PENGARUH PEMBERIAN CURCUMINOID
TERHADAP KONSENTRASI HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) SERUM DAN EKSPRESI MALONDIALDEHID (MDA) FIBROBLAS KOKLEA
PADA RATTUS NORVEGICUS MODEL DIABETES MELLITUS
Tesis
Oleh ANA MARIA NIM 117109015
PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS TELINGA, HIDUNG, TENGGOROK, KEPALA LEHER FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PEMBERIAN CURCUMINOID
TERHADAP KONSENTRASI HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) SERUM DAN EKSPRESI MALONDIALDEHID (MDA) FIBROBLAS KOKLEA
PADA RATTUS NORVEGICUS MODEL DIABETES MELLITUS
Tesis
Diajukan untuk Melengkapi Tugas dan Memenuhi Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Dokter Spesialis dalam
Bidang Ilmu Telinga, Hidung, Tenggorok, Kepala Leher
Oleh ANA MARIA NIM 117109015
PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS TELINGA, HIDUNG, TENGGOROK, KEPALA DAN LEHER FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Medan, 17 Juli 2017
Tesis dengan judul
PENGARUH PEMBERIAN CURCUMINOID
TERHADAP KONSENTRASI HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) SERUM DAN EKSPRESI MALONDIALDEHID(MDA) FIBROBLAS KOKLEA PADA RATTUS
NORVEGICUS MODEL DIABETES MELLITUS
Telah disetujui dan diterima baik oleh Komisi Pembimbing
Ketua
Dr. dr. Tengku Siti Hajar Haryuna, Sp.T.H.T.K.L.
NIP: 197906202002122003
Anggota
Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp.T.H.T.K.L. (K)
NIP: 19540126 198403 1 001
Diketahui oleh
Ketua Departemen T.H.T.K.L. Plt. Ketua Program Studi T.H.T.K.L.
Dr. dr. Tengku Siti Hajar Haryuna, Sp.T.H.T.K.L. dr. Adlin Adnan, Sp.T.H.T.K.L. (K)
NIP: 197906202002122003 NIP: 196007171987101001
Dekan Ketua TKP PPDS
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas limpahan
kasih setia dan penyertaanNya yang tidak berkesudahan sehingga saya
dapat menyelesaikan tesis saya yang berjudul “Pengaruh Pemberian Curcuminoid Terhadap Konsentrasi Hidrogen Peroksida (H2O2) Serum dan Ekspresi Malondialdehid (MDA) Fibroblas Koklea pada Rattus Norvegicus Model Diabetes Mellitus” sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan untuk memperoleh gelar Telinga
Hidung Tenggorok Kepala Leher di Fakultas Kedokteran Universitas
Sumatera Utara.
Dengan telah selesainya tesis ini, maka dengan hati yang tulus dan
penuh rasa syukur, terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan
yang setinggi-tingginya saya ucapkan kepada:
Yang terhormat Dr. dr. Tengku Siti Hajar Haryuna, Sp.T.H.T.K.L.,
sebagai Ketua Pembimbing saya yang telah banyak meluangkan waktu,
tenaga dan pikiran untuk membimbing dengan penuh kesabaran dan
perhatian, memperluas wawasan dan pengetahuan, sehingga tesis ini
dapat terselesaikan. Beliau telah banyak memberikan kesempatan,
dukungan dan selalu memotivasi secara terus-menerus, tidak hanya pada
bidang keilmuan, tapi pada semua aspek kehidupan dan bagaimana
menjalani hidup serta berperilaku. Semoga Tuhan Yang Maha Esa
senantiasa melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada beliau.
Yang terhormat Prof. Dr. dr. Delfitri Munir, Sp.T.H.T.K.L. (K), atas
kesediaanya menjadi Anggota Pembimbing yang yang telah memberikan
waktu, tenaga, pikiran untuk memotivasi dan memberikan pengarahan,
memperluas keilmuan serta memberikan dukungan moril, sehingga tesis
ini dapat terselesaikan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa
melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada beliau.
Yang terhormat Dr. dr. Juliandi Harahap M. A. sebagai Pembimbing
Ahli yang banyak memberikan bantuan, bimbingan dan masukan dalam
bidang metodologi penelitian dan statistik.
Yang terhormat para penguji saya, Dr. dr. Farhat, M. Ked. (ORL-HNS),
yang telah bersedia memberikan penilaian dan masukan demi
sempurnanya tesis ini.
Dengan telah berakhirnya masa pendidikan Spesialis saya, pada
kesempatan yang berbahagia ini perkenankanlah saya menyampaikan
penghargaan dan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Yang terhormat Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Runtung
Sitepu, SH., MH yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk
mengikuti Program Pendidikan Dokter Spesialis Telinga Hidung
Tenggorok Kepala Leher di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera
Utara.
Yang terhormat Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera
Utara Dr. dr. Aldy Safruddin Rambe, Sp.S (K) atas kesempatan yang
diberikan kepada saya untuk mengikuti Program Pendidikan Dokter
Spesialis Telinga Hidung Tenggorok Kepala Leher di Fakultas Kedokteran
Universitas Sumatera Utara.
Yang terhormat Direktur Rumah Sakit Umum Pusat H. Adam Malik
Medan, yang telah mengizinkan dan memberikan kesempatan kepada
saya untuk belajar dan bekerja di lingkungan Rumah Sakit ini.
Yang terhormat Ketua Departemen Telinga Hidung Tenggorok Kepala
Leher Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Dr. dr. Tengku Siti
Hajar Haryuna, Sp.T.H.T.K.L. dan yang terhormat Pelaksana tugas Ketua
Program Studi Telinga Hidung Tenggorok Kepala dan Leher Fakultas
Kedokteran Universitas Sumatera Utara dr. Adlin Adnan, Sp.T.H.T.K.L. (K)
yang telah memberikan izin, kesempatan dan ilmu kepada saya dalam
mengikuti Program Pendidikan Dokter Spesialis Telinga Hidung
Tenggorok Kepala Leher di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera
Utara sampai selesai.
Yang terhormat seluruh supervisor di jajaran Departemen Telinga
Hidung Tenggorok Kepala dan Leher Fakultas Kedokteran Universitas
Sumatera Utara, Prof. dr. Ramsi Lutan, Sp.T.H.T.K.L. (K), dr. Yuritna
Haryono, Sp.T.H.T.K.L. (K), Prof. dr. Askaroellah Aboet, Sp.T.H.T.K.L. (K),
Prof. Dr. dr. Abdul Rachman Saragih, Sp.T.H.T.K.L. (K), dr. Mangain
Linda Irwani Adenin, Sp.T.H.T.K.L., dr. Ida Sjailandrawati Harahap,
Sp.T.H.T.K.L., dr. Adlin Adnan, Sp.T.H.T.K.L. (K), dr. Rizalina Arwinati
Asnir, Sp.T.H.T.K.L. (K), FICS, dr. Siti Nursiah, Sp.T.H.T.K.L. (K), dr.
Andrina Yunita Murni Rambe, Sp.T.H.T.K.L. (K), dr. Harry Agustaf Asroel,
M.Ked (ORL-HNS), Sp.T.H.T.K.L. (K), Dr. dr. Farhat, M.Ked (ORL-HNS),
Sp.T.H.T.K.L. (K), FICS, Dr. dr. Tengku Siti Hajar Haryuna, Sp.T.H.T.K.L.,
dr. Aliandri, Sp.T.H.T.K.L., dr. Ashri Yudhistira, M.Ked (ORL-HNS),
Yuliani Mardiati Lubis, Sp.T.H.T.K.L. dan dr. Vive Kananda, Sp.T.H.T.K.L.
beserta yang terhormat seluruh supervisor rumah sakit jejaring yang telah
banyak memberikan bimbingan dalam ilmu dan pengetahuan, baik secara
teori maupun keterampilan, yang kiranya sangat bermanfaat bagi saya
dikemudian hari kelak.
Terima kasih dan hormat yang tidak terhingga serta cinta yang tak
terukur saya kepada kedua orang tua Ayahanda L. Manurung dan Ibunda
A. Situmorang yang dengan penuh kasih sayang membesarkan dan
dengan penuh perjuangan memberikan pendidikan serta senantiasa
memanjatkan doa yang tulus bagi keberhasilan saya. Semoga Tuhan
Yang Maha Esa senantiasa melimpahkan berkat dan kasih karunia
kepada mereka.
Yang terhormat kedua mertua saya Prof. dr. Pengarapen Tarigan, Sp.
PD-KGEH, FINASIM dan R. br. Ginting yang telah memberikan dorongan
semangat kepada saya sehingga pendidikan ini dapat selesai.
Kepada suami saya dr. Iman Randal Tarigan, Sp. PD saya ucapkan
terimakasih atas kesabaran, ketabahan, pengertian dan dorongan
semangat yang tiada henti-hentinya sehingga pendidikan ini dapat selesai.
Kepada kakak-kakak dan adik saya, dr. Monang P. Manurung, Marlina
M, SE dan Rudy Anthony Manurung, SP serta kakak-kakak ipar saya
kasih atas limpahan kasih sayang dan tak henti-hentinya memberikan
dorongan serta doa kepada saya.
Terima kasih pada teman-teman sejawat Program Pendidikan Dokter
Spesialis Telinga Hidung Tenggorok Kepala dan Leher Fakultas
Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu, baik
langsung maupun tidak langsung, handai taulan dan para sejawat yang
tidak dapat saya sebutkan satu persatu, hanya Tuhan Yang Maha Esa
yang mampu memberikan balasan terbaik.
Semoga tesis ini dapat memberi sumbangan yang berharga bagi
perkembangan dunia ilmu pengetahuan dan bermanfaat bagi orang
banyak. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa memberi berkat dan
karuniaNya kepada kita semua. Amin.
Medan, Juli 2017
Penulis
ABSTRAK
Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk melihat potensi curcuminoid
sebagai antioksidan untuk menurunkan konsentrasi hidrogen peroksida
(H2O2) serum dan ekspresi malondialdehid (MDA) fibroblas koklea pada
tikus model diabetes mellitus.
Metode: Dua puluh empat tikus jantan Rattus norvegicus galur wistar dibagi secara acak menjadi enam kelompok: Kelompok 1 : kelompok
kontrol, kelompok 2 : kelompok model diabetes, kelompok 3 dan 4
kelompok diabetes yang mendapatkan terapi curcuminoid masing –
masing 200 dan 400 mg / kgbb selama 5 hari, kelompok 5 dan 6 kelompok
diabetes yang mendapatkan terapi curcuminoid masing – masing 200 dan
400 mg/kg bb selama 10 hari. Induksi diabetes menggunakan injeksi
streptozotocin 60 mg/kg bb intraperitoneal. Curcuminoid yang digunakan
berasal dari Curcuma longa L. dengan kadar curcuminoid 28,1 ± 1,0)% b/b
dibandingkan standar. Semua tikus diterminasi dan diambil darah
prekordial serta dilakukan nekropsi pada tulang temporal seluruh sampel
dan dilakukan pemeriksaan ELISA untuk menentukan konsentrasi H2O2
serum dan imunohistokimia untuk melihat ekspresi MDA.
Hasil: Terjadi peningkatan konsentrasi H2O2 serum dan ekspresi MDA
fibroblas koklea pada kelompok model diabetes tanpa pemberian
curcuminoid. Pemberian curcuminoid dengan dosis 400 mg/kg bb selama
5 dan 10 hari menyebabkan perbedaan konsentrasi H2O2 serum dan
ekspresi MDA fibroblas koklea yang bermakna secara statistik (p < 0.05)
dibandingkan dengan kelompok model diabetes tanpa pemberian
curcuminoid.
Kesimpulan: Curcuminoid memiliki kemampuan untuk menurunkan radikal bebas pada keadaan hiperglikemia, baik berupa H2O2 serum, atau
MDA dalam fibroblas dinding lateral koklea pada tikus model diabetes
mellitus.
ABSTRACT
Objective:To investigate the potential of curcuminoid as an antioxidant to reduce concentration of serum hydrogen peroxide (H2O2) and the
expressions of malondialdehyde (MDA) in fibroblasts of the cochlear
lateral wall in rat models of diabetes mellitus.
Methods: Twenty-four male Wistar rats Rattus norvegicus were randomly divided into six groups: Group 1 as the control group; Group 2 as the
diabetic group; Group 3 and 4 as the diabetic groups received curcumin
therapy 200 and 400 mg/kg b.w. for 5 days, respectively; Group 5 and 6 as
the diabetic groups received curcumin therapy 200 and 400 mg/kg b.w. for
10 days, respectively. Induction of diabetes using injection of
streptozotocin 60 mg / kg b.w intraperitoneally. The curcuminoid used was
obtained from Curcuma longa L. with curcuminoid content of 28.1 ± 1.0)%
w / w compared to the standard. Precordial blood samples, and temporal
bones tissues were taken for ELISA and immunohistochemical assay,
respectively, to determine concentration of serum H2O2 and the
expressions of malondyaldehyde (MDA) in fibroblasts of the cochlear
lateral wall, respectively.
Results: The increased of concentration of serum H2O2 and the
expressions of MDA in fibroblasts of the cochlear lateral wall were
detected in the diabetic group (without curcuminoid treatment). The
treatment of curcuminoid at doses of 400 mg/kg b.w. for 3 and 8 days led
to significant differences (p < 0.05) in the concentration of serum H2O2 and
the expressions of MDA in fibroblasts of the cochlear lateral wallcompared
to diabetic group (without curcuminoid treatment).
Conclusion: Curcuminoid has the ability to attenuate free radicals produced by the state of hyperglycemia, either in the form of H2O2 in
serum, or MDA in cochlear tissues of lateral wall in rat model of diabetes
mellitus.
DAFTAR ISI
1.3 Tujuan Penelitian ... 8
... 1.3.1 Tujuan Umum 8 2.3 ...Fisiologi Pendengaran 18 2.4 ... Gangguan Pendengaran pada Diabetes Mellitus 19 2.5 ...Respon Stres Oksidatif Seluler 22 ...2.5.1. Hidrogen Peroksida (H2O2) 26 2.5.2. Malondialdehyde (MDA) sebagai produk utama peroksidasi lipid akibat stress oksidatif ... 36
2.6 ... Pembentukan Reactive Oxygen Species pada Diabetes Mellitus 42 2.7 ... Curcuminoid 46 ... 2.7.1. Sifat kimia dan fisik curcuminoid 46 ... 2.7.2.Target molekuler curcuminoid 48 ... 2.7.3.Target penyakit curcumin 49 2.8 Peng gunaan Streptozotocin untuk Membuat Hewan Coba Model Diabetes Melitus ... 53
2.9 ...Kerangka Konsep 56 2.10 ... Hipotesis Penelitian 57 BAB 3 METODE PENELITIAN... 58
... 3.4.1. Besar Sampel 60 ... 3.4.2. Pengelompokan Sampel 60 ... 3.4.3. Teknik Pengambilan Sampel 61 3.5 ...Definisi Operasional Penelitian 63 3.6 ... Alat dan Bahan Penelitian 64 ... 3.6.1. Hewan coba yang dikenai perlakuan 64 ... 3.6.2. Bahan perlakuan 64 ... 3.6.3. Bahan pemeriksaan laboratorium 66 3.7 ... Prosedur Penelitian 65 ... 3.7.1. Tahapan persiapan 65 ... 3.7.2. Prosedur induksi diabetes menggunakan streptozotocin 65 ... 3.7.3. Prosedur pemberian curcuminoid 66 ... 3.7.4. Perlakuan pada tikus 67 ... 3.7.5. Prosedur pengambilan jaringan koklea tikus 67 ... 3.7.6. Pemeriksaan laboratorium 67 ... 3.7.7. Penghitungan sel pada pemeriksaan imunohistokimia 69 3.8 ... Alur Penelitian 71 3.9 ... Analisis Statistik 72
BAB 4 HASIL PENELITIAN ... 73 4.1 Profil Konsentrasi H2O2 Serum dan Ekspresi MDA Fibroblas
Koklea Tikus Model Diabetes Mellitus ... 73 4.2 Hasil Uji Curcuminoid dalam Menurunkan Konsentrasi H2O2
... pada Serum Tikus Model Diabetes Melitus 76 4.3 Gambar Fibroblas Dinding Lateral Koklea dengan
... Pengecatan Hematoxillin Eosin dan Imunohistokimia 78 4.4 Hasil Uji Curcuminoid dalam Menurunkan Ekspresi MDA
... pada Serum Tikus Model Diabetes Melitus 79 4.5 Korelasi Konsentrasi H2O2 Serum dengan Ekspresi MDA
... Fibroblas Koklea Tikus Model Diabetes Melitus 81
BAB 5 PEMBAHASAN ... 83 5.1 Pengaruh Curcuminoid terhadap Konsentrasi H2O2 Serum
Tikus Model Diabetes Melitus
... 86 5.2 Pengaruh Curcuminoid terhadap Ekspresi MDA Fibroblas Koklea
Tikus Model Diabetes Melitus
... 90 5.3 Korelasi Konsentrasi H2O2 Serum dengan Ekspresi MDA
... Fibroblas Koklea Tikus Model Diabetes Melitus 93 5.4 ... Keterbatasan Penelitian 93
LAMPIRAN ... 106
Lampiran 1. Data Sampel Penelitian ... 106
Lampiran 2. Hasil Analisis Statistik ... 108
Lampiran 3. Personalia Penelitian ... 115
DAFTAR SINGKATAN
4-HNE : 4-hidroksinonenal
AGEP : Advanced glycation end products
BSA : Bovine serum albumin
CAT : Catalase
CMC : Carboxy Methyl Cellulose
CML : N(6) – Carboxymethyllysine
DAB : Diaminobenzidine
DAG : Diacylglycerol
DM : Diabetes Melitus
DNA : Deoxyribonucleic acid
EDTA : Ethylenediaminetetraacetic acid
ELISA : Enzyme-linked immunosorbent assay
eNOS : Uncoupled constitutive nitric oxide synthase
FBS : Fetal bovine serum
GPx : Glutathione peroxidase
GST : Glutathione S-transferase
GR : Glutathione reduktase
HO-1 : Heme oxygenase 1
H2O2 : Hidrogen peroksida
HE : Hematoxillin Eosin
KGD : Kadar gula darah
LET : Linear energy transfer
MDA : Malondialdehid
NGT : Nasogastric tube
NADPH : Nicotine adenine dinucleotide phosphate
NO : Nitrit oksida
Nrf2 : Nuclear factor E-2 related factor
O2- : Superoksida
OD : Optical density
OH• : Radikal hidroksil
PBS : Phosphate buffered saline
pH : Power of hydrogen
PKC : Protein kinase C
PUFA : Polyunsaturated fatty acids
rpm : Rounds per minute
ROS : Reactive oxygen species
RNA : Ribonucleic acid
SOD : Superoxide dismutase
STZ : Streptozotocin
SPSS : Statistical Package for the Social Sciences
US FDA : United Stated Food and Drug Association
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Anatomi Koklea dan Organ Korti ... 12
Gambar 2.2 Lebar Membran Basilaris dari Basal ke Apeks ... 14
Gambar 2.3 Model Membran Basilaris dengan Organ Corti ... 15
Gambar 2.4 Skema Potong Lintang Sel Rambut Luar (A) dan Sel Rambut Dalam (B) ... 16
Gambar 2.5 Sel Rambut Luar dan Dalam Dilihat dengan Mikroskop Elektron ... 17
Gambar 2.6 Sumber Radikal Bebas ... 22
Gambar 2.7 Molekul ROS serta Reaksi Formasi dan Detoksifikasinya .. 24
Gambar 2.8 Konfigurasi Kimia Hidrogen Peroksida (H2O2)... 27
Gambar 2.9 Reaksi Fenton, Super Oxide Driven Fenton Reaction dan Reaksi Haber-Weiss ... 33
Gambar 2.10 Peroksidasi Lipid Suatu Reaksi Rantai Pembentuk Beberapa Radikal Peroksida Lipid ... 39
Gambar 2.11 Beberapa Produk Akhir Peroksidasi Lipid ... 40
Gambar 2.12 Aktivasi Signaling Berbagai Mekanisme Dalam Sel Akibat Hiperglikemia ... 42
Gambar 2.13 Hubungan antara Pembentukan Oksidan, Aktivitas Antioksidan, Stres Oksidatif dan Kerusakan yang Disebabkannya pada DM ... 43
Gambar 2.14 Struktur Molekul Komponen Curcuminoid ... 48
Gambar 2.15 Target Molekuler Curcumin ... 49
Gambar 2.16 Target penyakit Curcumin ... 53
Gambar 2.17 Struktur Kimia Streptozotocin... 54
Gambar 2.18 Kerangka Konsep Penelitian ... 56
Gambar 2.19 Alur Prosedur Penelitian ... 72
Gambar 4.1 Nilai Rerata Konsentrasi H2O2 Serum dan Ekspresi MDA Fibroblas Koklea Tiap Kelompok Perlakuan ... 75
Gambar 4.2 Penampang Dinding Lateral Koklea Rattus norvegicus (tanda panah) dengan Pengecatan HE (perbesaran 4) ... 79
Gambar 4.3 Penampang Dinding Lateral Koklea Rattus norvegicus (tanda panah) dengan Pewarnaan Imunohistokimia (perbesaran 4) ... 79
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Kriteria diagnosis Diabetes Mellitus ... 11 Tabel 2.2 Komposisi Cairan Koklea ... 14 Tabel 2.3 Macam-macam Reactive Species ... 23 Tabel 4.1 Nilai Rerata dan Standar Deviasi Konsentrasi H2O2 dan
Ekspresi MDA antara kelompok ... 74 Tabel 4.2 Hasil Uji ANOVA terhadap Konsentrasi H2O2 pada Setiap
Kelompok ... 77 Tabel 4.3 Hasil Uji ANOVA terhadap Ekspresi MDA pada Setiap
Kelompok ... 81 Tabel 4.4 Hasil Uji Korelasi terhadap Konsentrasi H2O2 plasma dengan
