TESIS
RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN
FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS
LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE
DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN
PUTU BUDI SUCITRA
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
i
TESIS
RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN
FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS
LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE
DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN
PUTU BUDI SUCITRA NIM 0914118201
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
ii
RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN
FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS
LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE
DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN
Tesis Untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Biomedik
Combined Degree
Program Pascasarjana Universitas Udayana
PUTU BUDI SUCITRA NIM 0914118201
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL: 9 FEBRUARI 2015
Pembimbing I, Pembimbing II,
Prof. Dr. dr Ketut Siki Kawiyana, Sp.B, SpOT(K) dr. I Ketut Suyasa, Sp.OT (K)
NIP 19480909 197903 1 002 NIP 19660709 199412 1 001
Mengetahui,
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur
Program Pascasarjana Program Pascasarjana
Universitas Udayana Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp.And., FAACS Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K)
iv
TESIS INI TELAH DIUJI PADA TANGGAL: 9 FEBRUARI 2015
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, No.: 316/UNI4.4/HK/2015 Tanggal 29 Januari 2015
Tim Penguji:
Ketua : Prof. Dr. dr. I Ketut Siki Kawiyana, Sp.B, Sp.OT(K) Anggota : 1. dr. I Ketut Suyasa, Sp.B, Sp.OT(K)
2. Prof. Dr. dr. Putu Astawa, Sp.OT, M.Kes 3. dr. KG Mulyadi Ridia, Sp.OT(K)
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya usulan penelitian yang berjudul Rendahnya Kadar Estrogen Merupakan Faktor Risiko Terjadinya Osteoarthritis Lumbal Pada Wanita Pasca Menopause Dengan Keluhan Low Back Pain ini dapat diselesaikan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Prof. DR. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD, FINASIM, sebagai Rektor Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.
2. Prof. Dr. dr Putu Astawa, Sp.OT, Mkes, selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana
3. Prof. Dr. dr. Ketut Siki Kawiyana, Sp.B., Sp.OT(K), sebagai ketua program studi Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana–RSUP Sanglah Denpasar dan sebagai Pembimbing I atas bimbingan dan arahannya dalam perbaikan usulan penelitian tersebut.
4. dr. I Ketut Suyasa,Sp.B., Sp.OT(K), selaku pembimbing II, atas nasihat dan bimbingannya untuk bisa terselesainya usulan penelitian tersebut. 5. Seluruh staff pengajar Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana RSUP
Sanglah Denpasar atas dukungan guna terselesaikanya usulan penelitisan tersebut.
vii
6. DR. dr. Elysanti Dwi Martadiani, Sp.Rad, sebagai pembimbing bidang radiologi dan staff radiologi atas dukungannya guna bisa terselesainya penelitian tersebut.
7. DR. dr. AA Wiradewi Lestari, Sp.PK sebagai pembimbing bidang patologi klinik dan seluruh staff Patologi Klinik RSUP Sanglah, Denpasar, atas bimbingan dan dukungannya sehingga penelitian tersebut dapat diselesaikan.
8. Semua dosen pengajar Combined Degree Pascasarjana Universitas Udayana yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan. 9. Rekan-rekan serta semua pihak yang telah membantu dalam penulisan
laporan ini.
Penulis menyadari masih ada kekurangan dalam penelitian ini. Oleh karena itu dengan segala keredahan hati penulis menerima saran dan kritik untuk perbaikan penelitian ini.
Denpasar, November 2014
viii
RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS LUMBAL PADA WANITA PASCA
MENOPAUSE DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN
Low back pain (LBP) adalah merupakan salah satu keluhan yang paling umum dirasakan sepanjang hidup manusia. Keluhan nyeri tulang belakang dapat terjadi baik pada wanita usia muda maupun pada usia yang lebih tua. Penelitian di Amerika Serikat kelainan pada punggung dan tulang belakang lebih sering didapatkan pada wanita daripada pria (73,3 berbanding 57,7 per 1000 populasi) dan paling umum terjadi pada usia antara 45 dan 65 tahun. Hal ini sesuai dengan usia pasca menopause. Salah satu penyebab keluhan LBP adalah osteoarthrtitis lumbal. Beberapa penelitian sudah mempelajari adanya hubungan antara OA pada lutut dengan defisiensi estrogen. Namun masih belum banyak yang mempelajari hubungan antara OA lumbal dan rendahnya kadar estrogen.
Penelitian ini merupakan suatu penelitian observasional analitik dengan pendekatan studi kasus dan kontrol (case control study) untuk mengetahui apakah defisiensi estrogen merupakan faktor risiko terjadinya OA lumbal pada wanita pasca menopause yang menderita LBP. Dengan mengukur kadar estrogen (E2) pada pasien wanita pasca menopause dengan keluhan LBP kemudian dinilai ada tidaknya OA lumbal yang didiagnosis secara radiologis.
22 pasien wanita pasca menopause dengan keluhan LBP yang datang ke poliklinik orthopaedi RSUP Sanglah yang memenuhi kriteria inklusi dimasukkan sebagai sampel penelitian. Masing-masing 11 pasien masuk dalam kelompok kasus dan kontrol. Dari analisis statistik Chi-square didapatkan perbedaan yang bermakna antara kejadian OA lumbal dengan rendahnya kadar estrogen (OR=6,600, 95% CI=0,011-0,633, p=0,010).
Dari hasil analisa statistik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin rendah kadar estrogen maka risiko terjadinya OA lumbal pada wanita pascamenopause dengan keluhan LBP akan semakin tinggi. Terapi pengganti estrogen dapat dipertimbangkan pemberiannya untuk mencegah terjadinya OA lumbal.
ix
LOW ESTROGEN LEVELS AS A RISK FACTOR FOR
LUMBAR OSTEOARTHRITIS IN POSTMENOPAUSAL
WOMEN COMPLAINT WITH LOW BACK PAIN
Low back pain (LBP) is one of the most common complaints throughout the human life. Spinal pain can occur in both young and aged women at an older age. Research in the United States abnormalities in the back and spine is more common in women than men (73.3 versus 57.7 per 1,000 population) and is most common between the ages of 45 and 65 years. This is consistent with post-menopausal age. One of the causes of LBP is osteoarthrtitis lumbar. Some research has studied the relationship between OA of the knee with estrogen deficiency. But still not many who study the relationship between lumbar OA and estrogen deficiency.
This study is an observational study with a case study approach and controls (case control study) to determine whether estrogen deficiency is a risk factor for lumbar OA in postmenopausal women suffering from LBP. By measuring the levels of estrogen level (E2) in postmenopausal female patients with LBP complaints then assessed the presence or absence of OA radiologically.
22 postmenopausal female patients with LBP complaints that come to the outpatient clinic in Sanglah Hospital who met the inclusion criteria included as a sample. Each of these 11 patients were included in the case and control groups. From Chi-square statistical analysis we found significant difference between the incidence of lumbar OA with low estrogen level (OR = 6.6, 95% CI=0,011-0,633, p = 0.010).
From the results of the statistical analysis it can be concluded that the lower levels of estrogen, the risk of lumbar OA in postmenopausal women with LBP complaints will be higher. Estrogen replacement therapy can be considered to prevent lumbar OA.
x DAFTAR ISI
Sampul Dalam ... i
Persyaratan Gelar ... ii
Lembar Pengesahan ... iii
Penetapan Panitia Penguji ... iv
Surat Pernyataan Bebas Plagiat ... v
Ucapan Terima Kasih ... vi
Abstrak ... viii
Abstract ... ix
Daftar Isi ... x
Daftar Gambar ... xv
Daftar Tabel ... xvii
Daftar Lampiran ... xviii
Daftar Singkatan ... xix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian ... 3
xi
1.3.2 Tujuan Khusus ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
1.4.1 Manfaat teoritis ... 4
1.4.2 Manfaat praktis ... 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 5
2.1 Low Back Pain (LBP) ... 5
2.1.1 Definisi ... 5
2.1.2 Epidemiologi ... 5
2.1.3 Patofisiologi ... 6
2.2 Osteoarthritis Lumbal... 8
2.2.1 Anatomi Lumbal Spine ... 8
2.2.2 Biomekanik Lumbal Spine ... 12
2.2.3 Nyeri yang Berasal dari Sendi Facet ... 16
2.2.4 Imaging pada Lumbal Spine ... 19
2.2.5 Patofisiologi terjadinya OA Lumbal ... 23
2.3 Menopause ... 25
2.4 Estrogen ... 27
2.4.1 Biosintesis Estrogen ... 27
2.4.2 Metabolisme Estrogen ... 29
xii
2.5 Defisiensi Estrogen ... 33
2.6 Efek Defisiensi Estrogen pada Turnover dan Arsitektur Tulang... 34
2.7 Efek Defisiensi Estrogen pada Pembentukan Osteoklas ... 36
2.8 Patofisiologi Terjadinya OA ... 37
2.9 Hubungan Estrogen dan OA ... 38
2.9.1 Penelitian Hubungan Kadar Estrogen dengan Terjadinya OA ... 40
2.9.2 Penelitian pada Manusia ... 40
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN ... 43
3.1 Kerangka Berpikir ... 43
3.2 Konsep Penelitian ... 46
3.3 Hipotesis ... 46
BAB IV METODE PENELITIAN ... 47
4.1 Rancangan Penelitian ... 47
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 48
4.3 Populasi dan Sampel Penelitian ... 48
4.3.1 Populasi penelitian ... 48
4.3.2 Sampel Penelitian ... 48
4.3.2.1 Kriteria Inklusi dan Eksklusi Penelitian ... 48
xiii
4.3.2.3 Cara Pemilihan Sampel ... 51
4.4 Variabel Penelitian ... 51
4.4.1 Klasifikasi dan Identifikasi Variabel ... 51
4.4.2 Definisi Operasional Variabel ... 52
4.5 Instrumen Penelitian ... 55
4.6 Prosedur Penelitian ... 55
4.7 Alur Penelitian ... 57
4.8 Pengolahan dan Analisis Data ... 58
5. BAB V HASIL PENELITIAN ... 59
5.1 Analisis Sampel ... 59
5.2 Analisis Deskriptif ... 61
5.2.1 Data demografis sampel penelitian ... 61
5.2.2 Data deskriptif masing-masing variabel penelitian ... 62
5.3 Analisis Inferensial ... 69
5.3.1 Uji Normalitas ... 69
5.3.2 Uji Komparatif ... 70
5.3.2.1 Uji Independent t-test ... 70
5.3.2.2 Uji Chi-Square ... 71
BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ... 72
xiv
7.1 Simpulan Penelitian ... 77 7.2 Saran ... 77
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Anatomi tulang belakang lumbal... 9
Gambar 2.2 Gambar sendi facet lumbal... 10
Gambar 2.3 Gambar CT-Scan sendi facet. ... 11
Gambar 2.4 Pergerakan tulang belakang lumbal. ... 14
Gambar 2.5 Fleksi dan ekstensi tulang belakang lumbal. ... 15
Gambar 2.6 Rotasi tulang belakang lumbal. ... 16
Gambar 2.7 Gambar distribusi referred pain dari sendi facet. ... 19
Gambar 2.8 Gambaran pencitraan sendi facet. ... 20
Gambar 2.9 Gambaran foto polos oblik tulang belakang lumbal. ... 21
Gambar 2.10 Struktur kimia estrone, estradiol, dan estriol... 27
Gambar 2.11 Biosintesis estrogen di ovarium. ... 28
Gambar 2.12 Metabolisme estrogen. ... 30
Gambar 3.1 Konsep penelitian ... 46
Gambar 4.1 Skema studi kasus kontrol ... 47
Gambar 4.2 Alur penelitian ... 57
Gambar 5.1 Rerata umur sampel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan kontrol ... 63
Gambar 5.2 Perbandingan rerata BMI berdasarkan kelompok kasus dan kontrol 64 Gambar 5.3 Grafik status gizi sampel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan kontrol ... 64
Gambar 5.4 Grafik perbandingan rerata umur saat menopause pada kelompok kasus dan kontrol ... 65
Gambar 5.5 Grafik perbandingan rerata lamanya menopause pada kelompok kasus dan kontrol ... 65
Gambar 5.6 Grafik perbandingan lamanya keluhan LBP pada kelompok kasus dan kontrol ... 66
Gambar 5.7 Grafik perbandingan rerata kadar estradiol pada kelompok kasus dan kontrol ... 67
xvi
Gambar 5.8 Grafik jumlah kadar estrogen berdasarkan nilai median pada
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel kadar hormon estrogen... 34 Tabel 5.1 Data demografis sampel berdasarkan kasus dan kontrol ... 61 Tabel 5.2 Ringkasan rerata variabel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan
kontrol ... 69 Tabel 5.3 Uji normalitas data variabel-variabel penelitian ... 69 Tabel 5.4 Hasil uji komparabilitas variabel penelitian untuk kelompok kasus dan
kontrol ... 70 Tabel 5.5 Hasil analisis chi-square status gizi berdasarkan kelompok kasus dan
kontrol ... 71 Tabel 5.6 Hasil analisis chi-square kadar estrogen berdasarkan kelompok kasus
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kuisioner penelitian ... 86
Lampiran 2. Informed consent penelitian ... 87
Lampiran 3. Ethical clearance penelitian ... 88
Lampiran 4. Surat ijin penelitian ... 89
Lampiran 5. Hasil pemeriksaan estradiol ... 90
Lampiran 6. Kesimpulan hasil pemeriksaan radiologis dan penentuan kelompok kasus dan kontrol ... 91
xix
DAFTAR SINGKATAN
AP : Antero-Posterior
BMI : Body Mass Index BMU : Basic mollecular unit
CT-Scan : Computed Tomography Scan CI : Confidence Interval
DNA : Deoxyribose nucleic acid
E1 : Estradiol 1
E2 : Estradiol 2
ERα : Estrogen receptor α ERβ : Estrogen receptor β
FSH : Follicle stimulating hormone GPR30 : G-protein transmembrane 30 HNP : Hernia nucleus pulposus IL-1 : Interleukin 1
IL-1β : Interleukin 1β
IL6 : Interleukin-6
LBP : Low Back Pain
LH : Luteinizing hormone
M-CSF : Macrophage colony-stimulating factor MMP : Matrix metalloproteinase
xx
OA : Osteoarthritis
RANK-L : Receptor Activator of Nuclear Factor κ B Ligand SERM : Selective estrogen receptor modulators
SHBG : Sex hormone binding protein
SPECT : Single-photon emission computed tomography TNFα : Tumor necrosis factor α
1 BAB I PENDAHULUAN
1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Low back pain (LBP) adalah salah satu keluhan kesehatan yang paling umum dirasakan oleh manusia sepanjang hidupnya. LBP adalah nyeri pada tulang belakang bagian bawah yang dapat disebabkan oleh berbagai faktor. LBP dapat disebabkan oleh proses penuaan atau degenerasi pada tulang belakang yang sering disebut sebagai osteoarthritis (OA) lumbal. Walaupun keluhan nyeri tulang belakang dapat terjadi baik pada wanita usia muda maupun pada usia yang lebih tua, beberapa wanita mendapatkan peningkatan nyeri tulang belakang pada saat masa pasca menopause.
Pada penelitian di Amerika Serikat kelainan pada punggung dan tulang belakang lebih sering didapatkan pada wanita daripada pria (73,3 berbanding 57,7 per 1000 populasi) dan paling umum terjadi pada usia antara 45 dan 65 tahun (Andersson, 1999). LBP pada khususnya merupakan keluhan yang menyebabkan pembiayaan kesehatan terbanyak baik pada pria maupun wanita. LBP dapat disebabkan oleh berbagai macam kelainan pada tulang belakang.
Hubungan antara LBP dengan penyakit-penyakit yang menyertainya sudah banyak dibahas, namun sumber penyebab nyeri pada tulang belakang lumbal masih banyak diperdebatkan. Kelainan anatomis, termasuk kelainan pada diskus intervertebralis sering didapatkan pada individu yang asimptomatis. Kesimpulan dari banyak peneliti adalah bahwa kelainan-kelainan pada diskus intervertebralis
2
termasuk OA lumbal tidak berhubungan dengan nyeri pada daerah lumbal (Borenstein, 2004). Hal ini masih menjadi perdebatan dimana penelitian lain menemukan korelasi antara OA sendi facet dengan nyeri fokal pada tulang belakang (Dolan et al., 1996).
Osteoarthritis merupakan suatu proses degeneratif yang dapat melibatkan semua sendi-sendi pada manusia. Hal ini bukan merupakan masalah yang didapatkan pada wanita saja, tetapi merupakan masalah yang didapatkan baik pada wanita maupun pria usia lanjut. Sebelum usia 50 tahun, OA lebih sering terjadi pada pria dengan angka prevalensi hanya 20 persen, namun semakin meningkatnya usia, penyakit ini lebih banyak ditemukan pada wanita dengan angka prevalensi hingga 58%. Temuan ini menggambarkan adanya hubungan antara OA dengan menopause dimana pada masa menopause terjadi penurunan kadar estrogen. (Srikanth et al., 2005; Roman-Blas et al., 2009)
Estrogen memiliki kerja yang kompleks pada jaringan yang ada pada tubuh manusia. Pada jaringan sendi ditemukan reseptor estrogen yang bekerja mensupresi mediator-mediator inflamasi dan mempunyai proteksi terhadap kerusakan pada jaringan sendi. (Roman-Blas et al., 2009). Pada penelitian oleh Sniekers pada tikus yang dilakukan ovariektomi ditemukan peningkatan suseptibilitas terjadinya OA sendi lutut yang mendukung adanya hubungan antara defisiensi estrogen dengan OA. (Sniekers et al., 2010)
Penelitian-penelitian mengenai efek defisiensi estrogen dengan OA tersebut lebih banyak dilakukan terutama pada sendi-sendi lutut, panggul dan tangan, sedangkan OA pada daerah tulang belakang masih belum banyak dibahas. Dari
3
beberapa peneltian ditemukan prevalensi angka kejadian OA tulang belakang ternyata cukup tinggi, antara 40-85% dan dengan angka disabilitas yang cukup tinggi pula. (Battié et al., 2004).
Dari dasar di atas, hubungan antara menopause, defisiensi estrogen dan terjadinya OA pada tulang belakang terutama pada daerah lumbal masih perlu diteliti lebih lanjut, maka dilakukan penelitian ini untuk mengetahui apakah kadar estrogen yang rendah pada wanita pasca menopause merupakan salah satu faktor risiko terjadinya OA lumbal, sehingga penatalaksanaannya dapat dilakukan dengan tepat.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut:
Apakah wanita pasca menopause dengan kadar estrogen yang rendah memiliki risiko yang lebih tinggi mengalami osteoarthritis lumbal?
1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum
Mengetahui apakah defisiensi estrogen merupakan salah satu faktor risiko terjadinya osteoarthritis lumbal.
4
1.3.2 Tujuan Khusus
Mengetahui apakah kadar estrogen yang rendah pada wanita pasca menopause dengan keluhan LBP merupakan faktor risiko terjadinya osteoarthritis lumbal.
1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Manfaat teoritis
Menambah pengetahuan dan pemahaman tentang etiopatogenesis osteoarthritis lumbal dalam hubungannya dengan defisiensi estrogen.
1.4.2 Manfaat praktis
Dapat digunakan sebagai awal dari sebuah pohon penelitian sehingga nantinya dapat dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai upaya untuk mencegah ataupun memperlambat progresifitas osteoarthritis lumbal.