i
LAPORAN PENELITIAN
PENGARUH OAT (Avena sativa L.) MENGHAMBAT
EKSPRESI VCAM-1 DAN KETEBALAN TUNIKA INTIMA-MEDIA PADA ARKUS AORTA KELINCI (Oryctolagus cuniculus)
YANG TERPAPAR ASAP ROKOK
Karya Akhir untuk Mendapatkan Keterangan Keahlian di Bidang Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah
Peneliti : Ririn Faujiah, dr.
NIM: 010981323 Pembimbing :
Prof. Budi S Pikir, Dr. dr. SpJP(K) FIHA
PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS-1
DEPARTEMEN–SMF KARDIOLOGI DAN KEDOKTERAN VASKULAR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
RSUD Dr. SOETOMO SURABAYA 2015
vi
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 :
1. Prof. Dr. H. Fasich,Apt selaku Rektor Universitas Airlangga, Prof. Dr. Agung Pranoto,dr., SpPD – FINASIM– KEMD selaku Dekan FK Unair, H. Slamet Yuwono, dr., DTM & H.MARS selaku Direktur RSUD Dr. Soetomo saat saya memulai pendidikan, atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan untuk menempuh PPDS-1 Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah.
2. 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.
3. Prof. R. Mohammad Yogiarto,dr., SpJP(K), FIHA, FAsCC, selaku mantan 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.
vii
4. Agus Soebagjo,dr., SpJP(K), FIHA, FAsCC, selaku Ketua Program Studi 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.
5. Prof. Dr. Budi S Pikir, 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.
6. Prof. Dr. Budi Susetyo Juwono (alm), dr. SpJP(K) FIHA dan Jatno Karjono (alm), dr. SpJP(K) FIHA atas bimbingan, bantuan dan keteladanan yang diberikan selama mas hidup beliau.
7. Seluruh Staf Pengajar Program Studi Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah FK Unair : Prof. Dr. Rochmad Romdoni, dr., SpJP (K)., Jeffrey D. Adipranoto, dr., SpJP (K)., RP. Soeharsohadi, dr., SpJP (K)., Bambang Herwanto, dr., SpJP (K)., Iswanto Pratanu, dr., SpJP (K)., I Gede Rurus Suryawan, dr., SpJP (K).,FIHA., Dyah Priyatini, dr., SpJP (K)., Esti Hindariati, dr., SpJP (K)., Budi Baktijasa dr., SpJP (K).Achmad Lefi, dr., SpJP (K)., Andrianto, dr., SpJP., Moh. Budiarto, dr., SpJP., M. Yusuf., dr., SpJP., Meity Ardiana, dr., SpJP., Rerdin Julario, dr., SpJP., dan Rosi Amrilla F, dr., SpJP., atas segala bimbingan, bantuan dan semangat yang diberikan selama pendidikan.
viii
8. 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 9. Kepala Ruangan Rawat Inap dan Poliklinik Jantung, ICCU, IDIK, IRD,
Ekokardiografi beserta seluruh staf paramedis RSUD Dr. Soetomo Surabaya dan karyawan bagian Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah FK Unair atas segala bimbingan, kerjasama, motivasi dan bantuannya selama pendidikan.
10. Seluruh Pasien yang telah dirawat maupun responden penelitian atas ketulusan dan kerjasamanya, sekaligus menjadi guru bagi penulis selama pendidikan.
11. Rekan – rekan seangkatan : Ririn Faujiah, dr., Elok Nurlisa Artiko, dr., M Zakky Kurniawan, dr., Arif Budi Santoso, dr., Faizal Pamewa, dr., Reddy Ramundito, dr., Abdul Gofur, dr., Sumarni, dr., Irmarisyani, dr., Yolandi Sumadio, dr., dan Diah Masita, dr atas kerjasama, dukungan, motivasi dan semangat selama pendidikan.
12. Seluruh rekan PPDS – 1 Ilmu Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah FK Unair atas segala kerjasama, bantuan, semangat selama pendidikan.
13. Kedua orang tua saya M. Toha dan Djumu’iyah serta saudara kandung saya Yuyun Nurhayati dan Irwan Mashuda atas dukungan dan doanya selama saya menempuh pendidikan
ix
14. Ananda tercinta Shobikha Bariroh dan Rizqi Izzat Abdillah atas segala dukungan, pengertian, kesabaran, pengorbanan dan doanya selama saya menjalani pendidikan
15. Rekan penelitian saya Sadewantoro, dr dan Elok NA, dr. yang bersama-sama berjuang dalam menyelesaikan penelitian ini.
16. Budi Satrio, dr. SpJP., Nurwahyudi, dr. SpJP., Trinandika, dr. SpJP Indri, dr. dan seluruh tim ICCU RS M. Saleh atas kerjasama dan bantuannya.
17. Seluruh guru dan sahabat saya diseluruh penjuru tanah air yang tidak mampu saya sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa karya akhir ini masih banyak kekurangan oleh karena itu diharapkan sumbang saran dan kritik demi perbaikan di masa mendatang.Penulis berharap karya akhir ini dapat memberi manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Penulis juga mohon maaf yang sebesar-besarnnya keppada semua pihak atas segala kesalahan dan kekurangan yang dilakukan selama menjalani pendidikan. Semoga kemudahan, hidayah dan keberkahan Allah Subhanahu wa Ta’ala selalu menyertai kita semua. Amin.
Surabaya November 2015
RINGKASAN
Merokok merupakan faktor risiko perilaku yang penting terhadap terjadinya aterosklerosis. Beberapa efek asap rokok terhadap aterogenesis antara lain melalui disfungsi vasomotor, inflamasi, modifikasi profil lipid dan ketebalan tunika intima-media. Avena sativa (oat) dengan komponen utama β-glukan dan komponen lain dalam oat, seperti vitamin E (α-tokoferol), asam fenolik, flavonoid dan sterol memiliki sifat antiaterosklerotik melalui efek antioksidan, antiinflamasi dan kemampuan mempertahankan fungsi endotel. Secara teoritis pemberian oat dapat menghambat ekspresi VCAM-1 pada sel endotel dan ketebalan tunika intima-media pada atherosklerosis.
Penelitian ini bertujuan Menganalisis pengaruh pemberian diet oat (Avena sativa L.) dalam menghambat sel endotel yang mengekspresikan VCAM-1 dan ketebalan tunika intima-media pada arkus aorta kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus) yang terpapar asap rokok. kelinci New Zealand White jantan 27 ekor yang terbagi dalam 3 kelompok yaitu kelompok diet normal tanpa paparan asap rokok/ kontrol negatif (K1), kelompok diet normal dengan diberikan paparan asap rokok (K2) dan kelompok diet normal dan oat dan paparan asap rokok (P). Penelitian dilakukan selama 60 hari. Variabel penelitian adalah yang ekspresi VCAM-1 sel endotel arkus aorta dan ketebalan tunika intima-media arkus aorta kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus). Uji Anova satu arah dilakukan untuk menilai perbedaan ekspresi VCAM-1 dan ketebalan tunika intima-media antar kelompok. Rerata ekspresi VCAM-1 kelompok P berbeda bermakna dibandingkan K2 (p = 0,009) maupun K1 (p = 0,04); kelompok P menunjukkan ekspresi VCAM-1 terendah yaitu 19,44 ± 3,39. Rerata ketebalan tunika intima-media kelompok P dan K2 berbeda bermakna (p = 0,02). Kelompok P memiliki ketebalan tunika intima-media terendah yaitu 186,66 ± 34,04 m dan berbeda tidak bermakna dengan kelompok K1.
Kesimpulan penelitian ini adalah terdapat pengaruh yang bermakna pemberian diet oat dalam menghambat ekspresi VCAM-1 dan ketebalan tunika intima-media pada arkus aorta kelinci New Zealand White yang terpapar asap rokok.
i
PENGARUH OAT (Avena sativa) MENGHAMBAT
EKSPRESI VCAM-1 DAN KETEBALAN TUNIKA INTIMA-MEDIA PADA ARKUS AORTA KELINCI (Oryctolagus cuniculus)
YANG TERPAPAR ASAP ROKOK Ririn Faujiah, Budi Susetyo Pikir
Abstrak
Latar Belakang: Merokok merupakan faktor risiko perilaku yang penting terhadap terjadinya aterosklerosis. Beberapa efek asap rokok terhadap aterogenesis antara lain melalui disfungsi vasomotor, inflamasi, modifikasi profil lipid dan ketebalan tunika intima-media. Avena sativa (oat) dengan komponen utama β-glukan dan komponen lain dalam oat, seperti vitamin E (α-tokoferol), asam fenolik, flavonoid dan sterol memiliki sifat antiaterosklerotik melalui efek antioksidan, antiinflamasi dan kemampuan mempertahankan fungsi endotel. Secara teoritis pemberian oat menghambat yang ekspresi VCAM-1 sel endotel dan ketebalan tunika intima-media pada atherosklerosis.
Tujuan: Menganalisis pengaruh pemberian diet oat (Avena sativa L.) dalam menghambat ekspresi VCAM-1 sel endotel arkus aorta dan ketebalan tunika intima-media pada arkus aorta kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus) yang terpapar asap rokok
Metode: Penelitian ini merupakan penelitian Laboratory Experimental Study. Penelitian menggunakan 27 ekor kelinci jantan yang terbagi dalam 3 kelompok yaitu kelompok diet normal tanpa paparan asap rokok/ kontrol negatif (K1), kelompok diet normal dengan diberikan paparan asap rokok (K2) dan kelompok diet normal dan oat dan paparan asap rokok (P). Penelitian dilakukan selama 60 hari. Variabel penelitian adalah yang ekspresi VCAM-1 sel endotel arkus aorta dan ketebalan tunika intima-media arkus aorta kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus).UjiAnova satu arah danPost Hoc LSD dilakukan untuk menilai perbedaan ekspresi VCAM-1 dan ketebalan tunika intima-media antar kelompok.
Hasil:Rerata ekspresi VCAM-1 kelompok P berbeda bermakna dibandingkan K2 (p = 0,009) maupun K1 (p = 0,04); kelompok P menunjukkan ekspresi VCAM-1 terendah yaitu 19,44 ± 3,39. Rerata ketebalan tunika intima-media kelompok P dan K2 berbeda bermakna (p = 0,02). Kelompok P memiliki ketebalan tunika intima-media terendah yaitu 186,66 ± 34,04 m dan berbeda tidak bermakna dengan kelompok K1.
Kesimpulan: Terdapat pengaruh yang bermakna pemberian diet oat dalam menghambat ekspresi VCAM-1 dan ketebalan tunika intima-media pada kelinci New Zealand White yang terpapar asap rokok.
ii
THE INHIBITING EFFECT OF OATS (Avena sativa) OF VCAM-1 EXPRESSION AND THE INTIMA-MEDIA THICKNESS
IN THE AORTIC ARCH OF RABBITS
(Oryctolagus cuniculus) EXPOSED TO CIGARETTE SMOKE Ririn Faujiah, Budi Susetyo Pikir
Abstract
Background: The leading behavioural risk factor of atherosclerosis is smoking. Some effects of cigarette smoke on atherosclerosis, among others through vasomotor dysfunction, inflammation, lipid profile modification and intima-media thickness. Avena sativa (oat) with the major components useful β-glucan and Other components in oats, such as vitamin E (α-tocopherol), phenolic acids, flavonoids and sterols have antiaterosclerotic properties through antioxidant effects, anti-inflammatory and ability to maintain endothelial function. Theoretically giving oats can inhibit endothelial cells expressing VCAM-1 and intima-media thickness in atherosclerosis.
Objectives: Analyzing the effect of dietary oat (Avena sativa L.) in inhibiting VCAM-1 expression and intima-media thickness in the aortic arch New Zealand White rabbits (Oryctolagus cuniculus) were exposed to cigarette smoke.
Methode: This study is a Laboratory Experimental Study. The study used 27 rabbits divided into 3 groups. The third group is the group of normal diet without any exposure to secondhand smoke / negative control (K1), the group was given a normal diet with exposure to cigarette smoke (K2) and the normal diet group and oats with a given exposure to cigarette smoke. The study was conducted over 60 days. The research variables are VCAM-1 expression and intima-media thickness of the aortic arch New Zealand White rabbits (Oryctolagus cuniculus). The difference in VCAM-1 expression and intima-media thickness among the group were tested using one-way Anova and Post Hoc LSD statistical test.
Result: The mean of VCAM-1 expression at P and K2 group was different statistically significant (p = 0,009) either K1 group (p = 0,04); P group has the least of all VCAM-1 expression (19,44 ± 3,39). The mean of intima-media thickness at P and K2 group was different statistically significant (p = 0,02). P group has less intima-media thickness (186,66 ± 34,04 µm) and almost the same value with K1 group.
Conclusion:There were significant inhibition of VCAM-1 expression and intima-media thickness in the aortic arch of rabbit exposed to cigarette smoke in the administration of oat.
xiii DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DEPAN SAMPUL DALAM ... i PRASYARAT GELAR... ii LEMBAR PERSETUJUAN...iii PERNYATAAN... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... v
KATA PENGANTAR ... vi
RINGKASAN ... x
ABSTRAK ... xi
ABSTRACT... xii
DAFTAR ISI...xiii
DAFTAR TABEL... xvi
DAFTAR GAMBAR ... xvii
DAFTAR SINGKATAN ...xviii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Tujuan Penelitian ... 3 1.3.1 Tujuan umum ... 3 1.3.2 Tujuan khusus ... 3 1.4 Manfaat Penelitian ... 4 1.4.1 Manfaat teoritis ... 4 1.4.2 Manfaat praktis... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Anatomi Histologi Arteri ... 5
2.2. Aterosklerosis... 7
xiv
2.4 Ketebalan Tunika Intima-Media Pada Aterosklerosis ... 12
2.5 Asap Rokok Dan Aterosklerosis ... 14
2.6. Oat Dan Aterosklerosis ... 17
BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN . 25 3.1 Kerangka Konseptual ... 25
3.2 Hipotesis Penelitian... 27
BAB 4 METODE PENELITIAN... 28
4.1 Rancangan Penelitian ... 28
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 29
4.3 Sampel dan Besar Sampel... 29
4.4 Kriteria Inklusi dan Eksklusi ... 30
4.4.1 Kriteria Inklusi ... 30
4.4.2 Kriteria Eksklusi ... 30
4.5 Klasifikasi dan Definisi Operasional Variabel... 30
4.5.1 Klasifikasi Variabel... 30
4.5.2 Definisi Operasional Variabel... 31
4.6 Bahan dan Alat Penelitian... 32
4.6.1 Bahan Penelitian... 32 4.6.2 Alat Penelitian... 33 4.7 Prosedur Penelitian ... 34 4.7.1 Aklimatisasi ... 34 4.7.2 Alur penelitian... 34 4.7.3 Pelaksanaan perlakuan ... 35 4.8 Pengambilan Jaringan ... 35 4.9 Pengambilan Data ... 36 4.10 Analisis Data ... 36 4.11Ethical Clearance... 37
BAB 5. HASIL PENELITIAN ………...38
xv
5.2Analisis Inferensial ………43 5.2.1 Analisis data ekspresi VCAM-1 pada sel endotel arkus aorta.43 5.2.2 Analisis data ketebalan tunika intima-media arkus aorta……44 BAB 6. PEMBAHASAN ………...46 6.1 Pengaruh asap rokok terhadap VCAM-1………..………..46 6.1 Pengaruh asap rokok terhadap ketebalan tunika intima-media...47 6.1 Analisis pemberian oat terhadap VCAM-1………..…………..48 6.4 Analisis oat terhadap ketebalan tunika intima-media...…...49 BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN ………..51 DAFTAR PUSTAKA ... 52
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Kandungan bahan kimia dalam asap utama dan samping... 14 2. Data ekspresi VCAM-1 pada sel endotel arkus aorta ... 38 3. Data ketebalan tunika intima-media arkus aorta (m)... 40 4. Hasil Uji Normalitas ekspresi VCAM-1 pada sel endotel arkus aorta .... 43 5. UjiAnovasatu arah jumlah sel endotel arkus aorta yang
mengekspresikan VCAM-1 ... 43 6.Post Hocdengan LSD ekspresi VCAM-1 pada sel endotel arkus aorta .. 44 7. Hasil Uji Normalitas ketebalan tunika intima-media... 44 8. UjiAnovasatu arah ketebalan tunika intima-media arkus aorta... 45 9. UjiPost Hocdengan LSD ketebalan tunika intima-media ... 45
xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Histologi pembuluh darah arteri ... 7
2. Rangkaian interaksi seluler pada atherosklerosis... 9
3. Diagram skematik ketebalan tunika intima... 13
4.Common oat(Avena sativa L.)... 18
5. Ekspresi VCAM-1pada sel endotel arkus aorta ... 39
6. Potongan melintang arkus aorta ... 41
7. Pengukuran ketebalan tunika intima-media ... 41
8. Histogram ekspresi VCAM-1 pada sel endotel arkus aorta ... 42
xviii
DAFTAR SINGKATAN
Anova Analysis of Variance
Avn Avenanthramide
CAD Coronary Artery Disease CRP C-reactive protein CVD Cardiovascular Disease
DASH Dietary Approaches to Stop Hypertension FDA U.S. Food and Drug Administration
GSH Glutathione
HAEC Human Aortic Endothelial Cells HDL High-Density Lipoprotein
hsCRP High-Sensitivity C-Reactive Protein HUVEC Human Umbilical Vein Endothelial Cells IAS The International Atherosclerosis Society ICAM-1 Intercellular Adhesion Molecule-1 IMT Intima-Media Thickness
IL 1-β Interleukin (IL)1-β
LDL-C Low-Density Lipoprotein Cholesterol
LSD Least Significant Difference
MCP-1 Monocyte Chemotactic Protein-1
MDA Malonedialdehide
M-CSF Macrophage Colony-Stimulating Factor mLDL modifiedLow-Density Lipoprotein NF-B Nuclear factor-κB
xix
NZW New Zealand White
OH Hydroxyl Radical
RISKESDAS Riset Kesehatan Dasar ROS Reactive Oxygen Species
SMC Smooth Muscle Cells
TGF-β Transforming Growth Factor β TNF- Tumor Necrosis Factor-alpha
USG Ultrasonografi
VCAM-1 Vascular Cell Adhesion Molecule-1 VLA4 Very Late Antigen-4
VLDL Very Low-Density Lipoprotein WHO World Health Organisation
