
NIM
Disetujui oleh
Dr Drh RP Agus Lelana, SpMP MSi
Pembimbing
Tanggal Lulus:
! 2 SEP Z014'
1
PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga Penulis bisa menyelesaikan skripsi yang berjudul
Fenomena Peradangan Kardio-obesitas pada Monyet Ekor Panjang (Macaca
fascicularis) Jantan Dewasa dengan Induksi Diet Obsitogenik yang merupakan
bagian dari payung penelitian Pusat Studi Satwa Primata LPPM IPB atas prakarsa
Prof. Drh. Dondin Sajuthi, MST, PhD. Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Dr. Drh. RP Agus Lelana, SpMP, MSi selaku dosen pembimbing skripsi, Drh.
Agus Wijaya, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing akademik, Kepala Pusat
Studi Satwa Primata LPPM IPB beserta staf selaku fasilitator penelitian, Yayuk
Puspitawathi dan Andika Pandu selaku rekan kerja dalam penelitian.
Ucapan terima kasih yang tak terhingga untuk ayahanda tercinta bapak
Maifendri, Ibunda Yernawely, Ngoh Muryani, Uni Susmayanti, Uni Evariyanti,
Adinda Zarifa Olivia dan Freda Nazwa Khaila, serta seluruh keluarga besar atas
doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih untuk sahabat-sahabat tersayang
Dona, Ilin, Bunga, Ucup, Andhani, Atika, Hiro, Rini, Talitha, Amalia, Nadine,
Vinda, Frizki, Maya, Putra, Kak Dama, dan Kak Anjani atas kesabaran dan uluran
semangat yang tiada henti. Tak lupa terima kasih atas dukungan dari teman-teman
di Radar 36 (Kak Annieke, Kak Deni, Kak Wulan, Kak Devi, Kak Adelia, Kak
Ika, Kak Titi, Kak Rika, Kak Sri, dan Kak Febbi), teman-teman di Maharlika
Depan (Kak Mika, Kak Tuti, Kak Yanti, Kak Suci, Yudha, Yusi, Fitri, Rina, Salli,
dan Ida), kakanda dan adinda dari Ikatan Mahasiswa Kerinci- Bogor, serta semua
pihak yang tidak bisa disebut satu persatu.
Besar harapan Penulis karya ilmiah ini dapat memberi manfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi biomedis, khususnya penggunaan
satwa primata sebagai hewan model untuk penyakit kardiovaskuler.
Bogor, September 2014
Feby Yolanda Wulandari
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
3
Tempat dan Waktu
3
Bahan dan Alat
3
Metode
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Hasil
6
Pembahasan
8
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
13
RIWAYAT HIDUP
15
DAFTAR TABEL
1 Profil Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta
2 Profil Respon Peradangan pada Tunika Intima hingga Tunika Media
3 Interpretasi Respon Peradangan pada Aorta
6
7
7
DAFTAR GAMBAR
1 (a) Gambaran Anatomis Jantung Macaca fascicularis (b) Kondisi
jantung Macaca fascicularis yang Mengalami Kardio-Obesitas
2 Patogenesis Peradangan pada Obesitas
3 Respon Peradangan pada Tunika Media
4 Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta (a) Obes dengan
Diet Ad-libitum (b)(c) Obes dengan Diet Obesitogenik dan Intervensi
Nikotin (d) Obes dengan Diet Obesitogenik
2
9
10
10
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Konsumsi makanan tinggi karbohidrat dan kolesterol telah menjadi pola
hidup masyarakat secara umum. Kondisi ini meningkatkan resiko sindrom
metabolik seperti obesitas. Masalah obesitas dalam 20 tahun terakhir ini telah
menjadi masalah endemik masyarakat perkotaan. Obesitas ditandai dengan
peningkatan bobot badan (>30%) akibat penimbunan lemak tubuh yang
berlebihan (D’Alessio 2003). Kondisi obesitas biasanya disebabkan
ketidakseimbangan jumlah kalori konsumsi dibandingkan dengan jumlah kalori
yang dibakar (Sari 2009). Obesitas merupakan faktor utama perkembangan
penyakit kronis, seperti penyakit kardiovaskular, aterosklerosis, osteoarthritis, dan
penyakit lainnya (Recette et al. 2003). Kondisi kardio-obesitas dapat berakhir
dengan kematian.
Kardio-obesitas ditandai dengan adanya akumulasi lemak yang
berlebihan pada jantung, dinding pembuluh darah dan jaringan sekeliling
pembuluh darah. Akumulasi lemak pada dinding pembuluh darah ini
menimbulkan penebalan dan kekakuan arteri sehingga disebut plak aterosklerosis.
Menurut Ross (1999) aterosklerosis menyebabkan respon peradangan yang
ditandai dengan adanya endapan lemak, trombosit, mobilisasi makrofag, dan
akumulasi sel-sel radang di lapisan tunika intima hingga tunika media pembuluh
darah.
Menurut Lelana (2012) akumulasi sel-sel radang pada pembuluh darah dan
sekelilingnya tersebut dapat diamati pada monyet ekor panjang (Macaca
fascicularis) dewasa jantan sebagai hewan model obesitas dan sindrom
metabolisme pada manusia. Sejak tahun 2009, Pusat Studi Satwa Primata IPB
mengembangkan monyet ekor panjang sebagai hewan model obesitas dengan
induksi diet tinggi lemak dan kolesterol. Dalam waktu 12 bulan induksi pakan
obesitogenik, monyet mengalami peningkatan bobot badan lebih dari 30%.
Berdasarkan pengukuran indeks masa tubuh monyet tersebut dikatagorikan
sebagai pre-obes atau obes. Berdasarkan nekropsi pada bagian internal tubuh
monyet tersebut dilaporkan adanya penimbunan lemak pada viseral tubuh.
Perlemakan juga terlihat menyelimuti otot jantung menunjukkan karakter kardioobesitas (Gambar 1).
2
(a)
(b)
Gambar 1 (a) Gambaran Anatomis Jantung Macaca fascicularis (b)
Kondisi jantung Macaca fascicularis dengan akumulasi
lemak menunjukkan kondisi Kardio-Obesitas pada jantung
Nikotin cair dosis rendah terbukti memiliki efek peningkatan HDL
kolesterol sehingga menurunkan resiko akteroklerosis pada monyet jantan dewasa
(Warongan 2011). Lelana (2012) juga melihat adanya akumulasi makroskopis
perlemakan di organ kardiovaskuler dan efek nikotin tersebut dalam menghambat
aterosklerosis. Meskipun demikian, evaluasi mikroskopis akumulasi sel-sel
radang akibat kardio-obesitas belum pernah dilaporkan. Sehubungan dengan itu
perlu dilakuan kajian sel-sel radang pada pembuluh darah monyet yang
mengalami kardio-obesitas.
Tujuan Penelitian
Dalam kasus kardio-obesitas pada monyet sebagai hewan model obesitas,
keberadaan sel-sel radang belum banyak dilaporkan. Studi kasus ini dimaksudkan
untuk membuktikan adanya kasus peradangan akibat perlemakan kardio-obesitas
pada monyet dan pengaruh nikotin terhadap respon peradangan.
Manfaat Penelitian
Studi kasus ini diharapkan bisa memberi informasi tentang penelitian
biomedis. Terutama untuk pengembangan monyet sebagai hewan model penyakit
kardio-obesitas.
3
METODE
Tempat dan Waktu
Studi kasus ini dilaksanakan di Laboratorium Patologi Pusat Studi Satwa
Primata (PSSP) LPPM IPB Bogor pada bulan januari hingga februari 2013. Studi
kasus ini merupakan kelanjutan dari induksi obesitas dengan diet tinggi energi
selama 12 bulan (Februari 2008- Februari 2009) dan diikuti dengan pemberian
intervensi nikotin cair dosis rendah pada bulan maret hingga juni 2009.
Bahan dan Alat
Studi kasus ini menggunakan preparat histologi aorta dari monyet jantan
dewasa obes dengan pewarnaan Hematoksilin-Eosin sebanyak 11 preparat. Bahan
lain yang digunakan berupa bahan mikroteknik untuk pembuatan preparat
histologi yang terdiri atas paraformaldehida 4%, alkohol (70%, 80%, 90%, 95%),
larutan xylol, parafin, aquades, pewarna Harris Hematoksilin dan Eosin solution.
Peralatan yang digunakan untuk menunjang studi kasus ini meliputi (1)
alat pembuat slide histologi berupa blade, gelas piala, sliding microtome, water
bath, tissue basket, blok kayu, dan kaca preparat; (2) satu set alat pewarnaan
preparat histologi berupa rak slide, staining jar, dan cover glass; dan (3) peralatan
untuk pengamatan berupa mikroskop yang dilengkapi dengan kamera mikroskopis.
Metode
Nekropsi dan perfusi jantung
Studi kasus ini merupakan kelanjutan dari penelitian pembentukan monyet
yang mengalami obesitas setelah induksi diet tinggi energi dan intervensi nikotin
cair. Monyet yang mengalami obesitas tersebut akan dinekropsi dan perfusi.
Nekropsi diawali dengan pemberian zat anastetikum berupa ketamine HCl 10
mg/Kg BB secara intramuscular (im) kemudian dieutanasi menggunakan
pentobarbithal dengan dosis 30mg/Kg BB melalui pembuluh darah vena. Perfusi
dilakukan dengan pemberian NaCl fisiologis melalui jantung, kemudian diberi
formaldehida 4%, dan drainasse melalui vena abdominalis. Selanjut, jantung di
perfusi melalui aorta dengan pemberian formaldehida 4% tekanan 100 mmHg
selama 1 jam. Setelah diperfusi jantung dan pembuluh darah sekitarnya dikoleksi
dalam larutan formaldehida 4% selama 3 hari dan kemudian disimpan dalam
larutan alkohol 70% sampai jaringan digunakan untuk pembuatan preparat.
Pembuatan preparat histologi
Pembuluh darah aorta dipisahkan dari organ jantung monyet yang telah
dinekropsi. Pembuatan preparat histologis pembuluh darah dari hewan monyet
4
ekor panjang (Macaca fasicularis) dilakukan dengan prosedur sebagai berikut
(Kiernan 1990):
Fiksasi
Jaringan dikoleksi dalam cairan paraformaldehida 4% selama 3 (tiga)
hari, kemudian disimpan dalam alkohol 70% sebagai stopping point sampai
proses selanjutnya. Pembuluh darah yang telah di fiksasi kemudian dipotong
menjadi potongan melintang secara proposional dengan ukuran 1.0 x 0.5
cm2 dan dimasukkan ke dalam tissue basket dan diberi label.
Dehidrasi
Proses dehidrasi bertujuan untuk mengeluarkan air dari dalam jaringan.
Dehidrasi dilakukan secara bertahap dengan menggunakan alkohol yang
konsentrasinya berbeda (70%, 80%, 90%, 95% alkohol absolut I dan alkohol
absolut II) masing-masing 2 jam. Setelah itu dilakukan proses penjernihan
(clearing) dengan memasukkan sediaan kedalam xylol I dan II masingmasing 2 jam. Proses penjernihan dilakukan untuk menggantikan tempat
etanol yang terdapat di dalam jaringan.
Perendaman dan Pencetakan (Embedding)
Parafin dimasukkan ke dalam cetakan sampai setengah, kemudian
potongan jaringan dimasukkan, Selanjutnya cetakan ditambah dengan
parafin hingga penuh dan diberi label. Proses pencetakan dilakukan dengan
menggunakan tissue embedding console. Sediaan lalu dibekukan dan
didinginkan sebelum dilakukan pemotongan dengan menggunakan
mikrotom.
Pemotongan (Sectioning)
Jaringan dipotong dengan menggunakan rotary mycrotom dengan
ketebalan 4-5 μm dan hasil potongan selanjutnya ditempelkan pada gelas
objek kemudian dikeringkan pada suhu ruang lalu disimpan dalam inkubator
sampai dilakukan pewarnaan.
Pewarnaan Hematoksilin-Eosin
Pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE) merupakan pewarnaan yang umum
untuk melihat morfologi jaringan secara umum. Pada pewarnaan ini inti yang
bersifat asam diwarnai dengan Hematoksilin (basofilik) sedangkan sitoplasma
diwarnai dengan Eosin (asidofilik). Penggunaan pewarnaan ini dapat
menvisualiasasikan secara kontras bagian inti dan sitoplasma, sehingga gambaran
jaringan dapat diamati dengan jelas. Tahapan pewarnaan Hematoksilin-Eosin
dilakukan sesuai dengan Sheehan (1980).
Jaringan pada kaca preparat dimasukkan ke dalam oven selama 2 jam pada
suhu 60oC sebelum dilakukan proses pewarnaan. Pewarnaan HE diawali dengan
proses deparafinasi dengan menggunakan xilol I dan II masing-masing selama 5
menit. Kemudian dilanjutkan dengan proses rehidrasi dengan menggunakan
ethanol dengan 3 tingkat konsentrasi yang berbeda (100%, 95%, dan 70%)
masing-masing 5 menit, pada konsentrasi 100% dan 95% preparat direndam
selama 2 kali 5 menit dan 1 kali 5 menit untuk ethanol 70%. Selanjutnya preparat
dicuci dengan air kran selama 5 menit. Sediaan diwarnai dengan pewarna Harris
Hematoksilin selama 5 menit, kemudian dicuci dengan air kran selama 5 menit
5
dan ammonia water 1-2 celup. Setelah itu sediaan diwarnai dengan Eosin solution
selama 5 menit. Setelah itu dilakukan dehidrasi dengan alkohol 95%, dan 100%
masing-masing 2 celup, dan dilanjutkan clearing dengan larutan xilol I, II, dan III
selama 5 menit dan ditutup dengan gelas penutup (cover glass) menggunakan 1
tetes entelan. Kualitas kontrol pewarnaan asam, setelah dilihat acid alcohol slide
dibawah mikroskop.
Pengamatan dan Analisis Data
Studi kasus ini dirancang untuk mengamati temuan histologis sel-sel
radang pada monyet jantan dewasa yang mengalami kardio-obesitas. Yaitu, 2
preparat histologis dari monyet obes dikarenakan mengkonsumsi monkey’s chow
dalam jangka panjang, 4 preparat dari monyet obes yang diberi asupan diet tinggi
karbohidrat dan kolesterol, dan 5 preparat dari monyet obes yang diinduksi
dengan diet tinggi karbohidrat dan kolesterol diikuti intervensi nikotin cair.
Pengamatan sel radang dilakukan dengan mengamati sel-sel radang pada
lemak adventisia dan tunika intima hingga tunika media pembuluh darah aorta
dengan menggunakan mikroskop yang dilengkapi dengan kamera mikroskopis.
Pengamatan sel radang pada jaringan lemak adventisia dilakukan dengan
menghitung jumlah sel radang kemudian jumlah tersebut dikelompokkan dalam
kategori sedikit, sedang, dan banyak. Pengamatan pada tunika intima hingga
tunika media dilakukan dengan menghitung jumlah sel radang pada setiap aorta
dengan tiga kali pengulangan kemudian di rata-ratakan. Frekuensi sel radang
jaringan lemak adventisia dan rataan sel radang tunika intima dan tunika
adventisia dibandingkan pada monyet ekor panjang yang diberi pakan tinggi
karbohidrat dan kolesterol dan yang diinduksi nikotin cair dosis rendah
dibandingkan dengan monyet yang mengalami obesitas setelah mengkonsumsi
monkey’s chow dalam jangka panjang.
Data kuantitatif disajikan dan diinterpretasikan secara deskriptif untuk
masing-masing kelompok monyet. Analisis data diarahkan untuk menjawab profil
peradangan pada masing-masing kelompok hewan dan dugaan pengaruh
konsumsi nikotin cair dosis rendah terhadap proses peradangan tersebut.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Secara umum semua monyet obes menunjukkan adanya variasi respon
akumulasi sel-sel radang pada jaringan adventisia lemak yang mengelilinggi aorta
(Gambar 4). Selain itu, juga terlihat adanya variasi sel-sel radang pada tunika
intima hingga tunika media jaringan aorta (Gambar 3). Adapun frekuensi
munculnya respon peradangan pada adventisia dengan kategori banyak untuk sel
radang yang jumlahnya lebih dari 100 sel, kategori sedang untuk sel radang yang
jumlahnya berkisar antara 50-100 sel, dan kategori sedikit untuk sel radang yang
jumlahnya dibawah 50 sel.
Tabel 1 Profil Respon Peradangan pada Lemak Adventisia Aorta
Kelompok Monyet
Obes dengan diet ad
libitum
Jumlah Sel Radang pada Lemak
Adventisia
Banyak
Sedang
Sedikit
(> 100 sel) (50-100 sel)
(