KADAR TNF-α, IL-10 DAN RASIO TNF-α/IL-10 SERUM PADACEDERA OTAK TRAUMATIKA TIKUS WISTAR

SERUM LEVELS OF TNF-α, IL-10 AND TNF-α/IL-10 RATIOON TRAUMATIC BRAIN INJURY IN WINSTAR RATS

MELISA AFRIANI

P1507212096

KONSENTRASI PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS TERPADU

PROGRAM STUDI BIOMEDIK PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2017

KADAR TNF-α, IL-10 DAN RASIO TNF-α/IL-10 SERUM PADACEDERA OTAK TRAUMATIKA TIKUS WISTAR

TESIS

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Magister

Program Studi Biomedik

Pendidikan Dokter Spesialis terpadu

Disusun dan diajukan oleh

MELISA AFRIANI

Kepada

KONSENTRASI PENDIDIKAN DOKTER SPESIALISTERPADU

PROGRAM STUDI BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANAUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2017

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Melisa AfrianiNo.Stambuk : P1507212096Program Studi : BiomedikKonsentrasi : Program Pendidikan Dokter Spesialis Terpadu

FK.UNHAS

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis inibenar-benar merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakanpengambil alihan tulisan atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudianhari terbukti atau dapat dibuktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesisini hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatantersebut.

Makassar, April 2017

Yang menyatakan

Melisa Afriani

v

PRAKATA

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala

rahmat dan karunia yang tiada henti dan tiada ternilai manakala penulisan

karya akhir ini dapat terselesaikan dengan baik yang sekaligus menjadi

syarat untuk menyelesaikan studi ini. Untuk itu pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang

terhormat :

1. Prof. Dr. dr. Andi Asadul Islam, SpBS selaku dekan Fakultas

Kedokteran Universitas Hasanuddin atas kesempatan yang diberikan

kepada saya untuk mengikuti Program Pendidikan Spesialis Bedah di

Universitas Hasanuddin Makassar.

2. Dr. dr. Warsinggih, Sp.B-KBD selaku Ketua Bagian Ilmu Bedah

Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin dan selaku penasehat

akademis saya selama pendidikan spesialis bedah.

3. Dr. dr. William Hamdani, Sp.B(K)Onk selaku Ketua Program Studi

Bagian Ilmu Bedah Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin yang

senantiasa membimbing dan mengawasi kelancaran proses

pendidikan selama saya mengikuti PPDS Bedah.

4. Dr. dr. Willy Adhimarta, Sp.BS atas kesediaan dalam membimbing

sejak perencanaan hingga selesainya karya akhir ini, serta senantiasa

memberikan perhatian dalam membaca, mengoreksi, berdiskusi, dan

memberikan saran dalam perbaikan dan penyempurnaan karya akhir

ini.

vi

5. Dr. dr. Idham Jaya Ganda, Sp.A(K) selaku konsultan statistik atas

kesediaannya membimbing dan mengoreksi sejak awal hingga hasil

penelitian ini.

6. Dr. dr. Djoko Widodo, SpBS dan Dr. dr. Nasrullah Mustamir, Sp.BS

selaku penilai atas masukannya yang berharga.

7. Terkhusus orang tuaku tercinta Ayahanda dr. Afrizal Sp.BS dan ibunda

Reviatna, atas kasih sayang dan dukungan yang senantiasa diberikan

kepada penulis baik spiritual maupun materil. Karya ini penulis

persembahkan sebagai rasa terima kasih yang tak terhingga.

8. Seluruh teman sejawat peserta program PPDS-1 Bedah Fakultas

Kedokteran Universitas Hasanuddin dan seluruh pihak yang tidak

dapat penulis tulis satu persatu, atas kebersamaan dan jalinan

persaudaraan selama ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan karya

akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu pada kesempatan ini

penulis mohon kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan

di masa yang akan datang.

Akhirnya semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat-Nya

kepada kita semua dan apa yang disajikan dalam karya akhir ini dapat

bermanfaat bagi kita semua, Amin.

Makassar, April 2017

Melisa Afriani

ixDAFTAR ISI

Halaman

PRAKATA v

ABSTRAK vii

ABSTRACT viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xiv

DAFTAR SINGKATAN xv

BAB I. PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang 1

B. Rumusan Masalah 3

C. Tujuan Penelitian 3

D. Manfaat Penelitian 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 5

A. Cedera Otak 5

B. Epidemiologi 7

C. Patofisiologi Cedera Otak 8

D. Sawar Darah Otak 11

E. Tekanan Intra Kranial 12

xF. Respon Imunologi 15

H. TNF-α 28

I. Kerangka Teori 38

J. Kerangka Konsep 39

K. Hipotesis 39

BAB III. METODE PENELITIAN 40

A. Desain Penelitian 40

B. Populasi dan Sampel 40

C. Kriteria Inklusi dan Eksklusi 43

D. Definisi Operasional Variabel 44

E. Waktu dan Tempat 45

F. Cara Pengumpulan Data 45

G. Analisis Data 46

H. Alur Penelitian 47

I. Tatacara Kerja Penelitian 48

J. Jadwal Penelitian 49

K. Pertimbangan Etika 49

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. 51

A. Hasil Penelitian 51

1. Perbandingan kadar TNF-α serum berdasarkan kelompok 51

2. Perbandingan kadar IL-10 serum berdasarkan kelompok 54

3. Rasio TNF-α/IL10 serum 57

xiB. Pembahasan. 59

1. Kadar TNF-α serum setelah COT 59

2. Kadar IL-10 serum setelah COT 61

3. Ratio kadar TNF-α/IL10 serum setelah COT 62

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 64

A. Kesimpulan 64

B. Saran 64

DAFTAR PUSTAKA 65

LAMPIRAN 69

xii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Defenisi cedera otak . 6

2. Jenis sitokin berdasarkan aktivitas biologis 17

3. Perbandingan kadar TNF-α serum 52

4. Post Hoc Test dengan uji t independent test kadar TNF-α serum 52

5. Perbandingan kadar IL-10 serum 54

6. Post Hoc Test uji t independent test kadar IL-10 serum 55

7. Perbandingan ratio TNF-α/IL-10 serum pada beberapa kelompok 57

xiii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Hipotesis Monroe-Kellie 13

2. Perbandingan rerata kadar TNF-α serum 53

3. Perbandingan rerata kadar IL-10 serum 56

4. Perbandingan ratio kadar TNF-α/IL-10 serum 58

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran halaman

1. Foto Alat dan Bahan 69

2. Foto Jalannya Proses Penelitian 70

3. Keterangan kelayakan etik (Ethical Clearance) 71

4. Data Penelitian Kadar TNF-α dan IL-10 72

5. Curriculum Vitae 74

xvDAFTAR SINGKATAN

Singkatan Arti dan Keterangan

ACTH

APC

AQP4

ATP

CNS

COT

CPP

CSF

HPA

ICAMs

ICP

IL-10

INF-γ

kDa

LFP

mg

/ml

/mm

mRNA

NK

Adenocorticotrophine Hormone

Antigen Presenting Cell

Aquaporin 4

Adenosine Triphosphate

Central Nervous System

Cedera Otak Traumatika

Central Perfusion Pressure

Cerebro Spinal Fluid

Hipothalamus Pituitari Adrenal

Inter Cellular Adhesion Molecules

Intra Cranial Pressure

Interleukin 10

Interferon γ

Kilo Dalton

Lateral Fluid Percusion

Miligram

Per mililiter

Per milimeter

Messenger Ribonucleic Acid

Natural Killer

xvipg

Rec

SDO

SLE

SSP

SST

TBI

Th-1

TIK

TNF-α

g

l

Picogram

Recombinant

Sawar Darah Otak

Systemic Lupus Erythematosus

Susunan Saraf Pusat

Susunan Saraf Tepi

Traumatic Brain Injury

T Helper 1

Tekanan Intra Kranial

Tumor Necrosis Factor α

Microgram

Microliter

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Cedera otak traumatika (COT) merupakan salah satu penyebab

kematian dan kecacatan utama di dunia. Angka kejadian COT di seluruh

United States of America yang masuk ke rumah sakit sebanyak 290.000

orang dan 51.000 orang meninggal serta 80.000 orang mempunyai

kecacatan menetap. (Sadaka et al.,2012). Insiden COT terutama terjadi

pada usia produktif antara 15-44 tahun, dimana penyebab tertinggi adalah

kecelakaan lalu lintas sebanyak 48% - 53%. (Lemke, 2010). Cedera Otak

traumatika lebih sering terjadi pada laki-laki daripada perempuan dengan

perbandingan sekitar 60% berbanding 40%. Remaja, dewasa dan orang

tua adalah yang paling banyak mengalami cedera (Moppet, 2010). Cedera

otak traumatika merupakan masalah yang perlu dilakukan penanganan

segera, sehingga kelanjutan dari cedera otak primer ke cedera otak

sekunder dapat ditangani dengan baik. (Satyanegara, 2010).

Penderita cedera otak, terutama cedera otak berat, nampaknya

mengalami dua masalah utama yakni kerusakan otak sendiri dan

gangguan sistemik yang bersifat tidak langsung. Hipermetabolisme yang

terjadi berkaitan erat dengan berat ringannya cedera otak. Kenaikan

tekanan intrakranial atau peradangan otak mempunyai hubungan erat

dengan kenaikan metabolisme. Demikian pula dengan kenaikan kadar

sitokin (TNF-α dan IL-10) akan meningkatkan metabolisme dan

2

mempunyai pengaruh terhadap cedera otak sekunder. (Shohami et

al.,2010 ; Knoblach et al.,2011)

Inflamasi seperti halnya organ lain juga merupakan bagian terpenting

dari patofisiologi cedera otak traumatika. Segera setelah terjadi trauma

otak timbul respon inflamasi, berbagai sitokin dan mediator lainnya

bekerja terhadap endotel pembuluh darah lokal berupa peningkatan

ekspresi CAM. Ekstravasasi neutrofil dapat dibagi dalam 4 tahap :

menggulir, aktivasi oleh rangsangan kemoatraktan, menempel/adhesi, dan

migrasi transendotel. ICAM jumlahnya meningkat pada sel endotel yang

diaktifkan oleh TNF-α, IL-1 atau endotoksin. Di tempat jaringan otak yang

trauma, terjadi proses inflamasi (TNF dan IL-1) yang mengaktifkan sel

endotel untuk memproduksi selektin (ligan integrin dan kemokin). Integrin

berperan dalam adhesi neutrofil, kemokin mengaktifkan neutrofil dan

merangsang migrasi melalui endotel ke tempat infeksi. (Baratawidjaja,

2014)

Setelah terjadi kerusakan atau peningkatan permeabilitas sawar darah

otak maka leukosit akan menginfiltrasi dari intravaskuler disekitar jaringan

otak yang rusak. Leukosit yang masuk ke dalam perenkim otak

mengeluarkan sitokin proinflamasi khususnya TNF-α yang selanjutnya

akan mengaktifkan astroglia sebagai manifestasi patologi otak. Kerusakan

muncul secara garis besar disebabkan oleh peningkatan kadar TNF-α,

yang secara signifikan dapat dihambat oleh IL-10. IL-10 sebagai faktor

inhibisi makrofag, juga menurunkan aktivitas astroglia in vivo. (Balasingam

et al.,2000)

3

Pada suatu kejadian cedera otak perlu terjadi keseimbangan antara

sitokin yang menimbulkan reaksi inflamasi, dengan tujuan untuk

membatasi dan memulihkan kerusakan yang terjadi, serta sitokin anti

inflamasi (IL-10) yang membatasi kerja dari sitokin inflamasi ini tidak

berlebihan, yang bila terjadi akan menimbulkan efek merugikan. Respon

proliferatif dari sel B dan T sangat erat hubungannya dengan besarnya

morbiditas dan mortalitas penderita cedera otak. (DSTC, 2015)

Berdasarkan fakta tersebut diatas, penelitian ini mencoba untuk

mengungkapkan sejauh manakah proses inflamasi (TNF-α) dan proses

anti inflamasi (IL-10), menguntungkan atau merugikan pada pasien cedera

otak berat.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah tersebut di atas, dapat

dirumuskan pertanyaan penelitian sebagai berikut :

Bagaimana kadar TNF-α, IL-10 dan ratio TNF-α/IL-10 serum pada cedera

otak traumatika tikus wistar?

C. Tujuan Penelitian

1. Tujuan Umum

Tujuan umum adalah untuk mengetahui kadar TNF-α, IL-10 dan ratio

TNF-α/IL-10 serum pada cedera otak traumatika tikus wistar

4

2. Tujuan Khusus

a. Mengetahui kadar TNF-α serum 1 jam, 3 jam dan 24 jam pasca

cedera otak traumatika tikus wistar.

b. Membandingkan rerata kadar TNF-α serum 1 jam, 3 jam dan 24 jam

pasca cedera otak traumatika tikus wistar.

c. Mengetahui kadar IL-10 serum 1 jam, 3 jam dan 24 jam pasca

cedera otak traumatika tikus wistar.

d. Membandingkan rerata kadar IL-10 serum 1 jam, 3 jam dan 24 jam

pasca cedera otak traumatika tikus wistar.

e. Mengetahui rasio kadar TNF-α/IL-10 pada 1, 3, dan 24 jam pasca

cedera otak traumatika tikus wistar.

f. Membandingkan rerata rasio kadar TNF-α/IL-10 pada 1, 3, dan 24

jam pasca cedera otak traumatika tikus wistar.

D. Manfaat Penelitian

Penelitian ini akan memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Untuk melengkapi bukti empiris bahwa proses inflamasi merupakan

salah satu mekanisme terjadinya cedera otak sekunder pada cedera

otak traumatika.

2. Memberi informasi mengenai pengaruh proinflamasi (kadar TNF-α

serum) dan antiinflamasi (kadar IL-10 serum) terhadap proses cedera

otak traumatika.

3. Memberi informasi mengenai kadar TNF-α, IL-10 dan ratio TNF-α/IL-10

serum pada cedera otak traumatika.