TESIS
PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON
MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA
PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA
DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS
DENGAN DIABETES MELITUS
ASTRID KARINA DANUMIHARDJO
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2016
TESIS
PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON
MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA
PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA
DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS
DENGAN DIABETES MELITUS
ASTRID KARINA DANUMIHARDJO NIM 1490761007
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON
MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA
PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA
DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS
DENGAN DIABETES MELITUS
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana
ASTRID KARINA DANUMIHARDJO NIM 1490761007
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 02 JUNI 2016
Pembimbing I, Pembimbing II,
Mengetahui,
Ketua Program Ilmu Biomedik Direktur
Program Pascasarjana Program Pascasarjana Universitas Udayana, Universitas Udayana,
Prof.Dr.dr.Wimpie I. Pangkahila, Sp.And, FAACS NIP. 194606191976021001
Prof.Dr.dr.A.A.Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD NIP. 194412211972061001
Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK NIP.195805211985031002
Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K) NIP.195902151985102001
Tesis ini Telah Diuji dan Dinilai oleh Panitia Penguji pada Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Pada Tanggal ………
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. : ……… Tanggal ………
Panitia Penguji Tesis
Ketua : Prof.Dr.dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp.And, FAACS
Sekretaris : Prof.Dr.dr. A.A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD
Anggota :
1. Prof. dr. IGM. Aman, Sp.FK
2. Dr. dr. A.A.A.N. Susraini, Sp.PA(K)
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Nama : dr. Astrid Karina Danumihardjo
NIM : 1490761007
Program Studi : Magister Ilmu Biomedik (Anti Aging Medicine)
Judul : Pemberian Injeksi Testosteron Menghambat Kerusakan Sel Beta
Pankreas dan Menurunkan Kadar Glukosa Darah Tikus Wistar
Jantan Obesitas dengan Diabetes Melitus
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat.
Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka
saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan peraturan Mendiknas RI No.17
tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar. 16 Mei 2016
Yang membuat pernyataan,
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa penulis haturkan
karena hanya atas berkat dan rahmat-Nya tesis yang berjudul PEMBERIAN
INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA
PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH TIKUS
WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS ini dapat
terselesaikan dengan baik..
Dalam menjalani pendidikan dan penelitian ini banyak pelajaran dan
pengalaman tak ternilai yang didapat yang semakin membuka wawasan dan
menjadi pembelajaran hidup bagi penulis. Semua ini tentunya adalah peran serta
orang-orang disekeliling penulis yang senantiasa mendukung dan menyertai
selama perjalanan ini. Penulis menyadari bahwa tesis ini bisa terselesaikan berkat
bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, maka perkenankan penulis untuk
menghaturkan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD. KEMD
dan Direktur Program Pascasarjana Prof. Dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K)
atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh
pendidikan Program Pascasarjana di UniversitasUdayana
2. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK sebagai ketua
Program Studi Biomedik yang telah mendukung penyusunan tesis ini
3. Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp. And, FAACS, sebagai
membimbing penulis, memberikan saran- saran ilmiah dan masukan yang
sangat bermanfaat selama penyusunan tesis ini
4. Prof. Dr. dr. A.A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD, sebagai pembimbing II,
yang telah meluangkan waktu membimbing penulis dengan baik dan
perhatian, memberikan saran-saran ilmiah, dan masukan yang sangat
bermanfaat dalam penyusunan tesis ini
5. Prof. Dr. IGM Aman, Sp.FK, Dr. dr. A.A.A.N. Susraini, Sp.PA(K), dan
Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp. MK., M.kes, sebagai penguji, yang dengan bijak
dan sabar memberikan perhatian, koreksi dan masukan yang sangat teliti
sehingga sangat bermanfaat dalam perbaikan tesis ini.
6. Seluruh dosen Pasca Sarjana Biomedik Universitas Udayana yang telah
membimbing penulis dalam menempuh pendidikan dari awal hingga
selesainya tesis ini
7. Seluruh staf Universitas Udayana khususnya Program Magister Ilmu
Biomedik Kekhususan Anti-Aging Medicine yang selalu siap membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini. Terima kasih sebesar-besarnya
kepada Pak Edy, Geg Wah, Geg Eni, Mbok Amie, Mbok Yethi, dan
seluruh staf yang kebaikannya tiada terkira.
8. Ferbian Milas Siswanto, S.KH, sebagai staf Laboratorium Fakultas
Kedokteran Hewan Universitas Udayana yang telah banyak membantu
dalam hal teknis penelitian.
10. dr. I G K Nyoman Arijana, M.Si.Med, sebagai staf Departemen Histologi
dalam proses pembuatan preparat histopatologi pankreas
11. Kedua orang tua, adik, suami, keluarga tercinta serta sahabat penulis yang
selalu memberikan dukungan, semangat, doa serta pengertian selama
penulis menempuh pendidikan hingga diselesaikannya tesis ini.
12. Teman sejawat mahasiswa Program Magister Ilmu Biomedik Kekhususan
Anti-Aging Medicine Angkatan IX khususnya dr. Ivonne Kurniawan, dr.
Magdalena Tjahyanto M.Biomed.(AAM), dr. Ellen Destrisa Ratnapuri
M.Biomed.(AAM), dr. Astrid Tanumihardja, dr. Cheria Valentina
M.Biomed.(AAM), dr. Monica Pranoto M.Biomed.(AAM), dr. Sissy
Yunita, dan dr. Adeline Ivana Dewi sebagai sejawat dan sahabat yang
berjuang bersama dan saling memberikan semangat satu sama lain sejak
awal kuliah sampai selesainya tesis ini.
13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namun sangat
berperan dalam penulisan tesis ini.
Akhir kata penulis sangat menyadari bahwa tesis ini masih sangat jauh
dari kesempurnaan, sehingga saran dan masukan membangun dari berbagai pihak
sangatlah diharapkan. Semoga hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan kedokteran terutama di bidang Anti Aging
Medicine (AAM). SemogaTuhan memberkati kita semua.
Denpasar, 02 Juni 2016
ABSTRAK
PEMBERIAN INJEKSI TESTOSTERON MENGHAMBAT KERUSAKAN SEL BETA PANKREAS DAN MENURUNKAN KADAR GULA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN OBESITAS DENGAN DIABETES MELITUS Salah satu gangguan kesehatan yang menjadi perhatian di berbagai belahan dunia saat ini adalah obesitas. Obesitas merupakan masalah kesehatan yang tidak hanya ditemui di negara maju, melainkan juga di negara berkembang dan membawa dampak sosio-ekonomi yang besar. Obesitas, terutama obesitas sentral, menyebabkan terjadinya resistensi insulin yang kemudian akan berlanjut menjadi diabetes melitus. Diabetes melitus merupakan suatu penyakit metabolik kronis yang ditandai dengan hiperglikemia, diakibatkan oleh adanya resistensi insulin dan atau inadekuatnya produksi insulin oleh sel beta. Pemberian terapi sulih hormon testosteron telah banyak digunakan pada kondisi obesitas, yang umumnya disertai dengan penurunan kadar testosteron plasma. Berdasarkan temuan pada beberapa penelitian lain, testosteron memiliki kemampuan anti-oksidatif dan mampu mencegah kerusakan sel beta yang disebabkan oleh radikal bebas, memberikan efek melalui reseptor androgen yang terletak pada sel. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pemberian testosteron pada kondisi diabetes melitus yang disertai obesitas.
Penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan menggunakan post
test only control group design. Sampel dari penelitian ini adalah 36 tikus wistar
(Rattus norvegicus) jantan usia 9-12 bulan dengan kondisi obesitas dan diabetes
yang diinduksi dengan injeksi STZ dan NAD. Sampel dibagi menjadi dua kelompok, dengan kelompok kontrol diberikan plasebo dan Metformin sedangkan kelompok perlakuan diberikan SUSTANON 250 (6,75 mg/300 gr BB) dan Metformin. Injeksi testosteron dilakukan sebanyak dua kali dengan jarak tiga minggu. Penelitian dilakukan selama 6 minggu dan pada akhir penelitian dilakukan pengamatan jumlah sel beta pankreas serta pemeriksaan kadar glukosa
post prandial.
Pada akhir penelitian ini didapatkan skoring jumlah sel beta pada kelompok perlakuan sebesar 475,33 + 84,46 sedangkan pada kelompok kontrol sebesar 245,94 + 80,29. Pemeriksaan kadar glukosa post prandial pada kelompok perlakuan adalah 91,63 + 8,74 mg/dL sedangkan pada kelompok kontrol sebesar 102,12 + 11,09 mg/dL. Uji analisis komparasi yang dilakukan pada kedua data ini memberikan hasil p = 0,003 untuk kadar glukosa post prandial, dan p = 0,001 untuk skoring jumlah sel beta pankreas.
Kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil penelitian ini adalah pemberian testosteron intramuskular terbukti dapat menghambat kerusakan sel beta pankreas dan menurunkan kadar glukosa post prandial tikus wistar obesitas dengan diabetes melitus.
Kata kunci : obesitas, diabetes melitus, testosteron, sel beta pankreas, glukosa
ABSTRACT
TESTOSTERONE INJECTION ATTENUATES PANCREAS BETA CELL DAMAGE AND DECREASES PLASMA GLUCOSE LEVEL IN OBESE
MALE WISTAR RATS WITH DIABETES MELLITUS
One of the most outstanding health issues in the world recently is obesity, with high prevalence not only in developed countries but in developing countries as well. Along with the obvious health co-morbidities it causes, this metabolic condition also brings a heavy socio-economic burden. Obesity, in particular central obesity, will induce insulin resistance which may later develop into diabetes mellitus. Diabetes is a chronic metabolic disease marked by hyperglycemia, caused by insulin resistance and/or inadequate insulin production by the pancreatic beta cell. Testosterone hormonal replacement therapy is widely used for obesity, in which low testosterone plasma level is a common finding. Based on other researches, testosterone has been known to possess antioxidative properties and thus would be able to attenuate pancreatic beta cell damage caused by free radicals, an effect expressed from its bond with the androgenic receptors on the cell’s surface. The goal of this study was to establish the effect of testosterone therapy in diabetes mellitus with obesity.
This study was an experimental study using posttest only control group design. The sample used in this study was 36 obese male Wistar rats, age ranging between 9 – 12 months old with diabetes mellitus which was provoked by NAD and STZ injection. The samples were divided into two groups: the control group which was given placebo and metformin and the treatment group which received SUSTANON 250 (6,75 mg/300 gr bodyweight) and metformin. Testosterone injections were given twice in this study, the second dose was given three weeks after the first injection. This study was completed in 6 weeks and at the end of the study, histopathology examination of pancreatic beta cell and post prandial glucose level evaluation were performed.
The results showed the pancreas beta cells score for the treatment group were 475,33 + 84,46 while for the control group, the score were 245,94 + 80,29. Post prandial glucose level for the treatment group was 91,63 + 8,74 mg/dL while the control group level was 102,12 + 11,09 mg/dL. Comparability test that was done based on this data showed p = 0,003 for post prandial glucose level and p = 0,001 for pancreatic beta cell score.
Based on the results above, it can be concluded that intramuscular testosterone therapy was proven to attenuate pancreatic beta cell and decrease plasma glucose level in obese male Wistar rats with diabetes mellitus.
Key words : obesity, diabetes mellitus, testosterone, pancreas beta cell, post prandial glucose
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM………... i
LEMBAR PRASYARAT GELAR MAGISTER……… ii
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING..……… iii
LEMBAR PENETAPAN PANITIA PENGUJI……….. iv
LEMBAR PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT……… v
LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH………... vi
ABSTRAK ……….. ix
ABSTRACT………. x
DAFTAR ISI……… xi
DAFTAR TABEL……… xiv
DAFTAR GAMBAR………... xv
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG……….. xvi
DAFTAR LAMPIRAN……… xviii
BAB I. PENDAHULUAN………... 1
1.1 Latar Belakang………...……… 1
1.2 Rumusan Masalah………...………... 5
1.3 Tujuan Penelitian………..……… 5
1.4 Manfaat Penelitian…..………... 6
BAB II. KAJIAN PUSTAKA…..……… 7
2.1 Penuaan………... 7
2.1.1 Penuaan : Penyebab dan Tahapan……….. 7
2.1.2 Mekanisme Proses Penuaan……….. 9
2.2 Obesitas………... 11
2.2.1 Definisi………... 11
2.2.2 Epidemiologi Obesitas………... 12
2.2.3 Etiologi dan Patofisiologi Obesitas……… 12
2.2.4 Obesitas dan Hormon Testosteron………. 15
2.2.5 Obesitas dan Diabetes Melitus……….. 17
2.2.6 Pengaruh Obesitas terhadap Stres Oksidatif………. 19
2.3 Diabetes Melitus………. 20
2.3.1 Definisi Diabetes Melitus……….. 20
2.3.2 Epidemiologi Diabetes Melitus……….. 21
2.3.3 Faktor Risiko Diabetes Melitus………. 22
2.3.4 Klasifikasi……….. 22
2.3.5 Patogenesis Diabetes Melitus……… 23
2.3.6 Gejala Klinis Diabetes Melitus……….. 24
2.3.7 Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus……….. 25
2.3.9 Penatalaksanaan Diabetes Melitus Tipe 2………. 28
2.3.10 Streptozotosin (STZ) dan Diabetes Melitus………. 30
2.4 Pankreas……….. 32
2.4.1 Anatomi Fisiologi Kelenjar Pankreas……… 32
2.4.2 Sel Beta Pankreas………... 33
2.4.3 Insulin……… 38
2.5 Testosteron……….. 39
2.5.1 Sintesis, Sekresi, dan Regulasi……….. 40
2.5.2 Testosteron dalam Sirkulasi………... 42
2.5.3 Metabolisme Testosteron………... 43
2.5.4 Efek Biologis Testosteron dan Metabolitnya………. 44
2.5.5 Testosteron dan Metabolisme Glukosa……….. 47
2.5.6 Terapi Sulih Testosteron……… 49
2.6 Hewan Percobaan……… 50
2.6.1 Penggunaan Tikus Putih……… 50
2.6.2 Kriteria Obesitas……… 51
2.6.3 Kriteria Diabetes Melitus………... 51
BAB III. KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS……… 52
3.1 Kerangka Berpikir………... 52
3.2 Kerangka Konsep……… 54
3.3 Hipotesis Penelitian……… 54
BAB IV. METODE PENELITIAN………. 56
4.1 Rancangan Penelitian………...………... 56
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian………. 59
4.3 Populasi dan Sampel Penelitian………..……… 60
4.3.1 Populasi Penelitian………. 60
4.3.2 Sampel……… 60
4.3.3 Penentuan Besar Sampel……… 60
4.3.4 Cara Pengambilan Sampel……… 61
4.4 Variabel Penelitian……… 62
4.4.1 Identifikasi Variabel……… 62
4.4.2 Klasifikasi Variabel……… 62
4.4.3 Definisi Operasional Variabel……… 62
4.4.4 Hubungan Antar Variabel……… 66
4.5 Bahan Penelitian……… 66 4.6 Instrumen Penelitian……… 67 4.7 Prosedur Penelitian……… 68 4.7.1 Sebelum Perlakuan……….. 68 4.7.2 Pelaksanaan Penelitian……… 69 4.7.3 Setelah Perlakuan………. 70 4.7.4 Pembuatan dan Pengamatan Histopatologi Pankreas… 71
4.7.5 Cara Pemeriksaan Kadar Glukosa Darah………... 72
4.8 Alur Penelitian……… 73
4.9 Analisis Data……… 74
BAB V. HASIL PENELITIAN……… 75
5.1 Analisis Deskriptif……… 75
5.2 Uji Normalitas Data……… 76
5.3 Uji Homogenitas Data……… 76
5.4 Uji Komparabilitas Data………. 76
BAB VI. PEMBAHASAN PENELITIAN……… 82
6.1 Pengaruh Pemberian Testosteron terhadap Sel Beta Pankreas 82 6.2 Pengaruh Pemberian Testosteron terhadap Kadar Glukosa Post prandial……….……….. 85
BAB VII. SIMPULAN DAN SARAN……… 88
DAFTAR PUSTAKA………. 89
DAFTAR TABEL
Halaman 2.1 Kadar Glukosa Darah Sewaktu dan Puasa sebagai Patokan Penyaring
dan Diagnosa……….. 21 5.1 Hasil Analisa Deskriptif Skor Sel Beta Pankreas ……… 75 5.2 Hasil Analisa Deskriptif Kadar Glukosa Post prandial ……… 76 5.3 Perbedaan Rerata Skor Sel Beta Pankreas Antar Kelompok Setelah
Perlakuan……….………... 77 5.4 Perbedaan Rerata Kadar Glukosa Post prandial Jumlah Antar
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Hipotesis Hipogonad – Obesitas……… 16
2.2 Hubungan Obesitas dengan Resistensi Insulin……….. 18
2.3 Proses Komplikasi pada Penderita Hiperglikemia………. 28
2.4 Mekanisme Kerja Insulin – Glukagon………... 33
2.5 Allred Scoring Guidelines……….. 36
2.6 Mekanisme Disfungsi Sel Beta Pankreas………... 37
2.7 Mekanisme Kerja Insulin………... 39
2.8 Regulasi Sekresi dan Sintesis Testosteron : Aksis Hipotalamus – Hipofisis – Testis………... 42
3.1 Konsep Penelitian……….. 54
4.1 Rancangan Penelitian………. 56
4.2 Hubungan Antar Variabel Bebas dan Terkendali……….. 66
4.3 Bagan Alur Penelitian……… 73
5.1 Grafik Perbandingan Rerata Skor Sel Beta Pankreas Setelah Perlakuan Antar Kelompok………. 78
5.2 Gambaran Histopatologi Sel Beta Pankreas Kelompok Kontrol (P0)….. 79
5.3 Gambaran Histopatologi Sel Beta Pankreas Kelompok Perlakuan (P1)… 79 5.4 Grafik Perbandingan Rerata Kadar Glukosa Darah Post prandial Setelah Perlakuan Antar Kelompok……….. 81
DAFTAR SINGKATAN
AAM = Anti Aging Medicine
ANH = Atrial Natriuretic Hormone
BMI = Body Mass Index
CDC = Centers for Disease Control and Prevention
DHEA = Dehydroepiandrosterone
DHT = Dihydrotestosterone
DM = Diabetes melitus DNA = Deoxyribonucleic acid
FFA = Free Fatty Acid
FSH = Follicle Stimulating Hormone
GH = Growth hormone
GnRH = Gonadotropin Releasing Hormone
HDL = High Density Lipoprotein
IL-6 = Interleukin-6
IMT = Indeks Massa Tubuh LDL = Low Density Lipoprotein
LH = Luteinizing Hormone
NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide
NADH = Nicotinamide Adenine Dehydrogenase
NO = Nitric oxide
OHO = Obat Hipoglikemik Oral PTH = Parathyroid Hormone
Riskesdas = Riset Kesehatan Dasar ROS = Reactive oxygen species
SHBG = Sex hormone binding globulin
STZ = Streptozotocin
T2DM = Diabetes melitus tipe 2 WHO = World Health Organization
DAFTAR LAMBANG
α = Alfa β = Beta γ = Gamma
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Ethical Clearance………... 96
2 Tabel Konversi Perhitungan Dosis untuk Beberapa Jenis Hewan Coba dan Manusia……… 97
3 Hasil Pemeriksaan Kadar Glukosa Post-prandial………... 98
4 Analisis Data Kadar Glukosa Post-prandial………... 99
5 Hasil Pengamatan Sel Beta Pankreas……….. 101
