PENGARUH KURKUMIN DAN OMEGA-3 TERHADAP MENCIT Balb/C MODEL SEPSIS
CECAL INOCULUM
SKRIPSI Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Kedokteran
Achmad Abdulloh G0006029
FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET Surakarta 2010
SURVIVAL
PENGESAHAN SKRIPSI Skripsi dengan judul : Pengaruh Kurkumin dan Omega-3 terhadap Survival Mencit Balb/C Model Sepsis Cecal Inoculum
Achmad Abdulloh, G0006029, Tahun : 2010 Telah diuji dan sudah disahkan di hadapan Dewan Penguji Skripsi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Pada Hari Senin, Tanggal 16 Agustus 2010 Pembimbing Utama Nama : RP. Andri Putranto, dr., M.Si. NIP : 19630525 199603 199603 1 001
.......................................... ..........................................
Pembimbing Pendamping Nama : Sarsono, Drs., M.Si NIP : 19581127 198601 198601 1 001
.......................................... ..........................................
Penguji Utama Nama : Diding Heri Prasetyo, dr., M.Si. NIP : 19680429 199903 199903 1 001
.......................................... ..........................................
Anggota Penguji Nama : Ipop Syarifah, Dra., M.Si. NIP : 19560328 198503 198503 2 001
.......................................... ..........................................
Surakarta,.............................. Ketua Tim Skripsi
Dekan FK UNS
Sri Wahjono, dr. MKes.DAFK NIP 19450824 197310 1 001
Prof. Dr. A. A. Subijanto, dr. MS NIP 19481107 197310 1 003
ii
PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara se cara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 16 Agustus 2010
Achmad Abdullloh NIM G0006029
iii
ABSTRAK Achmad Abdulloh, G0006029, 2010 . Pengaruh Kurkumin dan Omega-3 terhadap Survival Mencit Balb/C Model Sepsis Cecal Inoculum, Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret. Tujuan Penelitian: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah ada pengaruh kurkumin dan omega-3 terhadap survival mencit balb/c model sepsis cecal inoculum. Metode: Subjek penelitian berupa 32 ekor mencit Balb/C jantan dengan berat badan + 17-20 gram dan berusia 4-6 minggu. Mencit dibagi 2 kelompok dengan masing-masing kelompok terdiri 16 ekor mencit, diamati dan dicatat survival selama 7 hari. Setiap hewan coba diberi injeksi cecal inoculum sebanyak 8 mg/mencit/ip/hari. Cecal inoculum dibuat baru setiap hari dari mencit donor yang dikorbankan dengan mensuspensikan 200 mg material cecal pada 5 ml dextrose water 5% (D5W) steril. Data yang dihasilkan dianalisis menggunakan uji chi square. Hasil: Mencit yang bertahan hidup pada kelompok sepsis sebanyak 37,5% dan pada kelompok sepsis + kurkumin dan omega-3 sebanyak 50%. Tetapi secara analisis statistik tidak bermakna karena didapatkan p >0,476. Simpulan: Tidak ada pengaruh kurkumin dan omega-3 terhadap survival mencit Balb/C model sepsis cecal inoculum. Kata kunci: kurkumin, omega-3, sepsis
iv
ABSTRACT Achmad Abdulloh, G006029, 2010 . Effect of Curcumin and Omega-3 on Survival of Balb/C Mice Cecal Inoculum Sepsis Model, Sebelas Maret University School of Medicine. Aim of the Study: The objective of this study is to evaluate the effect of curcumin and omega-3 on balb/c mice cecal inoculum sepsis model. Methods: 32 balb/c male mice with weight + 17-20 grams and 4-6 weeks old were used to this study. Mice divide by 2 groups with 16 mices for each group, we observe the survival for 7 days. Every mice induced by an intraperitoneally injection 8 mg/mice/day of cecal inoculum. Cecal inoculum created new everyday by mixed 200 mg cecal material with 5 ml sterile dextrose water 5% (D5W). Data were analyzed with chi square test. Results: mice without curcumin and omega-3 had 37,5% survival and mice with curcumin and omega-3 had 50% survival. But acording to statistical analysis this is not significant because p>0,476. Conclusions: there is no effect of curcumin and omega-3 on survival of balb/c mice cecal inoculum sepsis model. Keyword: curcumin, omega-3, sepsis
v
PRAKATA
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Kurkumin dan Omega-3 terhadap Survival Mencit Balb/C Model Sepsis Cecal Inoculum”. Penyusunan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat sarjana S1 Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret. Dalam penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari berbagai hambatan dan kesulitan. Namun berkat bimbingan dan bantuan yang diberikan oleh semua pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. A. A. Subijanto, dr. MS selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Sri Wahjono, dr. MKes.DAFK selaku Ketua Tim Skripsi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. RP. Andri Putranto, dr., M.Si. selaku Pembimbing Utama atas semua bimbingan, saran, dan masukan dalam penyusunan skripsi. 4. Sarsono, Drs., M.Si selaku Pembimbing Pendamping atas semua bimbingan, saran, dan masukan dalam penyusunan skripsi. 5. Diding Heri Prasetyo, dr., M.Si. selaku Penguji Utama atas semua bimbingan, saran, dan masukan dalam penyusunan skripsi. 6. Ipop Syarifah, Dra., M.Si. selaku Anggota Penguji atas semua bimbingan, saran, dan masukan dalam penyusunan skripsi. 7. Tim Skripsi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan pelayanan dan kemudahan dalam pelaksanaan skripsi. 8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik serta saran di masa yang akan datang.
Surakarta, 16 Agustus 2010
Achmad Abdulloh
vi
DAFTAR ISI
PRAKATA...............................................................................................
halaman vi
DAFTAR ISI............................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR...............................................................................
ix
DAFTAR TABEL....................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN...........................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah.........................................................
1
B. Rumusan Masalah...................................................................
3
C. Tujuan Masalah.......................................................................
3
D. Manfaat Penelitian..................................................................
3
BAB II LANDASAN TEORI.................................................................
5
A. Tinjauan Pustaka....................................................................
5
1. Sepsis................................................................................
5
2. Kurkumin..........................................................................
8
3. Omega-3...........................................................................
10
B. Kerangka Pemikiran..............................................................
13
C. Hipotesis................................................................................
14
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................
15
A. Jenis Penelitian.....................................................................
15
B. Lokasi Penelitian..................................................................
15
C. Subyek Penelitian.................................................................
15
D. Teknik Sampling...................................................................
15
E. Variabel Penelitian...............................................................
16
F. Skala Variabel......................................................................
16
G. Definisi Operasional Variabel..............................................
16
H. Rancangan Penelitian...........................................................
17
I. Instrumen Penelitian.............................................................
17
vii
J. Cara Kerja.............................................................................
18
K. Analisis Data.........................................................................
21
BAB IV HASIL PENELITIAN.............................................................
22
A. Hasil Pengamatan.................................................................
22
B. Analisis Hasil Penelitian.......................................................
22
BAB V PEMBAHASAN........................................................................
24
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN.....................................................
27
A. SIMPULAN.........................................................................
27
B. SARAN...............................................................................
27
DAFTAR PUSTAKA..............................................................................
28
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur Kimia Kurkumin....................................................
9
Gambar 2.2. Struktur Kimia ALA, DHA, EPA.......................................
11
Gambar 2.3. Kerangka Pemikiran.............................................................
13
Gambar 3.1. Alur Penelitian.....................................................................
20
ix
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Hasil Pengamatan Survival Mencit.........................................
x
22
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Hasil uji Chi Square Lampiran 2. Foto Penelitian Lampiran 3. Tabel Konversi Dosis Untuk Manusia Dan Hewan Lampiran 4. Surat Kelaikan Etik Lampiran 5. Surat Ijin Penelitian
xi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Melakang Masalah
Sepsis merupakan penyebab utama kematian pada pasien-pasien dengan penyakit kritis dan masih menjadi penyebab utama kematian di sejumlah intensive care unit (ICU) (Guntur, 2008). Angka morbiditas dan mortalitas
sepsis di Indonesia sendiri masih sangat tinggi (Guntur, 2008). Penyakit ini juga banyak dijumpai pada penderita rawat inap di rumah sakit dan secara keseluruhan lebih dari 25% penderita sepsis meninggal (Anonim, 2002). Kasus yang terjadi antara lain sebanyak 56,83% terjadi di Yogyakarta; 54,17% di Palembang (Subroto, 2006), dan di bangsal Penyakit Dalam Rumah Sakit Dr. Sardjito Jogyakarta, pada tahun 2002 terdapat 139 kasus sepsis dengan angka kematian sebanyak 59,17% (Subroto et al., 2003). Sepsis adalah Systemic Inflammantory Response Syndrome (SIRS) yang disebabkan oleh mikroorganisme seperti bakteri gram negatif maupun positif, jamur, virus dan parasit (Guntur, 2008; James et al., 2005). Tempat asal infeksi yang tersering adalah sistem saluran cerna, disusul saluran kemih. Stimulus dari sepsis adalah mikroorganisme atau substansi (zat) yang dikeluarkannya (seperti eksotoksin, yaitu Toxic Shock Syndrome Toksin I (TSS toksin I), enterotoksin) atau komponen mikroorganisme (seperti endotoksin terutama Lipid A dari bakteri gram negatif, peptidoglikan dari bakteri gram positif dan antigen jamur atau virus) (Munford, 2005). Proporsi infeksi yang disebabkan
bakteri gram negatif antara 30-80% dan bakteri gram positif antara 6-24% dari jumlah kasus sepsis (Edwin et al., 2003) dapat mengakibatkan respon sistemik terutama pada usus, paru-paru, hati, ginjal, dan organ lainnya serta mengakibatkan multiple organ failure (MOF), syok septik serta kematian (Arul et al., 2001). Infeksi yang terjadi akan segera mengaktifkan NF κB sebagai
sinyal trankripsi gen sitokin inflamasi. NFκB berperan penting dalam system imun dan respon inflamasi melalui regulasi gen penyandi sitokin pro-inflamasi, molekul adhesi, growth factor dan menginduksi enzim cyclooxygenase dan nitric oxide synthase. NFκB dapat diaktivasi oleh berbagai stimulus, seperti
sitokin inflamasi seperti TNF-α dan IL-1, sinyal aktivasi sel T, growth factor dan induksi stress (Tripathi et al., 2006). Fakta terbaru menunjukkan bahwa bermacam-macam ekstrak herbal termasuk kunyit, mempunyai potensi aktifitas anti-inflamasi dalam berbagai jenis model inflamasi. Hasil dari berbagai penelitian menunjukkan kurkumin mempunyai aktifitas anti-inflamasi yang mirip dengan obat-obat Anti Inflamasi Non Steroid (AINS) seperti Indometasin, Vioxx, Celebrex, dan Ibuprofen, tetapi tanpa banyak efek samping seperti gangguan gastrointestinal dan komplikasi kardiovaskuler (Davis et al., 2007). Efek anti-inflamasi kurkumin melalui penghambatan
aktivasi NFκB. Penghambatan NFκB ini akan
menurunkan tumor necrosing factor (TNF-α), dan mempengaruhi down regulation dari enzim cyclooxygenase 2 (COX-2) yang menurunkan aktivitas
sitokin
pro-inflamasi
sehingga
(Chattopadhyay et al., 2004).
menurunkan
inflamasi
yang
terjadi
Docosahexaenoic acid (DHA) dan Eicosapentaenoic acid (EPA), yang
merupakan asam lemak yang terkandung dalam minyak ikan, sudah digunakan secara tradisonal dalam mengobati penyakit metabolik (Gani, 2008). Asam lemak omega-3 merupakan asam lemak tak jenuh yang yang paling poten terhadap aktifitas imunomodulator, dan diantara asam lemak omega 3, EPA dan DHA lebih poten daripada ALA (Simopoulos, 2002). Peningkatan asupan omega-3 secara simultan akan mengurangi penggunaan asam lemak omega-6 seperti asam arakidonat (AA) dan asam linolenat (LA) di membran plasma, sehingga akan mengubah fungsi dan signal seluler (Holub, 2002). Sitokin proinflamasi hasil metabolisme asam arakidonat dikeluarkan dari membran plasma untuk aktivasi inflamasi. EPA kemudian dilepas untuk berkompetisi dengan AA dalam metabolisme enzimatik untuk mengurangi inflamasi dan derivat kemotaktik (Simopoulos, 2002). B. Rumusan Masalah
Adakah pengaruh kurkumin dan omega-3 terhadap survival mencit Balb/C model sepsis cecal inoculum? C. Tujuan penelitian
Untuk mengetahui pengaruh kurkumin dan omega-3 terhadap survival mencit Balb/C model sepsis cecal inoculum. D. Manfaat Penelitian
1. Manfaat Teoritis Penelitian ini dapat memberi masukan dalam ilmu pengetahuan tentang kurkumin dan omega-3 sebagai terapi adjuvant pada kasus sepsis.
2. Manfaat Praktis Penelitian ini diharapkan dapat menjadi langkah awal dalam peneli tian tentang memanfaatkan kurkumin dan omega-3 sebagai terapi adjuvant pada kasus sepsis.
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka 1. Sepsis
Sepsis adalah suatu sindroma klinik sebagai manifestasi proses inflamasi imunologik yang terjadi karena adanya respon tubuh (imunitas) yang
berlebihan
terhadap
rangsangan
produk
ditandai
dengan:
hipertermi/hipotermi (suhu > 101° F/38.3° C atau < 96.1°F/35.6° C), takikardi (denyut jantung > 100 kali /menit), takipnea (frekuensi nafas > 20 kali/menit), leukositosis (> 12.000/mm³), leukopenia (< 4.000/mm³) atau 10% sel imatur/band, dengan atau tanpa bakterimia (Edwin et al., 2003; Guntur, 2008). Sepsis disebabkan oleh bakteri gram negatif, bakteri gram positif, jamur, virus, dan parasit (Edwin et al., 2003; James et al., 2005). Proporsi infeksi yang disebabkan oleh bakteri gram negatif antara 30-80% dan bakteri gram positif antara 6-24% dari jumlah kasus sepsis (Kristine et al., 2007). Stimulus dari sepsis adalah mikroorganisme atau substansi (zat) yang dikeluarkannya (seperti eksotoksin, yaitu TSS toksin 1, enterotoksin) atau komponen mikroorganisme (seperti endotoksin terutama Lipid A dari bakteri gram negatif, peptidoglikan dari bakteri gram positif dan antigen jamur atau virus) (Munford, 2005). Faktor yang paling berperan penting terhadap sepsis adalah Lipopopisakarida (LPS) atau endotoksin glikoprotein
kompleks dan dinyatakan sebagai penyebab sepsis terbanyak. Struktur Lipid A dalam LPS bertanggung jawab terhadap reaksi inflamasi jaringan, demam, dan syok. LPS dapat langsung mengaktifkan sistem imun seluler dan humoral, yang dapat menimbulkan septikemia (Guntur, 2006). Patofisiologi sepsis sangat kompleks akibat dari interaksi antara proses infeksi kuman patogen, inflamasi dan jalur koagulasi (Kristine et al., 2007) yang dikarakteristikkan sebagai ketidakseimbangan antara sitokin pro-inflamasi seperti tumor nekrosis faktor -α (TNF-α), interferon -γ (IFN-γ), interleukin -1β (IL-1β), dan IL-6) dengan sitokin anti-inflamasi (seperti IL-1,
IL-4 dan IL-10) (Elena et al., 2006). Overproduksi sitokin inflamasi menyebabkan aktivasi respon sistemik berupa Systemic Inflammantory Response Syndrome (SIRS) terutama pada paru-paru, hati, ginjal, usus dan
organ lainnya yang mempengaruhi permeabilitas vaskuler, fungsi jantung dan menginduksi perubahan metabolik menyebabkan nekrose jaringan, Multiple Organ Failure (MOF) serta kematian (Elena et al., 2006; Arul,
2001) Endotoksin dapat secara langsung dengan LPS dan bersama-sama dengan antibodi dalam serum darah membentuk LPSab (Lipopolisakarida Antibodi). Dengan perantara reseptor CD14, LPSab yang berada didalam darah akan bereaksi dengan makrofag dan kemudian ditampilkan sebagai Antigen Presenting Cell (APC). Ikatan PLS-LPB ( Lipopolysaccharide Binding Protein) kompleks menuju CD14 reseptor di permukaan seluler dan
berinteraksi degan toll-like receptor 4 (TLR4) untuk menginduksi nuclear
factor κ -B (NKκB) sebagai sinyal dan trankripsi sitokin pro-inflamasi, khemokin, adhesion dan faktor koagulasi. Sebagai usaha tubuh untuk bereaksi terhadap sepsis, limfosit T akan mengeluarkan substansi dari Th1 yang berfungsi sebagai imunomodulator yaitu: IFNγ, IL-2 dan M-CSF ( Makrophage
Colony
Stimulating
Factor ).
Limfosit
Th2
akan
mengekspresikan IL-4, IL-5, IL-6, dan IL-10. IFN-γ merangsang makrofag mengeluarkan IL-1β juga mempunyai efek pada sel endotel untuk terjadinya adhesi dengan neutrofil. Akibatnya akan terjadi gangguan vaskuler sehingga menyebabkan MOF (Guntur, 2006; Kristine et al., 2007) Proses patologik yang utama pada sepsis adalah apoptosis dari sel-sel efektor imunologi, termasuk limfosit dan sel dendrit (Chang et al., 2007) maupun apoptosis saluran pencernaan. Sepsis dan SIRS berhubungan dengan perusakan dan disfungsi mukosa saluran pencernaan. Disfungsi saluran pencernaan adalah suatu masalah umum yang sering terjadi akibat sepsis,
yang
akan
mengakibatkan
hilangnya
pertahanan
mukosa,
peningkatan permeabilitas mukosa dan translokasi dari produk-produk bakteri kedalam sirkulasi darah, yang kemudian lebih lanjut akan meningkatkan respon inflamasi pada organ-organ yang lebih jauh, sehingga akan terjadi Multiple Organ Dysfunction (MOD) serta kematian. Salah satu mekanisme yang mendukung perusakan mukosa saluran cerna yang diinduksi oleh endotoksin adalah apoptosis yang meningkat. Peningkatan apoptosis saluran cerna yang sering terjadi pada sepsis dan kematian sel mukosa yang berlebihan akan mendukung adanya atrofi, perusakan dan
ganguan fungsi pertahanan mukosa saluran pencernaan (Alscher et al., 2001). Beberapa marker pada sepsis yaitu C-reactive protein (CRP) telah digunakan sebagai marker infeksi, Procalcitonin (PCT) dan LBP merupakan marker yang sensitif dan spesifik pada sepsis (Shahin et al., 2006). Pengobatan sepsis gram negatif didasarkan pada pemberian obat antimikroba yang adekuat (Oscar et al., 2006). Pengobatan supportif standar untuk sepsis terdiri dari support ventilasi, resusitasi volume darah yang adekuat dan aplikasi obat vasoaktif, dengan tujuan memelihara pengiriman oksigen yang adekuat ke seluruh organ dan usus (Jurgen et al., 2006). Penatalaksanaan sepsis di dasarkan tidak hanya mengeliminasi kuman patogen tetapi juga mendukung flora normal yang terdapat pada host, pemberian imunonutrisi juga cukup bermanfaat (Calder, 2003). 2. Kurkumin
Kurkumin adalah kandungan utama dari kunyit, digunakan dalam makanan dan pengobatan tradisional (Gradisar et al., 2007). Tumbuhan ini sudah digunakan sejak jaman dahulu untuk pengobatan tradisional untuk bermacam-macam penyakit seperti gangguan bilier, anoreksia, batuk, luka akibat diabetes, kelainan hati, rematik dan sinusitis (Chattopadhyay et al., 2004).
Gambar 2.1. Struktur kimia kurkumin (Stankovic, 2004).
Kurkumin mempunyai 3 macam struktur kimia, yaitu;
a.
Bila yang menempati R 1 dan R 2 adalah gugus OCH 3, disebut diferuloylmethane
(1,7-Bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-
diene-3,5-dione). b.
Bila yang menempatiR1 adalah gugus OCH 3, dan R 2 adalah atom H, disebut p-hydroxycinnamoylferuloylmethane (1-(4-Hydroxyphenyl)-7(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione).
c.
Bila yang menempati R 1 dan R 2 adalah atom H,disebut p,pdihidroxydicinnamoylmethane (1,7-Bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6diene-3,5-dione) (Stankovic, 2004). Gugus α ,β tak jenuh diketon kurkumin merupakan gugus yang
bertanggung jawab terhadap penekanan aktivitas NFκB (Supardjan et al., 2005). Grup α, β-diketo yang terkonjugasi dan tidak jenuh memegang peranan penting dalam reaksi dengan protein dan 2 grup phenolic hydroxyl yang membawa sifat anti-oksidatif pada kurkumin. Posisi terkonjugasi di grup fungsional meningkatkan stabilitas saat bereaksi (Schulz, 2008). Dasar dari efek anti-inflamasi kurkumin berkaitan efek pada bermacam-macam target, termasuk faktor transkripsi, regulator pertumbuhan dan molekul
sinyal seluler. Kurkumin dilaporkan mempengaruhi langsung aktifitas regulator inflamasi, yang ditunjukan oleh penurunan aktivasi NFκB, ikatan Activator Protein 1 (AP-1) dengan DNA, juga menurunkan produksi enzim
COX-2, yang berperan penting dalam jalur inflamasi (Davis et al., 2007). Penghambatan
COX-2 dianggap cara yang efektif untuk menghentikan
respon inflamasi, meskipun tidak menghentikan secara total tetapi hanya pembentukan
prostaglandin
E2
(Schulz,
2008).
Kurkumin
juga
mengaktivasi peroxisome-proliferator activated receptor- γ (PPAR-γ) yang dapat menekan ekspresi sitokin pro-inflamasi TNF-α. Satu skenario yang mungkin adalah kurkumin berikatan pada reseptor PPAR- γ dan secara langsung berikatan pada peroxisome proliferation response element (PPRE) dari gen TNF- α itu sendiri atau gen yang mengkode untuk peningkatan mediator dan mengaktivasinya. Skenario kedua, kurkumin berikatan dengan reseptornya sendiri dan interaksi ligand- reseptor mengaktivasi signal yang mengatur regulasi PPAR-γ (Jacob et al., 2007). 3. Omega-3
Asam lemak omega-3 merupakan asam lemak tidak jenuh rantai panjang (18-22 atom karbon pada rantai panjangnya) dengan banyak ikatan ganda yang dimulai dari atom karbon ketiga (dihitung dari ujung metil pada molekul asam lemak). Senyawa penting asam lemak tidak jenuh omega-3 adalah α-linolenic acid/ ALA (C18:3), eicosapentaenoic acid/ EPA (C20:5), and docosahexaenoic acid/ DHA (C22:6) (Holub, 2002).
(1)
(2)
(3)
Gambar 2.2. Struktur kimia ALA (1), DHA (2), dan EPA (3).
ALA ditemukan pada biji-bijian, minyak sayur (kanola, biji rami, dan kedelai), sayuran hijau dan kacang-kacangan. ALA biasanya diubah dalam jumlah kecil menjadi EPA dan DHA setelah dicerna. Minyak ikan dan lemak ikan seperti dari ikan salmon, makarel, hering dan tuna adalah sumber utama EPA dan DHA. Minyak ganggang juga sumber DHA dari tumbuhan. Omega-3 biasanya tersedia dalam suplemen makanan berupa kapsul dan minyaknya. Di antara asam lemak, asam lemak omega-3 merupakan yang paling poten terhadap aktifitas imunomodulator, dan di antara asam lemak omega3, EPA dan DHA lebih poten daripada ALA. Beberapa efek dari asam lemak omega-3 bekerja dengan memodulasi jumlah dan tipe dari eicosanoid, dan efek lainnya ditimbulkan dari mekanisme independen eicosanoid , termasuk aksi terhadap jalur signal intraseluler, aktivasi faktor
transkripsi, dan ekspresi gen. Kompetisi antara asam lemak omega-6 dan omega-3 terjadi pada proses pembentukan prostaglandin (Simopoulos,
2002). EPA berkompetisi dengan asam arakidonat yang merupakan asam lemak omega-6, untuk sintesis prostaglandin dan leukotrien pada tingkat enzim cyclooxygenase dan lipoxygenase. DHA dan EPA bereaksi dengan cyclooxygenases (COX 1 dan COX 2) untuk menghasilkan prekursor
prostaglandin yang akan berisomerasi dengan prostaglandin synthase menghasilkan prostaglandin (Varney et al., 2009). EPA dilepas untuk berkompetisi dengan asam arakidonat untk metabolisme enzimatik untuk mnginduksi lebih sedikit inflamasi dan derivat kemotaksis (Simopoulos, 2002). Asam lemak omega-3 dan omega-6 tidak hanya berkompetisi pada metabolisme enzim, tetapi juga pada pembentukan membran sel, yang berpengaruh pada kestabilan membran dan fungsi pokok pada ikatan membran, termasuk reseptor dan enzim. EPA menunjukkan modifikasi membran pada sel imun. Sel imun secara khas kaya AA yang memproduksi eicosanoid pro-inflamasi. EPA secara khusus menghambat pelepasan AA
dari fosfolipid, sehingga mengurangi substrat untuk produksi eicosanoid pro-inflamasi dan meningkatkan kestabilan membrane (Anderson et al., 2009).
B. Kerangka Pemikiran cecal inoculum
Infeksi mikroorganisme
NFκ B
kurkumin
omega-3
produksi sitokin proinflamasi
inflamasi berlebihan
SIRS
sepsis
apoptosis
kematian
Keterangan: : merangsang
: menghambat
Gambar 2.3. Kerangka pemikiran
C. Hipotesis
Kurkumin dan omega-3 menaikkan survival pada mencit Balb/C model sepsis cecal inoculum.
BAB III METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorik dengan post test only control group design. B. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Histologi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. C. Subjek Penelitian
Subjek penelitian berupa 32 ekor mencit Balb/C jantan dengan berat badan + 17-20 gram dan berusia 4-6 minggu. Mencit Balb/C jantan diperoleh dari Unit Pengembangan Hewan Percobaan Universitas Setia Budi (USB) Surakarta. Bahan makanan Mencit Balb/C berupa pakan mencit BR1. D. Teknik Sampling
Untuk
pengambilan
sampel
digunakan
teknik
sederhana. Besar sampel ditentukan berdasarkan rumus Federer , yaitu: (k-1) (n-1) >15 keterangan: k ; jumlah kelompok n : jumlah sampel dalam kelompok (Purawisastra, 2001)
random
sampling
Dalam penelitian in subjek dibagi 2 kelompok, sehingga berdasarkan rumus Federer didapatkan jumlah subjek masing-masing kelompok sebagai berikut:
(k-1) (n-1) >15 (2-1) (n-1) >15 1 (n-1) >15 (n-1) >15 n >16 E. Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas
: kurkumin dan omega-3
2. Variabel Terikat : Survival mencit 3. Variabel Perancu : Dapat dikendalikan
: genetik, umur, berat badan, makanan
Tidak dapat dikendalikan
: variasi kepekaan mencit terhadap suatu zat
F. Skala Variabel
Kurkumin dan Omega-3 : skala Nominal Survival
: skala Nominal
G. Definisi Operasional Variabel
1. Kurkumin dan Omega-3 Kurkumin dan Omega-3 yang akan digunakan adalah Biocurlam
®
yang berisi ekstrak Curcuma longa rhizome (Curcuminoid complex 95% / Bio-Curcumin / BCM-95 TM) 400 mg dan Fish oil powder (mengandung Omega-3) 500 mg yang diproduksi oleh pabrik obat Soho. Berat 1 tablet obat adalah 1,235 gram. Faktor konversi manusia (dengan berat badan + 70
kg)
ke
mencit
(dengan
berat
badan
+
20
gr)
adalah
0,0026
(Suharjono,1995), sehingga dosis yang diberikan pada tiap mencit adalah 1235 mg x 0,0026 = 3,211 mg/mencit/hari Dosis untuk mencit per hari adalah 0,2 ml per oral, sehingga akan dilarutkan pada (1235 x 0,2) / 3,211 = 76,9 ml aquadest. 2. Survival Pengamatan mengenai survival mencit ini akan dinilai dari jumlah mencit yang bertahan hidup, diamati setiap hari sel ama tujuh hari. H. Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian yang digunakan adalah post test only control group design.
K1
Bertahan hidup
S
uji statistik dengan uji Chi square K2
Bertahan hidup
keterangan: S : Sampel K1 : Kelompok sepsis K2 : Kelompok sepsis + kurkumin dan omega-3 I. Instrumen Penelitian
1. Alat Penelitian a. kandang hewan penelitian b. timbangan hewan c. beaker glass
d. pipet ukur e. sonde f. spuit injeksi g. labu takar h. timbangan obat i. minor set 2. Bahan Penelitian a. hewan uji (32 ekor mencit Balb/C) b. kurkumin dan omega-3 (Biocurlam) c. material cecal mencit Balb/C d. makanan hewan uji e. dextrose water 5% (D5W) steril f. alkohol J. Cara Kerja
Hewan coba diadaptasikan dengan kondisi laboratorium selama satu minggu kemudian hewan coba dibagi secara acak ke dalam dua kelompok perlakuan masing-masing terdiri 16 ekor mencit. Sejak hari ke-1 sampai ke-7 mencit diberi diet standar. Setiap kelompok diberi perlakuan berbeda, pada kelompok 1 mencit hanya diberi perlakuan sepsis sedangkan pada kelompok 2 mencit diberi perlakuan sepsis dan ditambah pemberian kurkumin dan omega3. Untuk membuat model sepsis pada hewan coba digunakan injeksi cecal inoculum (4 mg/mencit) secara i.p. (Brahmbatt et al., 2005; Chopra and
Sharma, 2007). Untuk penelitian survival mencit ini, digunakan dosis cecal inoculum sebanyak 2 kalinya yaitu 8 mg/mencit. Cecal inoculum dibuat dengan
mensuspensikan 200 mg material dari cecal yang masih baru pada 5 ml dextrose water 5% (D5W) steril. Material cecal diperoleh dari mencit donor yang sehat yang dikorbankan dengan cervical dislocation . Cecal inoculum dibuat baru setiap hari dan diberikan dalam waktu 2 jam pada mencit .
Alur penelitian secara umum Mencit Balb/C jantan umur 4-6 minggu berat badan 17-20 gram
adaptasi 7 hari
simple random sampling
Kelompok K1 Mencit Balb./C 16 ekor
Kelompok K2 Mencit Balb./C 16 ekor
Hari 1-7 + Cecal inoculum 8 mg/ip/mencit
Hari 1-7 + Cecal inoculum 8 mg /ip/mencit
Hari 1-7 + kurkumin dan omega-3
Dievaluasi dengan pengamatan dan pencatatan jumlah mencit yang bertahan hidup setiap hari selama tujuh hari
Analisa uji statistik dengan uji Chi square
Gambar 3.1 . Alur penelitian
K. Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan menggunakan uji Chi square dengan program SPSS 15.0 for Windows. Apabila data yang didapat
tidak memenuhi kriteria untuk diuji dengan uji Chi-square , maka digunakan uji turunan dari uji Chi-square yaitu uji fisher.
BAB IV Hasil Penelitian
A. Hasil Pengamatan
Penelitian dilakukan pada tanggal 19-26 November 2009 di Laboratorium
Histologi
FK
UNS.
Pada
penelitian
ini
diakukan
pengamatan dan pencatatan jumlah mencit yang bertahan hidup selama 7 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kelompok sepsis sebanyak 6 ekor mencit yang bertahan hidup, sedangkan pada kelompok sepsis + kurkumin dan omega-3 sebanyak 8 ekor mencit yang bertahan hidup. Tabel 4.1. Hasil pengamatan survival mencit Mencit
K1
K2
Jumlah
%
Jumlah
%
Mati
10
62,5
8
50
Hidup
6
37,5
8
50
Keterangan : K1 : Kelompok sepsis K2 : Kelompok sepsis + kurkumin dan omega-3 B. Analisis hasil penelitian
Data hasil penelitian dianalisis menggunakan menggunakan uji Chi Square, syarat-syarat untuk melakukan uji Chi Square yaitu
1.
Tidak ada sel yang mempunyai Observed Frequency bernilai 0.
2.
Sel yang mempunyai Expected Frequency kurang dari 5 maksimal 20% dari jumlah sel.
Observed frequency adalah nilai yang didapat dari penelitian.
Sedangkan expected frequency adalah nilai yang didapat apabila hipotesis nol bernilai benar, didapat dengan rumus (row total x column total)/grand total . Dari perhitungan rumus tersebut, expected frequency minimum yang
diperoleh adalah 7, sehingga memenuhi syarat untuk dilakukan uji Chi Square. Dari hasil uji Chi Square didapatkan nilai p adalah 0,476.
Suatu hubungan dikatakan signifikan apabila harga p < 0,05. Hal ini berarti bahwa p hasil penelitian lebih besar sehingga H1 ditolak dan Ho diterima, yang berarti tidak ada perbedaan yang bermakna antara mencit Balb/C model sepsis cecal inoculum yang diberi kurkumin dan omega-3 dengan yang tidak diberi kurkumin dan omega-3.
BAB V PEMBAHASAN
Sepsis adalah suatu sindroma klinik sebagai manifestasi proses inflamasi imunologik yang terjadi karena adanya respon tubuh (imunitas) berlebihan yang dikarakteristikkan sebagai ketidakseimbangan antara sitokin pro-inflamasi seperti tumor nekrosis faktor -α (TNF-α), interferon -γ (IFN-γ), interleukin -1β (IL-1β), dan
IL-6) dengan sitokin anti-inflamasi (seperti IL-1, IL-4 dan IL-10) (Elena et al., 2006). Respon seluler terhadap LPS diawali dengan interaksi antara LPS dengan Toll Like Receptor 4 (TLR4), termasuk partisipasi dari LPS- binding protein dan
CD14. Hal ini akan memicu aktivasi dari NFκB yang akan mengirim sinyal transkripsi sitokin pro-inflamasi. Peningkatan NFκB yang berlebihan akan menimbulkan SIRS dan bila berkembang lebih lanjut akan terjadi Multiple Organ Disfunction (Kristine et al., 2007).
Proses patologis sepsis adalah apoptosis dari sel imunologi sehingga proses inflamasi yang terjadi semakin berat dan mengakibatkan Multiple Organ Disfunction (MOD) serta kematian (Chang et al., 2007). Apoptosis adalah sebuah
proses kematian sel terprogram yang dikontrol secara genetik (Chen, et al., 1998). Apoptosis sering menyertai perkembangan dari kejadian Multiple Organ Failure (MOF)
pada
sepsis.
Sepsis
menghambat
apoptosis
sel
neutrofil
tetapi
meningkatkan apoptosis limfosit T, limfosit B, makrofag, sel epitel dan sel endotel (Guo et al., 2000).
Hasil pengamatan survival mencit diketahui pada tabel 4.1, kelompok 1 lebih sedikit yang bertahan hidup dibandingkan kelompok 2, yaitu 37,5% berbanding 50%, akan tetapi setelah dilakukan uji statistik didapatkan nilai p > 0,05 sehingga perbedaan tersebut tidak signifikan antara kelompok 1 dengan kelompok 2 yang diberi kurkumin dan omega-3. Hal ini tidak sesuai apabila dibandingkan dengan teori, karena pada teori dengan penambahan kurkumin dan omega-3, diharapkan survival mencit akan lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok mencit yang hanya diberi perlakuan sepsis. Kurkumin adalah salah satu senyawa
herbal
yang
mempunyai
efek
anti-inflamasi.
Dijelaskan
oleh
Chattopadhyay et al. (2004), Efek anti-inflamasi tersebut dilakukan melalui penghambatan NFκB sehingga produksi sitokin pro-inflamasi menurun. Davis et al. (2007) menyebutkan bahwa kurkumin juga menghambat enzim COX-2 yang
beperan dalam proses inflamasi dengan memproduksi sitokin pro-inflamasi. Akan tetapi menurut Schulz (2008), Penghambatan proses inflamasi oleh kurkumin tidak menghentikan proses inflamasi secara total karena yang dihambat hanya pembentukan prostagladin E2, yang berperan penting dalam proses inflamasi. Asam lemak omega-3, juga mempunyai efek anti-inflamasi dengan menghambat proses pembentukan prostaglandin. Simopoulos (2002) menjelaskan bahwa proses ini terjadi melalui kompetisi antara asam lemak omega-3 dengan omega-6, yang merupakan prekursor dari prostaglandin. Melalui kompetisi ini diharapkan penurunan jumlah prostaglandin yang berasal dari asam lemak omega6 dan sitokin pro-inflamasi juga menurun. Selain itu, menurut Anderson et al. (2009) kompetisi asam lemak omega-3 dengan omega-6 juga berlangsung di
tingkat membran sel. Ketiga asam lemak omega-3 (EPA, ALA, DHA) secara langsung menghambat produksi asam arakidonat dari asam linoleat dari membran sel. Dengan berkurangnya asam lemak yang hilang dari membran sel, maka membran sel akan lebih stabil dan proses apoptosis bisa lebih berkurang. Perbedaan antara teori dengan hasil penelitian, dapat diakibatkan oleh halhal berikut ini: 1. Bentuk sediaan dari kurkumin dan omega-3 Sediaan obat yang digunakan merupakan tablet salut selaput, selaput tersebut bertujuan untuk melindungi zat aktif obat (kurkumin dan omega-3) dari kerusakan akibat asam lambung, sehingga tidak rusak dan sampai usus halus dengan utuh. Pada penelitian ini tablet tersebut dihancurkan kemudian dilarutkan dalam aquadest untuk selanjutnya diberikan pada mencit dengan cara disonde. Jacob et al.
(2007) menulis bahwa kurkumin mempunyai sifat
larut dalam lemak, tidak larut dalam air dengan pH asam atau netral dan larut pada pH alkalis. Kurkumin sangat tidak stabil pada pH dasarnya dan terdegradasi dalam waktu 30 menit. Proses absorbsi kurkumin juga sulit, sebanyak 75% dari dosis awal diekskresi dalam feces, sisanya ditemukan di urine. 2. Variasi dosis Pada penelitian ini hanya digunakan 1 macam dosis cecal inoculum , yaitu 8 mg/mencit/hari. Dengan demikian tidak diketahui
apakah dosis tersebut sudah sesuai.
