Perbedaan Deksmedetomidin dan Klonidin Terhadap Kadar Serum Tnf-A Pada Tikus Wistar dengan Sepsis Polimikrobial Cover 1
PERBEDAAN DEKSMEDETOMIDIN DAN KLONIDIN TERHADAP
KADAR SERUM TNF-α PADA TIKUS WISTAR
DENGAN SEPSIS POLIMIKROBIAL
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Kedokteran Keluarga
Oleh
Henri Dumas
S501102026
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
i
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat TUHAN Yang Maha Esa atas petunjuk dan
rahmat serta karunia yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan
judul “Perbedaan Deksmedetomidin dan Klonidin Terhadap Kadar Serum TNF-α pada
Tikus Wistar dengan Sepsis Polimikrobial”.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini jauh dari sempurna, oleh karena itu, penulis
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Pada kesempatan ini dengan segala
kerendahan hati ijinkan penulis untuk mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang
telah banyak membantu dalam proses penyelesaian tesis ini,
1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, Drs. MS selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd selaku Direktur Program Pascasarjana
Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
3. Prof. Dr. Hartono, dr, M.Si., selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
4. Prof. Dr. A.A. Subijanto, dr., M.S, selaku Ketua Program Studi Kedokteran Keluarga
Minat Utama Ilmu Biomedik Universitas Sebelas Maret.
5. Dr. Sugiarto, dr.,Sp.PD, KEMD-FINASIM selaku pembimbing dan penguji, terima kasih
atas waktu dan bimbingan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
6. Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,Sp.An, selaku pembimbing dan penguji, terima kasih atas
waktu, bimbingan dan arahan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
7. Dr. Hari Wujoso, dr, Sp.F., MM, selaku pembimbing statistik dan penguji, terima kasih
atas waktu dan bimbingan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
8. Eko Setijanto, dr., M.Si.Med., SpAn, KIC, selaku penguji, terima kasih atas waktu,
bimbingan dan arahan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
9. Purwoko, dr, Sp.An., KAKV, KAO selaku Ketua Program Studi Pendidikan Dokter
Spesialis Anestesi dan Terapi Intensif FK UNS/RSDM. Terima kasih telah memberikan
kesempatan dan dukungan untuk mengikuti program Magister di Program Pascasarjana
Universitas Sebelas Maret.
10. Sugeng Budi Santosa dr, Sp.An., KMN selaku Kepala SMF Anestesi dan Terapi Intensif
FK UNS/RSDM dan selaku pembimbing substansi, atas kesediaannya meluangkan waktu
dan memberikan masukan dalam penyusunan tesis ini dan yang telah memberikan
v
kesempatan untuk mengikuti program Magister di Program Pascasarjana Universitas
Sebelas Maret
11. ”Guru-guruku” yang tidak pernah lelah mengajari, dan memberi kesempatan penulis
untuk menimba ilmu di IK Anestesiologi dan Terapi Intensif FK UNS.
12. Kedua orang tua penulis, Bapak Suyitno dan Ibu Setia Rahayu yang sangat penulis
hormati dan sayangi yang selalu memberi dukungan, bantuan, dan perhatianya.
13. Istri tercinta, drg. Linda Diana, yang tak pernah lelah memberi dukungan, doa, cinta,
pengertian, dan perhatiannya, selama penulis menjalani pendidikan, serta anakku Rhein
Helena Hua dan Leon Nicholas Xia, yang menjadikan hidup lebih berwarna.
14. Teman-teman Residen Anestesiologi dan Terapi Intensif yang memberikan perhatian dan
bantuan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
Surakarta,
September 2015
Penulis,
Henri Dumas
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING...................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI............................................................
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN............................................................
iv
KATA PENGANTAR......................................................................................
v
DAFTAR ISI.....................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR........................................................................................
x
DAFTAR TABEL…………………………………………………………….
xi
DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………….
xii
DAFTAR SINGKATAN..................................................................................
xiii
ABSTRAK……………………………………………………………………
xv
ABSTRACT…………………………………………………………………
xvi
BAB I.
1
PENDAHULUAN
A. Latar belakang masalah.............................................................................
1
B.
Rumusan masalah.......................................................................................
3
C.
Tujuan penelitian........................................................................................
3
D. Manfaat penelitian......................................................................................
4
BAB II.
5
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian Teori................................................................................................
5
1. Sepsis…………….................................................................................
5
a. Definisi…………………….............................................................
5
b. Etiologi………………………….....................................................
6
c. Patogenesis……………………………….......................................
6
d. Jalur sinyal tranduksi TLR..............................................................
8
e. Manifestasi klinis………………………………………………….
9
2. Tumor Necrosis Alpha (TNF-α)..........................................................
10
a. Definisi…………………...............................................................
10
1) Efek TNF sebagai sitotoksik......................................................
13
2) Efek TNF-α pada inflamasi........................................................
13
3) Efek TNF-α pada hematopoeic………………………………..
14
4) Efek TNF-α pada imunologi…………………………………...
14
3. Deksmedetomidin...............................................................................
14
a. Fisiologi adrenoseptor α-2..............................................................
15
b. Farmakokinetik...............................................................................
17
vii
c. Farmakodinamik.............................................................................
18
d. Mekanisme aksi..............................................................................
19
4. Klonidin………………………………………………………………
22
a. Farmakologi……………………………………………………….
22
b. Penggunaan di bidang anestesi……………………………………
22
1) Analgesia………………………………………………………
23
2) Medikasi pre anestesi………………………………………….
23
3) Memperpanjang efek regional anestesi……………………….
24
4) Perlindungan terhadap iskemia miokard perioperative…………
25
c. Efek terhadap system imun…………………………………
25
5. Metode induksi sepsis………………………………………………
26
a. Cecal inoculum………………………………………………………….
26
b. Cecal ligation and puncture…………………………………………..
27
c. Lipopolisakarida (LPS)………………………………………….
29
B.
Penelitian Yang Relevan............................................................................
30
C.
Kerangka Teori..........................................................................................
32
D. Kerangka Konsep………………………………………………………...
33
E.
34
Hipotesis....................................................................................................
BAB III. METODE PENELITIAN
35
A. Tempat dan waktu penelitian.....................................................................
35
B.
Rancangan penelitian.................................................................................
35
C.
Sampel Penelitian......................................................................................
36
1. Kriteria inklusi.......................................................................................
37
2. Kriteria eksklusi.....................................................................................
37
3. Drop out………………………………………………………………
37
4. Besar sampel…………………………………………………………..
37
5. Randomisasi…………………………………………………………..
37
D. Variabel dan Definisi Operasional............................................................
37
1. Variabel.................................................................................................
37
a. Variabel tergantung..........................................................................
37
b. Variabel bebas..................................................................................
37
c. Variable luaran…………………………………………………….
37
2. Definisi Operasional..............................................................................
38
a. Tikus wistar dengan sepsis………………………………………...
38
b. Deksmedetomidin............................................................................
38
c. Klonidin...........................................................................................
39
d. TNF-α……………………………………………………………..
39
viii
E.
Alat dan Bahan Penelitian..........................................................................
39
1. Bahan untuk perlakuan..........................................................................
39
2. Bahan dan alat untuk pemeriksaan TNF-α...........................................
40
Pelaksanaan Penelitian...............................................................................
40
G. Alur Kerja………………………………………………………………..
41
H. Prosedur Pemeriksaan................................................................................
42
1. Pengambilan dan penyimpanan sampel.................................................
42
2. Assay Procedure...................................................................................
42
Pengumpulan dan analisis data.................................................................
43
1. Cara Pengumpulan Data……………………………………………..
43
2. Analisis Data…………………………………………………………
43
Etika Penelitian.........................................................................................
43
K. Jadwal penelitian.......................................................................................
44
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…………………
45
A. Hasil Penelitian…………………………………………………………….
45
B. Pembahasan………………………………………………………………..
52
C. Keterbatasan Penelitian…………………………………………………….
54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………….
56
A. Kesimpulan………………………………………………………………..
56
B. Saran………………………………………………………………………
56
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................
57
LAMPIRAN………………………………………………………………….
63
F.
I.
J.
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur kimia deksmedetomidin.................................................
15
Gambar 2.2 Fisiologi reseptor α-2 agonis.........................................................
16
Gambar 2.3 Mekanisme aksi dari adreseptor α-2 agonis..................................
19
Gambar β.4 Efek immunomodulator dari deksmedetomidin…………………
20
Gambar 2.5 Rumus bangun klonidin................................................................
22
Gambar 2.6 Kerangka Teori.............................................................................. 32
Gambar 2.7 Kerangka Konsep..........................................................................
33
Gambar 3.1 Alur kerja....................................................................................... 41
Gambar 4.1 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada Tiap Kelompok
Penelitian………………………………………………………..
49
Gambar 4.2 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada kelompok kontrol
dengan kelompok deksmedetomidin…………………………….
50
Gambar 4.3 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada kelompok kontrol
dengan kelompok klonidin………………………………………
51
Gambar 4.4 Perbandingan Rerata kadar TNF-α pada kelompok
deksmedetomidin dengan kelompok klonidin…………………
x
52
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Karakteristik Sampel Penelitian Berdasarkan Berat……………….
46
Tabel 4.2 Kesetaraan Karakteristik Sampel Penelitian Berdasarkan Berat….
46
Tabel 4.3 Deskripsi Data Penelitian…………………………………………..
47
Tabel 4.4 Hasil Uji Normalitas……………………………………………….
47
Tabel 4.5 Hasil Uji Homogenitas…………………………………………….
48
Tabel 4.6 Hasil Uji Kruskall Wallis………………………………………….
48
Tabel 4.7 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok kontrol dengan kelompok
deksmedetomidin…………………………………………………..
49
Tabel 4.8 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok kontrol dengan kelompok
klonidin……………………………………………………………..
50
Tabel 4.9 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok deksmedetomidin dengan
kelompok klonidin…………………………………………………. 51
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Perhitungan dengan SPSS.................................................
63
Lampiran 2 Dokumentasi perlakuan hewan coba……………………………
68
Lampiran 3 Ethical Clearance ………………………………………………
73
xii
DAFTAR SINGKATAN
AP1
: Activator protein 1
APC
: Antigen Precenting Cell
BSA
: Body Surface Area
C.i
: Cecal inoculum
C3
: Complement 3
C3a
: Complement 3a
C5a
: Complement 5a
cAMP
: Cyclic Adenosine Monophosphate
CD11B
: Cluster of Differentiation Molecule 11B
CD14
: Cluster of Differentiation Molecule 14
CD18
: Cluster of Differentiation Molecule 18
CD29L
: Cluster of Differentiation Antigen 29L
CD40L
: Cluster of Differentiation Antigen 40L
CLP
: Cecal Ligation And Puncture
COX2
: Cyclooxygenase-2
CRT
: Capillary Refill Time
CSF
: Colony Stimulating Factor
D5W
: Dextrose 5% in Water
DIC
: Disseminated Intravascular Coagulation
ELISA
: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
FiO2
: Fraction of inspired oxygen
GM-CSM
: Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor
HED
: Human Equivalent Dose
HMGB-1
: High Mobility Group Box 1 protein
i.m
: intramuscular
i.p
: intraperitoneal
i.v
: intravena
IFN-
: Interferon-
IKK
: IKB kinase
IL-1
: Interleukin-1
IL-6
: Interleukin- 6
xiii
iNOS
: Inducible Nitric Oxide Synthase
INR
: International Nrmalized Ratio
IRAKs
: IL-1R-associated kinases (IRAKs)
IκB
: Inhibitor of nuclear factor κB
LBP
: Lipopolysaccharide binding protein
LPS
: Lipopolysaccharide
MAC
: Minimum Alveolar Concentration
MAP
: Mean Arterial Pressure
MAPK
: Mitogen-activated Protein Kinases
MHC
: Major Histocompatibility Complex
MODS
: Multiple Organ Dysfunction Syndromes
mRNA
: Messenger Ribonucleic acid
MyD88
: Myeloid Differentiation primary-response protein 88
NaCl
: Natrium Chloride
NF- κB
: Nuclear Factor Kappa beta
NK
: Natural Killer
PAF
: Platelet Activating Factor
PAMPs
: Pathogen-Associated Molecular Patterns
PaO2
: Arterial Tention of Oxygen
ROI
: Reactive oxygen intermediates
SBP
: Systolic Blood Pressure
SD
: Standart Deviation
SOAP
: Sepsis Occurrence in Acute ill Patients
SSP
: Sistem Saraf Pusat
TAB1
: TAK1-binding protein
TAK1
: Transforming growth factor (TGF)-Activated Kinase
TH1
: T helper cells type 1
TLR
: Toll Like Receptors
TLR2
: Toll Like Receptors-2
TNF-α
: Tumor Necrosis Factor- alpha
TNF-
: Tumor Necrosis Factor -
TRAF6
: TNF-receptor-associated factor 6
xiv
ABSTRAK
Henri Dumas, S501102026. 2015. Perbedaan Deksmedetomidin dan Klonidin Terhadap
Kadar Serum TNF-α pada Tikus Wistar dengan Sepsis Polimikrobial. Pembimbing I:
Dr. Sugiarto, dr., Sp.PD, KEMD-FINASIM. Pembimbing II: Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,
Sp.An. Bagian Anestesiologi dan Terapi Intensif Fakultas Kedokteran. Program Studi
Magister Kedokteran Keluarga, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Latar Belakang: Sampai saat ini sepsis masih merupakan penyebab mortalitas yang tinggi.
Pasien sepsis terkadang memerlukan sedasi di ICU. TNF-α merupakan salah satu mediator
utama dari sindrom sepsis. Deksdemetomidin dan klonidin adalah agonis α-2 yang diyakini
mempunyai kemampuan menurunkan kadar TNF-α dan dapat digunakan untuk sedasi pada
pasien sepsis.
Tujuan: Mengetahui perbedaan deksmedetomidin dan klonidin terhadap kadar serum TNF-α
pada tikus wistar dengan sepsis polimikrobial.
Metode: Penelitian ini termasuk eksperimental laboratorik dengan post test only control
group design. Terdapat 35 ekor tikus wistar diikutkan dalam penelitian, 33 ekor tikus
dinyatakan memenuhi kriteria sepsis setelah dilakukan cecal inoculum 200 mg/kg/hari selama
3 hari. Tikus dibagi menjadi 3 kelompok secara random, setiap kelompok masing-masing 11
ekor tikus. Kelompok kontrol, yaitu tikus sepsis dengan pemberian NaCl 0,9% 0,5 ml/6 jam
intravena. Kelompok deksmedetomidin yaitu tikus sepsis dengan pemberian
deksmedetomidin 10 mcg/kg/6 jam intravena. Sedangkan kelompok klonidin adalah tikus
sepsis dengan pemberian klonidin 15 mcg/kg/6 jam intravena. Setelah perlakuan selama 24
jam diambil darah sebanyak 2 ml untuk diukur kadar serum TNF-α. Selama perlakuan
terdapat 4 ekor tikus yang mati, 2 ekor pada kelompok kontrol, 1 ekor pada kelompok
deksmedetomidin, dan 1 ekor pada kelompok klonidin. Analisa normalitas data dengan Uji
Shapiro-Wilk dan uji homogenisitas data dengan Levene Test. Analisa data dilanjutkan
dengan Kruskal Wallis test dan Mann Whitney test karena data tidak homogen. Perbedaan
dinyatakan signifikan bila p < 0,05.
Hasil: Perbandingan kadar serum TNF-α pada kelompok deksmedetomidin (11,493±4,490
pg/ml) dengan kelompok kontrol (49,855±16,639 pg/ml) terdapat perbedaan bermakna
dengan p=0,001. Perbandingan kadar serum TNF-α pada kelompok klonidin (13,760±5,525
pg/ml) dengan kelompok kontrol (49,855±16,639 pg/ml) terdapat perbedaan bermakna
dengan p=0,001. Tetapi,
kadar serum TNF-α pada kelompok deksmedetomidin
(11,493±4,490 pg/ml) dengan kelompok klonidin (13,760±5,525 pg/ml) tidak berbeda
bermakna dengan p=0,771.
Kesimpulan: Terdapat perbedaan yang signifikan kadar serum TNF-α antara
deksmedetomidin dan kontrol maupun antara klonidin dengan kontrol, tetapi tidak ada
perbedaan yang signifikan antara deksmedetomidin dan klonidin pada tikus wistar dengan
sepsis polimikrobial.
Kata kunci: TNF-α, deksmedetomidin, klonidin, sepsis polimikrobial, tikus wistar
xv
ABSTRACT
Henri Dumas, S501102026. 2015. The Difference of Dexmedetomidine and Clonidine on
TNF-α serum level in Wistar Rat with Septic Polymicrobial Model. Supervisor I: Dr.
Sugiarto,dr., Sp.PD, KEMD-FINASIM. Supervisor II: Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,Sp.An.
Department of Anesthesiology and Intensive Therapy, Faculty of Medicine. Master of Family
Medicine, Post-Graduate Program of Sebelas Maret University, Surakarta.
Background: Sepsis is still a cause of high mortality worldwide. Sepsis patients sometimes
require sedation in the ICU. TNF-α is one of the major mediator of sepsis syndromes.
Dexmedemetomidine and clonidine are α-2 agonists that are believed to have the ability to
reduce levels of TNF-α and can be used for sedation in patients with sepsis.
Objective: To analyze the difference of dexmedetomidine and clonidine on TNF-α serum
level in wistar rats with septic polymicrobial model.
Methods: This research is categorized as laboratoric experimental with post test only control
group design. As many as 35 wistar rats were being adapted for 7 days and then performed
cecal inoculum of 200 mg/kg/day for 3 days but only 33 rats were found to fulfill the criteria
of sepsis then they randomly divided into three groups. The first group is a control group, this
group is septic rats which were given 0.5 ml of 0.9% NaCl intravenously every 6 hours. The
second group is septic rats which received 10 mcg/kg of dexmedetomidine intravenously
every 6 hours. The last group is septic rats which received 15 mcg/kg clonidine intravenously
every 6 hours. After 24 hours, 2 ml of the blood was drawned and then examined for TNF-α
serum level. During the treatment, there was 4 rats that died, 2 rats in the control group, 1 rat
in dexmedetomidine the group, and 1 rat in clonidine group. Data abnormality was analyzed
with Shapiro Wilk and homogensity test was done with Levene test. Data analysis was
continued with Kruskal Wallis and Mann Whitney test. Significance level is p < 0,05.
Result: There was a significant difference of TNF-α serum levels in dexmedetomidine group
(11.493 ± 4.490 pg / ml) compared with the control group (49.855 ± 16.639 pg/ml) with
p=0,001. There was a significant difference of TNF-α serum levels in clonidine group
(13.760 ± 5.525 pg/ml) compared with the control group (49.855 ± 16.639 pg/ml) with
p=0,001. But, the dexmedetomidine (11.493 ± 4.490 pg / ml) and clonidine groups (13.760 ±
5.525 pg/ml) were not statistically different with p = 0.771.
Conclusion: There are significant differences in TNF-α serum levels between
dexmedetomidine with control group and between clonidine with control group, but there is
no significant difference between dexmedetomidine and clonidine group in wistar rat with
septic polymicrobial model.
Keywords: TNF-α, dexmedetomidine, clonidine, polymicrobial sepsis, wistar rat.
xvi
KADAR SERUM TNF-α PADA TIKUS WISTAR
DENGAN SEPSIS POLIMIKROBIAL
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Kedokteran Keluarga
Oleh
Henri Dumas
S501102026
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
i
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat TUHAN Yang Maha Esa atas petunjuk dan
rahmat serta karunia yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan
judul “Perbedaan Deksmedetomidin dan Klonidin Terhadap Kadar Serum TNF-α pada
Tikus Wistar dengan Sepsis Polimikrobial”.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini jauh dari sempurna, oleh karena itu, penulis
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Pada kesempatan ini dengan segala
kerendahan hati ijinkan penulis untuk mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang
telah banyak membantu dalam proses penyelesaian tesis ini,
1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, Drs. MS selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd selaku Direktur Program Pascasarjana
Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
3. Prof. Dr. Hartono, dr, M.Si., selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
4. Prof. Dr. A.A. Subijanto, dr., M.S, selaku Ketua Program Studi Kedokteran Keluarga
Minat Utama Ilmu Biomedik Universitas Sebelas Maret.
5. Dr. Sugiarto, dr.,Sp.PD, KEMD-FINASIM selaku pembimbing dan penguji, terima kasih
atas waktu dan bimbingan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
6. Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,Sp.An, selaku pembimbing dan penguji, terima kasih atas
waktu, bimbingan dan arahan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
7. Dr. Hari Wujoso, dr, Sp.F., MM, selaku pembimbing statistik dan penguji, terima kasih
atas waktu dan bimbingan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
8. Eko Setijanto, dr., M.Si.Med., SpAn, KIC, selaku penguji, terima kasih atas waktu,
bimbingan dan arahan yang diberikan dalam rangka penyusunan tesis ini.
9. Purwoko, dr, Sp.An., KAKV, KAO selaku Ketua Program Studi Pendidikan Dokter
Spesialis Anestesi dan Terapi Intensif FK UNS/RSDM. Terima kasih telah memberikan
kesempatan dan dukungan untuk mengikuti program Magister di Program Pascasarjana
Universitas Sebelas Maret.
10. Sugeng Budi Santosa dr, Sp.An., KMN selaku Kepala SMF Anestesi dan Terapi Intensif
FK UNS/RSDM dan selaku pembimbing substansi, atas kesediaannya meluangkan waktu
dan memberikan masukan dalam penyusunan tesis ini dan yang telah memberikan
v
kesempatan untuk mengikuti program Magister di Program Pascasarjana Universitas
Sebelas Maret
11. ”Guru-guruku” yang tidak pernah lelah mengajari, dan memberi kesempatan penulis
untuk menimba ilmu di IK Anestesiologi dan Terapi Intensif FK UNS.
12. Kedua orang tua penulis, Bapak Suyitno dan Ibu Setia Rahayu yang sangat penulis
hormati dan sayangi yang selalu memberi dukungan, bantuan, dan perhatianya.
13. Istri tercinta, drg. Linda Diana, yang tak pernah lelah memberi dukungan, doa, cinta,
pengertian, dan perhatiannya, selama penulis menjalani pendidikan, serta anakku Rhein
Helena Hua dan Leon Nicholas Xia, yang menjadikan hidup lebih berwarna.
14. Teman-teman Residen Anestesiologi dan Terapi Intensif yang memberikan perhatian dan
bantuan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
Surakarta,
September 2015
Penulis,
Henri Dumas
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING...................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI............................................................
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN............................................................
iv
KATA PENGANTAR......................................................................................
v
DAFTAR ISI.....................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR........................................................................................
x
DAFTAR TABEL…………………………………………………………….
xi
DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………….
xii
DAFTAR SINGKATAN..................................................................................
xiii
ABSTRAK……………………………………………………………………
xv
ABSTRACT…………………………………………………………………
xvi
BAB I.
1
PENDAHULUAN
A. Latar belakang masalah.............................................................................
1
B.
Rumusan masalah.......................................................................................
3
C.
Tujuan penelitian........................................................................................
3
D. Manfaat penelitian......................................................................................
4
BAB II.
5
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian Teori................................................................................................
5
1. Sepsis…………….................................................................................
5
a. Definisi…………………….............................................................
5
b. Etiologi………………………….....................................................
6
c. Patogenesis……………………………….......................................
6
d. Jalur sinyal tranduksi TLR..............................................................
8
e. Manifestasi klinis………………………………………………….
9
2. Tumor Necrosis Alpha (TNF-α)..........................................................
10
a. Definisi…………………...............................................................
10
1) Efek TNF sebagai sitotoksik......................................................
13
2) Efek TNF-α pada inflamasi........................................................
13
3) Efek TNF-α pada hematopoeic………………………………..
14
4) Efek TNF-α pada imunologi…………………………………...
14
3. Deksmedetomidin...............................................................................
14
a. Fisiologi adrenoseptor α-2..............................................................
15
b. Farmakokinetik...............................................................................
17
vii
c. Farmakodinamik.............................................................................
18
d. Mekanisme aksi..............................................................................
19
4. Klonidin………………………………………………………………
22
a. Farmakologi……………………………………………………….
22
b. Penggunaan di bidang anestesi……………………………………
22
1) Analgesia………………………………………………………
23
2) Medikasi pre anestesi………………………………………….
23
3) Memperpanjang efek regional anestesi……………………….
24
4) Perlindungan terhadap iskemia miokard perioperative…………
25
c. Efek terhadap system imun…………………………………
25
5. Metode induksi sepsis………………………………………………
26
a. Cecal inoculum………………………………………………………….
26
b. Cecal ligation and puncture…………………………………………..
27
c. Lipopolisakarida (LPS)………………………………………….
29
B.
Penelitian Yang Relevan............................................................................
30
C.
Kerangka Teori..........................................................................................
32
D. Kerangka Konsep………………………………………………………...
33
E.
34
Hipotesis....................................................................................................
BAB III. METODE PENELITIAN
35
A. Tempat dan waktu penelitian.....................................................................
35
B.
Rancangan penelitian.................................................................................
35
C.
Sampel Penelitian......................................................................................
36
1. Kriteria inklusi.......................................................................................
37
2. Kriteria eksklusi.....................................................................................
37
3. Drop out………………………………………………………………
37
4. Besar sampel…………………………………………………………..
37
5. Randomisasi…………………………………………………………..
37
D. Variabel dan Definisi Operasional............................................................
37
1. Variabel.................................................................................................
37
a. Variabel tergantung..........................................................................
37
b. Variabel bebas..................................................................................
37
c. Variable luaran…………………………………………………….
37
2. Definisi Operasional..............................................................................
38
a. Tikus wistar dengan sepsis………………………………………...
38
b. Deksmedetomidin............................................................................
38
c. Klonidin...........................................................................................
39
d. TNF-α……………………………………………………………..
39
viii
E.
Alat dan Bahan Penelitian..........................................................................
39
1. Bahan untuk perlakuan..........................................................................
39
2. Bahan dan alat untuk pemeriksaan TNF-α...........................................
40
Pelaksanaan Penelitian...............................................................................
40
G. Alur Kerja………………………………………………………………..
41
H. Prosedur Pemeriksaan................................................................................
42
1. Pengambilan dan penyimpanan sampel.................................................
42
2. Assay Procedure...................................................................................
42
Pengumpulan dan analisis data.................................................................
43
1. Cara Pengumpulan Data……………………………………………..
43
2. Analisis Data…………………………………………………………
43
Etika Penelitian.........................................................................................
43
K. Jadwal penelitian.......................................................................................
44
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…………………
45
A. Hasil Penelitian…………………………………………………………….
45
B. Pembahasan………………………………………………………………..
52
C. Keterbatasan Penelitian…………………………………………………….
54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………….
56
A. Kesimpulan………………………………………………………………..
56
B. Saran………………………………………………………………………
56
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................
57
LAMPIRAN………………………………………………………………….
63
F.
I.
J.
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur kimia deksmedetomidin.................................................
15
Gambar 2.2 Fisiologi reseptor α-2 agonis.........................................................
16
Gambar 2.3 Mekanisme aksi dari adreseptor α-2 agonis..................................
19
Gambar β.4 Efek immunomodulator dari deksmedetomidin…………………
20
Gambar 2.5 Rumus bangun klonidin................................................................
22
Gambar 2.6 Kerangka Teori.............................................................................. 32
Gambar 2.7 Kerangka Konsep..........................................................................
33
Gambar 3.1 Alur kerja....................................................................................... 41
Gambar 4.1 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada Tiap Kelompok
Penelitian………………………………………………………..
49
Gambar 4.2 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada kelompok kontrol
dengan kelompok deksmedetomidin…………………………….
50
Gambar 4.3 Perbandingan Rerata kadar TNF-α Pada kelompok kontrol
dengan kelompok klonidin………………………………………
51
Gambar 4.4 Perbandingan Rerata kadar TNF-α pada kelompok
deksmedetomidin dengan kelompok klonidin…………………
x
52
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Karakteristik Sampel Penelitian Berdasarkan Berat……………….
46
Tabel 4.2 Kesetaraan Karakteristik Sampel Penelitian Berdasarkan Berat….
46
Tabel 4.3 Deskripsi Data Penelitian…………………………………………..
47
Tabel 4.4 Hasil Uji Normalitas……………………………………………….
47
Tabel 4.5 Hasil Uji Homogenitas…………………………………………….
48
Tabel 4.6 Hasil Uji Kruskall Wallis………………………………………….
48
Tabel 4.7 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok kontrol dengan kelompok
deksmedetomidin…………………………………………………..
49
Tabel 4.8 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok kontrol dengan kelompok
klonidin……………………………………………………………..
50
Tabel 4.9 Perbedaan kadar TNF-α pada kelompok deksmedetomidin dengan
kelompok klonidin…………………………………………………. 51
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Perhitungan dengan SPSS.................................................
63
Lampiran 2 Dokumentasi perlakuan hewan coba……………………………
68
Lampiran 3 Ethical Clearance ………………………………………………
73
xii
DAFTAR SINGKATAN
AP1
: Activator protein 1
APC
: Antigen Precenting Cell
BSA
: Body Surface Area
C.i
: Cecal inoculum
C3
: Complement 3
C3a
: Complement 3a
C5a
: Complement 5a
cAMP
: Cyclic Adenosine Monophosphate
CD11B
: Cluster of Differentiation Molecule 11B
CD14
: Cluster of Differentiation Molecule 14
CD18
: Cluster of Differentiation Molecule 18
CD29L
: Cluster of Differentiation Antigen 29L
CD40L
: Cluster of Differentiation Antigen 40L
CLP
: Cecal Ligation And Puncture
COX2
: Cyclooxygenase-2
CRT
: Capillary Refill Time
CSF
: Colony Stimulating Factor
D5W
: Dextrose 5% in Water
DIC
: Disseminated Intravascular Coagulation
ELISA
: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
FiO2
: Fraction of inspired oxygen
GM-CSM
: Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor
HED
: Human Equivalent Dose
HMGB-1
: High Mobility Group Box 1 protein
i.m
: intramuscular
i.p
: intraperitoneal
i.v
: intravena
IFN-
: Interferon-
IKK
: IKB kinase
IL-1
: Interleukin-1
IL-6
: Interleukin- 6
xiii
iNOS
: Inducible Nitric Oxide Synthase
INR
: International Nrmalized Ratio
IRAKs
: IL-1R-associated kinases (IRAKs)
IκB
: Inhibitor of nuclear factor κB
LBP
: Lipopolysaccharide binding protein
LPS
: Lipopolysaccharide
MAC
: Minimum Alveolar Concentration
MAP
: Mean Arterial Pressure
MAPK
: Mitogen-activated Protein Kinases
MHC
: Major Histocompatibility Complex
MODS
: Multiple Organ Dysfunction Syndromes
mRNA
: Messenger Ribonucleic acid
MyD88
: Myeloid Differentiation primary-response protein 88
NaCl
: Natrium Chloride
NF- κB
: Nuclear Factor Kappa beta
NK
: Natural Killer
PAF
: Platelet Activating Factor
PAMPs
: Pathogen-Associated Molecular Patterns
PaO2
: Arterial Tention of Oxygen
ROI
: Reactive oxygen intermediates
SBP
: Systolic Blood Pressure
SD
: Standart Deviation
SOAP
: Sepsis Occurrence in Acute ill Patients
SSP
: Sistem Saraf Pusat
TAB1
: TAK1-binding protein
TAK1
: Transforming growth factor (TGF)-Activated Kinase
TH1
: T helper cells type 1
TLR
: Toll Like Receptors
TLR2
: Toll Like Receptors-2
TNF-α
: Tumor Necrosis Factor- alpha
TNF-
: Tumor Necrosis Factor -
TRAF6
: TNF-receptor-associated factor 6
xiv
ABSTRAK
Henri Dumas, S501102026. 2015. Perbedaan Deksmedetomidin dan Klonidin Terhadap
Kadar Serum TNF-α pada Tikus Wistar dengan Sepsis Polimikrobial. Pembimbing I:
Dr. Sugiarto, dr., Sp.PD, KEMD-FINASIM. Pembimbing II: Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,
Sp.An. Bagian Anestesiologi dan Terapi Intensif Fakultas Kedokteran. Program Studi
Magister Kedokteran Keluarga, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Latar Belakang: Sampai saat ini sepsis masih merupakan penyebab mortalitas yang tinggi.
Pasien sepsis terkadang memerlukan sedasi di ICU. TNF-α merupakan salah satu mediator
utama dari sindrom sepsis. Deksdemetomidin dan klonidin adalah agonis α-2 yang diyakini
mempunyai kemampuan menurunkan kadar TNF-α dan dapat digunakan untuk sedasi pada
pasien sepsis.
Tujuan: Mengetahui perbedaan deksmedetomidin dan klonidin terhadap kadar serum TNF-α
pada tikus wistar dengan sepsis polimikrobial.
Metode: Penelitian ini termasuk eksperimental laboratorik dengan post test only control
group design. Terdapat 35 ekor tikus wistar diikutkan dalam penelitian, 33 ekor tikus
dinyatakan memenuhi kriteria sepsis setelah dilakukan cecal inoculum 200 mg/kg/hari selama
3 hari. Tikus dibagi menjadi 3 kelompok secara random, setiap kelompok masing-masing 11
ekor tikus. Kelompok kontrol, yaitu tikus sepsis dengan pemberian NaCl 0,9% 0,5 ml/6 jam
intravena. Kelompok deksmedetomidin yaitu tikus sepsis dengan pemberian
deksmedetomidin 10 mcg/kg/6 jam intravena. Sedangkan kelompok klonidin adalah tikus
sepsis dengan pemberian klonidin 15 mcg/kg/6 jam intravena. Setelah perlakuan selama 24
jam diambil darah sebanyak 2 ml untuk diukur kadar serum TNF-α. Selama perlakuan
terdapat 4 ekor tikus yang mati, 2 ekor pada kelompok kontrol, 1 ekor pada kelompok
deksmedetomidin, dan 1 ekor pada kelompok klonidin. Analisa normalitas data dengan Uji
Shapiro-Wilk dan uji homogenisitas data dengan Levene Test. Analisa data dilanjutkan
dengan Kruskal Wallis test dan Mann Whitney test karena data tidak homogen. Perbedaan
dinyatakan signifikan bila p < 0,05.
Hasil: Perbandingan kadar serum TNF-α pada kelompok deksmedetomidin (11,493±4,490
pg/ml) dengan kelompok kontrol (49,855±16,639 pg/ml) terdapat perbedaan bermakna
dengan p=0,001. Perbandingan kadar serum TNF-α pada kelompok klonidin (13,760±5,525
pg/ml) dengan kelompok kontrol (49,855±16,639 pg/ml) terdapat perbedaan bermakna
dengan p=0,001. Tetapi,
kadar serum TNF-α pada kelompok deksmedetomidin
(11,493±4,490 pg/ml) dengan kelompok klonidin (13,760±5,525 pg/ml) tidak berbeda
bermakna dengan p=0,771.
Kesimpulan: Terdapat perbedaan yang signifikan kadar serum TNF-α antara
deksmedetomidin dan kontrol maupun antara klonidin dengan kontrol, tetapi tidak ada
perbedaan yang signifikan antara deksmedetomidin dan klonidin pada tikus wistar dengan
sepsis polimikrobial.
Kata kunci: TNF-α, deksmedetomidin, klonidin, sepsis polimikrobial, tikus wistar
xv
ABSTRACT
Henri Dumas, S501102026. 2015. The Difference of Dexmedetomidine and Clonidine on
TNF-α serum level in Wistar Rat with Septic Polymicrobial Model. Supervisor I: Dr.
Sugiarto,dr., Sp.PD, KEMD-FINASIM. Supervisor II: Heri Dwi Purnomo, dr., MKes.,Sp.An.
Department of Anesthesiology and Intensive Therapy, Faculty of Medicine. Master of Family
Medicine, Post-Graduate Program of Sebelas Maret University, Surakarta.
Background: Sepsis is still a cause of high mortality worldwide. Sepsis patients sometimes
require sedation in the ICU. TNF-α is one of the major mediator of sepsis syndromes.
Dexmedemetomidine and clonidine are α-2 agonists that are believed to have the ability to
reduce levels of TNF-α and can be used for sedation in patients with sepsis.
Objective: To analyze the difference of dexmedetomidine and clonidine on TNF-α serum
level in wistar rats with septic polymicrobial model.
Methods: This research is categorized as laboratoric experimental with post test only control
group design. As many as 35 wistar rats were being adapted for 7 days and then performed
cecal inoculum of 200 mg/kg/day for 3 days but only 33 rats were found to fulfill the criteria
of sepsis then they randomly divided into three groups. The first group is a control group, this
group is septic rats which were given 0.5 ml of 0.9% NaCl intravenously every 6 hours. The
second group is septic rats which received 10 mcg/kg of dexmedetomidine intravenously
every 6 hours. The last group is septic rats which received 15 mcg/kg clonidine intravenously
every 6 hours. After 24 hours, 2 ml of the blood was drawned and then examined for TNF-α
serum level. During the treatment, there was 4 rats that died, 2 rats in the control group, 1 rat
in dexmedetomidine the group, and 1 rat in clonidine group. Data abnormality was analyzed
with Shapiro Wilk and homogensity test was done with Levene test. Data analysis was
continued with Kruskal Wallis and Mann Whitney test. Significance level is p < 0,05.
Result: There was a significant difference of TNF-α serum levels in dexmedetomidine group
(11.493 ± 4.490 pg / ml) compared with the control group (49.855 ± 16.639 pg/ml) with
p=0,001. There was a significant difference of TNF-α serum levels in clonidine group
(13.760 ± 5.525 pg/ml) compared with the control group (49.855 ± 16.639 pg/ml) with
p=0,001. But, the dexmedetomidine (11.493 ± 4.490 pg / ml) and clonidine groups (13.760 ±
5.525 pg/ml) were not statistically different with p = 0.771.
Conclusion: There are significant differences in TNF-α serum levels between
dexmedetomidine with control group and between clonidine with control group, but there is
no significant difference between dexmedetomidine and clonidine group in wistar rat with
septic polymicrobial model.
Keywords: TNF-α, dexmedetomidine, clonidine, polymicrobial sepsis, wistar rat.
xvi