i
TESIS
PEMBERIAN
TESTOSTERONE
REPLACEMENT
THERAPY
MENINGKATKAN EKSPRESI mRNA
RESEPTOR ANDROGEN PADA KELENJAR
PROSTAT TIKUS WISTAR (
Rattus norvegicus
)
JANTAN YANG DIKASTRASI
LUH ARI ARINI
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
ii
TESIS
PEMBERIAN
TESTOSTERONE
REPLACEMENT
THERAPY
MENINGKATKAN EKSPRESI mRNA
RESEPTOR ANDROGEN PADA KELENJAR
PROSTAT TIKUS WISTAR (
Rattus norvegicus
)
JANTAN YANG DIKASTRASI
LUH ARI ARINI NIM 1490761001
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
iii
PEMBERIAN
TESTOSTERON
E
REPLACEMENT
THERAPY
MENINGKATKAN EKSPRESI mRNA
RESEPTOR ANDROGEN PADA KELENJAR
PROSTAT TIKUS WISTAR (
Rattus norvegicus
)
JANTAN YANG DIKASTRASI
Tesis Untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana
LUH ARI ARINI NIM 1490761001
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
iv
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 18 JULI 2016
Pembimbing I
Prof. Dr.dr Wimpie I. Pangkahila, SpAnd., FAACS
NIP. 194612131971071001
Pembimbing II
Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M.Repro
NIP. 194612311969021001
Mengetahui,
Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik
Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK
NIP.195805211985031002
Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Prof.Dr.dr.A.A.Raka Sudewi, Sp.S(K)
NIP. 195902151985102001
v
Tesis Ini Telah Diuji Dan Dinilai Oleh Panitia Penguji Pada
Program Pascasarjana Universitas Udayana Pada Tanggal 18 Juli 2016
Panitian Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana, No.:..., Tanggal...
Ketua : Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp.And., FAACS Anggota :
1. Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M.Repro 2. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M.Sc., Sp.And 3. Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp.FK
vi
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Nama : Luh Ari Arini
Nim : 1490761001
Program Studi : Magister Ilmu Biomedik (IKR)
Judul : Pemberian Testosterone Replacement Therapy Meningkatkan
Ekspresi mRNA Reseptor Androgen Pada Kelenjar Prostat
Tikus Wistar (Rattus norvegicus) Jantan Yang Dikastrasi.
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat
Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat pada karya ilmiah ini, maka
saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No.17 tahun 2010
dan peraturan perundang-undang yang berlaku.
Denpasar, 9 Juni 2016
Yang membuat pernyataan,
vii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi
Wasa/Tuhan Yang Maha Esa karena atas asung wara nugraha-Nya tesis yang
berjudul ”Pemberian Testosterone Replacement Therapy Meningkatkan Ekspresi
mRNA Reseptor Androgen pada Kelenjar Prostat Tikus Wistar (Rattus
norvegicus) Jantan Yang Dikastrasi” ini dapat terselesaikan dengan baik.
Berkat petunjuk, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak, segala
hambatan dan rintangan dalam penyusunan tesis ini dapat diselesaikan dengan baik,
untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD selaku Rektor Universitas
Udayana atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk
mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas
Udayana.
2. Prof. Dr. dr. Putu Astawa. M.Kes, Sp.OT, FICS selaku Dekan Fakultas
Kedokteran Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan
kepada penulis untuk menempuh pendidikan di Universitas Udayana.
3. Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) selaku Direktur program
Pascasarjana Universitas Udayana atas kesempatan yang diberikan kepada
penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister Pascasarjana
Universitas Udayana.
4. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK., selaku Ketua
viii
atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa
Program Studi Ilmu Biomedik (IKR).
5. Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp.And., FAACS., selaku Pembimbing I
yang telah banyak memberikan bimbingan, dorongan, semangat, dan
masukan kepada penulis selama penyusunan tesis.
6. Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M.Repro selaku Pembimbing II
yang telah banyak memberikan bimbingan, dorongan, semangat, dan
masukan kepada penulis selama penyusunan tesis.
7. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M.SC., Sp.And selaku penguji yang telah
banyak memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam
penyusunan tesis ini.
8. Prof. dr. I.G.M. Aman, Sp.FK selaku penguji yang telah banyak
memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam penyusunan
tesis ini.
9. Dr. dr. Bagus Komang Satriyasa, M. Repro selaku penguji yang telah
banyak memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam
penyusunan tesis ini.
10. Dr. I.G.N Sri Wiryawan, M.Repro selaku Kepala Bagian Histologi Fakultas
Kedokteran Universitas Udayana atas ijin yang diberikan untuk melakukan
penelitian di Laboratorium Histologi.
11. dr. I.G.K Nyoman Arijana, Msi.Med., yang telah banyak membantu dalam
ix
12. Para dosen pengajar Magister Ilmu Biomedik, teman-teman sependidikan,
para staf bagian Biomedik serta seluruh pihak yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu, atas bimbingan, ilmu dan bantuan yang diberikan
selama ini.
Tak lupa dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan permohonan
maaf apabila terdapat kekurangan dalam penyusunan tesis ini dan penulis
mengharapkan kritik serta saran yang membangun demi kesempurnaan tesis ini.
Penulis berharap tesis ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi
penulis pribadi, bagi pembaca dan seluruh pihak yang berkepentingan.
Denpasar, 15 Mei 2016
x ABSTRAK
PEMBERIAN TESTOSTERONE REPLACEMENT THERAPY MENINGKATKAN EKSPRESI mRNA RESEPTOR ANDROGEN PADA
KELENJAR PROSTAT TIKUS WISTAR (Rattus norvegicus) JANTAN YANG DIKASTRASI
Istilah andropause merupakan keadaan penuaan pada pria yang terjadi secara alami, diawali dengan menurunnya fungsi testis sehingga menimbulkan penurunan hormon testosteron. Defisiensi testosteron akan menimbulkan masalah khususnya pada pria tua seperti gangguan vasomotor, penurunan body performance, penurunan densitas tulang, menurunnya libido, disfungsi ereksi, disfungsi ejakulasi yang akhirnya mempengaruhi keadaan psikologis pria tersebut. Pengaruh defisiensi testosteron pada kelenjar prostat akan menyebabkan atropi kelenjar yang akhirnya dapat mempengaruhi volume cairan seminal yang penting ketika ejakulasi. Pemberian testosterone replacement therapy merupakan cara yang efektif digunakan untuk memulihkan keadaan defisiensi tersebut. Pemberian preparat testosteron dapat meningkatkan struktur jaringan kelenjar prostat, yang kerjanya dimediasi oleh reseptor androgen melalui mekanisme autoregulasi. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk membuktikan pemberian
testosterone replacement therapy dapat meningkatkan ekspresi mRNA reseptor androgen pada kelenjar prostat tikus wistar jantan yang dikastrasi.
Penelitian ini menggunakan post test only control group design terhadap 36 ekor tikus wistar jantan yang dikastrasi, dan ditunggu efeknya selama 21 hari, tikus dibagi menjadi 2 kelompok yaitu, kelompok kontrol (diberikan injeksi
aquadest secara intramuskuler) dan kelompok perlakuan (diberikan injeksi Sustanon 250 secara intramuskuler dengan dosis 4,5 mg/ 250 gr BB tikus), dengan jadwal injeksi 1 minggu sekali selama 21 hari/ 3 minggu. Pada minggu ke-8 tikus pada masing-masing kelompok dieuthanasia lalu diterminasi dan diambil kelenjar prostatnya untuk dianalisis ekspresi mRNA reseptor androgen dengan menggunakan metode realtime PCR. Oleh karena data berdistribusi normal maka analisis statistik yang digunakan yaitu independent-t test dengan taraf kemaknaan (α=0,05).
Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa rerata ekspresi mRNA reseptor androgen prostat pada kelompok kontrol (0,57 + 0,17 pg/µl) dan kelompok perlakuan (0,77 + 0,21 pg/µl). Dengan independent-t test didapatkan bahwa terjadi peningkatan mRNA reseptor androgen secara bermakna pada kelompok perlakuan dimana p= 0,003 (p<0,05).
Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa pemberian testosterone
replacement therapy dapatmeningkatkan ekspresi mRNA reseptor androgen pada
kelenjar prostat tikus kastrasi. Saran yang dapat disampaikan yaitu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terkait peranan DHT terhadap ekspresi reseptor androgen pada kelenjar reproduksi.
Kata kunci: testosterone replacement therapy, mRNA reseptor androgen dan kelenjar prostat.
xi ABSTRACT
ADMINISTRATION OF TESTOSTERONE REPLACEMENT THERAPY INCREASED ANDROGEN RECEPTOR EXPRESSION OF mRNA IN PROSTATE GLAND OF MALE CASTRATED WISTAR RATS (Rattus
norvegicus)
Andropause is the aging process occurs naturally on men, it is preceeded by deficiency of the testicular function resulting in a decrease of testosterone hormone. This creates some problems to old men like vasomotor dysfuction, decreases on body performance, bone density, and libido, dysfunction of erection and ejaculation that consequently affect the psychological condition of the men. Testosterone deficiency effects on the genital accessories like prostate gland, will cause atrophy on the gland and affect the volume of important seminal liquid for ejaculation. The administration of testosterone replacement therapy an effective way to recover the deficiency. Administration the testosterone increased tissue structure of prostate gland, that is mediated by androgen receptor through autoregulation mechanism. This research was aimed to prove that administration of testosterone replacement therapy increased androgen receptor expression of mRNA in prostate gland of male castrated wistar rats.
This research used post test only control group design towards 36 castrated male wistar rats, with 21 days awaiting effects. The rats were divided into 2 groups namely, controlled group (aquades intramuscularly injected) and treated group (sustanon 250 intramuscularly injected with dosage of 4,5mg/ 250 gram of rat weight), with weekly injection sehedule for 21 days/ 3 weeks. In 8th week, euthanasia was done to the rats on each group to be dissected to get the prostate gland. The androgen receptor expression of mRNA was analyzed by realtime PCR method. Since the data were normally distributed, then independent t-test statistical analysis was used, with level of significance (α = 0.05).
The result of the analysis showed that the mean of mRNA expression of prostate androgen receptor on the controlled group was (0,57 + 0,17 pg/µl), and (0,77 + 0,21 pg/µl) on the treated group. With the independent-t test indicates that androgen receptor of mRNA increased significantly on the treated group with p = 0,003 (p<0.05).
The study concluded that administration of testosterone replacement therapy increased androgen receptor expression of mRNA in prostate gland of male castrated wistar rats. Thus, it was suggested that further research was required of the need to be conducted in relation to the role of DHT towards androgen receptor expression on reproductive gland.
Keywords: testosterone replacement therapy, mRNA androgen receptor and prostate gland.
xii DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DEPAN ... i
SAMPUL DALAM ... ii
PERSYARATAN GELAR... iii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iv
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... v
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT... vi
UCAPAN TERIMA KASIH... vii
ABSTRAK... x
ABSTRACT... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN DAN ISTILAH ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 6 1.3 Tujuan Penelitian ... 6 1.4 Manfaat Penelitian ... 6 1.4.1 Manfaat akademik... 6 1.4.2 Manfaat praktis... 7
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Hipogonad ... 8
2.1.1 Definisi ... 8
2.1.2 Etiologi ... 10
2.1.3 Fisologi ... 11
2.1.4 Penatalaksanaan pada hipogonad ... 14
2.1.5 Syarat penggunaan testosterone replacement therapy... 15
2.2 Tikus Galur Wistar (Rattus norvegicus) ... 16
2.2.1 Karakteristik tikus ... 16
2.2.2 Sistem reproduksi pada hewan mamalia ... 17
2.3 Reseptor AndrogenPada Tikus ... 23
2.4 Messenger Ribonucleid Acid (mRNA) ... 30
2.5 ReseptorAndrogen Pada Kelenjar Prostat ... 32
2.6 Hormon Testosteron... 35
2.6.1 Pada manusia... 35
2.6.2 Pada mamalia... 39
2.7 Pengobatan LOH Dengan TestosteroneReplacement Therapy... 41
xiii
2.7.2 Efek samping testosterone replacementtherapy... 46
2.7.3 Kontraindikasi testosterone replacement therapy... 47
2.7.4 Monitoring pemberian testosterone replacement therapy... 48
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS 3.1 Kerangka Berpikir ... 50
3.2 Konsep Penelitian ... 52
3.3 Hipotesis Penelitian ... 52
BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Rancangan Penelitian ... 53
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 54
4.3 Penentuan Sumber Data ... 54
4.3.1 Populasi ... 54 4.3.2 Populasi terjangkau ... 55 4.3.3 Teknik sampling ... 55 4.3.4 Besar sampel ... 55 4.3.5 Kriteria sampel ... 56 4.3.5.1 Kriteria inklusi ... 56
4.3.5.2 Kriteria drop out ... 56
4.4 Variabel Penelitian ... 56
4.4.1 Identifikasi variabel... 56
4.4.2 Klasifikasi variabel ... 56
4.4.3 Hubungan antar variabel ... 57
4.4.4 Definisi operasional... 57
4.5 Bahan dan Alat penelitian ... 58
4.5.1 Bahan penelitian ... 58
4.5.2 Alat penelitian ... 59
4.6 Prosedur Penelitian ... 61
4.6.1 Pemilihan dan pemeliharaan hewan uji... 61
4.6.2 Pelaksanaan penelitian... 61
4.6.3 Metode analisis PCR... 63
4.6.4 Alur penelitian... 66
4.7 Analisis data ... 67
BAB V HASIL PENELITIAN 5.1 Analisis Deskriptif... 68
5.1.1 Analisis deskriptif pada studi pendahuluan... 69
5.2 Distribusi Dan Homogenitas Data Hasil Penelitian... 70
5.2.1 Uji normalitas data... 70
5.2.2 Uji homogenitas data... 71
5.3 Uji Efek Perlakuan... 71
5.3.1 Uji efek perlakuan pada studi pendahuluan... 73
BAB VI PEMBAHASAN 6.1 Subyek Penelitian... 74
xiv
6.2 Penurunan ekspresi mRNA AR pada prostat pasca kastrasi... 74 6.3 Peningkatan ekspresi mRNA AR pada prostat setelah pemberian
testosterone replacement therapy... 79
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN
6.1 Simpulan... 86 6.2 Saran... 86
DAFTAR PUSTAKA... 87 LAMPIRAN
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1 Kadar Testosteron Dan Kadar Testosteron SHBG... 13
2.2 Data Biologis Tikus... 17
2.3 Ekspresi Relatif mRNA AR Beberapa Organ Tikus Jantan... 28
2.4 Kadar Hormon Normal Pada Laki-Laki Dewasa... 38
4.1 Primer Androgen... 64
4.2 Langkah-Langkah Amplifikasi... 64
5.1 Rerata Umur Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 68
5.2 Rerata BB Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 69
5.3 Rerata Ekspresi mRNA AR Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 69
5.4 Rerata Ekspresi mRNA AR Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 70
5.5 Hasil Uji Normalitas Data Ekspresi mRNA AR Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 70
5.6 Hasil Uji Homogenitas Data Ekspresi mRNA AR Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 71
5.7 Perbedaan Rerata Ekspresi mRNA AR Antara Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 71
5.8 Perbedaan Rerata Ekspresi mRNA AR Antara Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 73
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Sistem Reproduksi Tikus Jantan... 18
2.2 Anatomi Kelenjar Prostat... 20
2.3 Histologi Kelenjar Prostat... 22
2.4 Analisis Struktur DNA Komplemen Dari AR Pada Tikus... 24
2.5 Aktivasi Dari Reseptor Hormon Steroid... 25
2.6 Struktur Kimia Hormon Testosteron... 35
3.1 Bagan Konsep Penelitian... 52
4.1 Rancangan Penelitian... 53
4.2 Hubungan Antar Variabel... 57
4.3 Alur Penelitian... 66
5.1 Perbandingan Ekspresi mRNA AR Antara Kelompok Kontrol Dan Perlakuan... 72
xvii
DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN DAN ISTILAH
A : Adenin ACTB : Actin Beta
ACTH : Adenocortcotropic Hormone
ADAM : Androgen Deficiency In Aging Male
ADF : Age Dependent Factor
AR : Androgen Receptor
AREs : Androgen Respone Elements
BB : Berat Badan
BPH : Benign Prostate Hyperplasia
C : Citosin
Ct : Cycle Threshold
cDNA : complementaryDeoxyribonucleic Acid
DHEA : Dehydroepiandrosterone
DHT : Dihydrotestosterone
DNA : Deoxyribonucleic Acid
FAI : Free Androgen Index
FSH : Follicle Stimulating Hormone
G : Guanin GF : Growth Factor GH : Growth Hormone GnRH : Gonadotrophin-Releasing Hormone GR : Glucocotcicoid Receptor gr : Gram
hAR : Human Androgen Receptor hCG : Human Chorionic Gonadotropin
HPG : Hypothalamic-Pituitary-Gonadal
HSP : Heat Shock Protein
IGF : Insulin Growth Factor
IIEF : International Index Of Erection Function
IUPAC : International Union Of Pure And Applied Chemistry
kDa : kilo-Dalton
LBD : Ligand Binding Domain
LH : Luteinizing Hormone
LOH : Late Onset Hypogonadism
µl : Mikroliter mg : miligram
MR : Mineralcorticoid Receptor
mRNA : messenger Ribonucleic Acid
ng/ml : Nanogram per mililiter
PBP : Prostate Binding Protein
PC3 : Prostate Cancer Line-3
xviii
PSA : Prostate Specific Antigen
PR : Progesterone Receptor
rAR : rat Androgen Receptor
REST : Relative Expression Software Tool
ROS : Reactive Oxygen Species
SHBG : Sex Hormone Binding Globulin
Slp : Sex Limited Protein
SPSS : Statistical Package For The Social Sciences
SRCs : Steroid Receptor Coactivators
T : Timin
TRT : Testosterone Replacement Therapy
TSH : Tyroid Stimulating Hormone
USA : United State Of America 5’UTR :Untranslated Region’5
1-step qRT-PCR : quantificationRealtimePoly Chain Reaction
LAMBANG : % : Persentase / : Per º : Derajat = : Sama dengan ® : Registered ISTILAH :
Apoptosis : kematian sel yang terprogram Atropi : penyusutan organ
Coactivators : Pengaktif
Down-regulates : regulasi menurun
et. al : dan kawan-kawan
Immature : belum matang
inflamasi : peradangan
Intact : kontrol sehat
In Vitro : kondisi di luar organisme yang dibuat sama dengan lingkungan normalnya seperti pembiakan/kultur jaringan
In Vivo : kondisi di dalam pada suatu organisme hidup
Leading gene : sintesis untaian DNA baru saat replikasi
Ligand-activated : ligan yang telah aktif
Ligand-dependent : ligan yang saling terikat
P53 : protein tumor suprressor gen
P21 : protein inhibitor ciklin dependent kinase
reexpression : diekspresikan kembali
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Administrasi Penelitian... 96
Lampiran 2 Dokumentasi Penelitian... 98
Lampiran 3 Hasil penelitian dengan metode realtime PCR... 101
Lampiran 4 Tabulasi Data Ekspresi Absolut mRNA AR... 104
Lampiran 5 Hasil realtime PCR studi pendahuluan... 105
Lampiran 6 Karakteristik sampel penelitian... 107
Lampiran 7 Konversi Dosis... 108
Lampiran 8 Hasil Output SPSS... 109
