EFEK PROTEKSI DIET OAT (Avena sativa L.) TERHADAP STRES OKSIDATIF PADA KELINCI NEW ZEALAND WHITE (Oryctolagus cuniculus) YANG TERPAPAR ASAP ROKOK Repository - UNAIR REPOSITORY

(1)

EFEK PROTEKSI DIET OAT (Avena sativa L.) TERHADAP STRES OKSIDATIF PADA KELINCI NEW ZEALAND WHITE (Oryctolagus

cuniculus) YANG TERPAPAR ASAP ROKOK

Karya Akhir untuk Mendapatkan Keterangan Keahlian di Bidang Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah

Peneliti :

Elok Nurlisa Artiko, dr. NIM: 010981326

Pembimbing :

Prof. Budi Susetyo Pikir, Dr. dr. SpJP(K) FIHA

PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS-1

DEPARTEMEN – SMF KARDIOLOGI DAN KEDOKTERAN VASKULAR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

(2)

ii EFEK PROTEKSI DIET OAT (Avena sativa L.) TERHADAP STRES OKSIDATIF PADA KELINCI NEW ZEALAND WHITE (Oryctolagus

cuniculus) YANG TERPAPAR ASAP ROKOK

KARYA AKHIR

Karya Akhir untuk Mendapatkan Keterangan Keahlian di Bidang Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah

Peneliti :

Elok Nurlisa Artiko, dr. NIM: 010981326

Pembimbing :

Prof. Budi Susetyo Pikir, Dr. dr. SpJP(K) FIHA

PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS-1

DEPARTEMEN - SMF KARDIOLOGI DAN KEDOKTERAN VASKULAR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

(3)

(4)

(5)

v KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil alamiin Segala puji dan syukur kepada Allah Subhanahu wa

Ta’ala atas segala limpahan rahmat dan hidayah-NYa sehingga karya akhir ini dapat

diselesaikan dengan baik. Karya akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk

menyelesaikan Program Pendidikan Dokter Spesialis I di Departemen Kardiologi dan

Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo

Surabaya.

Kami sampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

 Rektor Universitas Airlangga, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas

Airlangga dan Direktur RSUD Dr. Soetomo Surabaya yang telah memberikan

kesempatan kepada saya untuk menempuh pendidikan di institusinya.

 Muhammad Aminuddin, dr., SpJP(K), FIHA, FAsCC, selaku Kepala

Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran

Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo yang telah memberikan kesempatan

kepada saya untuk menempuh pendidikan, serta bimbingan dan dukungan

kepada saya sebagai peserta didik.

 Prof. R. Mohammad Yogiarto,dr., SpJP(K), FIHA, FAsCC, selaku mantan

Kepala Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran

(6)

vi  Agus Soebagjo,dr., SpJP(K), FIHA, FAsCC, selaku Ketua Program Studi

Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran

kepada saya sebagai peserta didik.

 Prof. Budi Susetyo Pikir, Dr. dr. SpJP(K) FIHA, selaku Pembimbing penelitian

sekaligus Koordinator Penelitian PPDS-I Departemen Kardiologi dan

Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD dr.

Soetomo dan selaku pembimbing penelitian, yang telah memberikan bimbingan

kepada saya untuk menyelasaikan penelitian.

 Seluruh staf pengajar di Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo yang telah

memberikan bimbingan dan ilmu selama kami menempuh pendidikan.

 Kepala Departemen dan seluruh staf pengajar Departemen Ilmu Penyakit

Dalam, Ilmu Penyakit Paru, Radiologi, Ilmu Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi

dan Ilmu Kesehatan Anak khususnya Divisi Kardiologi Anak Fakultas

Kedokteran Universitass Airlangga/RSUD Dr. Soetomo Surabaya atas

kesempatan belajar dan bekerja serta bimbingannya selama pendidikan.

 Suami tercinta Azham Purwandhono dan kedua anak Saya Alfian Yusuf

Pratamandhono dan Alma Sofia Dwiandhini atas segala dukungan, pengertian,

(7)

vii  Kedua orang tua saya Bambang Nusantoro dan Pudji Astuti serta saudara

kandung saya Sarwo Artiko dan Dian Artiko atas dukungan dan doanya selama

saya menempuh pendidikan

 Rekan satu kelompok penelitian saya Ririn Faujiah,dr., yang bersama-sama

berjuang dalam menyelesaikan penelitian ini.

 Rekan-rekan seangkatan dan rekan-rekan seperjuangan dalam menempuh ujian

serta seluruh rekan-rekan PPDS-I Departemen Kardiologi dan Kedokteran

Vaskular Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo atas

kerjasama dan bantuannya.

 Staf administrasi sekretariat Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD dr. Soetomo, paramedik, staf

adminitrasi unit rawat jalan, unit rawat inap, instalasi gawat darurat, Divisi

non-invasif, ICCU dan IDIK RSUD dr. Soetomo serta seluruh penderita yang pernah

saya rawat.

 Rekan seperjuangan dalam menempuh ujian tulis nasional berbasis komputer

(Computer Based Test (CBT)): Yusri Yusran, dr., SpJP; Faizal Pamewa, dr.,

SpJP; Arief Budi S, dr., SpJP; M. Zakky K., dr., SpJP; Reddy R, dr., SpJP; GAR

Prawishanti, dr., Ririn F., dr., Luluk DY, dr., Mahendria S, dr., Noviadi W, dr.,

Fani SH, dr., Imam SW., dr., Ford Ance A, dr., Indah Sukmawati, dr., Janeline

RST, dr., Agung Hadi S, dan dr., Aldhi Pradhana H., dr., atas dukungan dan

(8)

viii Akhirnya saya berharap karya akhir ini dapat memberi manfaat bagi

pengembangan ilmu pengetahuan khususnya dibidang ilmu penyakit jantung dan

kedokteran vaskular. Pada kesempatan kali ini pula saya mohon maaf yang

sebesar-besarnnya keppada semua pihak atas segala kesalahan dan kekurangan yang saya

lakukan selama menjalani pendidikan. Semoga kemudahan, hidayah dan keberkahan

Allah Subhanahu wa Ta’ala selalu menyertai kita semua. Amin.

Surabaya, 17 Desember 2015

(9)

ix RINGKASAN

Asap rokok mempunyai dampak negatif bagi kesehatan manusia, terutama

efeknya terhadap sistem kardiovaskuler. Berbagai mekanisme dianggap memiliki

peran pada patofisiologi gangguan ini, yaitu peran stres oksidatif, inflamasi sistemik,

dan disfungsi endotel. Oat (Avena sativa L.) menjadi perhatian dibidang keilmuan

maupun perhatian publik mengenai keuntungannya terhadap kesehatan yang terkait

efek antioksidan-nya. Oat diajukan dapat memberikan keuntungan pada perokok

sebagai proteksi terhadap stres oksidatif. Aktivitas radikal bebas pada suatu organisme

dapat diketahui dengan pemeriksaan aktivitas enzim antara lain enzim superoxide

dismutase (SOD) dan atau kadar hasil peroksidasi lipid seperti malondialdehyde

(MDA).

Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh pemberian diet oat terhadap

kadar MDA serum dan aktivitas SOD plasma pada kelinci jantan New Zealand White

(Oryctolagus cuniculus) yang terpapar asap rokok. Kelinci New Zealand White 27 ekor

yang dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu kelompok kontrol yang tidak mendapat paparan

asap rokok maupun oat (Kn), kelompok yang hanya mendapat paparan asap rokok

selama 8 minggu (Kp), dan kelompok perlakuan mendapat oat dan paparan asap rokok

bersamaan selama 8 minggu (P). Pengukuran kadar MDA serum dan aktivitas SOD

plasma menggunakan spektrofotometer setelah perlakuan selesai. Perbedaan kadar

MDA serum dan aktivitas SOD plasma antar kelompok dilakukan uji one-way Anova

dan Post Hoc LSD. Kadar MDA serum pada kelompok Kp dan P adalah berbeda

bermakna secara statistik (p < 0,05), kelompok P memiliki kadar MDA serum lebih

rendah (4,84 ± 1,71 nmol/ml) yang tidak berbeda bermakna dengan kelompok Kn.

Aktivitas SOD plasma pada ketiga kelompok berbeda bermakna secara statistik (p <

0,05), dimana kelompok P memiliki aktivitas tertinggi.

Penelitian ini menyimpulkan bahwa terdapat pengaruh pemberian diet oat

terhadap kadar MDA serum dan aktivitas SOD plasma pada kelinci New Zealand White

yang terpapar asap rokok, yaitu menurunkan kadar MDA serum dan meningkatkan

(10)

x EFEK PROTEKSI DIET OAT (Avena sativa L.) TERHADAP STRES OKSIDATIF PADA KELINCI NEW ZEALAND WHITE (Oryctolagus

cuniculus) YANG TERPAPAR ASAP ROKOK Elok Nurlisa Artiko, Budi Susetyo Pikir

Abstrak

Latar Belakang: Asap rokok mempunyai dampak negatif bagi kesehatan manusia, terutama efeknya terhadap sistem kardiovaskuler. Berbagai mekanisme dianggap

memiliki peran pada patofisiologi gangguan ini, yaitu peran stres oksidatif, inflamasi

sistemik, dan disfungsi endotel. Oat (Avena sativa L.) menjadi perhatian dibidang

keilmuan maupun perhatian publik mengenai keuntungannya terhadap kesehatan yang

terkait efek antioksidan-nya. Oat diajukan dapat memberikan keuntungan pada perokok sebagai proteksi terhadap stres oksidatif.

Tujuan: Menganalisis pengaruh pemberian diet oat terhadap kadar MDA serum dan aktivitas SOD plasma pada kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus) yang

terpapar asap rokok.

Metode: Penelitian ini menggunakan kelinci jantan New Zealand White 27 ekor yang dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu kelompok kontrol yang tidak mendapat paparan asap

rokok maupun oat (Kn), kelompok yang hanya mendapat paparan asap rokok selama 8

minggu (Kp), dan kelompok perlakuan mendapat oat dan paparan asap rokok

bersamaan selama 8 minggu (P). Pengukuran kadar MDA serum dan aktivitas SOD

plasma menggunakan spektrofotometer setelah perlakuan selesai. Perbedaan kadar MDA serum dan aktivitas SOD plasma antar kelompok dilakukan uji one-way Anova

dan Post Hoc LSD.

Hasil: Kadar MDA serum pada kelompok Kp dan P adalah berbeda bermakna secara statistik (p < 0,05), kelompok P memiliki kadar MDA serum lebih rendah (4,84 ± 1,71

nmol/ml) yang tidak berbeda bermakna dengan kelompok Kn. Aktivitas SOD plasma

pada ketiga kelompok berbeda bermakna secara statistik (p < 0,05), dimana kelompok

P memiliki aktivitas tertinggi.

Kesimpulan: Terdapat pengaruh yang bermakna pemberian diet oat terhadap kadar MDA serum dan aktivitas SOD plasma pada kelinci New Zealand White yang terpapar

asap rokok, yaitu menurunkan kadar MDA serum dan meningkatkan aktivitas SOD

plasma.

(11)

xi Protection Effect of Oat (Avena sativa L.) on Oxidative Stress in New Zealand

White Rabbits (Orygtolagus cuniculus) Exposed to Cigarette Smoke Elok Nurlisa Artiko, Budi Susetyo Pikir

Abstract

Background: Cigarette smoke has a negative influence on human health, especially the effects on the cardiovascular system disorders. Various mechanisms thought to play

role in the pathophysiology of this disorder, such as the role of oxidative stress,

systemic inflammation, and endothelial dysfunction. Oats (Avena sativa L.) are gaining

increasing scientific and public interest for their antioxidant-associated health

benefits. Oat was proposed give benefit on cigarette smoker as antioxidant properties.

Objectives: To analyze the effect of oat on serum MDA level and plasma SOD activity in New Zealand White rabbits (Orygtolagus cuniculus) exposed to cigarette smoke.

Methods: This study used 27 male New Zealand White rabbits were divided into 3 groups, a control group that did not get the exposure to cigarette smoke and oat (Kn);

group who get exposure to cigarette smoke for eight weeks (Kp); third group that

received cigarette smoke exposure and oat treatment for eight weeks (P). Measurement of serum MDA level and plasma SOD activity by spectrophotometry performed after

the exposure ends. The difference in serum MDA level and plasma SOD activity

between groups were tested using one-way ANOVA and post hoc LSD statistical test.

Result: The mean of serum MDA levels at both group (Kp and P) was different statistically significant (p < 0.05), P group has lower level of serum MDA (4,84 ± 1,71

nmol/ml) almost has same level with Kn. The mean of plasma SOD activity at third

group was different statistically significant (p < 0.05), P group has the highest activity.

Conclusion: There are differences in serum MDA level and plasma SOD activity in oat treatment group statistically significant, shows that oat has protection effects on

(12)

DAFTAR ISI

SAMPUL DEPAN

SAMPUL DALAM ………...………… i

PRASYARAT GELAR ... ii

PERNYATAAN ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

RINGKASAN ... ix

ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ………....……….. xv

DAFTAR GAMBAR ……… xvi

DAFTAR SINGKATAN ... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN ……….……….. 1

1.1 Latar Belakang ……….……… 1

1.2 Rumusan Masalah ..……… 3

1.3 Tujuan Penelitian ……… 4

1.4 Manfaat Penelitian ……… 4

BAB 2 TINJAUAN KEPUSTAKAAN ……… 6

2.1 Asap Rokok dan Stres Oksidatif ………... 6

2.2 Antioksidan ... 10

2.3 Oat (Avena sativa L.) ……….……….... 13

(13)

2.4 Malondialdehid (MDA) . ... 16

2.5 Enzim Superoksida Dismutase (SOD) ...……….. 18

BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESA PENELITIAN ... 20

3.1 Kerangka Konseptual ………..……….. 20

3.2 Penjelasan Kerangka Konseptual ………..…… 21

3.3 Hipotesis Penelitian ………..………...……….. 22

BAB 4 METODE PENELITIAN ………. 23

4.1 Rancangan Penelitian ……… 23

4.2 Ruang Lingkup Penelitian ………. 24

4.2.1 Ruang lingkup tempat ……… 24

4.2.2 Ruang lingkup waktu ………. 24

4.3 Populasi dan Sampel Penelitian ………. 24

4.4 Variabel Penelitian ………. 25

4.5 Definisi Operasional ………. 25

4.6 Alat dan Bahan Penelitian ……… 28

4.7 Prosedur Penelitian ……..……… 28

4.7.1 Aklimatisasi ……… 28

4.7.2 Alur penelitian ……… 29

4.7.3 Pelaksanaan perlakuan ……….. 29

4.8 Pengambilan Sampel Darah ……… 30

4.9 Manajemen dan Analisis Data ………. 30

4.10 EthicalClearance ………. 30

BAB 5 HASIL PENELITIAN ... 31

5.1 Analisis Deskriptif ... 31

(14)

xiv

5.2 Analisis Inferensial ... 32

5.2.1 Uji Normalitas Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 32

5.2.2 Uji Homogenitas Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 33

5.2.3 Uji Anova Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 34

5.2.4 Uji Post Hoc dengan Least Significant Difference (LSD) Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 34

5.3 Berat Badan Kelinci New Zealand White ... 35

BAB 6 PEMBAHASAN ... 37

6.1 Pengaruh Paparan Asap Rokok terhadap Kadar MDA Serum ... 37

6.2 Pengaruh Paparan Asap Rokok terhadap Aktivitas SOD Plasma .... 38

6.3 Analisis Pemberian Oat terhadap Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 40

BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN ... 42

7.1 Kesimpulan ... 42

7.2 Saran ... 42

DAFTAR PUSTAKA ………...………. 43

LAMPIRAN ……….………… 47

(15)

DAFTAR TABEL

1. Konversi perhitungan dosis untuk manusia dan beberapa jenis hewan 27 2. Rata-rata dan Simpang Baku Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD

Plasma ... 31 3. Hasil Uji Normalitas Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma 33 4. Hasil Uji Levene Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD Plasma ... 33 5. Hasil Uji Anova kadar MDA serum dan aktivitas SOD Plasma ... 34 6. Hasil Uji Post Hoc dengan LSD Kadar MDA Serum dan Aktivitas SOD

Plasma ... 35 7. Hasil Pengamatan pengukuran absorbansi untuk kurva standard MDA 48 8. Hasil Pengamatan pengukuran absorbansi untuk kurva standard SOD 49

(16)

xvi DAFTAR GAMBAR

1. Respon inflamasi selular dan kerusakan oksidatif yang diinduksi

ROS pada pembakaran tembakau ... 8

2. Jalur oksidan-antioksidan pada organisme hidup ... 11

3. Common oat (Avena sativa L.) ... 13

4. Struktur kimia avenanthramide oat ... 14

5. Grafik kadar MDA serum pada kelompok kontrol negatif (Kn), kontrol positif (Kp), dan perlakuan oat (P) ... 32

6. Grafik aktivitas SOD plasma pada kelompok kontrol negatif (Kn), kontrol positif (Kp), dan perlakuan oat (P) ... 32

7. Kurva kadar MDA standard ... 48

8. Kurva aktivitas SOD standard ... 50

9. Desain air flow chamber pemaparan asap rokok pada hewan coba ... 52

(17)

DAFTAR SINGKATAN

2 Nrf2 Nuclear factor erythroid 2-related factor βHA β-hidroksiakrolein

Anova Analysis of variance

Ap-1 Activator protein-1

Avenanthramide 2c N-(3’,4’-dihydroxy-(E)-cinnamoyl)-5-hydroxyanthranilic acid

Avenanthramide 2f N-(4’-hydrohydroxy- 3’

-methoxy-(E)-cinnamoyl)-5-hydroxyanthranilic acid

Avenanthramide 2p N-(4’-hydroxy-(E)-cinnamoyl)-5-hydroxyanthranilic acid

C2H6 Etana

EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid

eNOS Endothelial nitric oxide synthase

GSSG Glutathione disulfide

GS Glutathione synthethase

HPLC High Performance Liquid Chromatography

(18)

xviii HUVECs Human umbilical vein endothelial cells

ICAM-1 Intracellular adhesion molecule-1

IL Interleukin

iNOS Inducible nitric oxide synthase

LDH Lactate dehydrogenase

LDL Low-density lipoprotein

LSD Least Significant Difference MDA Malondialdehyde

METC Mitochondrial electron transport chain

MMP Matrix metalloproteinase

mRNA Messenger Ribonucleic acid

NBT Nitroblue Tetrazolium

TBARS Thiobarbituric acid reactive substance TNF-α Tumor necrosis factor alpha

TRX Thioredoxin

VCAM-1 Vascular cell adhesion molecule-1

WHO World Health Organization