Pengaruh Curcuminoid terhadap Pajanan Bising yang Ditinjau dari Ekspresi HSP-70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan Kolagen Tipe IV pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus (Studi Eksperimental Laboratorik Ex Vivo)

  PENGARUH CURCUMINOID TERHADAP PAJANAN BISING YANG DITINJAU DARI EKSPRESI HSP-70, NF κB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 DAN KOLAGEN TIPE IV PADA FIBROBLAS KOKLEA RATTUS NORVEGICUS (STUDI EKSPERIMENTAL LABORATORIK EX VIVO) DISERTASI TENGKU SITI HAJAR HARYUNA NIM 098102008 PROGRAM STUDI DOKTOR (S3) ILMU KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013 Universitas Sumatera Utara DATA PRIBADI Nama : dr. Tengku Siti Hajar Haryuna, Sp.THT-KL NIP : 19790620 200212 2 003 Tempat / Tanggal lahir : Medan / 20 Juni 1979 Pangkat / Golongan : Pembina / IVa Jabatan : Lektor Kepala Agama : Islam Alamat Rumah : Jl. Jamin Ginting Km. 8.5 Komp. Royal Sumatera

  Kavling Doritis No. 198, Medan 20141 No.Telepon: 061-8360343 / HP: 08126061694

  Alamat Kantor : SMF THT-KL / RSUP H. Adam Malik Jl. Bunga Lau No. 17 Medan No. Telepon: 061-8365490

  Alamat e-mail : dr_heydi@yahoo.com Instansi : Fakultas Kedokteran USU Nama Orang Tua : 1. Ayah : Ir. Tengku Haris Aminullah

  2. Ibu : Prof. Dr. Ir. Tengku Chairun Nisa, M.Sc Nama Suami : dr. Edwin Martin Asroel, Sp.OG Nama Anak : Ramiza Alya Putri Edwina PENDIDIKAN FORMAL Sekolah Dasar : SD Panca Budi Medan (tamat tahun 1989) Sekolah Menengah Pertama : Sekolah Indonesia Kuala Lumpur (tamat tahun 1992) Sekolah Menengah Atas : SMA Immanuel Medan (tamat tahun 1995) Sarjana : Fakultas Kedokteran USU Medan (tamat tahun 2002) Spesialisasi : Ilmu Kes. THT-KL, FK USU Medan (tamat tahun 2007) Doktoral : Ilmu Kedokteran, FK USU Medan (tamat tahun 2013) RIWAYAT PEKERJAAN

  1. Staf Pengajar Tetap Departemen THT- KL FK USU/RSUP H. Adam Malik Medan (Desember 2002 s/d sekarang)

  2. Ketua Program Studi Ilmu Kesehatan THT-KL FK USU (Januari 2011 s/d sekarang)

  KEANGGOTAAN ORGANISASI PROFESI NASIONAL/INTERNASIONAL

  1. Ikatan Dokter Indonesia (IDI) (Juli 2002 s/d sekarang)

  2. Perhimpunan Dokter Spesialis Telinga Hidung Tenggorok-Bedah Kepala Leher Indonesia (PERHATI-KL) (Januari 2003 s/d sekarang)

  Medan, April 2013 Tengku Siti Hajar Haryuna Dengan mengucap syukur Alhamdulillah segala puji dipanjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala yang telah melimpahkan karunia, rahmat, taufik dan hidayahNya, sehingga disertasi yang merupakan tugas akhir program S3 telah sampai pada tahap akhir. Perasaan bahagia dan lega dirasakan, semoga disertasi ini dan ilmu yang diperoleh dapat bermanfaat bagi masyarakat. Banyak kendala dan kesulitan yang dihadapi dalam penulisan karya ilmiah ini dan juga pada saat melakukan penelitian. Disadari bahwa tanpa bantuan berbagai pihak, tugas ini tidak dapat dilaksanakan dengan baik, namun berkat bantuan dan bimbingan serta dorongan moril dari keluarga, tim promotor dan teman sejawat, akhirnya disertasi ini dapat diselesaikan. Maka dari itu dengan hati yang tulus dan penuh rasa syukur, terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya saya ucapkan kepada yang terhormat: Prof. dr. Ramsi Lutan, Sp.THT-KL(K), sebagai Promotor yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing dengan penuh kesabaran dan perhatian, memperluas wawasan keilmuan, memotivasi secara terus menerus, sehingga disertasi ini dapat terselesaikan. Saya kagum akan kearifan, kelapangan hati dan sikap yang selalu siap menolong dari beliau. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan hidayahNya kepada beliau. Dr. dr. Nyilo Purnami, Sp.THT-KL(K), sebagai Ko-Promotor I yang telah dengan ikhlas dan penuh kesabaran membimbing, memotivasi, membantu, memperluas wawasan keilmuan dan memberikan saran serta memberikan dukungan moril secara terus menerus, sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini. Beliau mengajarkan saya tentang pentingnya memperhatikan aspek-aspek lainnya dalam kehidupan sehingga menambah makna dalam meningkatkan keilmuan, keprofesian, bermasyarakat dan berkeluarga. Saya sangat bangga dapat dibimbing oleh beliau yang benar-benar dapat menjadi panutan sebagai seorang

  Universitas Sumatera Utara pendidik sejati dengan kedalaman dan keluasan ilmu beliau yang selalu memberikan ide-ide cemerlang dalam menyelesaikan disertasi ini. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan hidayahNya kepada beliau. Dr. Drs. Soeprapto Ma’at, MS, Apt sebagai Ko-Promotor II yang telah memberikan waktu, tenaga, pikiran untuk membimbing, memotivasi dan memberikan pengarahan, memperluas keilmuan serta memberikan dukungan moril, sehingga disertasi ini dapat terselesaikan. Beliau adalah fasilitator yang selalu memberikan solusi selama menjalani pendidikan S-3. Saya sangat bangga dapat dibimbing oleh beliau yang benar-benar dapat menjadi panutan sebagai seorang pendidik sejati dengan kedalaman dan keluasan ilmu beliau Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan hidayahNya kepada beliau. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada saya, untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Doktor. Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof. dr. Gontar A. Siregar, Sp.PD, KGEH atas kesempatan, fasilitas dan bantuan biaya pendidikan dalam mengikuti pendidikan S-3. Demikian pula Pembantu Dekan I Prof. dr. Guslihan Dasa Tjipta, Sp.A(K) atas bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan pendidikan S-3. Prof. dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K) sebagai Ketua Program Studi S-3 Ilmu Kedokteran dan mantan Rektor Universitas Sumatera Utara dan Prof. dr. Harun Rasyid Lubis, Sp.PD-KGH selaku mantan Ketua Program Studi S-3 Ilmu Kedokteran yang telah mengizinkan dan memberikan dukungan dalam membantu memperlancar proses akademik selama mengikuti pendidikan S-3. Demikian juga kepada Sekretaris Program Studi S-3 Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp.THT-KL(K) dan Prof. drg. Ismet Daniel Nasution, Ph.D, Sp.Pros(K) selaku mantan Sekretaris Program Studi S-3 Ilmu Kedokteran yang secara berkesinambungan

  Universitas Sumatera Utara memberikan dukungan, saran dan motivasi kepada saya selama mengikuti proses pendidikan. Para penguji disertasi Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp.THT-KL(K), Prof. dr. Askaroellah Aboet, Sp.THT-KL(K), Prof. Drs. Sumadio Hadisahputra, Apt., Ph.D, dr. Adang Bachtiar, MPH, DSc, yang telah bersedia memberikan penilaian dan masukan demi sempurnanya disertasi ini. Para pemberi kuliah S-3 Prof. dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K); Prof. Dr. Sumono, MS; Drs. Sutarman, M.Sc, Ph.D; Prof. dr. Iskandar Zulkarnaen Lubis, Sp.A(K) (Alm); Prof. Dr. dr. Rozaimah Zain Hamid, MS, Sp.FK; dr. Adang Bachtiar, MPH, DSc; Dr. dr. Rosita Juwita Sembiring, Sp.PK; Dr. Drs. Ridwan Siregar, M.Lib atas pengajaran, bimbingan dan diskusi selama mengikuti pendidikan S-3. Ketua Departemen Ilmu Kesehatan THT-KL Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Abd. Rachman Saragih, Sp.THT- KL(K) serta para staf yang telah memberikan kesempatan, kepercayaan kepada saya serta dengan penuh pengertian dan kesabaran selama saya mengikuti kegiatan pendidikan S-3. Prof. Dr. dr. Agung Pranoto, M.Kes, Sp.PD-KEMD, FINASIM selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga yang telah memberikan izin kepada saya untuk melakukan penelitian di Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga. Dr. dr. Karyono Mintaroem, Sp.PA selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya yang telah memberikan izin kepada saya untuk melakukan penelitian di Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya. dr. Edhi Rianto, MS selaku Kepala Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga yang telah memberikan izin untuk menggunakan fasilitas Laboratorium yang beliau pimpin sehingga penelitian saya dapat selesai. Bapak Heri Sumantoro dan Alfian Dwi Ciptayani, Amd.AK yang telah banyak membantu selama penelitian di Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

  Universitas Sumatera Utara dr. Hidayat Sujuti, Ph.D, Sp.M selaku Kepala Laboratorium Biokimia Fakultas kedokteran Universitas Brawijaya yang telah memberikan izin untuk menggunakan fasilitas Laboratorium yang beliau pimpin sehingga penelitian saya dapat selesai. Prof. Dr. dr. Suhartono Taat Putra, MS sebagai staf divisi Patobiologi Departemen Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga yang dengan sabar dan penuh perhatian memberikan motivasi dan memperluas keilmuan saya sehingga disertasi ini dapat selesai. Beliau adalah motivator dan fasilitator terbaik, selalu mengalirkan energi positif, memberi solusi dan mengasah sisi spiritual saya sejak menjalani pendidikan S-3.

  Prof. Dr. dr. Harjanto J. M., AIFM staf Departemen Ilmu Faal Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga dan Konsultan Fisiologi Special Sense

  Organ yang dengan kesabaran dan penuh perhatian memberikan motivasi dan memperluas keilmuan saya sehingga disertasi ini dapat selesai.

  Wibi Riawan, S.Si dari Departemen Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya yang telah dengan sabar memberikan bantuan dan bimbingan dari awal penelitian, memberikan asupan dan saran, motivasi dan dukungan yang dapat memperluas keilmuan saya sehingga disertasi ini dapat selesai. Disampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang tak terhingga. Drs. Tri Anggono Prijo selaku staf Departemen Biofisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga yang telah membantu dalam menstandarisasi alat yang diperlukan untuk perlakuan penelitian. Bapak Sabari yang telah banyak membantu selama penelitian di Laboratorium Patologi Anatomi RSUD Dr. Soetomo.

  M. Syahril Lubis, MP dan dr. Putri C. Eyanoer, MS.Epi. Ph.D yang telah membimbing dan memberikan bantuan di bidang statistik penelitian.

  Universitas Sumatera Utara Teman peserta didik Program Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara angkatan Januari 2010, saya sampaikan terima kasih tak terhingga atas segala kerjasama, kekompakan, serta saling mendukung dalam suka dan duka selama bersama-sama menjalani pendidikan. Sembah sujud, terima kasih dan hormat tidak terhingga serta cinta yang tak terukur saya kepada kedua orang tua Ayahanda Ir. Tengku Haris Aminullah dan Ibunda Prof. Dr. Ir. Tengku Chairun Nisa, M.Sc dengan penuh kasih sayang membesarkan dan memberikan pendidikan serta senantiasa memanjatkan doa yang tulus bagi keberhasilan anak-anaknya. Kepada kedua mertua dr. Asroel Aboet, Sp.THT-KL(K) dan Baidar Moenaf (Almh) atas perhatian, dukungan, semangat dan doa selama ini. Suami tercinta dr. Edwin Martin Asroel, Sp.OG dan anak terkasih Ramiza Alya Putri Edwina sebagai penyejuk jiwa yang telah merelakan waktu dan menjadikan semangat dorongan untuk menyelesaikan pendidikan ini.

  Saudara-saudara ku Tengku Mohammad Chairal Abdullah, SE, MBA, Ph.D dan keluarga, dr. Tengku Siti Harilza Zubaidah, Sp.M dan keluarga, dr. Tengku Mohammad Rizki, Sp.OG dan keluarga, serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan dorongan, doa dan cinta kasih serta persaudaraan yang erat selama ini. Semoga kita dapat terus membina kerukunan keluarga dan rasa saling mengasihi hingga masa mendatang. Adinda dr. Agustinus H. W. Purba, dr. M. Budi Caecarian Lubis, dr. Muhammad Reza, dr. Ardyansyah Nasution atas bantuan, motivasi dan dukungan selama ini sehingga disertasi ini dapat selesai. Serta seluruh PPDS Ilmu Kesehatan THT-KL Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara atas pengertian yang diberikan selama saya menjalani pendidikan.

  Semua pihak yang telah banyak membantu, baik langsung maupun tidak langsung, handai taulan dan para sejawat yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, hanya Allah SWT yang mampu memberikan balasan terbaik.

  Universitas Sumatera Utara Mudah-mudahan disertasi ini dapat memberi sumbangan yang berharga bagi perkembangan dunia ilmu dan bermanfaat bagi orang banyak. Semoga Allah SWT senantiasa memberi rahmat dan hidayahNya kepada kita semua. Amin. Wabillahi taufiq walhidayah, wassalamualaikum warrahmatullahi wabarakatuh.

  Medan, April 2013 Penulis

  Universitas Sumatera Utara

  The Effect of Curcuminoid to Noise Exposure Viewed from the Expressions of HSP- 70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and Type IV Collagen in Cochlear Fibroblasts of

  Rattus Norvegicus (Ex Vivo Laboratory Experimental Study) ABSTRACT Background

  : Numerous epidemiological and experimental studies have been carried out, from which empirical evidences were obtained and various theories were suggested to elucidate a series of noise-induced hearing loss (NIHL) process at the molecular level. A recent study found the role of supporting tissues within the cochlear lateral wall which may lead to NIHL in spite there is no damage of sensory cells, outer hair cells and stereocilia. Curcumin is able to regulate several transcription factors, cytokines, protein kinases, adhesion molecules, redox status and enzymes associated with the inflammatory process that plays a major role in chronic diseases, including neurodegenerative, cardiovascular, respiratory, metabolic, autoimmune and neoplastic diseases.

  Objective

  : To demonstrate curcuminoid as the safe and effective phytopharmacy in order to prevent the damage of supporting tissues within the cochlear lateral wall which may lead to NIHL viewed from the expressions of HSP-70

  , NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and Type IV Collagen.

  Methods

  : An ex vivo laboratory experimental study with randomized post test only control group design using Wistar strain white rats Rattus

  norvergicus. The samples were 40 rats divided into 8 groups: The control

  group/K1, Group 2/K2 noise (+) for 2 weeks, Group 3a/K3a noise (+) 50 mg curcuminoid (+) for 2 weeks, Group 3b/K3b noise (+) 100 mg

  curcuminoid (+) for 2 weeks, Group 4a/K4a noise (+) 50 mg curcuminoid

  (+) for 2 weeks, untreated for the next 2 weeks, Group 4b/K4b noise (+) 100 mg curcuminoid (+) for 2 weeks, untreated for the next 2 weeks, Group 5a/K5a 50 mg curcuminoid (+) for 2 weeks, noise (+) and 50 mg

  

curcuminoid (+) for the next 2 weeks and Group 5b/K5b 100 mg

curcuminoid (+) for 2 weeks, noise (+) and 100 mg curcuminoid (+) for the

  next 2 weeks. This study used curcuminoid derived from Curcuma longa L. (Turmeric) with curcuminoid content levels [28.1 ± 1.0]% w/w compared to Standard. All samples were examined for the expressions of HSP-70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and collagen type IV in cochlear fibroblasts by Immunohistochemistry method. The data were processed with Analysis of Variance (ANOVA) using the Statistical Analysis System (SAS).

  Universitas Sumatera Utara

  Results

  : The results obtained showed significant decrease in HSP-70 expression (p<0.05) for all treatment groups except for groups 3a with 3b, significant decrease in NFκB expression (p<0.05) for all treatment groups, significant decrease in TLR-2 expression (p<0.05) for all treatment groups except for groups 2 with 3, significant decrease in TLR-4 expression (p<0.05) for all treatment groups except for groups 4a with 4b, significant decrease in MMP-9 expression (p<0.05) for all treatment groups and significant increase in Type IV Collagen expression (p<0.05) for all treatment groups.

  Conclusion

  : Curcuminoid proved to be potentially effective in the prevention and treatment for the damage of supporting tissues within the cochlear lateral wall regarding the decreased expressions of HSP-70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and increased expression of Type IV Collagen; a dose of curcuminoid 100 mg per day was able to decrease the expressions of HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4 and MMP-9 and increase the expression of Type IV Collagen more preferably than a dose of

  curcuminoid 50 mg per day in the noise-exposed cochlear fibroblasts 100 dB 2 hours per day for 2 weeks .

  Keywords

  : curcuminoid, NIHL, fibroblast, cochlea

  Universitas Sumatera Utara

  Pengaruh Curcuminoid terhadap Pajanan Bising yang Ditinjau dari

Ekspresi HSP- 70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan Kolagen Tipe IV pada Fibroblas Koklea

  Rattus Norvegicus

(Studi Eksperimental Laboratorik Ex Vivo)

ABSTRAK

  Latar belakang

  : Telah banyak studi epidemiologis maupun eksperimental dilakukan, dari bukti empiris didapatkan dan berbagai teori telah diajukan untuk menjelaskan rangkaian proses gangguan pendengaran akibat bising (GPAB) sampai tingkat molekuler. Pada penelitian terakhir ditemukan bahwa adanya peran jaringan penyangga pada dinding lateral koklea yang mengakibatkan GPAB walaupun tanpa disertai kerusakan sel sensoris, sel rambut luar dan stereosilia. Curcumin dapat meregulasi beberapa faktor transkripsi, sitokin, protein kinase, molekul adhesi, status redoks dan enzim yang berkaitan dengan proses inflamasi yang berperan mayor dalam penyakit kronik, termasuk neurodegeneratif, kardiovaskular, respirasi, metabolik, autoimun dan penyakit-penyakit neoplastik.

  Tujuan penelitian

  : Membuktikan curcuminoid sebagai fitofarmaka yang efektif dan aman untuk mencegah kerusakan jaringan penyangga pada dinding lateral koklea yang dapat mengakibatkan GPAB ditinjau dari ekspresi HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan Kolagen Tipe IV.

  Metode penelitian

  : Penelitian eksperimental laboratorik ex vivo menggunakan rancangan randomized post test only control group design dengan menggunakan hewan coba tikus putih Rattus norvergicus galur

  

Wistar. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah 40 ekor tikus

  yang dibagi menjadi 8 kelompok: Kelompok kontrol/K1, kelompok 2/K2 bising (+) 2 minggu, kelompok 3a/K3a bising (+) curcuminoid 50 mg (+) 2 minggu, kelompok 3b/K3b bising (+) curcuminoid 100 mg (+) 2 minggu, kelompok 4a/K4a bising (+) curcuminoid 50 mg (+) 2 minggu, 2 minggu berikutnya tidak diberi perlakuan, kelompok 4b/K4b bising (+) curcuminoid 100 mg (+) 2 minggu, 2 minggu berikutnya tidak diberi perlakuan, kelompok 5a/K5a curcuminoid 50 mg (+) 2 minggu, 2 minggu berikutnya bising (+) curcuminoid 50 mg (+), dan kelompok 5b/K5b curcuminoid 100 mg (+) 2 minggu, 2 minggu berikutnya bising (+) curcuminoid 100 mg (+). Penelitian ini menggunakan curcuminoid yang berasal dari Curcuma longa

  

L. (Turmeric) dengan kadar curcuminoid [28.1 ± 1.0] % b/b dibanding

  Standar. Semua sampel dilakukan pemeriksaan ekspresi HSP- 70, NFκB,

  TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan Kolagen Tipe IV pada fibroblas koklea dengan metode Imunohistokimia. Data hasil penelitian diolah dengan Analysis of

  Variance (ANOVA) dengan menggunakan Statistical Analysis System (SAS).

  Hasil

  : Hasil pemeriksaan diperoleh terdapat penurunan ekspresi HSP-70 yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan kecuali kelompok 3a dengan 3b, penurunan ekspresi NFκB yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan, penurunan ekspresi TLR-2 yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan kecuali kelompok 2 dengan 3, penurunan ekspresi TLR-4 yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan kecuali kelompok 4a dengan 4b, penurunan ekspresi MMP-9 yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan dan peningkatan ekspresi Kolagen Tipe IV yang bermakna (p<0.05) untuk semua kelompok perlakuan.

  Kesimpulan

  : Curcuminoid terbukti efektif untuk mencegah dan berpotensi mengobati kerusakan jaringan penyangga pada dinding lateral koklea ditinjau dari penurunan ekspresi HSP- 70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan peningkatan ekspresi Kolagen Tipe IV dimana curcuminoid dosis 100 mg perhari mampu menurunkan ekspresi HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4 dan MMP-9 serta meningkatkan ekspresi Kolagen Tipe IV yang lebih baik dibandingkan curcuminoid dosis 50 mg perhari pada fibroblas koklea yang diberi pajanan bising 100 dB 2 jam perhari selama 2 minggu.

  Kata kunci

  : curcuminoid, GPAB, fibroblas, koklea

  RINGKASAN

  Gangguan Pendengaran Akibat Bising (GPAB) merupakan masalah global yang sangat perlu mendapatkan perhatian besar. Metode pencegahan yang tepat perlu dipikirkan dengan harapan target dari upaya penurunan prevalensi GPAB dapat segera terpenuhi. Seperti yang kita ketahui pada penelitian terakhir ditemukan bahwa adanya peranan jaringan penyangga pada dinding lateral koklea yang mengakibatkan gangguan pendengaran akibat pajanan bising walaupun tanpa disertai kerusakan sel sensoris, sel rambut luar dan stereosilia. Dinding lateral koklea tersusun dari jaringan matriks ekstraseluler sebagai struktur penyangga, dimana terdapat fibroblas yang menghasilkan kolagen. Fibroblas peka terhadap stimulus bising yang berlebihan secara kontinyu dan jangka panjang. Perubahan yang terjadi pada fibroblas berpengaruh pada kolagen dan dapat mengganggu fungsi pendengaran. Curcuminoid adalah zat pigmen kuning yang diekstrak dari rimpang yang umumnya berasal dari spesies Curcuma longa L. (kunyit) dan Curcuma xanthorrhiza

  Roxb (temulawak). Kunyit mengandung bahan aktif curcuminoid yaitu

curcumin, bisdemethoxycurcumin dan demethoxycurcumin. Disertasi saya

  yang berjudul ‘Pengaruh Curcuminoid terhadap Pajanan Bising yang Ditinjau dari Ekspresi HSP-70

  , NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan Kolagen Tipe IV pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus’ dilakukan untuk menjawab pertanyaan apakah curcuminoid mampu mencegah dan berpotensi dalam perbaikan fibroblas koklea yang diberi pajanan bising. Penelitian ini dilakukan pada hewan coba tikus putih galur Wistar (Rattus norvegicus) dengan alasan gen dan sekuens struktur dan patobiologi telinga dalam yang homolog (>70%) dengan manusia dan perubahan histopatologis yang diamati dari hasil penelitian pada tikus mempunyai relevansi klinis dengan manusia, selain juga karena mudah didapat dan cepat berkembang biak.

  Pada Bab 1 dan Bab 2, saya menjelaskan bahwa masih tingginya angka kejadian gangguan pendengaran yang disebabkan oleh bising, baik di negara maju maupun negara berkembang. Penelitian sebelumnya mendapatkan peningkatan ekspresi HSP-70, TNF-

  α, IL-6, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 dan penurunan ekspresi Kolagen Tipe II dan IV fibroblas koklea Rattus norvegicus akibat pajanan bising. Literatur yang ada menjelaskan bahwa curcumin dapat meregulasi beberapa faktor transkripsi, sitokin, protein kinase, molekul adhesi, status redoks dan enzim yang berkaitan dengan proses inflamasi yang berperan mayor dalam penyakit kronik, termasuk neurodegeneratif, kardiovaskular, respirasi, metabolik, autoimun dan penyakit-penyakit neoplastik. Curcumin berperan dalam prevensi dan terapi untuk berbagai penyakit kronik pro inflamasi. Saya berpendapat bahwa curcuminoid mampu menghambat

  2+

  Ca masuk ke dalam sel, menghambat pembentukan Reactive Oxygen

  

Species (ROS), menghambat aktivasi protein kinase sehingga fosforilasi

  protein dapat ditekan serta mampu menghambat aktivasi dari NFκB yang merupakan protein yang terlibat dalam proses transkripsi gen dari beberapa sitokin pro inflamasi (TNF- α, IL-6, IL-1) dan MMP-9 pada fibroblas koklea.

  Pada Bab 3, saya membagi kelompok penelitian menjadi delapan kelompok perlakuan untuk melihat apakah curcuminoid mampu mencegah dan berpotensi dalam perbaikan fibroblas koklea yang diberi pajanan bising ditinjau dari penurunan ekspresi HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4 dan MMP-9 serta peningkatan ekspresi Kolagen Tipe IV. Pada Bab 4 dan Bab 5, saya membuktikan bahwa curcuminoid mampu mengobati dan mencegah kerusakan fibroblas koklea ditinjau dari penurunan ekspresi HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4 dan MMP-9 serta peningkatan ekspresi Kolagen Tipe IV pada fibroblas koklea yang diberi pajanan bising. Saya meyakini sudah terjadinya perubahan klinis berupa gangguan pendengaran tipe sensorineural pada hewan coba akibat pemberian pajanan bising 100 dB selama 2 jam. Sayangnya, gangguan pendengaran ini hanya dapat dinilai dengan pemeriksaan OAE (Otoacoustic Emissions) dan BERA (Brainstem Evoked Response Audiometry). Oleh karena tidak tersedianya alat untuk menilai gangguan pendengaran tersebut pada hewan coba maka perbaikan gangguan pendengaran tipe sensorineural karena pemberian curcuminoid pada hewan coba masih belum dapat dibuktikan walaupun pada tingkat protein menunjukkan ada perbaikan. Pada penelitian lanjutan dari disertasi ini diharapkan curcuminoid mampu mencegah dan berpotensi dalam perbaikan fibroblas koklea pada manusia yang diberi pajanan bising, sehingga curcuminoid dapat dimanfaatkan oleh masyarakat luas sebagai fitofarmaka untuk mencegah dan mengobati GPAB.

  

SUMMARY

  Noise-induced hearing loss (NIHL) still remains a global issue that needs to be highly paid attention to. Appropriate preventive methods should be considered with the expectation to immediately decrease the prevalence of NIHL. As we noted in the recent study about the role of supporting tissues within the cochlear lateral wall which may lead to NIHL in spite there is no damage of sensory cells, outer hair cells and stereocilia. Cochlear lateral wall is composed of extracellular matrix tissue that provides structural support and fibroblasts found within in order to produce collagen. Fibroblasts are sensitive to long-term, continuous excessive noise exposure. Changes in fibroblasts may influence collagen which furthermore can disrupt the hearing function. Curcuminoid is the major yellow pigment extracted from the rhizome of Curcuma longa L. and

  Curcuma xanthorrhiza Roxb species. Turmeric contains active substances

  of curcuminoid, namely curcumin, bisdemethoxycurcumin and

  demethoxycurcumin. My dissertation, entitled ‘The Effect of Curcuminoid

  to Noise Exposure Viewed from the Expressions of HSP- 70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and Type IV Collagen in Cochlear Fibroblasts of Rattus Norvegicus’ was carried out in order to answer the question whether

  curcuminoid is able to prevent and potentially repair the noise-exposed

  cochlear fibroblasts. The research was conducted on experimental animals, Wistar rats (Rattus norvegicus) based on the homologous gene and structural sequence and inner ear pathobiology (>70%) with humans, histopathologic changes observed from the previous study showed that mice were clinically relevant to humans, as well as because the rats are easily obtainable and can be rapidly multiplied. In Chapter 1 and Chapter 2, I elucidate the high incidence of NIHL, both in developed and developing countries. Previous study showed the increased expressions of HSP-70, TNF-

  α, IL-6, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and decreased expressions of Type II and IV Collagen in the noise-exposed cochlear fibroblasts of Rattus norvegicus. The recent literatures point out that curcumin is able to regulate several transcription factors, cytokines, protein kinases, adhesion molecules, redox status and enzymes associated with the inflammatory process that plays a major role in chronic diseases, including neurodegenerative, cardiovascular, respiratory, metabolic, autoimmune and neoplastic diseases as well as in the prevention and treatment of various chronic proinflammatory diseases.

  2+

  I assume that curcuminoid is able to inhibit Ca entry into cells, inhibit the formation of Reactive Oxygen Species (ROS), inhibit activation of the protein kinase thus protein phosphorylation can be suppressed and inhibit the activation of NFκB, a protein involved in the process of gene transcription of several proinflammatory cytokines (TNF- α, IL-6, IL-1) and

  MMP-9 in cochlear fibroblasts. In Chapter 3, I distribute the study groups into eight treatment groups in order to find out whether curcuminoid is able to prevent and potentially repair the noise-exposed cochlear fibroblasts viewed from the decreased

  Universitas Sumatera Utara expressions of HSP- 70, NFκB, TLR-2, TLR-4, MMP-9 and increased expression of Type IV collagen.

  In Chapter 4 and Chapter 5, I prove that curcuminoid is able to treat and prevent the damage of the noise-exposed cochlear fibroblasts viewed from the decreased expressions of HSP-

  70, NFκB, TLR-2, TLR-4 and MMP-9 and increased expression of Type IV collagen. I believe that clinical change in the form of sensorineural hearing loss has already occurred in experimental animals with the 100 db noise exposure for 2 hours. Unfortunately, this hearing impairment can only be assessed by OAE (Otoacoustic Emissions) and BERA (Brainstem Evoked Response Audiometry) examination. Due to the device unavailability to assess the hearing loss in experimental animals, the improvement in sensorineural hearing loss in animals treated by curcuminoid still remains unproofed although the improvement has already been shown at the protein level.

  In the further research of this dissertation, curcuminoid is hopefully able to prevent and potentially repair the noise-exposed cochlear fibroblasts in humans, thus curcuminoid can be effectively and largely used by communities as a phytopharmacy in order to prevent and treat NIHL.

  Universitas Sumatera Utara

  DAFTAR ISI

  2.4.2 Transmisi suara ............................................................. 36

  1.4 Manfaat Penelitian ….................................................................. 13

  1.5 Orisinalitas ….............................................................................. 14

  1.6 Potensi Hak Atas Kekayaan Intelektual (HAKI) ......................... 14

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  .................................................................... 16

  2.1 Definisi ...................................................................................... 16

  2.2 Epidemiologi ............................................................................... 19

  2.2.1 Prevalensi ……................................................................. 21

  2.3 Kebijkan dan Peraturan Perundang-undangan ……….......... 23

  2.4 Sistem Pendengaran ….............................................................. 25

  2.4.1 Anatomi koklea ................................................................ 25

  2.4.3 Mekanoelektrik transduksi koklea ................................ 38

  1.3.1 Tujuan umum ................................................................ 11

  2.5 Pengaruh Bising Terhadap Organ Pendengaran ................... 44

  2.6 Bunyi …....................................................................................... 46

  2.6.1 Definisi bunyi …................................................................. 46

  2.6.2 Produksi dan perambatan bunyi …................................... 47

  2.6.3 Frekuensi bunyi ............................................................. 48

  2.6.4 Tekanan bunyi ................................................................ 49

  2.6.5 Intensitas bunyi ................................................................ 50

  2.7 Kebisingan .................................................................................. 51

  2.7.1 Definisi kebisingan ............................................................ 51

  2.7.2 Pengukuran tingkat kebisingan ........................................ 52

  2.7.3 Nilai ambang batas kebisingan ......................................... 52

  1.3.2 Tujuan khusus ................................................................ 11

  1.3 Tujuan Penelitian ……............................................................... 11

  Halaman

  ..................................................................... xv

  ABSTRAK

  ................................................................................................... i

  ABSTRACT

  ................................................................................................. iii

  RINGKASAN

  .................................................................................. .......... v

  SUMMARY

  ................................................................................................. vii

  UCAPAN TERIMA KASIH

  ........................................................................ix

  DAFTAR RIWAYAT HIDUP

  DAFTAR ISI

  1.2 Rumusan Masalah ….................................................................. 10

  ………………………………………..….................................... xvi

  DAFTAR SINGKATAN

  ………………………….…………………..……....... xix

  DAFTAR GAMBAR

  ..................................................................................... xxiv

  DAFTAR TABEL

  ........................................................................................ xxvi

  DAFTAR LAMPIRAN

  ................................................................................. xxvii

  BAB I PENDAHULUAN

  ….......................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang Masalah ……..................................................... 1

  2.7.4 Pengaruh bising terhadap organ pendengaran …..…....... 54

  2.8 Respon Stres Intraseluler ............................................................ 60

  2.8.1 Heat shock response dan mekanisme pengaturannya melalui aktivasi Hsf-1 ........................................................ 68

  2.8.2 Heat shock protein dan molekul chaperon .................. 70

  2.8.3 Respon stres sel koklea dan organ Corti terhadap kebisingan ..................................................................... 74

  2.9 Nuclear Factor Kappa B (NFκB) ................................................. 77

  2.9.1 Peran NFκB akibat pengaruh bising pada koklea ...… 80

  2.10 Toll-like Receptor (TLR) .............................................................. 84

  2.10.1 Peran TLR akibat pengaruh bising pada koklea …….. 92

  2.10.2 Efek curcumin terhadap TLR .......................................... 94

  2.11 Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) ........................................... 96

  2.12 Kolagen ...................................................................................... 103

  2.13 Kunyit ...................................................................................... 107

  2.13.1 Morfologi tumbuhan ..................................................... 108

  2.13.2 Sifat kimia, fisika, zat aktif dan khasiat kunyit ……….. 109

  2.13.3 Kandungan kunyit ............................................................ 110

  2.13.4 Manfaat kunyit ................................................................ 111

  2.13.5 Dosis terapi curcumin ..................................................... 118

  2.14 Perubahan Epigenetik dalam Sintesis Protein ............................ 122

  2.15 Perbandingan Struktur dan Fungsi Pendengaran Spesies Berbeda ....................................................................................... 127

  2.16 Teknik Imunohistokimia untuk Identifikasi Ekspresi Protein ..... 130

  2.17 Kerangka Teori .......................................................................... 132

  2.18 Kerangka Konspetual dan Hipotesis Penelitian…..……..……… 133

  2.18.1 Kerangka konseptual ..................................................... 133

  2.18.2 Hipotesis .......................................................................... 136

  BAB III METODE PENELITIAN

  ................................................................... 138

  3.1 Jenis dan Rancangan Penelitian ................................................. 138

  3.2 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 140

  3.2.1 Tempat penelitian ............................................................. 140

  3.2.2 Waktu penelitian ............................................................... 140

  3.3 Variabel Penelitian ...................................................................... 141

  3.3.1 Variabel bebas .................................................................. 141

  3.3.2 Variabel terikat ................................................................ 141

  3.3.3 Variabel terkendali ............................................................ 141

  3.4 Sampel ........................................................................................ 141

  3.4.1 Besar sampel .................................................................... 143

  3.4.2 Pengelompokan sampel ................................................... 143

  3.4.3 Teknik pengambilan sampel ........................................... 145

  3.5 Definisi Operasional Penelitian ................................................... 146

  3.6 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................... 149

  3.6.1 Hewan coba yang dikenai perlakuan ............................... 149

  3.6.2 Bahan perlakuan .............................................................. 150

  3.6.3 Bahan pemeriksaan laboratorium .................................... 151

  3.7 Prosedur Penelitian ..................................................................... 152

  5.10 Implikasi Hasil ........................................................................... 223

  5.2 Manfaat Curcuminoid .................................................................. 189

  5.3 Efek Curcuminoid Terhadap Ekspresi HSP-70 pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus .................................. 195

  5.4 Efek Curcuminoid Terhadap Ekspresi NFκB pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus ........................................... 198

  5.5 Efek Curcuminoid Terhadap Ekspresi TLR-2 dan TLR-4 pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus …................... 205

  5.6 Efek Curcuminoid terhadap Ekspresi MMP-9 Pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus .................................. 210

  5.7 Efek Curcuminoid terhadap Ekspresi Kolagen Tipe IV Pada Fibroblas Koklea Rattus Norvegicus .................................. 216

  5.8 Keterbatasan Penelitian .............................................................. 222

  5.9 Penemuan Baru .......................................................................... 223

  5.10.1 Pemanfaatan hasil penelitian ......................................... 223

  .............................................................................. 186

  5.10.2 Pengembangan penelitian ........................................... 224

  BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

  .......................................................... 225

  6.1 Kesimpulan ................................................................................. 225

  6.2 Saran .......................................................................................... 226

  DAFTAR PUSTAKA

  .................................................................................... 227

  LAMPIRAN

  5.1 Curcuminoid ................................................................................ 188

  BAB V PEMBAHASAN

  3.7.1 Tahap persiapan ............................................................... 152

  BAB IV HASIL PENELITIAN

  3.7.2 Prosedur pengukuran intensitas kebisingan .................... 152

  3.7.3 Prosedur pemberian curcuminoid..................................... 153

  3.7.4 Perlakuan pada tikus ........................................................ 153

  3.7.5 Prosedur pengambilan jaringan koklea tikus ……........... 154

  3.7.6 Pemeriksaan laboratorium ................................................ 154

  3.7.7 Penghitungan sel .............................................................. 156

  3.8 Alur Penelitian ........................................................................... 158

  3.9 Analisis Statistik .......................................................................... 159

  ......................................................................... 160

  4.4.5 Ekspresi Kolagen Tipe IV ................................................. 182

  4.1 Hasil Standarisasi Serbuk Curcuminoid ...................................... 160

  4.2 Profil Ekspresi Protein Fibroblas ................................................. 162

  4.3 Gambar Fibroblas Dinding Lateral Koklea dengan Pengecatan HE ........................................................................... 167

  4.4 Hasil Uji Curcuminoid dalam Mencegah Kerusakan Sel Fibroblas Koklea Akibat Efek Pajanan Bising ............................. 167

  4.4.1 Ekspresi HSP-70 .............................................................. 168

  4.4.2 Ekspresi NFκB ................................................................ 171

  4.4.3 Ekspresi TLR-2 dan TLR-4 ............................................... 174

  4.4.4 Ekspresi MMP-9 ............................................................... 179

  .................................................................................................. 250

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.23 Struktur Umum Protein Secara Molekuler ........................ 71Gambar 2.18 Beberapa Contoh Sumber Suara dengan Intensitas

  Suara (dB) dan Tekanan Suara (Pa) ............................... 51

Gambar 2.19 Koklea yang Diamati 2 Minggu Setelah Pajanan

  Kebisingan ........................................................................ 58

Gambar 2.20 Spektrum Stres ................................................................. 63Gambar 2.21 Jalur Transduksi Sinyal Protein Ras ................................. 65Gambar 2.22 Skema Mekanisme Beberapa Regulasi Aktivitas Hsf-1 dan Heat Shock Response ............................................... 67Gambar 2.24 Jalur Patologis Potensial Berhubungan denganGambar 2.17 Spektrum Frekuensi dari Beberapa Contoh Rangsangan

  Kerusakan Koklea Akibat Paparan Bising ........................ 81

Gambar 2.25 Jalur Sinyal Toll-Like Receptor ......................................... 89Gambar 2.26 Komponen Rantai Unik dari TLR-2 dan TLR-4 ................. 91Gambar 2.27 Struktur MMP-9 ................................................................ 97Gambar 2.28 Struktur MMP .................................................................... 98Gambar 2.29 Kolagen: Rantai-

  α, Tripel Heliks, Fibril dan Serat ............. 106

Gambar 2.30 Struktur Kimia Curcumin ................................................... 114

  Auditori: Nada Murni, Nada Musik, Bising ........................ 49

  Rambut Luar .................................................................... 43

  No Judul Halaman Gambar 2.1a Koklea ............................................................................... 26 Gambar 2.1b Koklea dengan Potongan Melintang ................................. 26

Gambar 2.10 Organ Corti ....................................................................... 36Gambar 2.2 Anatomi Koklea ................................................................ 27Gambar 2.3 Potongan Melintang Organ Koklea ................................... 28Gambar 2.4 Skala Vestibuli dan Skala Timpani di Koklea ................... 29Gambar 2.5 Lebar Membran Basilaris dari Basal ke Apeks ................. 31Gambar 2.6 Model Membran Basilaris dengan Organ Corti ................ 32Gambar 2.7 Sel Rambut Dalam dan Sel Rambut Luar ........................ 33Gambar 2.8 Sel Rambut Luar dan Dalam Dilihat dengan Mikroskop

  Elektron ............................................................................ 34 Gambar 2.9a Tip Link ............................................................................. 35 Gambar 2.9b Tip Link Dilihat dengan Mikroskop Elektron ..................... 35