Peran Melatonin pada ekspresi
Malondialdehyde (MDA)
dan
Myeloperoksidase (MPO)
Sel Mikroglia serta
Aquaporin-4
(AQP4)
dan
Vascular Endothelial Growth
Factor (VEGF)
Sawar Darah Otak Tikus
pascacedera Kepala
DISERTASI
KHAIRUL IHSAN NASUTION
NIM: 108102020
PROGRAM STUDI DOKTOR (S-3) ILMU KEDOKTERAN
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Peran Melatonin pada ekspresi
Malondialdehyde (MDA)
dan
Myeloperoksidase (MPO)
Sel Mikroglia serta
Aquaporin-4
(AQP4)
dan
Vascular Endothelial Growth
Factor (VEGF)
Sawar Darah Otak Tikus
pascacedera Kepala
DISERTASI
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Doktor dalam Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran pada
Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara di bawah Pimpinan
Rektor Universitas Sumatera Utara
Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K) Untuk Dipertahankan di Hadapan Sidang Ujian Terbuka
Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Oleh
KHAIRUL IHSAN NASUTION NIM: 108102020
PROGRAM STUDI DOKTOR (S-3) ILMU KEDOKTERAN
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PROMOTOR
Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp.BS
Guru Besar Tetap Ilmu Bedah Saraf Fakultas Kedokteran Airlangga
Surabaya
KO-PROMOTOR
Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S
Guru Besar Tetap Ilmu Penyakit Saraf Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Medan
KO-PROMOTOR
Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, Sp.FK
Guru Besar Tetap Ilmu Farmakologi Klinik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Judul Disertasi : Peran Melatonin pada ekspresi Malondialdehyde (MDA) dan
Myeloperoksidase (MPO) Sel Mikroglia serta Aquaporin-4 (AQP4) dan Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)
Sawar Darah Otak Tikus pascacedera Kepala
Nama Mahasiswa : KHAIRUL IHSAN NASUTION
NIM : 108102020
Program Studi : Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp.BS Promotor
Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S Ko-Promotor
Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, Sp.FK Ko-Promotor
Ketua Program Studi Doktor (S-3) Dekan
Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp. THT-KL(K) Prof.dr.Gontar A.Siregar, Sp.PDKGEH
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : KHAIRUL IHSAN NASUTION
NIM : 108102020
Program Studi : Ilmu Kedokteran Jenis Karya : Disertasi
Demi pengembangan Ilmu Pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-eksklusif
(Non-exclusive Royalty Free Right)atas disertasi saya yang berjudul :
Peran Melatonin pada ekspresi
Malondialdehyde (MDA)
dan
Myeloperoksidase (MPO)
Sel Mikroglia serta
Aquaporin-4
(AQP4)
dan
Vascular Endothelial Growth
Factor (VEGF)
Sawar Darah Otak Tikus
pascacedera Kepala
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan), dengan Hak Bebas Royalti Non-eksklusif ini Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk database, merawat, dan mempublikasikan disertasi saya tanpa meminta izin dari saya sebagai penulis dan sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini saya perbuat dengan sebenarnya.
Dibuat di Medan
Pada tanggal 23 Desember 2014 Yang menyatakan
Telah diujji pada Ujian Tertutup Tanggal 03 Desember 2014
TIM PENGUJI DISERTASI
Ketua : Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp. BS Anggota : Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S(K)
Prof. dr. Aznan Lelo, Ph.D, Sp.FK
Allah akan mengangkat (derajat) orang yang beriman diantara kamu
dan orang yang diberi Ilmu Pengetahuan beberapa derajat.
Dan Allah Maha Mengetahui terhadap apa yang kamu kerjakan
(QS Al Mujaadalah (58):11)
UCAPAN TERIMA KASIH
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur ke hadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas segala rahmat dan karunia-Nya, saya dapat melaksanakan pendidikan S-3 Ilmu Kedokteran dan menyelesaikan disertasi ini dengan judul “Peran Melatonin pada ekspresi Malondialdehyde (MDA) dan Myeloperoksidase (MPO) Sel Mikroglia serta Aquaporin-4(AQP4) dan Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) Sawar Darah Otak Tikus pascacedera Kepala”. Penelitian dan penulisan disertasi ini mendapat dukungan dan masukan dari berbagai pihak. Dengan hati yang tulus, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada yang terhormat.
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,M.Sc(CTM),Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof. dr. Gontar A. Siregar, Sp.PD-KGEH, atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan Program Studi Doktor (S-3).
Sp.A(K), dan Sekretaris Program Studi S-3, Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp.THT-KL(K), yang telah memberi kesempatan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan Program Studi Doktor (S-3).
Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp.BS, Guru Besar Tetap Ilmu Bedah Saraf Universitas Airlangga/RSUD. dr. Soetomo Surabaya, atas kesediannya dengan tulus ikhlas menjadi Promotor serta meluangkan waktu membimbing, mendorong, dan memberi masukan dengan penuh kesabaran dan ketelitian yang sangat bermanfaat dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan disertasi ini.
Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S, yang telah membantu dan bersedia menjadi Ko-Promotor, serta memberi dukungan, meluangkan waktu, mengarahkan dan memperluas wawasan keilmuan saya, memberi masukan yang sangat bermanfaat dalam penulisan disertasi ini.
Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, Sp.FK, sebagai Ko-Promotor yang telah memberi semangat, pengetahuan dan masukan yang sangat bermanfaat dalam mengikuti program studi dan penulisan disertasi ini.
Para penguji disertasi : Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp. BS, Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S(K), Prof. dr. Aznan Lelo, Ph.D, Sp.FK, Prof. Dr. dr. Iskandar Japardi, Sp. BS(K), Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed, Prof. Dr. dr. Sri Maliawan, Sp.BS(K), Dr. Ir. Erna Mutiara, MKM, yang telah memberi penilaian dan masukan demi kesempurnaan disertasi ini.
Sp.OG(K) yang telah memberi masukan dan menyetujui penelitian ini, serta menerbitkan Persetujuan Komisi Etik tentang Pelaksanaan Penelitian Bidang Kesehatan.
Para pemberi kuliah Program Studi Doktor (S-3): Prof. dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K), Prof. dr. Harun Rasyid Lubis, Sp.PD-KGH, Alm Prof. dr. Iskandar Zulkarnain Lubis, Sp.A(K), Prof. dr. Rozaimah Hamid, Ph.D.MSc,Sp.FK, Dr. Ir Sumono MS, Dr. Drs. Sutarman, M.Si, Dr. Drs. Ridwan Siregar, M.Lib, dr. Adang Bachtiar, MPH, DSC, Dr. dr. Endang Sri Rostini Harjo Lukito, MS, Ph.D, Sp.PA(K), Dr. dr. Rosita Juwita Sembiring, Sp.PK(K), dan dr. Gino Tann, Ph.D, Sp.PK(K), saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas bimbingan dan diskusi selama saya mengikuti Program Studi S-3.
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed, Ketua Program Studi Magister Biologi dan Dr. dr Agus Turchan, Sp.BS Dosen Tetap Ilmu Bedah Saraf Universitas Airlangga/RSUD. dr. Soetomo Surabaya, yang telah memberikan dukungan dan motivasi terhadap penelitian dan disertasi ini.
Wibi Riawan, SSi, Staf Animal Laboratorium Universitas Brawijaya Malang, yang telah membantu melaksanakan dan menyelesaikan penelitian ini dengan penuh rasa tanggung jawab serta tulus ikhlas.
Dandenkesyah IM. 04.01 LSW, yang telah memberi izin dan keluangan waktu bagi saya untuk mengikuti Program Studi S-3 di FK USU.
Dr. dr. Imam Budi Putra, MHA, Sp.KK. Kiky Lestari, SE, Petty Angelia H, SS, Dipa Hidayat, S.Kom, Muhammad Ridho di sekretariat Program Studi Doktor (S-3), para sejawat Peserta Program Studi Doktor (S-3) seangkatan, Dr. dr. Rustam Effendi YS, SpPD, Dr. dr. Fauzi Yusuf, Sp.PD-KGEH, Dr. dr. Henry Salim Siregar, SpOG, dr. Indra Zachreini, Sp.THT-KL, dr. Dadik Wahyu Wijaya, SpAn dan sejawat lainnya.
Terima kasih yang tidak terhingga serta doa saya untuk orangtua tercinta, ayahanda Alm. H. Ibrahim Nasution dan ibunda Hj. Husniah Batubara, yang telah melahirkan, membesarkan, mendidik, serta membimbing dan memberi teladan dalam bekerja keras, mendalami pendidikan ilmu pengetahuan dan agama Islam, mengutamakan kejujuran, saling menyayangi sesama saudara dan umat, bertanggung jawab atas tugas yang diembankan, serta tabah dalam menjalani kehidupan. Terima kasih yang setinggi-tingginya saya ucapkan kepada bapak mertua Alm. H. Khaeroman Lase dan ibu mertua Hj. Rehatun Djani.
yang saleh dan saleha. Juga ucapan terima kasih kepada saudara-saudara saya Ir. H. Ahmad Syafri Nasution MMA, H. Muhammad Syafran Nasution, SE Ak, dan Mayor Ckm dr. Riza Anshori Nasution, SpBS.
Semua pihak yang telah membantu, secara langsung atau tidak langsung yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu namanya, semoga Allah SWT, Tuhan Yang Mahakuasa memberikan balasan yang terbaik.
Semoga disertasi ini dapat memberi sumbangan berharga bagi perkembangan Ilmu Kedokteran serta peningkatan pelayanan kedokteran kepada masyarakat, dan Allah SWT senantiasa memberi rahmat dan hidayah-Nya kepada kita semua, Amin Ya Robbal Alamin.
Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Medan, Desember 2014 Peneliti
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
A. Identitas Pribadi
1. Nama : dr. Khairul Ihsan Nasution, SpBS 2. Tempat.Tanggal lahir: Medan, 15 Juli 1971
3. Agama : Islam
4. N R P : 11950008620771
5. Pangkat/Golongan : Letkol Ckm
6. Jabatan : DANDENKESYAH IM.04.01 LSW 7. Pekerjaan : TNI-AD
8. Alamat Rumah : Pahlawan No. 52/77 Medan 9. Telp.Rumah/HP : 061-5535030/081361080738 10. E-mail : qiconnast@yahoo.com
B. Riwayat Pendidikan
1. 1978 – 1983 : SD Nahdlatul Ulama Medan 2. 1983 – 1986 : SMP Negeri 15 Medan 3. 1986 – 1989 : SMA Negeri 10 Medan
4. 1989 – 1997 : Fakultas Kedokteran USU Medan 5. 2002 – 2007 : Bedah Saraf FK Airlangga Surabaya
C. Riwayat Pekerjaan
1. Dokter di Akademi Militer Magelang, 1997-2002.
2. Kasubdep Penyakit Dalam dan Jiwa RS Tk III IM Iskandar Muda, 2008-2009.
3. Kepala RS Tk IV IM.07.01 Lhokseumawe, 2010-2012. 4. Dandenkesyah IM.04.01 Lhokseumawe, 2013.
D. Riwayat Organisasi
1. Anggota IDI Cab Medan. 2. Anggota PERSPEBSI.
3. Anggota Komisi Trauma IKABI
E. Karya Tulis
1. Cedera Kepala pada Petinju, Media Bedah Saraf II (3) : 182-189, 2004.
2. Double Compartment Hydrocephalus. Muktamar PERSPEBSI III, Yogyakarta, Mei 2005.
3. Shaken Baby Syndrom. Report of 2 Cases. Presented in Annual Scientific Meeting of Indonesian Society of Neurological Surgeon (PIT PERSPEBSI) in Conjunction with The World Federation of Neurosurgiacal Societies (WFNS) Course, Bali International Convention Center, Nusa Dua, Bali, Indonesia, 21-22 November, 2006.
PERNYATAAN ORISINALITAS
Saya yang bertanda tangan di bawah ini, dengan ini menyatakan bahwa Hasil penelitian ini adalah hasil karya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar
Medan, Desember 2014
RINGKASAN
Cedera kepala merupakan salah satu kondisi yang sangat membahayakan bagi kehidupan manusia. Setiap tahun di Amerika Serikat hampir 1.500.000 kasus cedera kepala. Dari jumlah tersebut 80.000 di antaranya mengalami kecacatan dan 50.000 orang meninggal dunia. Saat ini di Amerika Serikat terdapat sekitar 5.300.000 orang dengan kecacatan akibat cedera kepala (Centres for Disease Control, 2002). Indonesia belum memiliki laporan yang pasti tentang angka kejadian cedera kepala. Namun, di Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo (RSCM) Jakarta, pada tahun 2005 dilaporkan bahwa angka kejadian cedera kepala mencapai 750 kasus dengan mortalitas sebanyak 23 kasus dan di Rumah Sakit Dr. Soetomo dilaporkan bahwa angka kejadian cedera kepala mencapai 1.578 pada tahun 2009 dan 1.402 pada tahun 2011 data Bagian Bedah Saraf FK Unair/Dr. Soetomo. Untuk mengatasi hal tersebut telah dilakukan berbagai upaya antara lain pemberian manitol, hiperventilasi dan cairan hipertonis. Upaya tersebut belum memberikan hasil yang optimal.
Apabila edema serebri pada cedera kepala tidak ditangani dengan baik, akan mengakibatkan terjadinya peningkatan tekanan intrakranial (TIK) dan kemudian mengakibatkan iskemia pada sel otak sehingga memicu terjadinya kematian. Namun, terapi tersebut belum memberikan hasil yang optimal, sehingga untuk mengatasi edema serebri dikembangkan pemberian Melatonin.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui peran Melatonin pada ekspresi Malondialdehyde (MDA) dan Myeloperoksidase (MPO) sel mikroglia, serta Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) dan Aquaporin-4 (AQP4) dari Sawar Darah Otak (SDO) setelah cedera kepala pada hewan coba (Kaal Evert, Charles, 2004).
Penelitian ini merupakan penelitian true experimental karena randomisasi, kontrol, perlakuan, dan replikasi. Adapun rancangannya adalah post test only control group design.
Keterangan
P : populasi
AR : alokasi random
Ko : kelompok hewan coba tanpa cedera kepala
K1 : kelompok hewan coba cedera kepala yang tidak diberi Melatonin K2 : kelompok hewan coba cedera kepala yang diberi Melatonin
Po : Perlakuan tidak ada
P1 : Perlakuan cedera kepala tanpa diberi Melatonin P2 : Perlakuan cedera kepala diberi Melatonin Oo : Observasi kelompok tanpa cedera
O1 : Observasi kelompok cedera kepala tanpa Melatonin O2 : Observasi kelompok cedera kepala diberi Melatonin
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah kondisi edema serebri pada hewan coba, dan Melatonin. Variabel kendali dalam penelitian ini adalah jenis hewan coba, jenis kelamin, umur, berat badan, model cedera kepala, obat perlakuan, dosis obat perlakuan, teknik pengambilan dan pemeriksaan sampel. Variable tergantung dalam penelitian ini adalah hasil ekspresi MDA, MPO, VEGF dan AQP4, yang diperiksa secara Imunohistokimia.
bahwa penurunan MDA tidak hanya terjadi pada sel-sel mikroglia, tetapi juga pada jaringan otak, terutama di sekitar area induksi cedera kepala.
SUMMARY
The brain injury is one of the dangerous condition for human life. Every year in United States of America, there are almost 1.500.000 brain injury cases. From those cases 80-000 among others have disabilities and 50.000 people died. Currently in United States, about 5.300.000 people living with disabilities due to brain injury (Centres for Disease Control, 2002). Indonesia hasn't any exactly report about the number of brain injury. But, in the Cipto Mangunkusumo General Hospital (RSCM) in Jakarta, in 2005 reported that the number of brain injury cases reach 750 cases with mortality about 23 cases and Dr. Soetomo General Hospital in Surabaya reports that the number of brain injury cases is reach 1.578 cases in 2009 and 1.402 cases in 2011 based on data from department of neurosurgery FK Unair/Dr. Soetomo. To cure those cases, many efforts are done like giving mannitol, hyperventilation and hypertonic liquid. Those efforts aren't give the optimum result yet.
After primary head injury occurs, there are several chain of chemical occurances for that have purpose to keep still the cell alive. However, in the reality, the chemical reactions is often gives bad impact which is known as secondary head injury. The secondary head injury marked by cerebral edema.
give the optimum result, therefore to cure cerebral edema, giving Melatonin is developed.
The purpose of this research was to know the use of Melatonin in expression of Malondialdehyde (MDA) and Myeloperoxidase (MPO) microglia cell, as well as Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) and Aquaporin-4 (AQP4) from blood brain barier (BBB) after head injury occurs in experimental animal.
This research was a true experimental research because it used randomization, control, treatment, and replication. Eventhough the research design was a post test control group design.
K0 P0 0-0
P AR K1 P1 0-1
K2 P2 0-2
Note:
P : population
AR : random allocation
Ko : group of experimental animal without head injury
K1 : group of experimental animal with head injury weren't given Melatonin
K2 : group of experimental animal with the head injury were given Melatonin
P1 : Trial of experimental animal with head injury weren't given Melatonin
P2 : Trial of experimental animal with the head injury were given Melatonin
O0 : Observation of experimental animal without head injury
O1 : Observation of experimental animal with head injury weren't given Melatonin
O2 : Observation of experimental animal with the head injury were given Melatonin
Free variables in this research was a condition of cerebral edema in experimental animal, and Melatonin. Control variables in this research were kind of experimental animal, sex, age, body mass, model of brain injury, kind of drug treatments, the dosage of drug treatments, sampling and diagnose techniques. And the defend variables the result of expression of MDA, MPO, VEGF and AQP4.
that MDA reduction doesn't only occur in microglia cells, but also in brain tissue, especially around induction of head injury area.
Peran Melatonin pada ekspresi
Malondialdehyde (MDA)
dan
Myeloperoksidase (MPO)
Sel Mikroglia serta
Aquaporin-4
(AQP4)
dan
Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)
Sawar Darah Otak Tikus pascacedera Kepala
ABSTRAK
Latar Belakang: Cedera kepala merupakan salah satu kondisi yang sangat membahayakan kehidupan manusia. Penelitian ini mengkaji penggunaan Melatonin dalam mereduksi oksidan dan hambatan pembentukan edema serebri pada model cedera kepala. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuktikan apakah terdapat peran perbaikan Melatonin terhadap berbagai parameter terkait ekspresi MDA, MPO, VEGF dan AQP-4, serta gambaran histologis pada tikus model cedera kepala.
Metode Penelitian: Penelitian ini merupakan penelitian true experimental dengan randomisasi, kontrol-perlakuan, dan replikasi. Adapun rancangannya adalah post test only control group design yaitu menggunakan hewan coba Rattus novergicus strain Sprague Dawley dengan kriteria jenis kelamin jantan, umur 10-12 minggu, dan berat badan 200-300 gram. Penelitian ini menggunakan model cedera kepala menurut Marmarou (1994). Semua parameter terkait diamati secara hitologis menggunakan pemulasan rutin HE dan pemulasan imunohistokimia, menggunakan antibodi spesifik terhadap protein masing-masing, MDA, MPO, VEGF dan AQP-4. Pemeriksaan dan perhitungan secara imunohistokimia.
Hasil Penelitian: Pada penelitian ini didapatkan hasil pengamatan histologis yang meliputi jumlah sel-sel imunokompeten serta diameter pembuluh darah arteri. Dari hasil histologis didapatkan hasil bahwa terdapat penurunan yang signifikan diameter pembuluh darah arteri jaringan cedera otak dengan paparan Melatonin. Pada pemulasan imunohistokimia, didapatkan hasil bahwa terdapat penurunan yang signifikan jumlah ekspresi MDA dan MPO sel-sel mikroglia jaringan otak cedera dengan paparan Melatonin. Demikian juga pada ekspresi VEGF dan AQP-4 SDO jaringan otak cedera menunjukkan penurunan yang signifikan setelah mendapatkan Melatonin. Antara ekspresi VEGF dengan AQP-4 terdapat korelasi positip.
Simpulan: Melatonin dapat menurunkan produksi MDA dan MPO. VEGF terlibat dalam regulasi AQP4 pada kejadian cedera kepala. Penurunan VEGF dapat dikaitkan dengan hambatan Melatonin terhadap kemampuannya untuk mengganggu aktivitas transkripsi VEGF. Secara signifikan dapat dinyatakan penurunan ekspresi VEGF berkorelasi positif terhadap penurunan ekspresi AQP-4.
Role of Melatonin in The Expression of MDA, MPO on Microglia Cells and AQP4 and VEGF in Blood Brain Barrier of Rat after Head Injury
Abstract
Background: The brain injury is one of the conditions that are very harmful to human life. This study will examine the use of Melatonin in reducing oxidant status and barriers to the formation of cerebral edema in a model of brain injury. The purpose of this study is to prove the role of Melatonin on the expression of MDA, MPO, VEGF and AQP-4 and histological injury in a rat model of the head injury.
Methods: This study was a true experimental study with randomization. This study uses a post-test only control group design, using experimental animals Sprague Dawley strain Rattus novergicus, male, aged 10 -12 weeks, and weight of 300 grams. Model of brain injury according to Marmarou (1994). All parameters were observed histologically using hematoxilen-eosin staining and immunohistochemistry, using antibodies specific to each protein, MDA, MPO, VEGF and AQP-4. Observation and calculation of the results of immunohistochemical studies.
Results: In this study, histological observation number of immunocompetent cells and the diameter of the arteries. From the histological results showed that there is a significant reduction in the diameter of the arterial blood vessels of the brain injury tissue. In the immunohistochemical results, showed that there is a significant reduction of MDA and MPO expression amount of cells microglia brain injury tissue . Similarly, the expression of VEGF and AQP-4 BBB of rat brain injury tissue showed a significant reduction inhibitor after getting Melatonin. And by analyzing the relationship between the expression of VEGF by AQP-4 appears there is a positive correlation.
Conclusion: Melatonin is a potent scavanger hydrogen peroxide, which is a co-substrate of MPO, thereby reducing the production of MPO. VEGF is involved in the regulation of AQP4 in the incidence of head trauma. Reported that VEGF is co-localization with AQP4 at the Blood Brain Barier disruption. Decreased expression of VEGF by Melatonin, often associated with its ability to interfere with VEGF transcriptional. Significantly decreased expression of VEGF can be expressed positively correlated to decreased expression of AQP-4.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas rahmat, karunia serta izin-Nya, penulis dapat menyelesaikan disertasi yang
berjudul “Peran Melatonin pada Ekspresi Malondialdehyde (MDA) dan
Myeloperoksidase (MPO) Sel Mikroglia serta Aquaporin-4 (AQP4) dan Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) Sawar Darah Otak Tikus Pascacedera Kepala”. Tidak lupa shalawat dan salam penulis sampaikan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Penelitian dan penulisan disertasi ini tidak terlepas dari bimbingan dan masukan dari promotor : Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp.BS, Ko-Promotor : Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S dan Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, Sp.FK. di samping itu masukan dari para penguji yaitu Prof. Dr. dr. A. Hafid Bajamal, Sp. BS, Prof. Dr. dr. Hasan Sjahrir, Sp.S(K), Prof. dr. Aznan Lelo, Ph.D, Sp.FK, Prof. Dr. dr. Iskandar Japardi, Sp. BS(K), Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed, Prof. Dr. dr. Sri Maliawan, Sp.BS(K), Dr. Ir. Erna Mutiara, MKM, serta semua pihak yang telah membantu untuk penelitian dan penulisan disertasi ini.
Penulis menyadari bahwa disertasi ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu, penulis mengharapkan saran dan masukan agar disertasi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin ya robbal’alamin.
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DEPAN ... i
LEMBAR PRASYARAT GELAR ... ii
LEMBAR PROMOTOR DAN CO-PROMOTOR ... iii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI AKADEMIS ... v
LEMBAR PENGUJI ... vi
UCAPAN TERIMA KASIH ... viii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ... xiii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... xv
RINGKASAN ... xvi
2.1.3.1 Malondialdehyde (MDA) sebagai produk hasil Stres Oksidatif ... 22
2.1.4 Reactive Oxygen Species dan respon inflamasi ... 25
2.1.5 Sawar Darah Otak ... 31
2.1.6 Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) .... 32
2.2. Melatonin ... 41
2.2.1 Metabolisme dan Biosintesis Melatonin ... 41
2.2.2 Regulasi Melatonin ... 43
2.2.3 Fungsi Melatonin ... 44
2.2.4 Kebutuhan Melatonin ... 47
2.2.5 Bioavailabilitas Melatonin ... 48
2.2.6 Peran Melatonin pada penurunan Edema
3.2.7 Definisi Operasional Penelitian ... 71
3.3 Etika Penelitian ... 73
3.4 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 73
BAB IV HASIL DAN ANALISIS ... 74
4.1 Karakteristik Subjek Penelitian ... 74
4.2 Pemberian Melatonin terhadap Gambaran Histologis Jaringan Otak Pascacedera Kepala ... 75
4.3 Distribusi Sel Mikroglia jaringan otak Model Cedera Kepala dengan Paparan Melatonin ... 77
4.4 Studi Imunohistokimia AQP-4 dan VEGF Sawar Darah Otak ... 79
4.5 Status Oksidan MDA dan MPO Jaringan Otak ... 82
BAB V PEMBAHASAN ... 88
5.1 Melatonin Menghambat Pembentukan MDA Sel Mikroglia ... 90
5.2 Melatonin Menghambat Pembentukan MPO Sel Mikroglia ... 92
5.3 Melatonin Menghambat Pembentukan AQP Sawar Darah Otak ... 93
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 98
6.1 Simpulan ... 98
6.2 Saran ... 99
DAFTAR TABEL
No Tabel Halaman
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Halaman
2.1 Ilustrasi keadaan Sel ... 11
2.2 Pelepasan MPO oleh Sel-Sel Imunokompeten pada sistem SDO ( Sawar Darah Otak) ... 14
2.3 Sumber eksogen dan endogen Radikal Bebas (Young and Woodside) ... 23
2.4 Fif1 adalah regulator utama Homeostasis Oksigen ... 35
2.5 Mekanisme VEGF dalam memediasi Edema
2.10 Singnaling Melatonin pada Sel melalui aktivasi Gpcr dan Reseptor Inti ... 50
2.11 Skematik tahapan Cedera Kepala secara molekuler ... 55
3.1 Skematik alat Cedera Kepala ... 62
4.1 Gambaran histologis pembentukan Edema Serebri Pascacedera Kepala ... 75
4.2 Gambaran histologis distribusi Sel-Sel Imunokompeten Pascacedera Kepala ... 76
4.3 Gambaran histologis diameter pembuluh darah jaringan otak Pascacedera kepala ... 76
4.5 Gambaran imunohistokimia Sel Mikroglia jaringan otak
Pascacedera Kepala ... 78 4.6 Gambar histogram jumlah Sel Mikroglia jaringan otak .... 78 4.7 Gambaran imunohistokimia ekspresi AQP-4 Sawar
Darah jaringan otak pascacedera kepala ... 79 4.8 Gambar histogram ekspresi AQP-4 Sawar Darah Otak .. 80 4.9 Gambaran imunohistokimia ekspresi VEGF Sawar
Darah Otak Pascacedera kepala ... 81 4.10 Gambar histogram ekspresi VEGF Sawar Darah Otak ... 81 4.11 Gambar korelasi VEGF terhadap AQP-4 Sawar Darah
jaringan Otak... 82 4.12 Gambar histogram rerata kadar MDA (µmol/L)
jaringan otak ... 83 4.13 Gambaran imunohistokimia ekspresi MDA Sel
Mikroglia jaringan otak Pascacedera Kepala ... 84
4.14 Gambar histogram rerata ekspresi MDA pada Sel
Mikroglia jaringan otak ... 85 4.15 Gambaran imunohistokimia ekspresi MPO Sel
Mikroglia jaringan otak Pascacedera Kepala ... 86 4.16 Gambar histogram rerata ekspresi MPO Sel Mikroglia
DAFTAR SINGKATAN
AQP-4 : Aquaporin-4
AQP : Aquaporin
ADO : Aliran Darah Otak ADP : Adenesin Diphosfat ATP : Adenosin Triphosfat
ACTH : Adrenocoticotropin Hormone AGE : Advance Glicostatin End-product ALE : Advance Lipoxidation End-product AP -1 : Apoptocyc – 1
APACHE : Acute Physiology and Chronic Health Evaluation BBB : Blood Brain Barier
B1 : Bradikinin – 1 B2 : Bradikinin – 2
CGRP : Calcitonin Gene-Related Peptide CAM : Cell Adhesion Molecules
CK : Cedera Kepala
CSF : Cerebrospinal Fluid
GCS : Glasgow Coma Scale
DNA : Deoxyribo Nucleic Acid
DNA M1G : Deoxyribo Nucleic Acid Malondialdehide 1 Group GPx : Glutathion peroksidase
HE : Haematoxylin Eosin
HNE : Hydroxynorenal
HPA : Hipotalamus Pituitari Adrenal HIOMT : Hidroksindole-O-Metil Transferase IL-1 : Interleukin-1
IL-6 : Interleukin-6 IL-8 : Interleukin-8 LDL : Low Density Lipid LPS : Lipopolisakarida
MPO : Myeloperoxidase
MMP : Matrix Metalloproteinase
MDA : Malondialdehyde
MCA : Middle Cerebral Artery
NADPH : Nicotinamide Adenine dinucleotida phosphate NCF : Neutrofil Chemotactic Factor
NO : Nitric Oxide
NAS : N-Asetilserotonin
NF kB : Nuclear Factor kappa Beta OAP : Orthogonal Array Particle PARP : Poli ADP Ribose Polimerase PFA : Protein Fase Akut
PUFA : Polyunsaturated Fatty Acid
ROS : Reactive Oxygen Species SAM : S-adenosil-metionin
SDO : Sawar Darah Otak
SDR : Sawar Darah Retina
SH : Sulfhydryl
SLE : Sistema Lupus Erytematous SOD : Superoksid Dismutase SSP : Susunan Saraf Pusat
SNAT : Serotonin N-Acetil-Tranferase SAM : S-Asetilserotonin-Metionin
TBAR : Thribarbituric Acid Reactive Substance TIK : Tekanan Intra Kranial
TGF β : Tumor Growth Factor β
TPS : Tekanan Perfusi Serebral
TNF α : Tumor Necrosis Factor α
TRPH : Triptofan Hidroksilase
DAFTAR LAMPIRAN
No. Lampiran
1. Rekapitulasi hasil pemeriksaan histopatologis dan Immunohistokimia
2. Surat persetujuan komite etik tentang pelaksanaan penelitian bidang kesehatan Fakultas Kedokteran USU
3. Surat izin melakukan penelitian 4. Surat persetujuan penelitian
