EKSPRESI TGF-β1 DAN KOLAGEN TIPE I PADA VENTRIKEL KANAN TIKUS MODEL HIPERTENSI ARTERI PULMONAL YANG MENDAPAT EKSTRAK BUAH DELIMA Repository - UNAIR REPOSITORY

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

EKSPRESI TGF-β1 DAN KOLAGEN TIPE I PADA VENTRIKEL KANAN

TIKUS MODEL HIPERTENSI ARTERI PULMONAL YANG MENDAPAT

  

EKSTRAK BUAH DELIMA

Penelitian Karya Ilmiah Akhir

  Untuk Memenuhi Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Dokter Spesialis I

  Ilmu Kesehatan Anak

  

Oleh:

Ilham Bondan Pramudiawan, dr.

  

Pembimbing:

  Prof. Dr.Teddy Ontoseno, dr., SpA (K), SpJP, FIHA Dr. Mahrus A Rahman, dr., SpA (K)

  I Ketut Alit Utamayasa, dr., SpA(K) Taufiq Hidayat, dr., SpA

  Budiono, dr., M. Kes

  

DEPARTEMEN/SMF ILMU KESEHATAN ANAK

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

RSUD DR. SOETOMO SURABAYA

2016

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

KARYA ILMIAH AKHIR EKSPRESI TGF- β1 DAN KOLAGEN TIPE I... ^{ILHAM BONDAN P}

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

KATA PENGANTAR

  Pasien penyakit jantung bawaan (PJB) idealnya mendapatkan terapi definitif sejak dini. Namun di negara kita hal ini sering tertunda akibat keterbatasan sarana dan prasarana. Penyakit jantung bawaan pirau kiri ke kanan yang tidak terkoreksi dapat berkembang menjadi hipertensi arteri pulmonal (HAP) progresif, menyebabkan fibrosis ventrikel kanan dan berujung gagal jantung serta kematian. Terapi medikamentosa selama menunggu terapi definitif diperlukan untuk menurunkan morbiditas dan mortalitas.

  Transforming Growth Factor - merupakan sitokin profibrogenik utama

  dan akumulasi kolagen terutama kolagen tipe I pada matriks ekstraseluler merupakan definisi dari fibrosis. Peningkatan jumlah sel yang mengekspresi TGF- dan kolagen tipe I dapat digunakan sebagai penanda progresifitas fibrosis akibat HAP. Ekstrak buah delima memiliki kelebihan dibanding terapi HAP konvensional, yakni memiliki titik kerja yang lebih banyak dan tanpa efek samping. Penurunan jumlah sel yang mengekspresi TGF- dan kolagen tipe I pada tikus model HAP yang mendapat ekstrak buah delima (EBD) dapat mencerminkan adanya hambatan terhadap proses fibrosis.

  Hasil penelitian ini nantinya dapat dipertimbangkan sebagai dasar pemberian EBD pada anak dengan PJB pirau kiri ke kanan yang memiliki kecenderungan menjadi HAP. Hal ini diharapkan dapat memperlambat progresifitas HAP, menurunkan morbiditas dan mortalitas terkait PJB.

  Dengan mengucapkan rasa syukur, sebagai pemula dalam bidang ini, kami menyadari adanya kekurangan dalam karya ilmiah akhir ini. Kami menerima secara terbuka setiap saran, asupan, kritik, dan bimbingan demi perbaikan penulisan penelitian ini. Akhir kata, semoga penelitian karya ilmiah akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan memberikan masukan bagi kita semua. Aamiin.

  Surabaya, Agustus 2016

   Penulis

_i

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

UCAPAN TERIMA KASIH

  Alhamdulillahi robbil´alamin, dengan memanjatkan puji syukur ke hadirat

  Allah SWT, atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan penelitian karya ilmiah akhir ini sebagai salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar dokter spesialis anak. Salam dan sholawat kami ucapkan kepada Rasulullah Muhammad SAW selaku panutan kami.

  Pada kesempatan kali ini perkenankanlah saya dengan segala kerendahan hati menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat Prof. DR.Teddy Ontoseno, dr., SpA

  

(K), SpJP, FIHA; I Ketut Alit Utamayasa, dr., SpA(K); Taufiq Hidayat, dr.,

SpA, selaku pembimbing dan Dr. Mahrus A Rahman, dr., SpA (K), selaku

  pembimbing sekaligus Ketua Program Studi, dan mantan Koordinator Litbang Departemen/SMF Ilmu Kesehatan Anak FK UNAIR/RSUD Dr.Soetomo yang telah memberikan ide, saran, arahan, serta bimbingan sejak awal penelitian, penyusunan kerangka konsep, hingga pada penyelesaian karya ilmiah akhir ini.

  Rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya jugasaya ucapkan kepada yang terhormat :  Prof. Dr. Soetojo, dr., SpU (K) dan Prof. Dr. Agung Pranoto, dr.,

  SpPD (K) selaku Dekan dan mantan Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlanga.

   Harsono, dr., dan H. Dodo Anondo, dr., MPH, selaku Direktur dan mantan Direktur RSUD Dr. Soetomo Surabaya

  

ii

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

iii

   M Faizi, dr., SpA (K) dan Sjamsul Arief, dr.,SpA (K), MARS selaku Kepala dan mantan Kepala Departemen Ilmu Kesehatan Anak FK UNAIR/RSUD Dr. Soetomo yang telah berkenan memberi kesempatan kepada saya untuk memperdalam pengetahuan di bidang Ilmu Kesehatan Anak serta atas bimbingan dan arahannya selama saya mengikuti pendidikan keahlian.

   Dr. I Dewa Gede Ugrasena, dr., SpA (K) selaku mantan Ketua Program Studi. Juga kepada Dwiyanti Puspitasari, dr., SpA (K),

  DTMH, MCMTM dan Siti Nurul Hidayati, dr. M. Kes., SpA (K)

  selaku Sekretaris dan mantan Sekretaris Program Studi, atas segala bimbingan, dorongan, dan petunjuk yang senantiasa diberikan kepada saya selama mengikuti pendidikan keahlian.  Dr. Irwanto, dr., SpA(K) selaku Koordinator Litbang Departemen/SMF Ilmu Kesehatan Anak FK UNAIR/RSUD Dr.Soetomo sekaligus penguji atas segala arahan, bimbingan, dan kesempatan yang diberikan kepada saya sehingga penelitian ini dapat terselesaikan.

  Prof.Dr. Subijanto M.S , dr., SpA(K); Prof. Ariyanto

   Harsono, dr., SpA(K); M Faizi, dr., SpA(K); Retno Asih, dr., SpA(K); selaku tim penguji atas asupan konstruktif yang sangat berharga untuk perbaikan karya ilmiah akhir ini.

   Budiono, dr., M. Kes selaku konsultan biostatistik dari fakultas Kesehatan Masyarakat UNAIR atas segala pengarahan dan bimbingan,

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

iv

  khususnya dalam hal metodologi penelitian dan analisis hasil penelitian ini.

   Wibi Riawan, Drs., SSi selaku staf dan karyawan Laboratorium Biomedik Fakultas Brawijaya Malang.

   Seluruh staf dan karyawan Departemen Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Airlanga/RSUD Dr. Soetomo Surabaya.

   Seluruh staf pengajar Departemen/SMF Ilmu Kesehatan Anak RSUD Dr. Soetomo Surabaya yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu atas bimbingan, dorongan, dan nasehat yang telah saya terima selama saya mengenyam pendidikan keahlian.  Rekan-rekan satu tim penelitian: Agus Sunandar, dr., Rafiqa Rais

  Akbar, dr., Gina Nur Djalilah, dr., Citra Ganesha Putri, dr., yang

  telah sukarela dalam suka dan duka bersama-sama ngopeni, meramut, memberi perlakuan hingga membunuh tikus-tikus coba. Semoga kematian mereka tidak sia-sia ...  Rekan-rekan seangkatan, teman seperjuangan sejak MKDU : Rina

  Pandjaitan, dr., SpA, Putu Dian Saraswati, dr., SpA, Berlian Beatrix, dr., SpA, Shinta Kamaya, dr.,SpA, Hakimah Maimunah, dr., SpA, Natalia Kristanti, dr., Heru Setiawan, dr., Siti Nurazizah, dr., Septria Erlitarini, dr., Devi Emawanti, dr., Kristina Natalia Marbun, dr., Luty Dyah Prahmani, dr. Semoga persahabatan ini berlangsung terus dan senantiasa membawa kebaikan.

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

v

   Seluruh teman sejawat PPDS I Departemen/SMF Ilmu Kesehatan Anak FK UNAIR/RSUD Dr. Soetomo Surabaya yang dengan peranya masing-masing telah banyak membantu kelancaran tugas, memberi semangat dan asupan serta mewarnai hari hari saya selama mengikuti pendidikan keahlian ini.

   Seluruh paramedis di IRNA dan IRJ serta IRD Anak RSUD Dr.

  Soetomo Surabaya yang telah membantu saya selama masa pendidikan ini.

   Seluruh pasien yang pernah saya rawat selama masa pendidikan di RSUD Dr. Soetomo Surabaya, RSUD Balong Jember, RSUD SOE Nusa Tenggara Timur, RSAL Ramelan Surabaya yang merupakan guru saya yang sejati dalam menyelesaikan studi spesialis anak.

  Saya ucapkan terima kasih dan syukur Alhamdulillah memiliki keluarga yang begitu luar biasa, yang selalu mendukung dan memberikana semangat serta kesempatan kepada saya untuk mewujudkan cita-cita saya. Saya sampaikan rasa hormat, rasa sayang, dan terima kasih kepada:

   Orang tua saya H. Ario Rishandoko, SH dan Hj. Sri Gunarti, Dra., yang telah mendidik, membimbing, mengayomi, mendoakan, memberi dukungan cinta, kasih sayang serta dorongan semangat agar dapat menyelesaikan pendidikan keahlian ini.

   Kepada mertua saya: H. Rosyidi Hanafi, Ir., dan Hj. Agustina atas segala doa restu dalam menyelesaikan pendidikan keahlian ini.

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

vi

   Istri dan anak-anak tercinta, Rosa Afriani, dr. SpAn., Anindya Aulia

  Ilham, Allysha Aulia Ilham atas segala cinta kasih dan kasih sayang

  selama ini. Senyum, tawa canda, dan peluk kalian adalah obat yang mampu menghilangkan lelah jiwa raga.

   Adik kandung saya: Anisa Dian Ariyani, SE., Nurul tria Indriani,

  SE., atas segala kebersamaan, serta doa restunya. Melihat anak-anak kita... serasa baru kemarin kita seusia mereka.

   Terima kasih kepada semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, yang telah memberi dukungan dan bantuan baik moril maupun materiil hingga selesainya penyusunan karya ilmiah akhir ini. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi kita semua dan memberi sumbangan bagi ilmu kedokteran. Semoga Allah SWT senantiasa memberi rahmat dan hidayah-Nya kepada kita semua. Aamiin

   Penulis

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR ISI

  KATA PENGANTAR ..................................................................................... i UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................... ii Daftar Isi .......................................................................................................... vii Daftar Tabel ..................................................................................................... xii Daftar Gambar ................................................................................................. xiii Daftar Lampiran .............................................................................................. xiv Daftar Singkatan .............................................................................................. xv Abstrak ............................................................................................................. xviii Ringkasan ........................................................................................................ xx BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................

  1 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................

  5 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................

  5 1.3.1 Tujuan Umum .........................................................................................

  5 1.3.2 Tujuan Khusus ........................................................................................

  5 1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................................

  6 1.4.1 Manfaat Teori .........................................................................................

  6 1.4.2 Manfaat Praktis .......................................................................................

  6 BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN ........................................................

  7 2.1 Definisi dan Klasifikasi Hipertensi Arteri Pulmonal .................................

  7 2.1.1 Definisi ...................................................................................................

  7

  

vii

  viii

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  24 2.2.4.2.4. Peran ILs dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ....................

  36 2.3.4 Penghambat Phospodiesterase-5 .............................................................

  35 2.3.3 Antagonis Endothelin .............................................................................

  33 2.3.2 Analog Prostasiklin .................................................................................

  33 2.3.1 Calcium Channel Blocker .......................................................................

  31 2.3 Terapi Hipertensi Arteri Pulmonal dan Fibrosis otot Jantung ...................

  29 2.2.4.5 Peran Kolagenase dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ...........

  27 2.2.4.4 Peran Kolagen dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung .................

  2.2.4.3 Peran Spesies Oksigen Reaktif dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ............................................................................................................

  26

  25 2.2.4.2.5 Peran Makrofag dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ...........

  23 2.2.4.2.3 Peran IFN dan TFNs dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung...

  2.1.2 Klasifikasi dan Derajat Hipertensi Arteri Pulmonal ...............................

  21 2.2.4.2.2 Peran PDGFs dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ...............

  21 2.2.4.2.1 Peran TGF-βs dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ...............

  19 2.2.4.2 Peran Inflamasi dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung ...............

  2.2.4.1 Pengaruh Stimulus Hemodinamik dan Sistem Renin-Angiotensin dalam Pembentukan Fibrosis Otot Jantung .....................................................

  17

  14 2.2.4 Fibrosis Otot Jantung pada Hipertensi Arteri Pulmonal .........................

  13 2.2.3 Ventrikel Kanan pada Hipertensi Arteri Pulmonal .................................

  10 2.2.2 Matriks Ekstraseluler Normal pada Otot Jantung ...................................

  10 2.2.1 Ventrikel Kanan Normal ........................................................................

  8 2.2 Efek Hipertensi Arteri Pulmonal pada Jantung .........................................

  37

  ix

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  52 4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................................

  57 4.4.2 Variabel Tergantung ...............................................................................

  57 4.4.1 Variabel Bebas ........................................................................................

  56 4.4 Variabel Penelitian ....................................................................................

  55 4.3.3 Penghitungan Besar Sampel ...................................................................

  55 4.3.2 Sampel Penelitian ...................................................................................

  55 4.3.1 Populasi...................................................................................................

  54 4.3 Populasi dan Sampel Penelitian .................................................................

  54 4.2.2 Waktu Penelitian .....................................................................................

  54 4.2.1 Tempat Penelitian ...................................................................................

  52 4.1 Desain Penelitian .......................................................................................

  2.3.5 Ekstrak Buah Delima Sebagai Terapi Alternatif ....................................

  51 BAB IV METODE PENELITIAN ...............................................................

  50 3.3 Hipotesis Penelitian ...................................................................................

  49 3.2 Penjelasan Kerangka Konsep.....................................................................

  49 3.1 Kerangka Konsep.......................................................................................

  47 BAB III KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN ................................................................................................

  46 2.6.1 Penjelasan Kerangka Teori ....................................................................

  45 2.6. Kerangka Teori .........................................................................................

  2.5 Monokrotalin sebagai Obat Pembuatan Hewan Model Hipertensi Arteri Pulmonal ..........................................................................................................

  43

  37 2.4 Tikus sebagai Hewan Model Hipertensi Arteri Pulmonal .........................

  57

  x

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  4.6.2.3 Alat Untuk Pengukuran Tekanan Arteri Pulmonalis dan Pemeriksaan Laboratorium....................................................................................................

  69 4.10.5 Perlakuan Terhadap Sampel ................................................................

  68 4.10.4 Pengambilan Jaringan Jantung ...........................................................

  68 4.10.3 Perlakuan Terhadap Hewan Coba ........................................................

  66 4.10.2 Pembuatan Hewan Model HAP ............................................................

  66 4.10.1 Persiapan Penelitian...............................................................................

  65 4.10 Pelaksanaan Penelitian ...........................................................................

  63 4.9 Alur Penelitian ...........................................................................................

  62 4.8 Cara Pengolahan dan Analisis Data............................................................

  61 4.7 Prosedur Pengambilan dan Pengumpulan Data ........................................

  61

  4.4.3 Variabel Antara .......................................................................................

  61 4.6.2.2 Alat Untuk Perlakuan Hewan Model ...................................................

  61 4.6.2.1 Alat untuk Pembuatan Hewan Model ..................................................

  60 4.6.2 Alat Penelitian.........................................................................................

  60 4.6.1.3 Bahan Pemeriksaan Laboratorium .......................................................

  60 4.6.1.2 Bahan Pembuatan Hewan Model ........................................................

  60 4.6.1.1 Ekstrak Buah Delima ...........................................................................

  60 4.6.1 Bahan Penelitian .....................................................................................

  57 4.6 Bahan dan Alat Penelitian .........................................................................

  57 4.5 Definisi Operasional ..................................................................................

  57 4.4.4 Variabel Kendali .....................................................................................

  69

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

xi

  BAB V HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS ........................................

  73 5.1 Karakteristik Subjek Penelitian .................................................................

  73 5.2 Gambaran Histopatologi Otot Jantung Ventrikel Kanan ...........................

  77 5.2.1 Ekspresi TGF-β1 dan Kolagen Tipe I ....................................................

  77 5.3 Analisis Hasil Penelitian ............................................................................

  79 5.3.1 Jumlah Sel yang Mengekspresi TGF-β1 dan Kolagen Tipe I ................

  79 BAB VI PEMBAHASAN ..............................................................................

  83 6.1 Karakteristik Tikus Model Hipertensi Arteri Pulmonal ............................

  83

  6.2 Efek Pemberian EBD Terhadap Ekspresi TGF-β1 pada Otot Jantung Ventrikel Kanan ...............................................................................................

  86

  6.3 Efek Pemberian EBD Terhadap Ekspresi Kolagen Tipe I pada Otot Jantung Ventrikel Kanan .................................................................................

  90 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................

  95 KEPUSTAKAAN ...........................................................................................

  96 LAMPIRAN ................................................................................................... 116

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR TABEL Tabel 1. Skema 10 Kategori Dasar Hipertensi Arteri Pulmonal pada Anak ...

  8 Tabel 2. Derajat Hipertensi Pulmonal .............................................................

  9 Tabel 3. Tipe Kolagen .....................................................................................

  30 Tabel 4. Kandungan Fitokimia Tanaman Buah Delima .................................

  39 Tabel 5. Kandungan Nutrisi Tanaman Buah Delima ......................................

  40 Tabel 6. Berat Badan Tikus Model .................................................................

  74 Tabel 7. Rerata Tekanan Sistolik dan Diastolik Arteri Pulmonalis ................

  77 Tabel 8. Rerata Tekanan Arteri Pulmonalis (mPAP =Mean Artery Preasure) 76 Tabel 9. Rerata Jumlah Sel yang Mengekspresi TGF-β1 dan Kolagen tipe I pada Tikus Model HAP....................................................................................

  80

  

xii

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Potongan Melintang Ventrikel Normal .........................................

  10 Gambar 2. Pembuluh Darah Jantung ..............................................................

  11 Gambar 3. Tampak Dalam Suplai Darah Ventrikel Kanan .............................

  12 Gambar 4. Perkembangan Hipertensi Arteri Pulmonal ...................................

  16 Gambar 5. Efek Selular TGF-Β Pada Fibrosis Otot Jantung .........................

  23 Gambar 6. Hubungan Antara Fibrosis, Inflamasi , Dinding Pembuluh Darah, dan Hipertrofi Otot Jantung..............................................................................

  27 Gambar 7. Jalur Regulasi Fibrosis Otot Jantung Terkait Angiotensin dan Stres Oksidatif ...............................................................................................

  29 Gambar 8. Efek Bioaktif Kandungan Buah Delima ........................................

  38 Gambar 9. Kapasitas Antioksidan Jus Buah Delima dibandingkan Wine, Teh Hijau, dan Ekstrak Kulit Delima .....................................................................

  42 Gambar 10. Bagan Rancangan Penelitian .......................................................

  52 Gambar 11. Alur Penelitian .............................................................................

  65 Gambar 12. Berat Badan Tikus Model ...........................................................

  73 Gambar 13. Rerata Tekanan Sistolik dan Diastolik Arteri Pulmonalis ...........

  75 Gambar 14. Rerata Tekanan Arteri Pulmonalis ..............................................

  78 Gambar 15. Ekspresi TGF-β1 pada Otot Jantung Tikus Model.......................

  79 Gambar 16. Ekspresi Kolagen Tipe I pada Otot Jantung Tikus Model............

  80 Gambar 17. Rerata Jumlah Sel yang Mengekspresi TGF-β1 dan Kolagen tipe I .................................................................................................................

  81

  

xiii

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Surat Pemberian Wewenang Penelitian ...................................... 109 Lampiran 2. Surat Keterangan Kelaikan Etik Penelitian ................................. 110 Lampiran 3. Sertifikat Ekstrak Buah Delima .................................................. 111 Lampiran 4. Hasil Pengolahan Data ................................................................ 114 Lampiran 5. Gambar Tikus Sprague Dawley .................................................. 127 Lampiran 6. Gambar Alat Monitor Dash 5000 ................................................ 128

  

xiv

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

xv

DAFTAR SINGKATAN

  AA : Asam Arakidonat AE : Asam Ellagic ABTS : 2,2’-Azinobis(3-Ethylbenzothiazoline)-6-Sulfonic Acid ACE : Angiotensin Converting Enzyme APC : Antigen Presenting Cells ASC : Apoptosis Associated Speck-Like Protein AV : Atrio Ventricular cGMP : cyclic Guanosine Monophosphate CMR : Cardiac Magnetic Resonance COX-2 : Cyclooxygenase-2 CTGF : Connective Tissue Growth Factor DAP : Duktus Arteriosus Persisten DMDP : Dimethyl-p-Phenylenediamine DPPH : α-α Diphenyl-β-Pycrylhydrazyl DSV : Defek Septum Ventrikel EBD : Ekstrak Buah Delima ERK : Extracellular-Signal-Regulated Kinases FDA : Food and Drugs Administration FGF : Fibroblast GrowthFfactor FRAP : Ferric Reducing Ability of Plasma GPI : Glycosylphophatidylinositol xvi

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  HAP : Hipertensi Arteri Pulmonal

  IFN : Interferon

  IL : Interleukin LDL : Low-Density Lipoprotein LOX : Lipoxygenase LV : Left Ventricle MAP : Mean Artery Pressure MCP-1 : Monocyte Chemoattractant Protein -1 MCTP : Monocrotaline Pyrrole MHC : Major Histocompatibility Complex MMP-1 : Matrix Metalloproteinase-1 mPAP : Mean Pulmonary Arterial Pressure MT-MMP : Membran Type MMP NADPH : Nikotinamida Adenosin Dinukleotida Hidrogen NK : Natural Killer NLR : NOD Like Receptor NLRP3 : NOD-Like Receptor Family, Pyrin Domain Containing 3 NO : Nitric Oxide NOS : Nitric Oxide Synthase OF-1

  : Oncins Frans -1

  PDGF AA : Platelet Derived Growth Factor AA PDGF BB : Platelet Derived Growth Factor BB PG : Prostatglandin xvii

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  PGI

  2 : Prostasiklin

  PGD

  2

  : Prostatglandin D

  

2

PGF 2α ; Prostatglandin F 2α

  PJB : Penyakit Jantung Bawaan RA : Renin Angiotensin RV : Right Ventricle SERTs : Serotonin Reuptake Transporter SMAD : Mothers Against Decapentaplegic Homolog SMAD2 : Mothers Against Decapentaplegic Homolog 2 SOR : Spesies Oksigen Reaktif SRAA : Sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron TGF-β1 : Transforming Growth Factor Beta 1 TIMP-1 : Tissue Inhibitor Matrix Metalloprotease-1 TNF : Tumor Necrosing Factor TVP : Tahanan Vaskuler Paru TXA

  2 : Tromboxane A

  2 Vka : Ventrikel kanan

  Vki : Ventrikel kiri α-SMA : α-Smooth Muscle Actin 5-HT : 5-hydroxytryptamine

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

EKSPRESI TGF-β1 DAN KOLAGEN TIPE I PADA

  

VENTRIKEL KANAN TIKUS MODEL HIPERTENSI ARTERI

PULMONAL YANG MENDAPAT EKSTRAK BUAH DELIMA

_{1 1} Ilham Bondan Pramudiawan, Taufiq Hidayat , I Ketut Alit Utamayasa , _{1 1 2} Mahrus A Rahman , Teddy Ontoseno , Budiono ₁ Divisi Kardiologi

Departemen Ilmu Kesehatan Anak, Fakultas Kedokteran,

₂ Fakultas Ilmu Kesehatan Masyarakat

Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo

Surabaya

  

ABSTRAK

Latar Belakang: Hipertensi arteri pulmonal (HAP) terkait penyakit jantung

  bawaan sering berkembang menjadi progresif dan menyebabkan fibrosis otot jantung yang berujung gagal jantung dan kematian. Terapi definitif terhadap defek anatomis seringkali tertunda akibat keterbatasan sarana dan prasarana. Terapi medikamentosa diperlukan untuk menurunkan morbiditas dan mortalitas selama menunggu terapi definitif. Ekstrak buah delima (EBD) memiliki aktifitas antifibrotik melalui mekanisme anti inflamasi, ACE inhibitor, dan antioksidan. Efek antifibrotik ini dapat dievaluasi melalui penurunan jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada otot jantung ventrikel kanan.

  

Tujuan: Membuktikan bahwa pemberian ekstrak buah delima dapat menurunkan

  jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan tikus model hipertensi arteri pulmonal.

  

Metode: Penelitian randomized post-test only control group ini dilakukan

  terhadap 24 tikus jantan Sprague Dawley yang diinduksi HAP menggunakan monokrotalin 60 mg/kg berat badan. Jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan dievaluasi pada minggu ke 2 dan ke 4. Seluruh subjek diikutkan dalam analisis, termasuk tikus yang mati selama penelitian.

  

Hasil: Dua tikus kontrol mati pada hari ke 7 dan ke 11 penelitian. Tidak

  didapatkan perbedaan rerata berat badan antar kelompok. Tikus yang mendapat EBD memiliki rerata tekanan arteri pulmonalis lebih rendah dibanding kontrol. Rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada kelompok perlakuan 2 dan 4 minggu lebih rendah dibandingkan kelompok kontrol. Tidak didapatkan perbedaan bermakna rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada kelompok perlakuan 2 minggu dan 4 minggu.

  

Kesimpulan: Pemberian ekstrak buah delima dapat menurunkan jumlah sel yang

  mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan tikus model hipertensi arteri pulmonal.

  

Kata Kunci: Hipertensi Arteri Pulmonal, Tikus Model HAP, Ekstrak Buah

Delima, TGF-β1, Kolagen Tipe I, Ventrikel Kanan.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

TGF-β1 AND COLLAGEN TYPE I EXPRESSION ON RIGHT

  

VENTRICLE PULMONARY ARTERIAL HYPERTENSION

RAT MODEL RECEIVING POMEGRANATE EXTRACT

_{1 1} Ilham Bondan Pramudiawan, Taufiq Hidayat , I Ketut Alit Utamayasa , _{1 1 2} Mahrus A Rahman , Teddy Ontoseno , Budiono ₁ Cardiology Division

Department of Child Health, Medical School,

₂ Faculty of public Health

Airlangga University/RSUD dr. Soetomo

Surabaya

  

ABSTRACT

Background: Congenital heart disease’s related pulmonary arterial hypertension

  (PAH) frequently develop into progressive, causing myocardial fibrosis and ending with heart failure and death. Definitive theraphy on anatomical deffect often delayed due to facilities and infrastructure. Medical theraphy is needed to decrease morbidity and mortality during awaiting definitive theraphy. Pomegranate extract has antifibrotic activity through antiinflamation, ACE inhibitor, and antioxidant mechanism. The antifibrotic effect can be evaluated by the decreasement of cells expressing TGF-β1 and collagen type I on right ventricle myocardium.

  

Purpose: Proving that pomegranate extract decrease cells expressing TGF-β1 and

  collagen type I on right ventricle myocardium pulmonary arterial hypertension rat models.

  

Metode: This randomized post-test only control group carried out on 24

  monocrotaline induced male Sprague Dawley rats. The monocrotaline dose is 60 mg/kg body weight. The amount of cells expressing TGF-β1 and collagen tipe I on right ventricle myocardium evaluated on week 2 and week 4. All subjects included in analysis, including the death rats.

  

Result: Two control rats died on day 7 dan day 11. There are no differnce on

  body weight among groups. Rats receiving pomegranate extract having a lower mean pulmonary arterial pressure than control groups. Mean of cells expressing TGF-β1 and collagen tipe I on right ventricle myocardium lower than control groups. There are no significant difference on cells expressing TGF-β1 and collagen type I on right ventricle myocardium between 2 weeks treatment group and 4 weeks treatment group.

  

Conclussion: Pomegranate extract decrease cells expressing TGF-β1 and collagen

  type I on right ventricle myocardium on pulmonary arterial hypertension rat models.

  

Keyword: Pulmonary Arterial Hypertension, PAH rat model, Pomegranate

extract, TGF-β1, Collagen Tipe I, Right Ventricle.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

RINGKASAN

  Hipertensi arteri pulmonal yang progresif sebagian besar terkait penyakit jantung bawaan. Koreksi terhadap defek anatomis merupakan terapi definitif, namun seringkali tertunda akibat keterbatasan sarana dan prasarana. Hipertensi arteri pulmonal yang progresif dapat meyebabkan terjadinya fibrosis ventrikel kanan yang dapat berujung gagal jantung dan kematian. Terapi medikamentosa diperlukan untuk menurunkan morbiditas dan mortalitas. Terapi yang ada saat ini tidak ada yang bersifat menyembuhkan dan memiliki efek samping yang banyak. Ekstrak buah delima (EBD) memiliki mampu menurunkan rerata tekanan arteri pulmonalis dan memiliki aktifitas antifibrotik melalui mekanisme anti inflamasi, ACE inhibitor, dan antioksidan. Ekstrak buah delima juga terbukti aman dikonsumsi dalam dosis besar dan dalam jangka waktu lama.

  Tujuan penelitian ini adalah untuk membuktikan bahwa pemberian ekstrak buah delima dapat menurunkan jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan tikus model hipertensi arteri pulmonal. Penelitian laboratoris eksperimental ini menggunakan rancangan randomized

  

post-test control group dengan 24 tikus putih jantan strain Sprague Dawley

  berumur 3 bulan yang diinjeksi monokrotalin dengan dosis 60 mg/kg berat badan secara subkutan sebagai subjek penelitian. Subjek terbagi menjadi 4 kelompok yakni kelompok tikus yang mendapat ekstrak buah delima dan carboxy methyl

  

cellulose (CMC) selama 2 minggu (E1) dan 4 minggu (E2), serta kelompok

  kontrol tikus yang hanya mendapat CMC selama 2 minggu (K1) dan 4 minggu

  

xx

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

xxi

  (K2). Berat badan, rerata tekanan arteri pulmonalis, dan rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan dievaluasi pada minggu ke 2 dan ke 4. Semua subjek diikutsertakan dalam analisis, termasuk tikus yang mati saat penelitian.

  Dua ekor tikus didapatkan mati yakni masing masing pada hari ke 7 dan ke 11. Kedua tikus itu masing masing merupakan kelompok K1 dan K2. Tidak didapatkan perbedaan bermakna pada rerata berat badan antar kelompok pada saat awal penelitian maupun akhir penelitian. Rerata tekanan arteri pulmonalis diukur menggunakan monitor DASH 5000 dengan sebelumnya dilakukan anestesi menggunakan ketamine 0,5 mg/kg dan midazolam 0,5mg/kg intramuskuler pada paha,serta intubasi. Pengambilan organ jantung dilakukan setelah dilakukan terminasi dengan tehnik eksanguinasi. Sampel organ kemudian dikirim ke bagian patologi anatomi untuk dibuat blok jaringan dan slide dan seterusnya dikirim ke Laboratorium Biologi Molekuler Universitas Brawijaya Malang untuk evaluasi jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada ventrikel kanan.

  Hasil penelitian menunjukkan tidak adanya perbedaan bermakna pada berat badan tikus model antar kelompok baik pada awal maupun akhir penelitian.

  Rerata tekanan arteri pulmonalis kelompok kontrol (K1 dan K2) lebih tinggi dibanding elompok yang mendapatkan EBD (E1 dan E2). Kelompok K2 memiliki rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I lebih tinggi dari pada kelompok K1 dan bermakna secara statistik. Rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF-β1 dan kolagen tipe I pada kelompok E1 dan E2 lebih rendah daripada Kelompok K1 dan K2 dan bermakna secara statistik. Tidak didapatkan _xxi

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

xxii

  perbedaan bermakna secara statistik rerata jumlah sel yang mengekspresi TGF- β1dan kolagen tipe I pada kelompok E1 dan E2.

  Efektifitas EBD dalam menurunkan kadar TGF-β1 dan kolagen tipe I pada 2 minggu dan 4 minggu ini menunjukkan bahwa EBD dapat menghambat proses awal fibrogenesis sekaligus meningkatkan resolusi fibrosis. Dalam praktek klinis ini berarti bahwa EBD diharapkan dapat mencegah fibrosis dan mengurangi derajat fibrosis yang sudah terjadi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan penggunaan EBD sebagai terapi tambahan, mendampingi terapi baku yang sudah ada sehingga dapat menurunkan morbiditas dan mortalitas terkait HAP.

  

xxii

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Hipertensi arteri pulmonal (HAP) merupakan suatu kondisi peningkatan rerata tekanan arteri pulmonal saat istirahat melebihi 25 mmHg. (Wardle dan Tulloh, 2012). Kondisi ini terjadi akibat remodeling arteri pulmonal berupa hilangnya sel endotel arteri pulmonalis serta peningkatan aktivitas jalur proliferatif dan apoptosis, penebalan sel otot polos, peningkatan pertumbuhan sel endotel dan perubahan homeostasis bahan vasoaktif yang berakibat vasokonstriksi arteri pulmonalis (Humbert dkk., 2004). Hipertensi arteri pulmonal juga menyebabkan remodeling otot jantung terutama ventrikel kanan (Vka) berupa hipertrofi miosit, aktivasi dan hiperplasia fibroblast serta deposisi kolagen ekstraseluler yang disebut sebagai fibrosis. Fibrosis miokardium menyebabkan kekakuan miokardium sehingga mengganggu fungsi sistol dan diastol yang dapat memicu gagal jantung dan kematian (Nicoletti dan Michel, 1999; Fan dkk., 2012).

  

Transforming growth factor-β1 (TGF-β1) dan kolagen tipe I merupakan penanda

  penting dalam proses remodeling fibrosis miokardium sehingga evaluasi kadar TGF-β1 dan kolagen tipe I dapat dijadikan dasar petunjuk terjadinya proses fibrosis miokardium (Lez dkk., 2004; Fan dkk., 2012). Terapi HAP menitikberatkan pada vasodilatasi arteri pulmonalis. Terapi ini meliputi calcium

  

channel blocker, prostanoid, antagonis endotelin dan penghambat

  posphodiesterase 5 (Raja dan Raja, 2011). Terapi tersebut tidak ada yang bersifat ₁

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  2

  menyembuhkan, dan memiliki efek samping yang cukup banyak sehingga pencarian strategi terapi baru terus dilakukan (Ghofrani dkk., 2009; Duarte dkk., 2013). Pengembangan strategi baru ini lebih ditujukan untuk mencegah perubahan seluler dan molekuler secara lebih dini dengan efek samping seminimal mungkin (Durmowicz dkk., 1993).

  Insiden HAP di Belanda mencapai 63,7 kasus per seribu anak (Ivy dkk., 2013; Loon dkk., 2011). Etiologi HAP pada anak bervariasi, 57% merupakan idiopatik dan herediter, 36% merupakan HAP dapatan terkait penyakit jantung bawaan (PJB), dan 7% merupakan HAP terkait kelainan saluran pernapasan dan sebab lain seperti tromboembolik (Berger dkk., 2012). Diperkirakan di seluruh dunia terdapat 600.000 bayi lahir setiap tahun dengan PJB dan 50% atau lebih akan meninggal karena infeksi dan gagal jantung (Adatia dkk., 2010). Tujuh puluh lima persen HAP yang progresif merupakan HAP terkait PJB (Levy dkk., 2013). Hipertensi arteri pulmonal dapat ditemukan pada anak dengan PJB non sianotik dengan pirau kiri ke kanan seperti defek septum ventrikel (DSV), duktus arteriosus persisten (DAP) dan defek septum atrium (DSA) yang tidak terkoreksi (Loon dkk., 2009). Delapan puluh persen populasi PJB tinggal di negara berkembang, dan diperkirakan hanya 2-15% pasien yang mendapat penanganan kuratif. Sebagian besar pasien dengan pirau kiri ke kanan yang besar akan mengalami HAP stadium lanjut dan ireversibel pada usia 1 tahun pertama. Dua puluh persen anak dengan PJB non sianotik tidak dapat dioperasi karena mengalami HAP stadium lanjut (Loon dkk., 2009). Angka rerata kesintasan HAP pada anak yang tidak mendapat terapi lebih rendah dibanding pada dewasa yakni

  

_{ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA}

  3

  0,8 dibanding 2,8 tahun (D'Alonzo dkk., 1991). Sedangkan angka kesintasan 5 tahun HAP pada anak yang mendapat terapi dapat mencapai 74  6% (Barst dkk., 2012). Di Indonesia, sarana dan prasarana masih sangat terbatas, tindakan kuratif terhadap defek anatomis seringkali tertunda. Pada beberapa kasus bahkan tidak lagi operabel karena pasien sudah jatuh ke kondisi yang lebih berat karena telah terjadi HAP stadium lanjut yang menyebabkan remodeling miokardium dan berujung kegagalan jantung. Untuk itu upaya perlambatan progresifitas HAP secara medikamentosa selama menunggu terapi definitif sangat diperlukan untuk menurunkan morbiditas dan mortalitas.