iv
Universitas Kristen Maranatha
ABSTRAK
PENGARUH PEMBERIAN KORTIKOSTEROID ORAL DOSIS TINGGI DAN JANGKA PANJANG TERHADAP DIAMETER SERABUT OTOT
DAN GAMBARAN HISTOPATOLOGIS OTOT RANGKA TIKUS WISTAR (Rattus norvegicus) JANTAN
Samuel Partogi Harianja, 1210138, Pembimbing I: Teresa Lucretia, dr., M. Kes Pembimbing II: Sylvia Soeng, dr., M. Kes. PA (K)
Latar Belakang : Penggunaan kortikosteroid eksogen pada dosis tinggi dan
jangka panjang merupakan penyebab tersering Glucocorticoid induced myopathy seperti yang terjadi pada Sindroma Cushing, 60 % penderitanya akan mengalami kelemahan otot yang akan menyebabkan atrofi otot.
Tujuan Penelitian : Mengetahui perubahan diameter serabut otot dan gambaran
histopatologi otot rangka tikus wistar jantan setelah diberi kortikosteroid oral dosis tinggi dan jangka panjang.
Metode Penelitian : Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium sungguhan
dengan rancangan acak lengkap. Subjek penelitian adalah 12 ekor tikus Wistar jantan yang dibagi dalam 2 kelompok (n = 6). Kelompok kontrol diberikan akuades 5 mL dari hari ke-1 sampai hari ke-14. Kelompok perlakuan diberi prednison 0,36 mg dari hari ke 1 sampai hari ke-14. Data yang diukur adalah diameter serabut otot diuji menggunakan uji T-test tidak berpasangan dan skor kerusakan otot berdasarkan modifikasi Schaaf secara deskriptif.
Hasil : Hasil penelitian menunjukkan diameter serabut otot kelompok prednison
lebih kecil secara signifikan daripada kelompok kontrol (p = 0,039). Kerusakan otot menurut modifikasi Schaaf terdapat 1 tikus memberikan gambaran nekrosis serabut otot (skor 1), 2 tikus memberikan gambaran nekrosis serabut otot dan sel lemak (skor 2), 3 tikus memberikan gambaran nekrosis serabut otot, sel lemak dan sel inflamasi (skor 3).
Simpulan: Kortikosteroid dosis tinggi dan jangka panjang menyebabkan
perubahan gambaran histopatologi otot.
v
Universitas Kristen Maranatha ABSTRACT
THE EFFECT OF HIGH DOSE AND LONG TERM USED ORAL CORTICOSTEROID TOWARD THE DIAMETER OF MUSCLE FIBERS AND HISTOPATHOLOGY PATTERN OF SKELET MUSCLE IN WISTAR
MALE RAT
Samuel Partogi Harianja, 1210138, Tutor 1st : Teresa Lucretia, dr., M. Kes Tutor 2nd: Sylvia Soeng, dr., M. Kes. PA (K)
Background: Glucocorticoid-induced myopathy can be caused by the high dose
and long term used of exogenous corticosteroids, as happens in Cushing Syndrome, who 60% of patients will experience muscle weakness lead to muscle atrophy.
Objective: To identify change the diameter of muscle and histopathology pattern
of skeletal muscle in wistar male rat after high dose and long term exogenous
corticosteroid consumption.
Methods: This study was a real experimental laboratory with complete
randomized design. The subjects were 12 wistar male rat divided into 2 groups (n = 6). The control group was showed 5 mL distilled water from day 1 to day 14. The treatment group was showed prednisone 0,36 mg from day 1 to day 14. the data was measured the diameter of muscle fibers and analyzed using unpaired t-test. The muscle damage was described based on Modified Schaaf score.
Result: The result of the diameter muscle fibers in treatment group was
significantly smaller than control group (p = 0.039). there is 1 rat showed necrosis of muscle fibers pattern (score 1), 2 rats showed necrosis of muscle fibers and fat cells pattern (score 2) and 3 rats showed necrosis of muscle fibers, fat cells and inflammatory cells pattern (score 3).
Conclusion: High-dose and long-term used of corticosteroid made changes in
muscle fibers and histopathology pattern of wistar male rat.
vi
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis………3
1.5.1 Kerangka Penelitian………...3
1.5.2 Hipotesis………4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA………5
2.1 Struktur Anatomi Otot………5
2.1.1 Struktur Anatomi Otot Rangka………..5
2.1.2 Struktur Histologi Otot Rangka……….7
2.1.3 Fisiologi Otot Rangka………..11
2.2 Kortikosteroid………..14
2.2.1 Pembagian Kortikosteroid………15
vii
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1 Bahan, Alat dan Subjek Penelitian………...24
3.1.2 Bahan Penelitian………...24
3.2.2.1 Variabel Perlakuan……….….25
3.2.2.2 Variabel Respon……….….25
3.2.2.3 Definisi Operasional Variabel……….25
3.2.3 Perhitungan Besar Sampel………26
3.2.5.2 Pembuatan Preparat Histopatologis Otot Tikus………28
3.2.5.3 Pengamatan Sediaan Histopatologis Otot Tikus………...29
3.2.6 Metode Analisis Statistik………..29
3.2.6.1 Hipotesis Statistik……….29
3.2.6.2 Kriteria Uji………30
viii
Universitas Kristen Maranatha
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN………31
4.1 Hasil Penelitian………31
4.1.1 Diameter Serabut Otot Rangka………31
4.1.2 Kerusakan otot rangka menurut modifikasi Schaaf……….32
4.2 Pembahasan………..33
4.3 Pengujian Hipotesis Penelitian……….34
BAB V SIMPULAN DAN SARAN……….35
5.1 Simpulan………..35
5.1.1 Simpulan Umum………..35
5.1.2 Simpulan Khusus……….35
5.2 Saran………35
DAFTAR PUSTAKA...………36
LAMPIRAN………..37
ix
Universitas Kristen Maranatha DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pembagian Kortikosteroid……… 16
Tabel 2.2. Sediaan Kortikosteroid………... 21
Tabel 3.1. Skor kerusakan otot menurut modifikasi Schaaf………. 26
Tabel 4.1 Rerata diameter otot rangka secara histopatologis……..……... 31
Tabel 4.2 Hasil perubahan histopatologi otot rangka menurut skor
kerusakan modifikasi Schaaf………
x
Universitas Kristen Maranatha DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bentuk-bentuk otot……….….. 7
Gambar 2.2. Sarkoplasma, Sarkolemma, Myofibril dan Sel Satelit….…. 8
Gambar 2.3. Perimisium, Epimisium, Endomisium……….. 8
Gambar 2.4. Skematis Struktur Myofibril…..……… 10
Gambar 2.5.
Struktur Tropomiosin, Troponin T, Troponin C dan
Troponin I……… 11
Gambar 2.6. Mekanisme Kontraksi Otot ………….……….……….……. 13
Gambar 2.7. Inti Siklopentanoperhidrofenatren……….. 15
Gambar 2.8 Mekanisme Kortikosteroid………. 17
Gambar 2.9 Struktur dan tata nama produk kortikosteroid dan derivat….. 18
xi
Universitas Kristen Maranatha DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1.
GAMBAR HISTOPATOLOGI DIAMETER
SERABUT OTOT KONTROL DAN PERLAKUAN… 38
LAMPIRAN 2.
GAMBAR HISTOPATOLOGI BERDASARKAN
SKOR KERUSAKAN OTOT MODIFIKASI
SCHAAF……….
39
LAMPIRAN 3.
HASIL ANALISIS STATISTIK PENGUKURAN DIAMETER SERABUT OTOT MENGGUNAKAN UJI T-TEST TIDAK BERPASANGAN ….………..…
40
LAMPIRAN 4. KONVERSI DOSIS PREDNISON……… 42
LAMPIRAN 5. SKOR KERUSAKAN OTOT MODIFIKASI
SCHAAF………. 43
1
inflamasi dan autoimun karena memiliki efek antiinflamasi. Kortikosteroid dapat
menimbulkan efek pada sistem organ pada penggunaan klinis dan penghentian
penggunaan kortikosteroid menjadi sulit karena berpotensi menimbulkan berbagai
efek samping serius yang beberapa di antaranya mengancam jiwa. Oleh sebab itu,
penggunaan kortikosteroid dalam suatu terapi selalu membutuhkan pertimbangan
yang hati-hati mengenai risiko dan manfaat yang akan diterima pasien (Goodman,
2014).
Sekresi kortikosteroid endogen diatur oleh hipotalamus yang akan
mengeluarkan CRH (Corticotropin-releasing hormon) dan mengatur hipofisis
anterior untuk mengeluarkan ACTH (Adrenocorticotropin Hormon) yang akan
memengaruhi korteks adrenal untuk mengeluarkan kortisol (Sherwood, 2012).
Penggunaan kortikosteroid eksogen dalam jangka panjang merupakan
penyebab tersering Glucocorticoid induced myopathy seperti yang terjadi pada
Sindroma Cushing, 60 % penderitanya akan mengalami kelemahan otot (Gupta,
2013).
Glucocorticoid induced myopathy dapat akut dan kronis. Miopati akut ditandai
dengan kelemahan otot proksimal dan distal yang cepat dan progesif, biasanya
terjadi pada pasien unit pelayanan intensif yang disebabkan oleh immobilisasi,
defisiensi nutrisi, sepsis, dan pemberian kortikosteroid dosis tinggi. Miopati
kronis ditandai dengan terjadinya kelemahan otot yang perlahan-lahan dan tidak
nyeri, terutama pada otot proksimal dan menyebabkan atrofi otot dalam beberapa
minggu sampai bulan (Gupta, 2013).
Pada Glucocorticoid induced myopathy, kortikosteroid dapat dijelaskan
menggunakan tiga hipotesis. Hipotesis pertama, inhibisi sintesis protein; Hipotesis
2
Universitas Kristen Maranatha
proteasome-pathway; Hipotesis ketiga terjadi peningkatan jumlah reseptor 3H-deksametason binding di sitosol otot gastrocnemius (Gupta, 2013).
Melalui penelitian ini, peneliti tertarik untuk mengetahui efek kortikosteroid
jangka panjang terhadap perubahan kerusakan otot secara histopatologi.
1.2 Identifikasi Masalah
1. Apakah terjadi perubahan diameter serabut otot rangka tikus wistar
setelah pemberian kortikosteroid oral dosis tinggi dan jangka panjang.
2. Apakah terjadi perubahan gambaran histopatologi otot rangka tikus
wistar jantan setelah pemberian kortikosteroid oral dosis tinggi dan
jangka panjang.
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud penelitian adalah untuk mengetahui efek kortikosteroid oral dosis
tinggi dan jangka panjang terhadap otot rangka.
Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui kerusakan otot rangka tikus wistar
jantan baik diameter serabut otot maupun gambaran histopatologi setelah diberi
kortikosteroid oral dosis tinggi dan jangka panjang.
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademik
Untuk menambah pengetahuan tentang efek samping kortikosteroid oral dosis
3
Universitas Kristen Maranatha 1.4.2 Manfaat Praktis
Untuk menginformasikan kepada masyarakat tentang efek samping
kortikosteroid oral dosis tinggi dan jangka panjang terhadap otot rangka.
1.5 Kerangka Penelitian dan Hipotesis
1.5.1 Kerangka Penelitian
Patogenesis atrofi otot akibat pemberian kortikosteroid berdasarkan jenis otot
yang terjadi pada type II muscle fibers dapat dijelaskan menggunakan tiga
hipotesis (Gupta, 2013). Hipotesis pertama, inhibisi sintesis protein yang meliputi:
inhibisi transportasi asam amino yang mengakibatkan defosforilasi dari 4E-BP1
dan 40S protein ribosom S6 kinase di dalam otot dan inhibisi stimulasi insulin-like
growth factor-I. Faktor tersebut menginhibisi sintesis protein dengan cara inisiasi
dan translasi mRNA. Selain itu, terjadi juga peningkatan MyoD1, myf-5, dan
MRF4 mRNA sehingga terjadi inhibisi myogenesis dengan cara down regulation
myogenin yang akan mengurangi differensiasi sel mioblas C2C12 dan sel satelit.
(Shah OJ et all., 2000).
Hipotesis kedua dijelaskan berdasarkan mekanisme proteolisis otot
menggunakan Ubiquitin proteasome-pathway. Ubiquitin proteasome-pathway
(UPP) adalah mekanisme utama untuk katabolisme protein dalam sitosol dan inti
yang terdiri dari konjugasi dan deubiquitinasi (Boston Biochem, 2016).
Konjugasi adalah ubiquitin yang menjadi rantai kovalen yang terkait dengan
ubiquitin dan atau protein lain, baik sebagai molekul tunggal atau sebagai rantai
poli-ubiquitin. Penempelan ubiquitin ke ε-amina residu lisin protein target
memerlukan serangkaian langkah enzimatik ATP-dependent oleh enzim E1
(mengaktifkan ubiquitin), enzim E2 (konjugasi ubiquitin) dan enzim E3 (pengikat
ubiquitin). Enzim E3 mengikat substrat protein dan enzim E2 untuk membentuk
4
Universitas Kristen Maranatha
cascade konjugasi. C-terminal residu Gly75-Gly76 dari ubiquitin adalah residu
kunci yang berfungsi dalam reaksi kimia ubiquitin (Boston Biochem, 2016).
Deubiquitinasi adalah ikatan kovalen ubiquitin (isopeptide hubungan) antara
ubiquitin dan protein target serta antara molekul ubiquitin dengan
Deubiquitinating Enzym (DUBs). Deubiquitinating Enzym (DUBs) diperlukan
untuk memroses kumpulan beragam monoubiquitin dan polyubiquitin, mengatur
aktivitas kedua ligase dan substrat. (Boston, Biochem, 2016).
Hipotesis ketiga terjadi peningkatan jumlah reseptor 3H-deksametason binding
di sitosol otot gastrocnemius (Schakman O et al., 2008, DuBois DC et al., 1980).
1.5.2 Hipotesis
35
Universitas Kristen Maranatha BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
1. Kortikosteroid memperkecil diameter serabut otot setelah pemberian oral
dosis tinggi dan jangka panjang.
2. Kortikosteroid mengubah gambaran histopatologi otot setelah pemberian oral
dosis tinggi dan jangka panjang.
5.2 Saran
1. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan pewarnaan histopatologi yang
berbeda.
2. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan penelitian efek samping prednison
PENGARUH PEMBERIAN KORTIKOSTEROID ORAL DOSIS
TINGGI DAN JANGKA PANJANG TERHADAP DIAMETER
SERABUT OTOT DAN GAMBARAN HISTOPATOLOGIS OTOT
RANGKA TIKUS WISTAR (Rattus norvegicus) JANTAN
KARYA TULIS ILMIAH
Karya Tulis ini Dibuat Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kedokteran
SAMUEL PARTOGI HARIANJA
1210138
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
vi
Universitas Kristen Maranatha KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan pada Tuhan Yesus Kristus karena hanya dengan
berkat dan karunia-Nya penulis mampu menyelesaikan penelitiannya dengan baik
dan menyusun karya tulis ilmiah ini dengan baik dan tepat waktu. Karya tulis ilmiah
ini sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar sarjana kedokteran di Fakultas
Kedokteran, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.
Karya tulis ini terselesaikan dengan baik tentu dengan bantuan, bimbingan, serta
dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa
terima kasih kepada:
1. Teresa Lucretia, dr., M. Kes selaku pembimbing utama yang telah memberi
waktu, motivasi, tenaga serta pikiran dalam membantu, memberi nasihat,
saran, dan solusi permasalahan selama pembuatan karya tulis ini.
2. Sylvia Soeng, dr., M. Kes., PA (K) selaku pembimbing pendamping yang
telah memberi waktu, motivasi, tenaga serta pikiran dalam membantu,
memberi nasihat, saran, dan solusi permasalahan selama pembuatan karya
tulis ini.
3. Laella K. Liana, dr., Sp.PA., M. Kes yang telah membantu dalam pembacaan
preparat histopatologi untuk penyelesaian karya tulis ini.
4. Kepala Laboratorium Farmakologi Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung.
5. Rumah Sakit Advent Bandung dalam pembuatan preparat histologi.
6. Kedua orang tua saya Bapak Kharlison Harianja S.H., M.H dan Ibu Posma
Rohani Sihombing, dr yang selalu memberikan dukungan materi maupun
dukungan mental serta turut membantu jalannya penelitian, dan tak lupa doa
yang selalu menyertai penulis sehingga penelitian dapat berjalan dengan
lancar dan karya tulis dapat terselesaikan dengan baik.
7. Sahabat penulis, Alfred Tri Susanto, Andreas Krisnata, Yalsin Hericson,
vii
Universitas Kristen Maranatha
Edward Timotius, Malvin Oven Hardicar, Andreas Jovianto, Jericho
Immanuela, Yemima Dwika Divinadia, Jessica Purnomo, Orarensya Lestari
Sitorus, Komang Soni, Sasya, Sabrina Ruth, Ricky Bonatio Hutagalung, Indra
Bayu, Kevin Kenny, Adisurya Nugraha, Angela Azalia, Hans Ariel Satyana,
Andrew Joshua Megawe, Irene Elysia Gunawan, Iie Tanang, Caecilia Arlene,
Calvin Erdison, Yosia Kristanto, Pak Daniel, Bu Icha yang senantiasa
memberikan dukungan kepada penulis.
8. Serta semua sahabat dan kerabat yang tidak dapat disebutkan satu persatu
yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis, baik secara
langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan karya tulis ini.
Penulis berharap karya tulis ilmiah ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca
dan bagi pengembangan ilmu kedokteran di kemudian hari.
Bandung, Desember 2016
36 3. Carroll B [et al]. Greenspan Endokrinologi Dasar dan Klinik [Buku]. Gardner
DG, Shoback D [Editor]. McGraw-Hill / Lange. (Access-Medicine), 2011 - 9th.
4. DuBois DC [et al]. Disuse atrophy of skeletal muscle is associated with an increase in number of glucocorticoid receptors : A Rivew [Jurnal] // Endocrinology, 1980.
5. Dirjen POM Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Farmakope Indonesia. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 1995 - 4th . 6. Festing MFW [et al]. Guidelines for the design and statistical analysis of
experiments using laboratory animals [Buku], 2002.
7. Ganiswarna Sulistia [et al]. Farmakologi dan Terapi [Buku] - Jakarta : Balai Penerbit FKUI, 2011 - 5th
8. Gupta Anu [et al]. Glucocorticoid-induced myopathy: Pathophysiology, diagnosis, and treatment : A Rivew [Jurnal] // Indian J Endocrinol Metab, 2013.
9. Hardman, J.G [et al]. Goodman & Gillman Dasar Farmakologi Terapi [Buku] / penerj Amalia Hanif, 2008 - Jakarta : EGC, 2014..
15. Rosana Herminia Scola [et al]. Toxic myopathies: muscle biopsy features : A Rivew [Jurnal] // Neuromuscular/Neurology Division, Internal Medicine Department, Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Curitiba PR, Brasil, 2006.
16. Schaaf [et al]. Lack of robust satellite cell activation and muscle regeneration during the progression of Pompe disease : A Rivew [Jurnal] // Acta Neuropathologica Communications, 2015.
37
18. Shah OJ [et al]. Acute attenuation of translation initiation and protein synthesis by glucocorticoids in skeletal muscle : A Rivew [Jurnal] // Am J Physiol Endocrinol Metab, 2000.
19. Shah OJ [et al] Among translational effectors, p70S6k is uniquely sensitive to inhibition by glucocorticoids : A Rivew [Jurnal] // Biochem J, 2000.
