GENISTEIN TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI TNF-α (TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA) PADA KORNEA MATA TIKUS (RATTUS NOVERGICUS STRAIN WISTAR) MODEL INFLAMASI

KARYA TULIS AKHIR

GENISTEIN TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI TNF-α (TUMOR

NECROSIS FACTOR ALPHA) PADA KORNEA MATA TIKUS (RATTUS

NOVERGICUS STRAIN WISTAR) MODEL INFLAMASI

Oleh:

STEVYANA SURYARAHMAN 201110330311003

FAKULTAS KEDOKTERAN

HASIL PENELITIAN

GENISTEIN TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI TNF-α (TUMOR

NECROSIS FACTOR ALPHA) PADA KORNEA MATA TIKUS (RATTUS

NOVERGICUS STRAIN WISTAR) MODEL INFLAMASI

KARYA TULIS AKHIR Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Fakultas Kedokteran

Oleh :

Stevyana Suryarahman NIM 201110330311003

FAKULTAS KEDOKTERAN

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN HASIL PENELITIAN

Telah Disetujui Sebagai Hasil Penelitian Untuk Memenuhi Persyaratan Pendidikan Sarjana Fakultas Kedokteran

Universitas Muhammadiyah Malang 28 Mei 2015

Pembimbing I

dr. Yuliono Trika Nur Hasan. Sp.M.

Pembimbing II

dr.Suharto.Sp Rad.

Mengetahui,

Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang

LEMBAR PENGUJIAN

Karya Tulis Akhir oleh Stevyana Suryarahman Telah diuji dan dipertahankan di depan Tim Penguji Pada tanggal 28 Mei 2015

Tim Penguji

dr. Yuliono Trika Nur Hasan.Sp.M. , Ketua

dr.Suharto.Sp.Rad. , Anggota

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Yang bertandatangan di bawah ini :

Nama Peneliti : StevyanaSuryarahman

NIM : 201110330311003

Fakultas : Kedokteran

Judul Tugas Akhir : Genistein Topikal Menurunkan Ekspresi TNF-α (TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA) Pada Kornea Mata Tikus (RATTUS NOVERGICUS STRAIN WISTAR) Model Inflamasi

Menyatakan bahwa tugas akhir tersebut adalah karya saya sendiri dan bukan hasil karya orang lain, baik sebagian ataupun keseluruhan. Kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Malang, 28 Mei 2015 Yang Menyatakan,

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, serta taufiknya sehingga penyusun dapat menyelesaikan karya tulis akhir yang berjudul “GENISTEIN TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI TNF-α (TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA) PADA KORNEA MATA TIKUS (RATTUS NOVERGICUS STRAIN WISTAR) MODEL INFLAMASI” dengan baik. Karya tulis akhir ini disusun untuk diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan tugas akhir program sarjana Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. dr. Irma Suswati, M.Kes. beserta para pembantu dekan selaku Dewan Dekanat Fakultas Kedokteran UMM.

2. dr. Yuliono Trika Nur Hasan, Sp.M. selaku Dosen Pembimbing I yang telah membantu, membimbing, dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan karya tulis akhir ini.

3. dr. Suharto, Sp. Rad. selaku Dosen Pembimbing II yang telah membantu, membimbing, dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan karya tulis akhir ini.

5. Seluruh dosen beserta karyawan-karyawati Fakultas Kedokteran UMM yang selalu membantu dan membimbing penulis.

6. Kedua orang tua penulis, Ayahanda Arif Rahman Hakim dan Ibunda Endang Surya Ningsih. beserta seluruh keluarga tercinta yang senantiasa setia mendukung penulis dalam menyelesaikan karya tulis akhir ini.

7. Teman-teman satu angkatan FK UMM 2011, kakak-kakak dan adek-adek tingkat FK UMM, serta pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa “tak ada gading yang tak retak”, masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan karya tulis akhir ini. Maka dari itu, penulis selalu mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca sekalian untuk membuat karya tulis akhir ini menjadi lebih sempurna. Demikian, terimakasih atas perhatiannya. Semoga karya tulis akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin Yaa Robbal ‘Alamin.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN………. ii

LEMBAR PENGUJIAN………. . iii

PERTANYAAN KEASLIAN TULISAN……….. . iv

KATA PENGANTAR ... v

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR SINGKATAN ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.4.Manfaat Penelitian ... 4

1.4.1.Akademik ... 4

1.4.2. Klinis ... 4

1.4.3. Umum ... 4

2.1. Kornea ... 5

2.1.1. Definisi Kornea ... 5

2.1.2. Anatomi Kornea ... 5

2.1.3.Histologi Kornea ... 7

2.1.3.1.Epitel Kornea ... 7

2.1.3.2.Membran Bowman Kornea ... 7

2.1.3.3.Stroma Kornea ... 8

2.1.3.4.Membran Descement ... 8

2.1.3.5.Endotelium ... 8

2.1.4. Fisiologi Kornea ... 9

2.1.5. Kornea Angiogenic Privillage dan Imunne Privillage ... 10

2.1.6.Persarafan dari Kornea ... 12

2.2.Inflamasi Kornea ... 13

2.2.1. Definisi Inflamasi Kornea ... 13

2.2.2. Penyembuhan Luka pada Kornea ... 14

2.2.3. Penyembuhan Epitel ... 16

2.2.4. Peran TNF-α dalam Proses Inflamasi pada Mata ... 16

2.3.Isoflavon ... 17

2.3.1.Definisi Isoflavon ... 17

2.3.2.Bioaktivitas Senyawa Isoflavon ... 18

2.3.3.Bioavabilitas Topikal Isoflavon pada Mata ... 20

2.4. Genistein ... 21

2.4.1.Definisi Genistein ... 21

2.4.3.Peran Genistein terhadap Ekspresi TNF-α ... 23

BAB III KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS ... 25

3.1. Kerangka Konsep ... 25

3.2. Hipotesis ... 27

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ... 28

4.1. Rancangan Penelitian ... 28

4.2.Tempat dan Waktu Penelitian ... 28

4.3. Populasi dan Sampel ... 28

4.3.1. Populasi ... 28

4.3.2. Sampel ... 28

4.3.3. Besar Sampel Penelitian ... 29

4.3.4. Tehnik Pengambilan Sampel ... 30

4.3.5.Karakteristik Sampel Penelitian ... 31

4.3.5.1.Kriteria Inklusi ... 31

4.3.5.2.Kriteria Eksklusi ... 31

4.3.6 Variabel Penelitian ... 31

4.3.6.1Variabel Bebas ... 31

4.3.6.2Variabel Tergantung ... 31

4.3.6.3 Variabel Terkendali ... 31

4.3.7 Definisi Operasional Variabel Penelitian ... 31

4.4 Alat dan Bahan ... 32

4.4.1Alat ... 32

4.5 Alur Penelitian ... 33

4.6 Prosedur Penelitian ... 34

4.6.1Adaptasi ... 34

4.6.2 Pembuatan Solutio Genistein Tetes Mata Topikal ... 34

4.6.3 Perlakuan Sampel ... 34

4.6.4 Pengambilan Sampel Kornea untuk Pengamatan TNF-α ... 35

4.6.5 Pemeriksaan TNF-α dengan Metode Imunohistokimia ... 36

4.6.6 Pengamatan Ekspresi TNF-α dengan Metode Inmunohistokimia pada Kornea ... 37

4.6.7 Penghitungan Ekspresi TNF-α ... 38

4.7 Analisis Statistik ... 39

BAB V HASIL PENELITIAN DAN ANALISA DATA ... 40

5.1 Hasil Penelitian ... 40

5.2 Analisa Data ... 43

5.2.1 Analisis data ekspresi TNF-α dengan menggunakan Uji One Way Anova ... 43

5.2.3 Pengujian Korelasi dan Regresi ... 46

BAB VI PEMBAHASAN ... 51

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ... 55

7.1 Kesimpulan ... 55

7.2 Saran ... 55

DAFTAR TABEL

Tabel 5.1 Hasil Penelitian Ekspresi TNF – α pada kornea mata Tikus (Rattus Novergicus Strain Wistar Jantan) ... 41 Tabel 5.2 Tabel Hasil Uji ANOVA... 44 Tabel 5.3 Tabel Urutan Ekspresi TNF alpha pada kornea mata Tikus Sebagai

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Anatomi Kornea ... 6

Gambar 2.2 Lapisan Kornea ... 9

Gambar 2.3 Struktur Kimia Isoflavon ... 19

Gambar 2.4 Struktur Kimia Genistein dan Diadzein ... 20

Gambar 4.1 Lokasi Pengambilan Sampel Kornea ... 35

Gambar 5.1 Data Perubahan Eskpresi TNF-α ... 41

Gambar 5.2 Grafik Ekspresi TNF alpha pada kornea mata tikus (Rattus Novergicus Strain Wistar Jantan) pada setiap perlakuan ... 43

Gambar 5.3 Grafik Ekspresi TNF alpha pada kornea mata Tikus (Rattus Novergicus Strain Wistar Jantan) ... 45

DAFTAR SINGKATAN

IL-1 : Interleukin 1 IL-4 : Interleukin 4 IL-5 : Interleukin 5 IL-6 : Interleukin 6 IL-8 : Interleukin 8

TNF-α : Tumor Necrosis Factor Alpha

FGF : Fibroblast Growth Factor

AMPK : AMP-activated protein kinase IgM : Imunoglobulin M

IgG : Imunoglobulin G PMN : Polymorphonuclear INF- : Interferon Gamma

EGF : Epidermal Growth Factor

VEGF : Vasculer dan Endothelial Growth Factor ECM : Electronic Counter Measure

APC : Antigen PresentingCells

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Rekapitulasi Data Hasil Penelitian ... 59

Lampiran 2 Statistika (Output SPSS for Windows versi 16) ... 60

Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian ... 65

DAFTAR PUSTAKA

Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. Cytokines. Dalam Cellular and molecular immunology 6th. Philadelphia, WB Saunders C, 2007: 267-301

Battu , Z.Y. Ju. A Phytopharmalogical review on vigna species. Journal of Phytology,2010, 2(11): 13–24

Cortina MS, Bazan HE: Docosahexaenoic acid, protectins and dry eye.

Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2011, 14(2):132–137.( http://www.journal-inflammation.com/content/pdf/1476-9255-11-6.pdf)

Cursiefen C, K Maruyama, Bock F, Saban D, Sadrai Z, Lawler J, Dana R, Masli S. Thrombospondin 1 menghambat lymphangiogenesis inflamasi dengan CD36 pada monosit ligasi.J Exp Med.2011 9 Mei;208 (5) :1083-92

Dinarello, C.A, 2009, Immunoligical and Inflamatory Functions of the Interleukin-1 Family, Annual Review of Immunology Juornal, Vol. 27, pp. 519-550

Erry, 2012, Distribusi Dan KarakteristikSikatrikKornea Di Indonesia, Media LitbangKesehatan Vol.22, pp.1

Chapter 2

Gabriel Sosne,Ping Qiu and Michelle Kurpakus, 2007 WheaterThymosin beta 4: A novel corneal wound healing and anti-inflammatory agent. Us National Library of Medicine Nasional Institutes of Health

Gagen D. Cellular and Molecular Mechanisms of Corneal Inflammation and Wound Healing. Dissertation Doctor of philosophy Houston college. 2011 Grupcheva, C.N, W.T. Laux, I.D. Rupenthal, J. McGhee, C.N.J. McGhee, dan

C.R. Green,2012, Improved Corneal Wound Healing through Modulation of Gap Junction Communication Using Connexin 43-Specific Antisense Oligodeoxynucleotides, Jurnal Investigative Ophthalmology&Visual Science, Vol. 53, pp.3

Chapter 3 GuiyuanJi,dkk. 2012. Genistein Suppresses LPS-Induced Inflammatory Response through Inhibiting NF-κB following AMP Kinase Activation in RAW 264.7 Macrophages

Harun Alrasyid Damanik. 2009 .Potensi Tempe Kedelai dalam Terapi Nutrisi

Medik. Medan: Sumatera Utara (http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20606/1/ppgb_2009_Harun

Hernawati, 2007, Perbaiukan Kinerja Reproduksi Akibat Pemberian Isoflavon dari Tanaman Kedelai, Skripsi Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA, UniversitasPendidikan Indonesia, Bandung

Chapter 4 Hongwei Si and Dongmin Liu. 2009. Isoflavone genistein protects human vascular endothelial cells against tumor necrosis factor-α-induced apoptosis through the pγ8 mitogen-activated protein kinase. Virginia : Department of Human Nutrition, Foods and Exercise, College of Agriculture and Life Sciences, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2729690/) Jaya Kusumadan I.G.N. Anom, A.A.N. 2012.Peningkatan Kadar TNF-α

merupakanFaktorRisikoTerjadinyaPreeklampsia. Denpasar: Department of Obstetrics and Gynecology Faculty of Medicine University of Udayana (http://indonesia.digitaljournals.org/index.php/IJOG/article/viewFile/1339/1 310)

JinchaoLi,dkk. β014. Genistein suppresses tumor necrosis factor α-induced inflammation via modulating reactive oxygen species/Akt/nuclear factor κB and adenosine monophosphate-activated protein kinase signal pathways in human synoviocyte MH7A cells. Shenzhen , China : Center for Translational Medicine Research and Development. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3962316/)

Joussen, Rohrscheneider, Reichling, Kirchoff, Kruse. 2008. Treatment of Corneal Neovascularization with Dietary Iso¯ avonoidsand Flavonoids. Exp. Eye Res. 71, 483-487

Kecova H, Hlinomazova Z, Rauer P, Necas A. 2011. Corneal Inflammatory Diseases- Infectious Keratitis. The Journal Of Cornea and External Kelly M.M, W.A Arnold, 2012, Direct and Indirect Phocolusys of the PhyloestrogensGenistein, Diazein, Enviromental Science and Technology, Vol. 46. Pp. 5396-5403

Kim, In Geun, Lee, Ji Hyun, Kim, Sang Soo, 2012, Reduced Corneal Sensitivity in Parients With Rheumatoid Arthritis, The Journal Of Cornea and External Disease, Vol.31,pp, 1361-1509

Loganadane L D N. Berge, C. Legrand, F.F Lafeve, 2014. Endothelial Cell Proliferation Regulated By Cytokines Modulates Trombospondin-1 Secretion Into TheSubendothelium, Cytokines, Vol 9 pp. 740-746,

http://www.sciencedirect.com

Male D, Cooke A. Owen M, Trawsdale J, Champion B. Cytokines and chemokines. Dalam Advanced immunology 3rd ed. London Mosby Co 2007: 10,1-10.14

Peroksidasi Lipid pada Hati Tikus, Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Udayana, Bali

Notoatmodjo S,2005, MetodologiPenelitianKesehatan, AsdiMahasatya, Jakarta Paul R.E, dan J.P. Whiteer, 2009, Vaughan&Asbury Oftalmologi Umum, Edisi-

17, EGC, Jakarta

Preedy, Victor R, 2011, Isoflavones: Chemistry, Analysis, Function And Effects,

http://books.google.co.id/

Riordan-Eva, Paul et.al. Vaugan&Asbury Oftalmologi Umum: Anatomi&Embriologi Mata, Penerbit : buku kedokteran EGC, Jakarta. 2012; 08

Sargowo, D., Senorita, A., Widodo, A., 2010. Peranan ekstrak kulit manggis dalam penurunan kadar TNF-α dan IL-1 Pada dyslipidemia. Malang: UniversitasBrawijaya

Singh P, Tyagi M, Kumar Y, Gupta K.K, Sharma P.D. 2013. Ocular Chemical Injuries and Their Management. Oman Journal of Ophthalmology, Vol 6, No. 2:83-85

Solimun, 2003, Strucktural Equation Modeling Lisreldan Amos, Fakultas MIPA UniversitasBrawijaya, Malang

Stensma.2010.Tesis : Bioavability genistein and its glycoside genistin. WageningenUniversity, Wageningen, The Netherlands

T. Hoang-Xuan.,et.al. Course book CORNEA, CONJUNCTIVA and REFRACTIVE SURGERY : Morphology of the cornea. Amsterdam 2009. Hal 13-15 (http://www.eupo.eu/downloads/EUPO20Coursebook.pdf 09-juni-2014)

Wei, HZ, Zhu, Z.L.Inhibition of experimental alkali induced corneal neovascularization in rabbit using genistein. Int Journal Ophthalmology. 2009. Vol 2 no 9.

Yenita, 2010, Pengaruh Pemberian Ekstrak Jahe terhadap Kadar Malon di aldehide (MDA) Testis dan Diameter Tubulus Seminiferus Testis Mencit yang Diberi Plumbum Asetat, Juornal Kedokteran IbnuSina, 5(3). Pp.106 Zhou Ru, Reiko Horai, M. J. Mattapallil, R.R. Caspi, 2011, A New Look At

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini banyak ditemukan kejadian yang berkaitan dengan inflamasi dan trauma pada kornea. Sebagian besar dialami oleh orang-orang yang banyak beraktivitas di luar ruangan. Setiap hari mereka banyak terkena debu, polusi udara, dan sinar matahari langsung. Di Amerika Serikat sekitar 4% populasi terjadi neovaskularisasi kornea dan setiap 1,4 juta pasien beresiko terjadi neovaskularisasi kornea. Di Amerika Serikat juga terdapat sekitar 2,4 juta trauma okuler setiap tahunnya, dimana 20.000 sampai 68.000 denga trauma yang mengancam penglihatan dan 40.000 orang menderita kehilangan penglihatan yang signifikan setiap tahunnya (kecova et al,2011).

Kecelakaan dirumah, kekerasan, ledakan, cedera akibat olahraga, dan kecelakaan lalu lintas merupakan keadaan yang paling sering menyebabkan trauma mata. Trauma okuli kimia meliputi 26,5% dari seluruh trauma okuli. Lebih dari 23% pasien mengalami kecacatan penglihatan bilateral permanen (Randleman,2010). Trauma okuli akibat basa lebih sering terjadi daripada asam dan memerlukan terapi jangka panjang. Walaupun telah dilakukan penanganan medis yang maksimal sulit untuk mencapai rehabilitasi (Singh et al,2013).

2

Kornea dianggap sebagai immune privilege karena avaskularnya alami. Namun, cedera fisik pada kornea dapat mengubah ultra strukturnya, hal ini dapat menyebabkan pembengkakan stroma, redistribusi leukosit, kematian keratocites, dan infiltrasi sel-sel inflamasi seperti IL-1, IL-4,IL-5, IL-6, IL-8 TNF-α. Infiltrasi sel inflamasi dan edema menyebabkan kekeruhan yang menetap dan kehilangan penglihatan(Kecova H,2011).

Tumor Necrosis Factor Alpha merupakan mediator utama dalam respon inflamasi akut terhadap bakteri dan berperan dalam respon imun bahkan mikroorganisme penyebab infeksi yang lain, serta bertanggung jawab atas banyak komplikasi sistemik yang disebabkan infeksi berat (Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S,2007). Tumor Necrosis Factor Alpha diproduksi oleh berbagai jenis sel termasuk makrofag, sel T, B, NK, astrosit dan kupfer. Tumor Necrosis Factor Alpha terbukti juga merupakan modulator respon imun kuat yang memperantarai induksi molekul adhesi, sitokin lain dan aktivasi neutrophil(Male D,2007).Tumor Necrosis Factor Alpha dapat berfungsi sebagai factor angiogenesis dan dapat membentuk pembuluh darah baru dan dapat berfungsi sebagai factor pertumbuhan fibroblast (FGF) yang mengakibatkan pembentukan jaringan ikat. Bila produksi TNF-α tetap berlanjut, jaringan – jaringan tersebut dapat merupakan jaringan limfoid baru dimana berkumpul limfosit B dan T. ( Abbas,2007).

3

inflamasi. Fotsis et al. menemukan bahwa genistein menghambat proliferasi sel endotel vaskuler dan angiogenesis pada konsentrasi 5 dan 150 µM/L. Pada kelinci yang diinjeksi genistein subkonjungtiva 40 µg/hari dan Joussen et al. yang menggunakan genistein dengan konsentrasi 0.5 mg ml-1 sebagai tetes mata yang diteteskan 4x sehari menunjukkan penurunan densitas pembuluh darah di limbus daerah vaskularisasi (Battu,Z.Y.Ju,2010).

Maka dari itu untuk mengetahui efek genistein pada kornea maka pada penelitian ini dilakukan induksi neovaskularisasi kornea tikus menggunakan kauterisasi kimia. Berdasarkan penelitian Zhou et al pemberian NaOH 1 N topikal dapat menginduksi neovaskularisasi kornea dalam waktu 48-72 jam. Oleh karena itu, untuk mengetahui efek genistein pada kornea, peneliti tertarik untuk melakukan penelitian pemberian genistein topical tetes mata terhadap penurunan ekspresi TNF-α pada kornea mata tikus putih jantan (Rattus novergicus strain wistar) model inflamasi. Dengan demikian genistein tetes dapat sebagai alternatif anti inflamasi dalam menurunkan TNF-α pada kornea mata tikus. Karena efek genistein dapat menghambat pembentukan neovaskularisasi kornea yang tidak didapatkan pada obat anti inflamasi lainnya.

1.2. Rumusan Masalah

4

1.3.Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum

Mengetahui pengaruh pemberian genistein topikal tetes mata terhadap ekspresi TNF-α pada kornea tikus putih jantan (Rattus novergicus strain wistar) model inflamasi

1.3.2 Tujuan Khusus

Mencari dosis efektif genistein topikal tetes mata terhadap ekspresi TNF- α pada kornea tikus putih jantan (Rattus novergicus strain wistar) model inflamasi 1.4. Manfaat Penelitian

1.4.1 Akademis

Hasil penelitian ini diharapkan sebagai dasar teori untuk mengembangkan genistein topikal tetes mata sebagai terapi alternatif untuk inflamasi .

1.4.2 Klinis

Mengetahui manfaat genistein topikal tetes mata sebagai pilihan terapi untuk inflamasi.

1.4.3 Umum