PERBEDAAN PENGARUH PEMBERIAN PROPOFOL DAN DEXMEDETOMIDINE TERHADAP EKSPRESI KASPASE 3 DI HIPOKAMPUS PADA
MENCIT BALB/C DENGAN CEDERA KEPALA
TESIS
Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Kedokteran Keluarga
Minat Utama: Ilmu Biomedik
Oleh :
Andri L. Tobing
S. 501002003
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan atas petunjuk dan rahmat yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya dengan judul
“Perbedaan pengaruh pemberian propofol dan dexmedetomidine terhadap
ekspresi kaspase 3 di hipokampus pada mencit balb/c dengan cedera kepala”.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini jauh dari sempurna, maka, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Atas kesempatan, bantuan dan bimbingan yang diberikan kepada penulis, maka pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar–besarnya kepada yang terhormat :
1. Rektor Universitas Sebelas Maret Prof. Dr. Ravik Karsidi yang telah memberi kesempatan pada penulis untuk mengikuti pendidikan di UNS. 2. Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Prof. Dr.Ahmad
Yunus, Ir., MS, yang telah memberi kesempatan pada penulis untuk mengikuti pendidikan di Pascasarjana UNS.
3. Direktur RSUD Dr. Moewardi Surakarta, drg. Basoeki Soetardjo, MMR, yang telah memberi kesempatan pada penulis untuk menerapkan ilmu anestesi di RSUD Dr. Moewardi Surakarta .
4. Dekan Fakultas Kedokteran UNS, Prof. Dr. dr. Zainal Arifin Adnan, Sp.PD-KR FINASIM yang telah memberi kesempatan pada penulis untuk mengikuti pendidikan di Fakuktas Kedokteran UNS.
6. pendidikan di Magister Kedokteran Keluarga Pascasarjana UNS serta selaku pembimbing tesis.
7. Kepala Program Studi Anestesiologi dan Terapi Intensif FK UNS, Dr. Sudjito, Sp. An KNA, selaku pembimbing II, atas segala bimbingan dan masukan yang diberikan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini. 8. dr. Marthunus Judin, Sp. An-K, sekaligus selaku Kepala Bagian SMF
Anestesiologi dan Terapi Intensif FK UNS, atas segala bimbingan dan masukan yang diberikan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini. 9. Prof. dr. Bhisma Murti, MPH, MSc, PhD selaku pembimbing statistik, atas
segala bimbingan dan masukan yang diberikan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
10. dr. Ardana Tri Arianto SpAn. MKes. selaku pembimbing akademis, atas segala bimbingan dan masukan yang diberikan pada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
11. Seluruh staf pengajar PPDS I Anestesiologi dan Terapi Intensif Fakultas Kedokteran UNS Surakarta/ RSUD Dr Moewardi Surakarta.
12. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan karya tulis ini.
Surakarta, November 2013 Penulis,
Andri L. Tobing v
DIFFERENCES IN THE EFFECT OF PROPOFOL AND DEXMEDETOMIDINE
ON THE EXPRESSION OF CASPASE-3 IN HIPPOCAMPUS
BALB/C MICE WITH BRAIN INJURY
Andri L Tobing,Hari Wujoso,Mulyo Hadi Sudjito Magister Kedokteran Keluarga Program PASCASARJANA UNS
andrilumbantobing@gmail.com
ABSTRACT
Andri L. Tobing, S 501002003 2013. Differences in the effect of propofol and dexmedetomidine on the expression of caspase-3 in hippocampus mice Balb/c with brain injury, Supervisor I: Dr. dr. Hari Wujoso, Sp F, MM. Supervisor II: Mulyo Hadi Sudjito, dr, SpAn KNA, Department of Anesthesiology and Intensive Therapy, Medical Faculty. Master of Family Medicine, Post-Graduate Program of Sebelas Maret University, Surakarta.
Background : Brain injuries are one of the life-threatening condition in trauma patients. In head injury occurred biomolecular and biochemical pathologic processes that can cause necrosis or apoptosis through the activation of caspase-3. Propofol and dexmedetomidine is an anesthetic agents that has a neuroprotective effect in the caspase-3 settings.
Purpose : To analyze the differences in the influence of intravenous propofol 50 mg/kg bodyweight and dexmedetomidine 100 ug/kg bodyweight on the expression of caspase-3 in the hippocampus mice Balb/c with brain injuries.
Methods : Laboratory experimental study with a group randomized controlled trial design. Balb/c mice were divided into 3 groups randomly. P1 as the control group, mice treated brain injury with a weight drop method and gets 0.9% NaCl. P2 group, mice treated brain injury with a weight drop method and given intravenous propofol 50 mg/kg bodyweight. P3 group, mice treated brain injury with a weight drop method and given intravenous dexmedetomidine 100 ug/kg bodyweight. Examination of caspase 3 activation using specific immunohistochemical staining, 6 hours after administration of propofol and dexmedetomidine. Outcomes were assessed with SPSS 19, with a significance level p <0.05.
Result : Means expression of caspase 3 : P1=2,62; P2=1,54; P3=0,62. The statistic result test among all groups show significant differences (p=0,000). The comparation of groups that have significant outcome are :P1-P2 (p=0,000), P1-P3 (p=0,000), P2-P3 (p=0,000).
Conclusion : Administered of propofol 50 mg/kg bodyweight and dexmedetomidine 100 ug/kg bodyweight show significant result on reduction to caspase 3 activation, which is compared to control in a group of mice which given brain injury. From this research, it shows that administering dexmedetomidine 100 ug/kg bodyweight is more effective in lowering expression of caspase 3 in mice which given brain injury.
Keywords : Propofol, dexmedetomidine, brain injury, expression of caspase 3.
vi
PERBEDAAN PENGARUH PEMBERIAN PROPOFOL DAN DEXMEDETOMIDINE
TERHADAP EKSPRESI KASPASE 3 DI HIPOKAMPUS PADA
MENCIT BALB/C DENGAN CEDERA KEPALA
Andri L Tobing,Hari Wujoso,Mulyo Hadi Sudjito Magister Kedokteran Keluarga Program PASCASARJANA UNS
andrilumbantobing@gmail.com ABSTRAK
Andri L. Tobing, S 501002003 2013. Perbedaan Pengaruh Pemberian Propofol dan Dexmedetomidine terhadap Ekspresi Kaspase 3 di Hipokampus pada Mencit Balb/c dengan Cedera Kepala, Pembimbing I: Dr. dr. Hari Wujoso, Sp F, MM. Pembimbing II: Mulyo Hadi Sudjito, dr, SpAn KNA, Anestesiologi dan Terapi Intensif Fakultas Kedokteran, Program Studi Magister Kedokteran Keluarga, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Latar Belakang: Cedera kepala adalah salah satu kondisi yang mengancam jiwa pada pasien trauma. Pada cedera kepala terjadi proses biomolekuler dan biokimiawi patologik yang dapat menyebabkan nekrosis maupun apoptosis melalui aktivasi kaspase 3. Propofol dan dexmedetomidine merupakan obat anestesi yang memiliki efek neuroproteksi dengan pengaturan pada kaspase 3. Tujuan: Menganalisis perbedaan pengaruh propofol 50 mg/kg BB dan dexmedetomidine 100 ug/kg BB terhadap ekspresi kaspase 3 di hipokampus pada mencit Balb/c yang mengalami cedera kepala.
Metode: Penelitian eksperimental laboratorik dengan desain randomized controlled trial grup. Mencit Balb/c dibagi menjadi 3 kelompok secara acak, yaitu kelompok P1 sebagai kontrol, mencit diberi perlakuan cedera kepala dengan metode weight drop dan mendapat NaCl 0,9%. Kelompok P2, mencit diberi perlakuan cedera kepala dengan metode weight drop dan kemudian diberi propofol 50 mg/kgBB intravena. Kelompok P3, mencit diberi perlakuan cedera kepala dengan metode weight drop dan kemudian diberi dexmedetomidine 100 ug/kgBB intravena. Pemeriksaan aktivasi kaspase 3 menggunakan pengecatan
khusus immunohistokimia setelah 6 jam pemberian propofol dan
dexmedetomidine. Hasil dinilai dengan SPSS 19 dengan derajat kemaknaan p<0,05. Hasil: Rata-rata persentase ekspresi kaspase 3: P1= 2,62; P2 = 1,54; P3 =0,62. Perhitungan statistik dari semua kelompok menunjukkan perbedaan signifikan (P=0,000). Perbandingan antar kelompok menujukkan: P1-P2 (p=000), P1-P3 (p=0,000), P2-P3 (p=0,000).
Kesimpulan: Pemberian propofol 50mg/kgbb dan dexmedetomidine 100 ug/kgbb menunjukkan hasil yang signifikan dalam penghambatan ekspresi kaspase 3 aktif dibandingkan dengan kontrol pada mencit yang diberi cedera kepala. Dari penelitian ini dapat ditarik kesimpulan bahwa pemberian dexmedetomidine 100 ug/kgbb memberikan hasil yang lebih efektif untuk menurunkan ekspresi kaspase 3 aktif pada mencit dengan cedera kepala.
Kata Kunci : Propofol, dexmedetomidine, cedera kepala, ekspresi kaspase 3. vii
DAFTAR ISI
DAFTAR SINGKATAN... xiii
III. METODE PENELITIAN... 28
A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 28
B. Jenis Penelitian ... 28
C. Populasi dan Sampel Penelitian ... 28
D. Definisi Operasional ... 30
E. Alur Penelitian ... 31
F. Bahan dan Cara Kerja Penelitian ... 32
G. Analisis Data ... 35
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
A. Hasil ... 36
B. Pembahasan ... 42
C. Keterbatasan Penelitian... 45
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 46
A. Simpulan ... 46
B. Saran ... 46
DAFTAR PUSTAKA... 47 LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tahap I Kerusakan otak ... 7
Gambar 2.2 Tahap II : Kerusakan otak, jaringan mediator, kerusakan peroksidase lipid ... 8
Gambar 2.3 Regulasi neuronal apoptosis setelah cedera kepala ... 13
Gambar 2.4 Alur skematik dari apoptosis ... 14
Gambar 2.5 Efek proteksi propofol pada trauma kepala... 18
Gambar 2.6 Mekanisme a2-Adrenergic reseptor pada kematian neuronal apoptotik ... 21
Gambar 2.7 Efek dexmedetomidine pada pelepasan glutamat ... 22
Gambar 2.8 Kerrangka Berpikir ... 25
Gambar 2.9 Kerangka Konsep ... 27
Gambar 3.1 Alur Penelitian ... 31
Gambar 4.1 Grafik box plot rata rata jumlah ekspresi kaspase 3 ... 38
Gambar 4.2 Kaspase 3 aktif dengan metode IHC ... 41
Gambar 4.3 Kaspase 3 aktif pada kelompok kontrol... ... 41
Gambar 4.4 Kaspase 3 aktif pada kelompok propofol... ... 41
Gambar 4.4 Kaspase 3 aktif pada kelompok dexmedetomidine... 41 x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Glascow Coma Scale ... 11 Tabel 4.1 Jumlah ekspresi kaspase 3 pada hipokampus mencit... 43 Tabel 4.2 Hasil uji normalitas Shapiro Wilk jumlah ekspresi kaspase 3 ... 45 Tabel 4.3 Hasil uji F (One way Anova) pada mean jumlah ekspresi kaspase 3
pada ketiga kelompok pemeriksaan ... 46 Tabel 4.4 Hasil Post Hoc test Tuckey tentang beda mean jumlah ekspresi
kaspase 3 hipokampus antar pasangan... 46 xi
DAFTAR SINGKATAN
ATP : Adenosine Tri Phosphate
BB : Berat badan
Bcl-2 : B-cell lymphoma 2
CARS : Compensatory Anti Inflammatory Response Sindrome.
Kaspase : Sistein aspartat
CMRO2 : Oksigen Cerebral Metabolic Rate
DNA : Deoxyribonucleic Acid
ER : Endoplasmic Reticulum
GABA : Gamma Ammino Butyric Acid
GCS : Glasgow Coma Scale
IAP : Inhibitory Apoptosis
Mo : Makrofag
NK : Natural Killer
NO : Nitric Oxide
ROIs : Reactive Oxygen Intermediates
TNF : Tumor Necrosis Factor
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lembar Penelitian
Lampiran 2. Lembar Uji Motor Scale pada mencit Lampiran 3. Lembar Kelaikan Etik
Lampiran 4. Data Tabulasi dan Hasil Penelitian Lampiran 5. Hasil Uji Statistik
Lampiran 6. Penjelasan Alur Penelitian Lampiran 7. Jadwal Penelitian
xiii