RATTUS NORVEGICUS GALUR SPRAGUE-DAWLEY
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat Memperoleh
Derajat Sarjana Kedokteran pada Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
MOHAMMAD ARIEF ADIATMA 20120310087
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
KARYA TULIS ILMIAH
PENGARUH HIPOKSIA ISKEMIK PRENATAL
TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGI GINJAL
RATTUS NORVEGICUS GALUR SPRAGUE-DAWLEY
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat Memperoleh
Derajat Sarjana Kedokteran pada Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
MOHAMMAD ARIEF ADIATMA 20120310087
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
ii
TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGI GINJAL
RATTUS NORVEGICUS GALUR SPRAGUE-DAWLEY
Disusun Oleh :
MOHAMMAD ARIEF ADIATMA 2012 031 0087
Telah disetujui dan diseminarkan pada tanggal : 12 Februari 2016
Dosen Pembimbing Dosen Penguji
dr. Ratna Indriawati, M.Kes dr. Ikhlas Muhammad Jenie, M.Med.Sc. NIK : 19720820200101173038 NIK : 19770925200204173051
Mengetahui,
Kaprodi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Mohammad Arief Adiatma NIM : 20120310087
Program Studi : Pendidikan Dokter
Fakultas : Kedokteran dan Ilmu Kesehatan
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Karya Tulis Ilmiah yang saya tulis ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir Karya Tulis Ilmiah ini.
Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan bahwa Karya Tulis Ilmiah ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan tersebut.
Yogyakarta, 12 Februari 2016 Yang membuat pernyataaan,
Assalamu’alaikum warohmatullahi wabarakatuh
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT karena atas rahmat-Nya Karya Tulis Ilmiah yang berjudul Pengaruh Hipoksia Iskemik Prenatal Terhadap Gambaran Histopatologis Ginjal
Rattus norvegicus Galur Sprague-dawley ini dapat diselesaikan.
Pada penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. dr. H. Ardi Pramono, Sp.An., M.Kes., selaku dekan Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
2. dr. Ratna Indriawati, M.Kes sebagai dosen pembimbing dalam penelitian yang telah membimbing dalam proses penyelesaian Karya Tulis Ilmiah ini sehingga penulis mendapatkan motivasi dan berbagai pengetahuan baru
3. dr. Ikhlas M. Jenie, M.Med.Sc sebagai dosen penguji dalam Karya Tulis Ilmiah ini, yang telah memberikan saran yang membangun sehingga membuat Karya Tulis Ilmiah ini menjadi lebih baik
4. Kawan-kawan satu perjuangan dan satu kelompok penelitian, M. Hadiyan Rasyadi yang saling menyemangati, bertukar informasi, dan berbagi pengalaman dalam menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini
v
kepada penulis sehingga terciptalah pribadi penulis yang lebih baik dan diwujudkanlah karya tulis ilmiah ini
6. Kawan-kawan (AMC) Adith, Atta, Indira Fiqi, Hanif, Intan, Jifani, Nugroho, Rizky, Mardylla, Ontivia, Primanda, Qonitya, Rahma, Sonia, Vyda, dan Zakiyah atas segala dukungan yang diberikan.
7. Kawan-kawan (Tutorial 7) Zia, Anik, Kukuh, Dea, Lupi, Poppy, Puji, Rahma, Rio, Sekar, Fira dan Elsa atas segala dukungan yang diberikan.
8. Kawan-kawan (Geeks) Aliannor, Antonius Dimas, Chamim, Dimas Akbar, Dimas Prasetyo, Ezra, Jamal, Nugroho, Azham, Hadiyan, Satya, Ono dan Yoga atas segala dukungan yang diberikan.
Terimakasih penulis sampaikan juga kepada semua pihak yang membantu dalam penulisan Karya Tulis Ilmiah ini. Selanjutnya apabila ada kesalahan kepada pembaca, ataupun pihak pihak yang terkait dengan penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini, penulis memohon maaf dengan segala kerendahan hati.
Semoga Allah SWT selalu memberikan nikmat dan karunia-Nya kepada kita semua.
Wassalamu’alaikum warohmatullahi wabarakatuh.
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
ABSTRACT ... ix
INTISARI ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A.Latar Belakang Masalah ... 1
B.Rumusan Masalah ... 4
C.Tujuan Penelitian ... 5
D.Manfaat Penelitian ... 5
E.Keaslian Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 10
A.Tinjauan Pustaka ... 10
1. Oksigen... 10
2. Hipoksia ... 10
3. Ginjal ... 14
4. Tikus Putih (Rattus norvegicus) Galur Sprague-dawley ... 23
B.Kerangka Konsep ... 25
C.Hipotesis ... 26
BAB III METODE PENELITIAN... 27
A.Desain Penelitian ... 27
B.Populasi dan Sampel Penelitian ... 27
C.Lokasi dan Waktu Penelitian ... 28
vii
E.Definisi Operasional ... 29
F. Alat dan Bahan Penelitian ... 30
G.Jalannya penelitian ... 30
H.Analisis Data ... 31
I. Etika Penelitian ... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
A.Hasil ... 33
B.Pembahasan ... 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 45
A.Kesimpulan ... 45
B.Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 47
viii
Gambar 2. Histologi ginjal normal manusia ... 17
Gambar 3. Penampang histologi normal ginjal ... 19
Gambar 4. Kelompok 1. Pewarnaan HE. Perbesaran 400x... 34
Gambar 5. Kelompok 2. Pewarnaan HE. Perbesaran 400x... 35
ix
ABSTRACT
Background: Hypoxia is a condition where body tissue does not get enough oxygen. Prenatal hypoxia is still a major cause of morbidity and mortality in developed and developing countries. Exposure of hypoxia during prenatal has a different impact on fetal development. Fetal hypoxia can impair fetal kidney development. Several studies have examined the effects of prenatal hypoxic-ischemic on kidney, but research of the effects of prenatal hypoxic-hypoxic-ischemic on renal histopathologic is still unclear.
Methods: This study was experimental research with post-test control group design. Samples used in this study were the child of Rattus norvegicus Sprague-Dawley strain, that obtained from a pregnant rats who was induced by hypoxic-ischemic at different gestational age with the right uterine artery ligation. Pregnant rats divided into three groups, K is a control group who were not given the induction of hypoxic ischemic, P1 is a group that was given the induction of hypoxic-ischemic at 7 days of gestational age, and P2 is a group that was given the induction of hypoxic-ischemia at 11 days of gestational age. Samples used in this study were 7 rats child per group, which has fulfilled the inclusion and exclusion criteria. After the age of 35 days, all samples is conducted kidney organ harvesting and the kidneys tissue is being process with HE staining and histopathologic examination. The data were analyzed with Kruskal-Wallis and Mann-Whitney with significance level of 5%.
Result: Group P1 has the highest amount kidney cells damage. Kruskal-Wallis test showed a significant difference with a p value of 0,000 (p<0,05). Post Hoc Mann Whitney test showed a significant differences in K-P1 with a p value of 0,01 (p<0,05) and K-P2 with a p value of 0,01 (p<0,05), whereas in P1-P2, have a differences, but not significant with a p value of 0,122 (p>0,05).
Conclusion: There is a correlation between kidney histopathological changes of Rattus norvegicus Sprague-dawley strain with prenatal hypoxic-ischemic induction, the earlier induction is given then the greater the effect of hypoxia on renal toxicity.
x
INTISARI
Latar Belakang : Hipoksia adalah suatu keadaan di mana jaringan tubuh tidak mendapatkan oksigen yang cukup. Hipoksia prenatal masih merupakan penyebab utama morbiditas dan mortalitas di negara maju dan berkembang. Paparan hipoksia pada masa prenatal memiliki dampak yang berbeda pada perkembangan janin. Hipoksia pada janin dapat mengganggu perkembangan ginjal janin. Beberapa penelitian telah meneliti pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap ginjal, namun penelitian pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap histopatologis ginjal masih belum jelas. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap gambaran histopatologi ginjal.
Metode : Penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan Post-test control group desain. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah anak Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diperoleh dari induk hamil yang telah diinduksi hipoksia iskemik pada umur kehamilan yang berbeda dengan cara diligasi arteri uterina kanan. Induk tikus dibagi menjadi 3 kelompok, K adalah kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan hipoksia iskemik, P1 diberi induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari, dan P2 diberi induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 11 hari. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini sebanyak 7 ekor anak tikus tiap kelompok, yang telah memenuhi kriteria inklusi dan eksklusi. Setelah usia 35 hari, semua sampel dilakukan pengambilan organ ginjal dan pemrosesan jaringan dilanjutkan dengan pengecatan HE dan dilakukan pemeriksaan histopatologis. Data dianalisa dengan uji beda Kruskal-Wallis dan Mann-Whitney dengan derajat kemaknaan 5%.
Hasil : Kelompok P1 memiliki jumlah kerusakan sel ginjal tertinggi. Uji Kruskal-Wallis didapatkan perbedaan yang bermakna dengan nilai p sebesar 0,000 (p < 0,05). Uji Post Hoc Mann Whitney didapatkan perbedaan yang bermakna pada K-P1 dengan nilai p sebesar 0,01 (p < 0,05) dan K-P2 dengan nilai p sebesar 0,01 (p < 0,05), sedangkan pada P1-P2 terdapat perbedaan tetapi tidak bermakna dengan nilai p sebesar 0,122 (p >0,05).
Kesimpulan : Terdapat hubungan antara perubahan histopatologis ginjal Rattus norvegicus galur Sprague-dawley dengan induksi hipoksia iskemik prenatal, dimana semakin awal induksi diberikan maka semakin besar pula efek toksisitas hipoksia terhadap ginjal.
ABSTRACT
Background: Hypoxia is a condition where body tissue does not get enough oxygen. Prenatal hypoxia is still a major cause of morbidity and mortality in developed and developing countries. Exposure of hypoxia during prenatal has a different impact on fetal development. Fetal hypoxia can impair fetal kidney development. Several studies have examined the effects of prenatal hypoxic-ischemic on kidney, but research of the effects of prenatal hypoxic-hypoxic-ischemic on renal histopathologic is still unclear.
Methods: This study was experimental research with post-test control group design. Samples used in this study were the child of Rattus norvegicus Sprague-Dawley strain, that obtained from a pregnant rats who was induced by hypoxic-ischemic at different gestational age with the right uterine artery ligation. Pregnant rats divided into three groups, K is a control group who were not given the induction of hypoxic ischemic, P1 is a group that was given the induction of hypoxic-ischemic at 7 days of gestational age, and P2 is a group that was given the induction of hypoxic-ischemia at 11 days of gestational age. Samples used in this study were 7 rats child per group, which has fulfilled the inclusion and exclusion criteria. After the age of 35 days, all samples is conducted kidney organ harvesting and the kidneys tissue is being process with HE staining and histopathologic examination. The data were analyzed with Kruskal-Wallis and Mann-Whitney with significance level of 5%.
Result: Group P1 has the highest amount kidney cells damage. Kruskal-Wallis test showed a significant difference with a p value of 0,000 (p<0,05). Post Hoc Mann Whitney test showed a significant differences in K-P1 with a p value of 0,01 (p<0,05) and K-P2 with a p value of 0,01 (p<0,05), whereas in P1-P2, have a differences, but not significant with a p value of 0,122 (p>0,05).
Conclusion: There is a correlation between kidney histopathological changes of Rattus norvegicus Sprague-dawley strain with prenatal hypoxic-ischemic induction, the earlier induction is given then the greater the effect of hypoxia on renal toxicity.
2
INTISARI
Latar Belakang : Hipoksia adalah suatu keadaan di mana jaringan tubuh tidak mendapatkan oksigen yang cukup. Hipoksia prenatal masih merupakan penyebab utama morbiditas dan mortalitas di negara maju dan berkembang. Paparan hipoksia pada masa prenatal memiliki dampak yang berbeda pada perkembangan janin. Hipoksia pada janin dapat mengganggu perkembangan ginjal janin. Beberapa penelitian telah meneliti pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap ginjal, namun penelitian pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap histopatologis ginjal masih belum jelas. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap gambaran histopatologi ginjal.
Metode : Penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan Post-test control group desain. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah anak Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diperoleh dari induk hamil yang telah diinduksi hipoksia iskemik pada umur kehamilan yang berbeda dengan cara diligasi arteri uterina kanan. Induk tikus dibagi menjadi 3 kelompok, K adalah kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan hipoksia iskemik, P1 diberi induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari, dan P2 diberi induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 11 hari. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini sebanyak 7 ekor anak tikus tiap kelompok, yang telah memenuhi kriteria inklusi dan eksklusi. Setelah usia 35 hari, semua sampel dilakukan pengambilan organ ginjal dan pemrosesan jaringan dilanjutkan dengan pengecatan HE dan dilakukan pemeriksaan histopatologis. Data dianalisa dengan uji beda Kruskal-Wallis dan Mann-Whitney dengan derajat kemaknaan 5%.
Hasil : Kelompok P1 memiliki jumlah kerusakan sel ginjal tertinggi. Uji Kruskal-Wallis didapatkan perbedaan yang bermakna dengan nilai p sebesar 0,000 (p < 0,05). Uji Post Hoc Mann Whitney didapatkan perbedaan yang bermakna pada K-P1 dengan nilai p sebesar 0,01 (p < 0,05) dan K-P2 dengan nilai p sebesar 0,01 (p < 0,05), sedangkan pada P1-P2 terdapat perbedaan tetapi tidak bermakna dengan nilai p sebesar 0,122 (p >0,05).
Kesimpulan : Terdapat hubungan antara perubahan histopatologis ginjal Rattus norvegicus galur Sprague-dawley dengan induksi hipoksia iskemik prenatal, dimana semakin awal induksi diberikan maka semakin besar pula efek toksisitas hipoksia terhadap ginjal.
1
BAB I
PENDAHULUAN
A.Latar Belakang Masalah
Oksigen memegang peranan penting dalam semua proses tubuh secara fungsional. Oksigen sangat penting dalam memproduksi molekul Adenosin Trifosfat (ATP) secara normal. ATP adalah sumber bahan bakar untuk sel agar dapat berfungsi secara optimal. ATP memberikan energi yang diperlukan oleh sel untuk melakukan berbagai aktivitas fungsi tubuh. Tidak adanya oksigen akan menyebabkan tubuh mengalami kemunduran atau bahkan dapat menimbulkan kematian. Apabila pemenuhan kebutuhan oksigen dalam tubuh tidak tercukupi, baik akibat defisiensi oksigen atau peningkatan penggunaan oksigen dalam tingkat sel maka dapat terjadi hipoksia (Imelda, 2009).
Ketidakseimbangan dalam tubuh akan memberikan dampak yang tidak baik. Oleh karena itu penting bagi kita untuk mempertahankan kondisi tubuh agar tetap seimbang, salah satu caranya adalah dengan menjaga pola hidup sehat. Pola hidup sehat ada tiga macam. Pertama, melakukan hal-hal yang berguna untuk kesehatan. Kedua, menghindari hal-hal yang membahayakan kesehatan. Ketiga, melakukan hal-hal yang dapat menghilangkan penyakit yang diderita. Semua pola ini dapat ditemukan dalilnya dalam agama, baik secara jelas atau tersirat, secara khusus atau umum, secara medis maupun non medis.
2
"Hai anak Adam, pakailah pakaianmu yang indah di setiap (memasuki) mesjid, makan dan minumlah, dan janganlah berlebih-lebihan. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang-orang yang berlebih-lebihan" QS al-A’râf [7]: 31
Hipoksia adalah suatu keadaan di mana jaringan tubuh tidak mendapatkan oksigen yang cukup (James et al., 2008). Hipoksia adalah penyebab paling umum cedera dan kematian seluler (Nakanishi, 2009). Hipoksia ini akan mempengaruhi respirasi oksidasi aerob. Pada kondisi aerob (tersedia oksigen) sistem enzim mitokodria mampu mengkatalisis oksidasi asam piruvat menjadi H2O dan CO2 serta menghasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Phospat). Ketika tidak tersedia oksigen maka akan terjadi proses respirasi anaerob. Pada kondisi anaerob (tidak tersedia oksigen), suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO2 dan etil alkohol serta membebaskan energi (ATP), atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO2 dan asam laktat serta membebaskan energi (ATP). Proses anaerob ini akan berakhir dengan kematian sel (James et al., 2008).
sehinga menghambat proses glikolisis yang merupakan sumber ATP terakhir menjadi terhenti. Bila kekurangan energi semakin berlanjut sel cenderung terpajan dengan kerusakan oksidatif. (Silbernagi, 2007).
Kondisi hipoksia sering dijumpai pada masa kehamilan. Oksigen yang diperoleh janin dari ibu melalui plasenta akan diikat oleh sel darah merah (eritrosit) janin, untuk selanjutnya ditransportasi dan didistribusikan melalui sistim kardiovaskuller ke seluruh tubuh (sel), untuk dimanfaatkan dalam proses metabolisme. Oksigen yang cukup diperlukan untuk perkembangan janin, dan dalam rahim hipoksia dapat menyebabkan dampak buruk terhadap perkembangan janin. Paparan hipoksia prenatal jangka pendek dan jangka kronis memiliki dampak yang berbeda pada perkembangan janin (Powell et al., 2004). Apabila kondisi ini berkelanjutan maka akan mengakibatkan hipoksemia, hiperkarbia, dan fetal asidosis (Hansen & Soul, 2012). Sejumlah faktor lingkungan dan maternal, termasuk dataran tinggi, merokok, anemia, preeklampsia, penyakit paru, dan disfungsi plasenta atau masalah tali pusat, dapat menyebabkan hipoksia prenatal. Hipoksia prenatal dapat menyebabkan gangguan sebesar 72% pada sistem saraf pusat, ginjal 42%, jantung serta gastrointestinal 29%, dan paru 26% (Mach et al., 2012). Hipoksia prenatal juga memegang peran penting dalam memicu fetal growth restriction dan mempengaruhi perkembangan organ penting janin seperti ginjal.
4
Angka kejadian hipoksia lebih tinggi pada negara berkembang, di Cape Town didapatkan 4,6 per 1000 kelahiran hidup dan di Nigeria didapatkan 26 per 1000 kelahiran hidup (Haider & Bhutta, 2006).
Periode paling penting dari manusia adalah selama perkembangan janin, tahap di mana ibu dapat mempengaruhi janin dengan paparan lingkungan yang merugikan yang dapat memiliki efek jangka panjang selama masa dewasa. Dua tantangan yang paling umum untuk janin selama masa perkembangan adalah penurunan oksigen dan pengiriman nutrisi. Ada berbagai penyebab stres maternal yang dapat mempengaruhi berat badan lahir pada keturunannya, misalnya diet rendah protein, paparan nikotin, malnutrisi janin, dan hipoksia. Melihat besarnya pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap ginjal, maka peneliti tertarik untuk mengkaji keterkaitan antara pengaruh hipoksia iskemik prenatal dengan gambaran histopatologi ginjal.
B.Rumusan Masalah
1. Apakah terdapat perbedaan tingkat kerusakan ginjal yang dinilai melalui gambaran histopatologi antara tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diberi induksi hipoksia iskemik prenatal dengan yang tidak diberi induksi hipoksia iskemik prenatal?
C.Tujuan Penelitian
1.Tujuan umum
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hipoksia prenatal terhadap ginjal.
2.Tujuan khusus
Mengetahui perbedaan tingkat kerusakan ginjal yang dinilai melalui gambaran histopatologi antara pemberian induksi hipoksia iskemik prenatal pada usia kehamilan 7 hari dengan 11 hari pada tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley.
D.Manfaat Penelitian
1. Bagi kalangan medis
a. Menambah pengetahuan kedokteran di bidang fisiologi dan histologi mengenai pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap gambaran histopatologi ginjal.
b. Sebagai acuan penelitian-penelitian selanjutnya yang mengkaji pengaruh kondisi hipoksia iskemik prenatal terhadap kesehatan tubuh.
2. Bagi penulis
6
b. Menambah pengetahuan penulis mengenai pengaruh hipoksia iskemik prenatal terhadap gambaran histopatologi ginjal.
c. Memperoleh pengalaman belajar dan pengetahuan dalam mengelola penelitian.
d. Mengembangkan daya nalar dan semangat keingintahuan. e. Menerapkan ilmu-ilmu yang diperoleh dari perkuliahan. 3. Bagi perguruan tinggi
a. Pengamalan tridarma perguruan tinggi sebagai lembaga penyelenggara pendidikan, penelitian dan pengabdian bagi masyarakat.
b. Sebagai sumbangan dalam mengkaji ilmu yang berkaitan dengan hipoksia iskemik prenatal dan gambaran histopatologi ginjal untuk kegiatan akademis dan penelitian selanjutnya.
c. Meningkatkan hubungan kerjasama dan saling pengertian antara pendidik dan mahasiswa.
E.Keaslian Penelitian
1. Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Priantono et al., (2014)dengan judul
“Pengaruh Induksi Hipoksia Hipobarik Intermiten pada Aktivitas Spesifik
Manganese Superoxide Dismutase dan Kadar Malondialdehyde Ginjal
Tikus”. Bentuk desain penelitian yang akan digunakan adalah bentuk studi
hipobarik intermiten telah dilakukan di Lakespra Saryanto. Penelitian dilaksanakan dari bulan Juni 2008 hingga Desember 2009. Pada penelitian tidak ditemukan adanya perbedaan aktivitas MnSOD dalam jaringan ginjal tikus yang bermakna antara berbagai perlakuan pajanan hipoksia hipobarik intermiten. Akan tetapi, terdapat perbedaan kadar MDA dalam jaringan ginjal tikus yang bermakna antara berbagai perlakuan pajanan hipoksia hipobarik intermiten 2x dibandingkan kontrol dan antara perlakuan pajanan hipoksia hipobarik intermiten 3x dan 4x terhadap perlakuan pajanan 2x. Tidak terdapat hubungan yang bermakna antara perubahan aktivitas MnSOD dengan perubahan kadar MDA pada ginjal tikus. Perbedaan penelitian yang peneliti lakukan yakni pada tempat penelitian, perlakuan, dan variabel peneltian. Pada penelitian ini tidak dilakukan pengamatan pada aktivitas spesifik manganese superoxide dismutase dan kadar malondialdehyde ginjal tikus, melainkan pada gambaran histopatologi pada tikus yang telah diberi perlakuan hipoksia iskemik prenatal. Kondisi hipoksia iskemik prenatal diperoleh dengan melakukan ligasi pada uterus induk tikus pada usia kehamilan tertentu. Yang kemudian dilakukan pengamatan pada struktur morfologi nefron dengan pewarnaan haematoxylin-eosin (HE) pada bayi tikus.
8
hipoksia janin merugikan mempengaruhi perkembangan ginjal pada tikus janin dan keturunannya dan mengubah pola ekspresi angiotensin II tipe 1 (AT1R) dan tipe 2 (AT2R) reseptor. Pada penelitian ini induk tikus yang hamil pada usia kehamilan tertentu dibagi menjadi kelompok normosik dan hipoksik, anak tikus yang lahir kemudian diambil ginjalnya untuk dianalisa ekspresi proteinnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hipoksia janin menyebabkan perkembangan ginjal yang menyimpang dan mempercepat proses penuaan ginjal selama perkembangan postnatal, yang dapat menyebabkan untuk peningkatan risiko penyakit kardiovaskular. Pada penelitian ini tidak dilakukan pengamatan pada ekspresi protein ginjal tikus, melainkan pada gambaran histopatologi pada tikus yang telah diberi perlakuan hipoksia iskemik prenatal
3. Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Xia et al., (2014) dengan judul
“Prenatal Exposure to Hypoxia Induced Beclin 1 Signaling-Mediated Renal
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Tinjauan Pustaka
1. Oksigen
Oksigen atau zat asam adalah salah satu bahan farmakologi, merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau digunakan untuk proses pembakaran dan oksidasi. Oksigen termasuk unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya. Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomic (Swidarmoko & Susanto, 2010). Tidak adanya oksigen akan menyebabkan tubuh secara fungsional mengalami kemunduran atau bahkan dapat menimbulkan kematian. Oleh karena itu, kebutuhan oksigen merupakan kebutuhan yang paling utama dan sangat vital bagi tubuh (Imelda, 2009).
Oksigen sangatlah penting untuk kehidupan baik sebelum dan sesudah persalinan. Selama didalam rahim, janin mendapatkan oksigen dan nutrien dari ibu melalui plasenta dari ibu yang diberikan kepada janin. (Depkes RI, 2005).
2. Hipoksia
a. Definisi
penyebab paling umum cedera dan kematian seluler (Nakanishi, 2009). Hal ini dapat disebabkan karena kurangnya suplai darah pada daerah yang terlokalisasi dan bekuan dalam lumen pembuluh darah. Penyebab lainnya bisa karena embolisme, infark dan nekrosis.
Hipoksia menyebabkan produksi ATP di mitokondira berkurang. Pada kondisi penurunan ATP, sel akan mengalami penurunan reaksi pemompaan natrium kalium. Selain itu sel juga akan mengalami penurunan sintesis protein dan kemudian memulai metabolisme anaerob. Tanpa pemompaan natrium dan kalium tekanan osmotik di dalam sel akan meningkat, sehingga akan terjadi penarikan air ke dalam sel. Sel yang mengalami kekurangan oksigen atau suplai darah tersebut mulai membengkak dan terjadi kematian sel (Michiels et al., 2004).
12
1) Hipoksia Hipoksik adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena kurangnya oksigen yang masuk ke dalam paru- paru. Sehingga oksigen dalam darah menurun kadarnya. Kegagalan ini dapat disebabkan oleh adanya sumbatan/obstruksi di saluran pernapasan. 2) Hipoksia Anemik adalah keadaan hipoksia yang disebabkan oleh
karena hemoglobin dalam darah tidak dapat mengikat atau membawa oksigen yang cukup untuk metabolisme seluler. Seperti keracunan karbon monoksida (CO2).
3) Hipoksia Stagnan adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena hemoglobin dalam darah tidak mampu membawa oksigen ke jaringan yang disebabkan kegagalan sirkulasi seperti heart failure, atau embolisme.
4) Hipoksia Histotoksik adalah keadaan hipoksia yang disebabkan oleh karena jaringan yang tidak mampu menyerap oksigen. Salah satu contohnya pada keracunan sianida. Sianida dalam tubuh akan mengaktifkan beberapa enzim oksidatif seluruh jaringan secara radikal, terutama sitokrom oksidase dengan mengikat bagian ferric heme group dari oksigen yang dibawa darah.
b. Faktor Risiko
faktor maternal, uteroplasenta dan janin itu sendiri (Efendi & Kadir, 2013).
Faktor maternal antara lain infeksi (korioamnionitis), penyakit ibu (hipertensi kronik, penyakit jantung, penyakit ginjal, dan diabetes. Faktor uteroplasenta juga berperan dalam hal ini, yang tersering adanya insufisiensi plasenta, oligohidramnion, polihidramnion, ruptur uterus, gangguan tali pusat (tali pusat menumbung, lilitan tali pusat, prolaps tali pusat). Faktor janin yaitu prematuritas, bayi kecil masa kehamilan, kelainan bawaan, infeksi, depresi saraf pusat oleh obat-obatan, dan twin to twin transfusion (Efendi & Kadir, 2013).
c. Fisiologi dan Patofisiologi
14
d. Kompensasi dan Adaptasi
Berkurangnya kandungan oksigen dalam darah (hipoksemia) akan merangsang syaraf simpatis, sehingga akan meniimbulkan takikardi (Guyton & Hall, 2012). Bila kondisi hipoksemia tidak teratasi maka akan berlanjut menjadi hipoksia, belum diketahui secara pasti bagaimana mekanismenya tapi diduga disebabkan disfungsi seluler sistim syaraf pusat yang dipicu hipoksemia (hypoxemia-induced central nervous system cellular disfunction). Kemoreseptor pada aortic body merespon kondisi hipoksemia arteri dengan mekanisme adaptasi. Mekanisme adaptasi ini ada 4, yaitu 1) berkurangnya denyut jantung, 2) berkurangnya konsumsi oksigen, sekunder terhadap berhentinya fungsi yang tidak penting, 3) redistribusi kardiak output ke organ-organ penting, seperti otak, jantung, kelenjar adrenal, dan 4) metabolisme seluler anerobik. Sejauh mana mekanisme tersebut efektif, ditentukan oleh kesehatan janin dan plasenta sebelumnya, dan frekuensi, lama, dan intensitas even hioksemik (Fahey & King, 2005).
3. Ginjal
a. Anatomi Ginjal
dari trauma langsung-di sebelah posterior dilindungi oleh kosta dan otot-otot yang meliputi kosta, sedangkan di anterior dilindungi oleh bantalan usus yang tebal. sedikit lebih rendah daripada ginjal kiri karena besarnya lobus hepatis dekstra (Price & Wilson, 2006).
Pada orang dewasa, panjang ginjal adalah sekitar 12 cm sampai 13 cm (4,7 hingga 5,1 inci), lebarnya 6 cm (2,4 inci), tebalnya 2,5 cm (1 inci) dan beratnya sekitar 150 g. Ukurannya tidak berbeda menurut bentuk dan ukuran tubuh. Perbedaan panjang dari kutub ke kutub kedua ginjal yang lebih dari 1,5 cm (0,6 inci) atau perubahan bentuk merupakan tanda yang penting karena sebagian besar manifestasi penyakit ginjal adalah perubahan struktur (Price & Wilson, 2006).
16
dalam vena kava inferior. Sistem arteri ginjal adalah end arteries yaitu arteri yang tidak mempunyai anastomosis dengan cabang–cabang dari arteri lain, sehingga jika terdapat kerusakan salah satu cabang arteri ini, berakibat timbulnya iskemia/nekrosis pada daerah yang dilayaninya (Junqueira & Carneiro, 2007).
Gambar 1. Anatomi ginjal manusia (Moore & Agur, 2002)
b. Histologi Ginjal
Unit kerja fungsional ginjal disebut sebagi nefron. Dalam setiap ginjal terdapat sekitar 1 juta nefron yang pada dasarnya mempunyai struktur dan fungsi yang sama. Dengan demikian, kerja ginjal dapat dianggap sebagai jumlah total dari fungsi semua nefron tersebut (Price & Wilson, 2006).
tubulus kontortus distal, dan duktus koligentes (Junqueira & Carneiro, 2007).
Gambar 2. Histologi ginjal normal manusia dengan pewarnaan Hematocylin Eosin perbesaran 400x (Klaus, 2009).
1) Tubulus Kontortus Proksimal
18
2) Tubulus Kontortus Distal
Segmen tebal asenden ansa henle menerobos korteks, setelah menempuh jarak tertentu, segmen ini menjadi berkelak–kelok dan disebut tubulus kontortus distal. Sel–sel tubulus kontortus distal memiliki banyak invaginasi membran basal dan mitokondria terkait yang menunujukkan fungsi transpor ionnya (Junqueira & Carneiro, 2007).
3) Tubulus Duktus Kolingentes
Gambar 3. Penampang histologi normal ginjal dengan pewarnaan Hematocylin Eosin perbesaran 100x (Eroschenko, 2009)
Pada umumnya dengan paparan rendah terjadi perubahan fisiologis dari tubulus proksimal, namun pada paparan dosis tinggi perubahan morfologi juga dapat terjadi. Terdapat dua perubahan morforlogi yang sering terjadi pada ginjal adalah perubahan morfologi yang reversibel dan ireversibel. Perubahan reversibel antara lain adalah degenerasi sel tubulus, inflamasi sel tubulus dan terbentuknya cast, sedangkan perubahan irreversibel dari sel tubulus antara lain adalah atrofi atau dilatasi lumen, fibrosis sel tubulus, dan yang paling berat adalah nekrosis sel tubulus. Perubahan irreversibel biasanya ditandai dengan hilangnya brush border dan inti sel memipih (Price & Wilson, 2006).
c. Fisiologi Ginjal
20
meliputi urea (dari sisa metabolisme asam amino), kreatin asam urat (dari asam nukleat), produk akhir dari pemecahan hemoglobin (bilirubin). Ginjal tersusun dari beberapa juta unit fungsional (nefron) yang akan melakukan ultrafiltrasi terkait dengan ekskresi (pembentukan urin) dan reabsorpsi. Kerja ginjal dimulai saat dinding kapiler glomerulus melakukan ultrafiltrasi untuk memisahkan plasma darah dari sebagian besar air, ion-ion dan molekul-molekul (Guyton & Hall, 2012).
d. Faktor yang berpengaruh pada kerusakan ginjal
Nefrotoksikasi ginjal dipengaruhi oleh berbagai hal dalam sistem tubuh manusia maupun hewan (Kumar, 2006).
1) Obat atau zat kimia toksik
Ada beberapa jenis obat atau zat kimia yang dapat menyebabkan nefrotoksikasi, contohnya antara lain, Acetaminophen dosis tinggi dapat menyebabkan terjadinya nekrosis tubulus, obat Anti Inflamasi Non-Steroid (NSAID) menyebabkan nekrosis papiler, maupun Aminoglikoksida dapat menyebabkan gagal ginjal non oliguri.
2) Dosis
3) Nutrisi
Keadaan gizi dari sesorang berpengaruh terhadap timbulnya kerusakan pada sel-sel termasuk sel ginjal. Nutrisi diperlukan untuk menjaga keadaan fisiologis dari sel tersebut.
4) Usia
Pada usia lanjut keadaan tubuh akan mengalami kemunduran, hal ini juga akan berpengaruh terhadap sel ginjal. Semakin tua sesorang maka akan semakin besar risiko terjadinya kerusakan sel ginjal.
5) Jenis Kelamin
Jenis kelamin sangar berkaitan dengan proses hormonal di dalam tubuh, diduga hormone juga berpengaruh terhadap metabolisme maupun reaksi zat di dalam tubuh.
6) Penyakit
Adanya penyakit penyerta atau penyakit pendahulu pada seseorang akan mengakibatkan terganggunya baik fisiologi maupun morfologi dari ginjal tersebut, sehingga akan memperberat kerusakan ginjal yang terjadi.
7) Alkohol
22
8) Stress
Adanya stres pada organ ginjal akan dapat mengakibatkan kerusakan pada sel-sel ginjal. Sehingga adanya stres sebelum pemaparan akan memperberat kerusakan ginjal.
e. Mekanisme kerusakan ginjal akibat hipoksia
Ginjal merupakan organ tubuh dengan perfusi paling baik, bila dibandingkan dengan berat organ dan asupan oksigen permenit. Namun tekanan oksigen jaringan pada parenkim ginjal jauh lebih rendah dibandingkan organ lain dan tekanan terendah ada pada vena ginjal. Medula ginjal merupakan salah satu bagian tubuh dengan tekanan oksigen terendah. Perbedaan ini dijelaskan oleh adanya asupan oksigen yang tinggi dan tekanan oksigen jaringan yang rendah serta arsitektur unik vaskuler ginjal. Pada korteks dan medula ginjal, cabang cabang arteri dan vena ginjal berjalan secara pararel dan kontak erat antara satu dengan yang lain dalam jarak yang panjang. Hal ini memberikan kesempatan difusi oksigen dari sistem arteri menuju sistem vena sebelum masuk menuju kapiler. Mekanisme ini menjelaskan rendahnya tekanan oksigen di medula dan korteks ginjal (Eckardt et al., 2005).
berhubungan penyakit ginjal kronis. Penurunan jumlah kapiler peritubuler berhubungan dengan gangguan fungi ginjal yang progresif. Penelitian terbaru, hilangnya kapiler peritubuler ditunjukkan pada berbagai model binatang, meliputi: glomerulonefritis, model ginjal remnant, obstruksi uretra, iskemi, stenosis arteri renalis. Penurunan densitas kapiler peritubuler terjadi dengan cepat dalam hitungan hari sejak terjadinya rangsangan awal dan tetap bertahan dalam beberapa minggu. Kerusakan tubulointerstisial akibat hipoksia melalui mekanisme yang multifaktorial. Hipoksia dapat mengaktifasi fibroblas, perubahan metabolisme matriks ekstrasel pada sel-sel ginjal, dan fibrogenesis. Aktifasi interstisial fibrosis akibat hipoksia dan peningkatan deposit matriks ekstrasel akan mengakibatkan gangguan aliran darah dan asupan oksigen. Sel tubulus ginjal yang mengalami hipoksia lebih mudah mengalami gangguan fungsi mitokondria dan defisit energi yang menetap. Hipoksia juga menginduksi apoptosis tubulus ginjal dan sel endotel melalui mekanisme mitokondria. Analisis histologis pada model tikus membuktikan apotosis sel tubulus ginjal akibat keadaan hipoksia (Nangaku, 2006).
4. Tikus Putih (Rattus norvegicus) Galur Sprague-dawley
24
sistem reproduksi, pernafasan, peredaran darah dan ekskresi menyerupai manusia. Sekali beranak tikus dapat menghasilkan sampai 15 ekor, namun rata-rata 9 ekor. Tikus albino (tikus putih) banyak digunakan sebagai hewan percobaan di laboratorium (Sari et al., 2010).
a. Klasifikasi (Narendra, 2007) Kingdom : Animalia
Filum : Chordata Kelas : Mamalia Ordo : Rodentai Subordo : Odontoceti Familia : Muridae Genus : Rattus
Species : Rattus norvegicus b. Jenis
Tikus galur Sprague-dawley memiliki ciri-ciri albino putih, berkepala kecil dengan ekor yang lebih panjang daripada badannya. Tikus putih (Rattus norvegicus) galur Sprague-dawley merupakan tikus yang paling sering digunakan untuk percobaan. Tikus ini memiliki temperamen yang tenang sehingga mudah dalam penanganan. Rata-rata ukuran berat badan tikus Sprague-dawley adalah 10,5 gram. Berat badan
dewasa adalah 250−300 gram untuk betina, dan 450−520 gram untuk
Tikus galur Sprague-dawley dinamakan demikian, karena ditemukan oleh seorang ahli Kimia dari Universitas Wisconsin, Dawley. Dalam penamaan galur ini, dia mengkombinasikan dengan nama pertama dari istri pertamanya yaitu Sprague dan namanya sendiri menjadi Sprague-dawley. Tikus putih memiliki beberapa sifat yang menguntungkan sebagai hewan uji penelitian di antaranya perkembangbiakan cepat, mempunyai ukuran yang lebih besar dari mencit, mudah dipelihara dalam jumlah yang banyak. Tikus putih juga memiliki ciri-ciri morfologis seperti albino, kepala kecil, dan ekor yang lebih panjang dibandingkan badannya, pertumbuhannya cepat, temperamennya baik, kemampuan laktasi tinggi, dan tahan terhadap arsenik tiroksid (Putra, 2009).
B.Kerangka Konsep
Aliran Darah Arteri Uterina Menurun
Pasokan Oksigen Menurun PRENATAL
Hipoksia Iskemik Prenatal
26
C.Hipotesis
1. Tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diberi induksi hipoksia iskemik prenatal memiliki tingkat kerusakan ginjal yang lebih tinggi daripada tikus yang tidak diberi induksi.
27
BAB III
METODE PENELITIAN
A.Desain Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian eksperimental, desain Post-test control group desain. Postes untuk menganalisis perubahan gambaran histopatologi pada organ ginjal.
B.Populasi dan Sampel Penelitian
Subjek penelitian ini adalah anak Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diperoleh dari induk hamil yang sehat pada usia kehamilan 7 hari dan 11 hari yang telah diinduksi hipoksia iskemik dengan cara di ligasi arteri uterina unilateral. Ditentukan pula anak Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diperoleh dari induk hamil yang sehat tanpa induksi hipoksia iskemik. Hewan uji dipelihara dan diberi makan minum ad libitum.
Setelah induk Rattus norvegicus galur Sprague-dawley hamil tersebut melahirkan, anak-anaknya ditimbang. Hanya anak yang berat badan lahir <5,50 gram yang dipilih sebagai subjek penelitian. Anak-anak tikus tersebut kemudian dibagi menjadi 3 kelompok, masing-masing kelompok 7 ekor. Anak-anak tikus yang lahir dikelompokkan berdasarkan perlakuan sebagai berikut: 1. Kelompok 1 : Hewan uji yang dijadikan sebagai kelompok kontrol, tidak
28
2. Kelompok 2 : Hewan uji dijadikan subyek penelitian, dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari.
3. Kelompok 3 : Hewan uji dijadikan subyek penelitian, dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 11 hari.
Besar sampel ditentukan berdasarkan rumus WHO (1993) jumlah sampel setiap kelompok perlakuan minimal 5 ekor tiap kelompok.
Kriteria Inklusi:
1. Rattus norvegicus galur Sprague-dawley jantan 2. Usia tikus 35 hari
3. Berat badan lahir <5,50 gram Kriteria Eksklusi:
1. Tikus dalam keadaan sakit
2. Tikus mati sebelum pemeriksaan dilakukan
C.Lokasi dan Waktu Penelitian
D.Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini antara lain:
1. Variabel bebas yaitu kelompok induk tikus berdasarkan pemberian perlakuan, yaitu induksi hipoksia iskemik pada usia 7 dan 11 hari.
2. Variabel tergantung adalah gambaran histopatologi ginjal Rattus norvegicus galur Sprague-dawley hipoksia iskemik prenatal.
E.Definisi Operasional
1. Tikus Putih Hipoksia Iskemik Prenatal
Induk tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang hamil diinduksi hipoksia iskemik prenatal dengan cara diligasi arteri uterina unilateral pada usia kehamilan 7 hari dan 11 hari, sehingga anaknya akan memiliki pengaruh dari induksi hipoksia. Anak yang lahir selanjutnya dipilih yang mempunyai jenis kelamin jantan dan berat badan lahir <5,50 gram. Setelah anak tikus berusia 35 hari kemudian anak tikus dimatikan dan diambil organnya untuk diamati.
2. Gambaran Histopatologi Ginjal
30
Gambaran histopatologi ginjal Rattus norvegicus galur Sprague-dawley didapatkan dengan menghitung presentase sel abnormal pada ginjal tikus yang telah dicat haematoxylin-eosin (HE), kemudian diamati menggunakan mikroskop cahaya dengan perbesaran 400 kali dalam ±5 lapangan pandang sejumlah 100 sel. Perubahan pada tubulus berupa degenerasi hidropis, apoptosis dan adanya endapan protein di lumen. Penilaian presentasi sel ginjal abnormal (%) menggunakan kriteria berikut ini (Wibowo, 2012):
1 = lesi <25% total lapangan pandang 2 = lesi 25-<50% total lapangan pandang 3 = lesi 50-<75% total lapangan pandang 4 = lesi ≥75% total lapangan pandang
F. Alat dan Bahan Penelitian
Rattus norvegicus galur Sprague-dawley, makan minum ad libitum, botol minum khusus untuk tikus, kandang tikus, sekam, peralatan bedah tikus, benang chromic, obat bius (ketamin dan kloroform), povidone iodine, tabung bius, alat timbang berat, alkohol, kapas, gelas preparat, mikroskop dan kamera, alat hitung, komputer alat hitung, pot untuk organ, formalin.
G.Jalannya penelitian
1. Induk tikus yang hamil dikelompokkan secara acak.
2. Induk tikus hamil diinduksi hipoksia iskemik dengan dilakukan ligasi arteri uterina unilateral pada usia kehamilan 7 dan 11 hari sesuai masing-masing kelompok.
3. Induk tikus diberikan anastesi ketamin sebelum dilakukan pembedahan untuk dilakukan induksi hipoksia iskemik (ligasi arteri uterina unilateral) 4. Setelah anak-anak tikus lahir, kemudian dipelihara sampai pada usia 35 hari. 5. Selanjutnya anak-anak tikus dianastesi dengan kloroform untuk dilakukan pembedahan dan pengambilan organ, seperti otak, jantung, paru, hati, ginjal 6. Setelah tikus dianastesi dan dimatikan, kemudian organ yang diambil
dimasukkan kedalam pot berisi formalin,
7. Organ ginjal yang akan diteliti dibawa ke bagian Patologi Anatomi FK UGM untuk dibuat preparat dengan pengecatan HE (Hematocylin Eosin). 8. Preparat diamati menggunakan mikroskop pada perbesaran 400 kali dalam
±5 lapangan pandang sejumlah 100 sel.
H.Analisis Data
32
yang lain, digunakan uji Mann-Whitney. Data analisa didapatkan dari pengamatan gambaran histopatologi ginjal pada tikus hewan uji.
I. Etika Penelitian
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil
Subjek penelitian ini adalah anak yang diperoleh dari induk tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang telah diinduksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari dan 11 hari dengan cara di ligasi arteri uterina unilateral. Ditentukan pula anak yang diperoleh dari induk tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang sehat tanpa induksi hipoksia iskemik. Hewan uji dipelihara dan diberi makan minum ad libitum.
Setelah induk Rattus norvegicus galur Sprague-dawley hamil tersebut melahirkan, anak-anaknya ditimbang. Hanya anak yang berat badan lahir <5,50 gram yang dipilih sebagai subjek penelitian. Anak-anak tikus tersebut kemudian dibagi menjadi 3 kelompok ,masing-masing kelompok 7 ekor. Anak-anak tikus yang lahir dikelompokkan berdasarkan perlakuan sebagai berikut: 1. Kelompok 1 : Hewan uji yang dijadikan sebagai kelompok kontrol, tidak
diinduksi hipoksia iskemik.
2. Kelompok 2 : Hewan uji dijadikan subyek penelitian, dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari.
3. Kelompok 3 : Hewan uji dijadikan subyek penelitian, dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 11 hari.
34
organ ginjalnya untuk dibuat sediaan preparat dan dilakukan pengamatan secara penghitungan jumlah sel ginjal yang mengalami perubahan histopatologis dengan menggunakan mikroskop cahaya pada perbesaran 400x. Perubahan pada tubulus berupa degenerasi hidropis, apoptosis dan adanya endapan protein di lumen. Hasil penelitian berupa gambaran histopatologi yaitu kerusakan tubulus dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Kelompok 1. Pewarnaan HE. Perbesaran 400x.
Gambar 5. Kelompok 2. Pewarnaan HE. Perbesaran 400x.
Gambar 5 merupakan kelompok perlakuan 2. Hewan uji yang dijadikan subyek penelitian berasal dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 7 hari. Pada kelompok ini sebagian besar sampel memiliki lesi sebesar 50-<75% total lapangan pandang. Pada Gambar 5 tubulus yang mengalami degenerasi hyalin ditunjukan dengan gambar panah dan degenerasi hidropis ditunjukan dengan gambar kepala panah.
Gambar 6. Kelompok 3. Tubulus yang mengalami endapan protein (kepala panah) dan inti sel yang mengalami apoptosis (panah). Pewarnaan HE.
36
Gambar 6 merupakan kelompok perlakuan 3. Hewan uji yang dijadikan subyek penelitian berasal dari induk yang diberikan induksi hipoksia iskemik pada usia kehamilan 11 hari. Pada kelompok ini sebagian besar sampel memiliki lesi sebesar 25-<50% total lapangan pandang. Pada gambar 6 tubulus yang mengalami endapan protein ditunjukan dengan gambar kepala panah dan inti sel yang mengalami apoptosis ditunjukan dengan gambar panah.
Tabel 1. Analisis Deskriptif Sel Ginjal Rattus norvegicus Galur Sprague-dawley
Kontrol Perlakuan 1 hari ke-7
Perlakuan 2 hari ke-11
Frekuensi Persen Frekuensi Persen Frekuensi Persen
Lesi kurang
dari 25% 7 100 % 0 0 0 0
Lesi
25-<50% 0 0 2 28,6 % 5 71,4 %
Lesi
50-<75% 0 0 5 71,4 % 2 28,6 %
Lesi lebih dari sama dengan 75%
0 0 0 0 0 0
Total 7 100 % 7 100 % 7 100 %
sampel memiliki lesi sebesar 50-<75% total lapangan pandang, sedangkan pada perlakuan 2 hari ke-11 sebagian besar sampel memiliki lesi sebesar 25-<50% total lapangan pandang.
Data hasil skoring perubahan histopatologi Rattus norvegicus galur Sprague-dawley merupakan data dengan skala pengukuran ordinal, sehingga dapat langsung dilanjutkan dengan uji non parametrik Kruskal Wallis. Hasilnya didapatkan nilai p=0,000 (p<0,05), artinya hipotesis kerja diterima dan terdapat perbedaan yang bermakna secara statistik terhadap perubahan struktur histopatologi ginjal pada tiap-tiap kelompok, maka analisa data dilanjutkan dengan uji Mann-Whitney. Hasil analisa data dengan uji Mann- Whitney untuk uji beda antar kelompok didapatkan bahwa skor nilai derajat perubahan histopatologi ginjal antara kelompok kontrol dengan perlakuan 1 terdapat perbedaan bermakna dimana p<0,05 dengan nilai 0,01. Pada kelompok kontrol dengan perlakuan 2 juga terdapat perbedaan yang bermakna dimana p>0,05 dengan nilai 0,01. Sedangkan pada kelompok perlakuan 1 dengan perlakuan 2, terdapat perbedaan tetapi tidak bermakna dimana p>0,05 dengan nilai 0,122.
B.Pembahasan
38
dekriptif yang menyatakan bahwa pada kelompok perlakuan 1 terjadi kerusakan sel tubulus ginjal yang terberat daripada kelompok perlakuan lain. Sedangkan dalam analsis analitik antara kelompok perlakuan 1 dengan perlakuan 2, ditemukan perbedaan pada analisa deskriptif, namun tidak ditemukan perbedaan yang bermakna dalam analisis inferensial atau analitik.
Oksigen merupakan salah satu zat utama yang dibutuhkan untuk reaksi kimia di dalam sel. Pada keadaan normal, sekitar 97% oksigen yang diangkut dari paru ke jaringan dibawa dalam campuran kimiawi dengan hemoglobin di dalam sel darah merah sisanya sebanyak 3% diangkut dalam bentuk terlarut dalam cairan plasma dan sel darah. Setiap sel membutuhkan oksigen untuk mengubah energi makanan menjadi ATP (Adenosine Triphosphate) yang siap pakai untuk kerja tiap sel (Guyton & Hall, 2012).
Bila jaringan tubuh tidak mendapatkan suplai oksigen yang cukup maka dapat timbul hipoksia. Pada hipoksia terjadi defisiensi oksigen yang mengakibatkan kerusakan sel akibat penurunan respirasi oksidatif aerob pada sel. Hipoksia merupakan penyebab penting dan umum dari cedera dan kematian sel namun tergantung pada beratnya keadaan hipoksia. Pada keadaan hipoksia sel dapat mengalami adaptasi, cedera, atau kematian (Kumar, 2006).
diperlukan untuk perkembangan janin. Dalam rahim hipoksia dapat menyebabkan dampak buruk terhadap perkembangan janin (Ojeda, 2008).
Hipoksia prenatal juga dapat mempengaruhi proses perkembangan ginjal. Pada masa prenatal, hipoksia dapat mengganggu proses nefrogenesis, yang kemudian mengarah ke penurunan jumlah nefron berfungsi yang dimiliki tiap individu ketika lahir. Selain itu, hipoksia prenatal mempengaruhi sistem renin-angiotensin janin dan hemodinamik ginjal janin, yang mengarah ke hipertensi pada anak. Malnutrisi selama kehamilan dapat menyebabkan perkembangan yang abnormal pada ginjal dan mengurangi jumlah nefron. Perkembangan abnormal yang terjadi antara lain adalah proses penuaan ginjal dikaitkan dengan perubahan fisiologis dan fungsional, termasuk penurunan berat ginjal dan jumlah glomerulus (Nangaku, 2006).
40
dapat mengganggu perkembangan ginjal janin dan mempercepat proses penuaan ginjal pada perkembangan postnatal (Xia et al., 2014).
Tubulus proksimal merupakan bagian ginjal yang aktif pada aktifitas absopsi maupun sekresi sehingga sering mendapatkan paparan tertinggi dari zat toksik. Segmen tubulus sebagian besar mempunyai kapasitas yang terbatas terhadap energi yang bersifat anaerobik sehingga tergantung pada oksigen dalam memelihara reabsorpsi aktif solut transtubulus. Hipoksia akan mengakibatkan kerusakan pada tubulointerstisial ginjal melalui banyak cara. Hipoksia dapat mengaktifasi fibroblas, perubahan metabolisme matriks ekstrasel pada sel-sel ginjal, dan fibrogenesis. Aktifasi interstisial fibrosis akibat hipoksia dan peningkatan deposit matriks ekstrasel akan mengakibatkan gangguan aliran darah dan asupan oksigen. Sel tubulus ginjal yang mengalami hipoksia akan lebih mudah mengalami gangguan fungsi mitokondria dan defisit energi yang menetap, hal ini kemudian akan menyebabkan apoptosis tubulus ginjal (Nangaku, 2006). Perubahan pada tubulus di penelitian ini berupa apoptosis, degenerasi hidropis, degenerasi hyalin, kongesti, dan adanya endapan protein di lumen. Perubahan histopatologi ini disebabkan paparan hipoksia yang bersifat nefrotoksik.
Degenerasi hidropis merupakan suatu keadaan dimana pada sitoplasma sel terdapat air. Hilangnya kontrol air disebabkan oleh kerusakan pompa sodium, dimana jumlah ion Na yang masuk ke dalam sel berlebihan. Hal ini menyebabkan air banyak masuk ke dalam sel. Pada awalnya air terakumulasi di sitosol dan sisterna retikulum endoplasma. Namun seiring berjalannya waktu seluruh sel membengkak (Barnett et al., 1999). Degenerasi hidropis disebabkan oleh ketidak cukupan sel terhadap makanan dan ketuaan individu secara keseluruhan atau jaringan tertentu. Pada penelitian ini degenerasi hidropis disebabkan oleh hipoksia yang bersifat toksik (Suyanti, 2008). Secara mikroskopik sel terlihat mengandung ruangan-ruangan yang jernih yang mengelilingi inti tetapi tidak sejernih glikogen atau lemak (Barnett et al., 1999).
42
di mitokondria dan pembesaran retikulum endoplasma (Barnett et al., 1999). Degenerasi hidropis merupakan gambaran utama dari perubahan sel akut dimana sel kehilangan kontrol terhadap air sehingga menyebabkan sel bengkak. Kerusakan akut terjadi akibat gangguan pada epitel tubulus oleh infeksi, efek toksin secara langsung atau iskhemia. Respon kerusakan setelah degenerasi hidropis diikuti oleh nekrosa dan deskuamasi sel epitel tubulus. Degenerasi dalam patologi dapat didefinisikan secara luas sebagai kehilangan struktur dan fungsi normal sel (Spector et al., 1993) (Confer et al., 1995). Degenerasi juga dapat diartikan sebagai gangguan mekanisme pemompaan natrium sehingga terjadi penimbunan cairan intraseluler. Degenerasi menunjukkan gangguan biokimiawi sel yang dapat disebabkan oleh iskhemi, metabolisme abnormal, zat kimia.Epitel tubulus yang,mengalami degenerasi hidropis disajikan pada Gambar 5.
tubulus. Faktor lain yang menjadi penyebab adanya protein dalam lumen tubuli adalah gangguan fungsi enzim lysosom epitel tubuli yang diakibatkan oleh akumulasi bahan yang bersifat merusak (Spector et al., 1993). Bila degradasi protein yang diserap secara enzimatik terganggu maka akan menimbulkan residu protein yang tersisa baik dalam lumen maupun pada sel epitel. Adanya endapan protein ditandai dengan massa berwarna merah muda pada pewarnaan HE (Gambar 6).
Kejadian apoptosis juga diikuti dengan adanya endapan protein di lumen tubulus. Keadaan ini kemungkinan disebabkan menurunnya kemampuan absorbsi tubulus atau terlalu banyaknya protein yang harus diserap kembali oleh tubulus. Menurunnya kemampuan absorbsi tubulus dikarenakan epitel tubulus telah mengalami degenerasi hingga apoptosis. Adanya endapan protein di tubulus disebabkan peningkatan tekanan osmotik koloid cairan interstitium sehingga mengganggu filtrasi glomerulus dan reabsorbsi tubulus. Al-Khafaji yang lolos dari glomerulus tidak dapat diserap dengan sempurna oleh epitel-epitel tubulus sehingga terjadi penumpukan protein di lumen tubulus (Al-Khafaji & Corwin, 2001).
44
Pada apoptosis terjadi perisiwa pengaktifan beberapa gen untuk membentuk enzim baru seperti enzim endonuklease. Enzim ini bersifat dapat memecah DNA inti. Sel kemudian akan terbagi menjadi bagian-bagian kecil yang disebut badan apoptosis. Sebuah badan apoptosis akan terdiri dari hasil pecahan inti dan organel-oganel yang tidak lengkap. Badan apoptosis ini yang kemudian akan difagosit oleh makrofag (Barnett et al., 1999).
45
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
1. Tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diberi induksi hipoksia iskemik prenatal memiliki tingkat kerusakan ginjal yang lebih tinggi daripada tikus yang tidak diberi induksi. Pada kelompok perlakuan induksi hipoksia iskemik prenatal hari ke 7 dan 11 ditemukan perubahan gambaran histopatologis ginjal yang bermakna, sedangkan pada kelompok kontrol tidak mengalami perubahan gambaran histopatologis yang bermakna.
2. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan secara statistik antara kelompok tikus Rattus norvegicus galur Sprague-dawley yang diinduksi hipoksia iskemik prenatal pada umur kehamilan 7 hari dengan yang diinduksi hipoksia iskemik prenatal pada umur kehamilan 11 hari. Walaupun demikian terdapat tendensi bahwa kelompok tikus yang diinduksi hipoksia iskemik prenatal pada umur kehamilan 7 hari memiliki tingkat kerusakan ginjal yang lebih tinggi daripada umur kehamilan 11 hari.
B.Saran
46
2. Perlu dilakukan pemeriksaan lebih lanjut untuk menentukan derajat hipoksia.
46
DAFTAR PUSTAKA
Al-Khafaji, A., & Corwin, H. L. (2001). Acute rental failure and dialysis in the chronically critically ill patient. Clinics in Chest Medicine, 22(1), 165-174. Bursch, W. (2001). The autophagosomal–lysosomal compartment in programmed
cell death. Cell Death & Differentiation, 8(6).
Barnett, J. K., Barnett, D., Bolin, C. A., Summers, T. A., Wagar, E. A., Cheville, N. F., et al. (1999). Expression and distribution of leptospiral outer membrane components during renal infection of hamsters. Infection and immunity, 67(2), 853-861.
Confer, A. W., Panciera, R. J., Carlton, W. W., & McGavin, M. D. (1995). Thomsons special veterinary pathology. St. Louis: Mosby Year Book. Corwin, E. J. (2009). Buku Saku Patofisiologi Corwin. EGC.
Depkes RI. (2005). Profil Kesehatan Indonesia 2005, Jakarta: s.n.
Dahlan, Sopiyudin. (2011). Statistik untuk Kedokteran dan Kesehatan. Jakarta: Salemba Medika.
Eckardt, K. U., Bernhardt, W. W., Weidemann, A., Warnecke, C., Rosenberger, C., Wiesener, M. M., & Willam, C. (2005). Role of hypoxia in the pathogenesis of renal disease. Kidney International, 68, S46-S51.
Efendi, S. H. & Kadir, M. R. (2013). Dampak Jangka Panjang Hipoksia Perinatal., Bandung: Universitas Padjadjaran.
Eroschenko, V. P. (2009). Atlas Histologi di Fiore. edisi 11. EGC, Jakarta.
Fahey, J. & King, T. L. (2005). Intrauterine asphyxia: clinicxal implications for providers of intrapartum care. Journal of Midwifery & Woman’s Health, 50(6).
Gonzalez-Rodriguez PJ, Tong W, Xue Q, Li Y, Hu S, Zhang LV. (2013). Fetal hypoxia results in programming of aberrant angiotensin II receptor expression patterns and kidney development. Int J Med Sci. 2013;10(5):532-538.
47
function and nephron number in juvenile sheep. British Journal of Nutrition, 94(06), 938-947.
Guyton AC, Hall JE. (2012). Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11. Jakarta: EGC.
Haider, B. & Bhutta, Z. (2006). Birth asphyxia in developing countries: current status and public health implications. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care, Volume 36, pp. 178-188.
Hansen, A. & Soul, J. (2012). Perinatal asphyxia and hypoxic ischemic encephalopathy. Manual of Neonatal Care, pp. 721-726.
Imelda, F., (2009). Oksigenasi dan Proses Keperawatan. Jakarta.
James, J., Baker, C. & Swain, H., (2008). Prinsip-Prinsip Sains untuk keperawatan. Jakarta: Erlangga.
Junqueira, L. & Carneiro, J., (2007). Histologi Dasar: Text & Atlas. Jakarta: EGC. Klaus, F., Hauser, T., Slomianka, L., Lipp, H. P., & Amrein, I. (2009). A reward increases running-wheel performance without changing cell proliferation, neuronal differentiation or cell death in the dentate gyrus of C57BL/6 mice. Behavioural brain research, 204(1), 175-181.
Kumar, Abbas. (2006). Basic Pathology 8th Edition. Jakarta. EGC p.595-97. Larsson L, Aperia A, Wilton P. (1980). Effect of normal development on
compensatory renal growth. Kidney Int.18(1): 29-35.
Mach, M., Dubovický, M., Navarová, J., Brucknerová, I., & Ujházy, E. (2009). Experimental modeling of hypoxia in pregnancy and early postnatal life. Interdisciplinary toxicology, 2(1), 28-32.
Mao, C., Wu, J., Xiao, D., Lv, J., Ding, Y., Xu, Z., & Zhang, L. (2009). The effect of fetal and neonatal nicotine exposure on renal development of AT 1 and AT 2 receptors. Reproductive toxicology, 27(2), 149-154.
Michiels, C. (2004). Physiological and Pathological Responses to Hypoxia. Am J Pathol. 164(6): 1875–1882.
Moore, K. L. & Agur, A. M. (2002). Anatomi Klinis Dasar. Jakarta: s.n.
Nangaku, M. (2006). Mechanism of tubulointerstitial injury in the kidney: final common pathway to end-stage renal failure. J Am Soc Nephrol, Volume 17, pp. 17-25.
Nikoletopoulou, V., Markaki, M., Palikaras, K. & Tavernarakis, N. (2009). Crosstalk between apoptosis, necrosis and autophagy. Biochim Biophys Acta 1833, 3448–3459, doi:10.1016/j.bbamcr.2013.06.001.
Ojeda, N. B., Grigore, D., & Alexander, B. T. (2008). Intrauterine growth restriction: fetal programming of hypertension and kidney disease. Advances in chronic kidney disease, 15(2), 101-106.
Peyronnet J, Dalmaz Y, Ehrstrom M, et al. (2002). Long lasting adverse effects of prenatal hypoxia on developing autonomic nervous system and cardiovascular parameters in rats. Pflugers Arch; 443(5-6):858-865.
Powell JD, Elshtein R, Forest DJ, Palladino MA. (2004). Stimulation of hypoxia- inducible factor-1a (HIF-1a) protein in the adult rat testis following ischemic injury occurs without an increase in HIF-1a messenger RNA expression. Biol Reprod; 67:995–1002.
Priantono, D., Mulyawan, W., Hardiany, N. S., & Wanandi, S. I. (2014). Pengaruh Induksi Hipoksia Hipobarik Intermiten pada Aktivitas Spesifik Manganese Superoxide Dismutase dan Kadar Malondialdehyde Ginjal Tikus. eJurnal Kedokteran Indonesia, 1(3).
Price, A. & Wilson, M. L. (2006). Patofisiologi Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit. Jakarta: EGC.
Putra, A. P. (2009). Efektivitas Pemberian Kedelai Pada Tikus Putih (Rattus Novergicus) Bunting dan Menyusui terhadap Pertumbuhan Dan Kinerja Reproduksi Anak Tikus Betina. Skripsi. Institut Pertanian Bogor.
Reksodiputro, A., Madjid, A., Rachman, M., Tambunan, A.M., Nurman, A., Nasution, A.R. et al. (2009). Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam (5 ed.). Jakarta, Indonesia: InternaPublishing.
Sari, D. O., Suhartono, E., & Akbar, I. Z. (2010). Korelasi antara kadar glukosa darah dengan kadar kalsium tulang pada model tikus (rattus norvegicus) hiperglikemia. YARSI Medical Journal, 18(2), 114-120.
49
Spector, D. L., O'keefe, R. T., & Jimenez-Garcia, L. F. (1993). Dynamics of transcription and pre-mRNA splicing within the mammalian cell nucleus. In Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. Vol. 58, pp. 799-805).
Suyanti, L. (2008). Gambaran Histopatologi Hati dan Ginjal Tikus pada Pemberian Fraksi Asam Amino Non-Protein Lamtoro Merah (Acacia villosa) pada Uji Toksisitas Akut. Skripsi. Institut Pertanian Bogor.
Swidarmoko, B. & Susanto, A. D. (2010). Pulmonologi Intervensi Dan Gawat Darurat Napas. Departemen Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.
Wibowo, M. (2012). Pengaruh Formalin Peroral Dosis Bertingkat Selama 12 Minggu terhadap Gambaran Histopatologis Ginjal Tikus Wistar. Skripsi. Universitas Diponegoro.
Woods, L. L. (2007). Maternal nutrition and predisposition to later kidney disease. Currents Drug Targets 8, 906–913.
LAMPIRAN 1. Uji Beda Kruskal-Wallis
NPar Tests
Kruskal-Wallis Test
Ranks
7 4.00
7 16.00
7 13.00
21 Kelompok
Kontrol
Perlakuan 1 hari ke 7 Perlakuan 2 hari ke 11 Total
Skor
N Mean Rank
Test Statisticsa,b
15.918 2 .000 Chi-Square
df
Asy mp. Sig.
Skor
Kruskal Wallis Test a.
LAMPIRAN 3. Uji Deskripsi
Perlakuan 2 hari ke 11
