KEMATIAN AKIBAT OVERDOSIS INSULIN: ANALISIS RASIO INSULIN DAN C-PEPTIDE PADA JARINGAN OTAK Oryctalagus cuniculus (KELINCI)
DEATH DUE TO INSULIN OVERDOSE: ANALYSIS OF INSULIN AND C-PEPTIDE RATIO ON THE BRAIN TISSUE OF Oryctalagus cuniculus (RABBIT)
Ulfa Camelia Indiasari1, Cahyono Kaelan2, Gatot Susilo Lawrence1, Dasril Daud3, Djumadi Achmad1, Gunawan Arsyadi1 1
Bagian Ilmu Kedokteran Forensik dan Medikolegal, Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin,2 Bagian Patologi Anatomi, Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin, 3 Bagian Ilmu Kesehatan Anak, Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin, Makassar
Alamat Korespondensi: Ulfa Camelia Indiasari Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin Makassar, 90245 HP: 085696012389 Email :
[email protected]
Abstrak Oleh karena perbedaan waktu paruh dalam tubuh, rasio kadar insulin dan C-peptide dapat digunakan sebagai indikator terdapatnya insulin eksogen dalam tubuh pada kasus kematian yang diduga disebabkan oleh overdosis insulin. Penelitian ini bertujuan untuk menilai rasio kadar insulin dan C-peptide pada jaringan otak kelinci yang mati akibat overdosis insulin dibandingkan dengan kelompok kontrol. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Hewan FK Unhas dan Laboratorium Lembaga Penelitian Rumah Sakit Pendidikan Unhas Makassar. Jenis penelitian merupakan penelitian eksperimental menggunakan kelinci sebagai subjek penelitian. Kadar insulin dan C-peptide pada jaringan otak kelinci dideteksi menggunakan metode ELISA. Data hasil penelitian diuji secara statistik dengan menggunakan uji t dan hasilnya menunjukkan tidak terdapat perbedaan bermakna antara rasio insulin dan C-peptide jaringan otak kelompok perlakuan (0,151) dengan kelompok kontrol (0,144) dengan p =0,935 (p>0,05). Hal ini menunjukkan bahwa jaringan otak tidak dapat digunakan sebagai sampel pada pembuktian kasus kematian akibat overdosis insulin. Kata kunci : insulin, C-peptide, rasio insulin dan C-peptide
Abstract Because of differences in the half-life in the body, the ratio of insulin and C-peptide can be used as an indicator to presence of exogenous insulin in the body in case of death thought to be caused by an overdose of insulin. This study aims to assess the ratio of insulin and C-peptide in rabbits brain tissues that died from an overdose of insulin compared with the control group. This study was conducted at the Medical Faculty of Hasanuddin University Laboratory Animal and Research Institute Laboratory of Hasanuddin University Hospital, Makassar. This is an experimental study using rabbits as a research subject. The level of insulin and C-peptide in rabbits brain tissues were detected using an ELISA method. The data were statistically tested using t test and the results showed no significant difference between the ratio of insulin and C -peptide of brain tissue treatment group ( 0.151 ) with the control group ( 0.144 ) with p = 0.935 ( p > 0.05 ) . This suggests that brain tissue cannot be used as a sample in proving cases of deaths from overdose of insulin. Keyword: insulin, C-peptide, insulin dan C-peptide ratio
PENDAHULUAN Insulin merupakan suatu hormon polipeptida dan pertama kali diisolasi dari pankreas anjing pada tahun 1922 oleh Frederick Banting dan Charles Best (Guyton, et al., 2006; Tanyolac, et al., 2010). Insulin dianggap kuno secara filogenetik, karena insulin ditemukan pada mamalia, reptil, bangsa burung dan ikan dan merupakan bagian dari keluarga molekul yang lebih besar dengan berbagai taraf homologi pada urutan molekulnya, (Clark, 1999). Petunjuk terbaru dari American Diabetes Association (ADA), The Diabetes Control and Complication Trial (DCCT) dan The United Kingdom Prospective Diabetes Study (UKPDS) merekomendasikan untuk mencapai kadar HbA1c dibawah 7% atau mendekati nilai normal. Namun, ancaman kejadian hipoglikemi yang merupakan efek samping dari penggunaan insulin ini akan ikut meningkat seiring dengan meningkatnya usaha untuk memenuhi kondisi euglikemik seperti yang direkomendasikan oleh ADA, The Diabetes Control and Complication Trial (DCCT) dan The United Kingdom Prospective Diabetes Study (UKPDS) (The Diabetes Control and Complication Trial Research Group, 1993; Cernea, et al, 2011; Briscoe, et al, 2006). Meskipun jarang terjadi, namun beberapa kasus overdosis insulin yang telah dilaporkan ke American Assosciation of Poison Control Centers merupakan kasus percobaan bunuh diri (Russell, et al). Selain itu, terdapat kasus pembunuhan dengan insulin sebagai senjata untuk membunuh seperti yang terjadi pada kasus Colin Bouwer (Marks, et al, 2008) Pada kasus kematian yang dicurigai disebabkan oleh overdosis insulin, tugas dokter forensik adalah untuk membuktikan bahwa penyebab dari kematian tersebut adalah benar akibat pemberian insulin eksogen yang berlebihan. Dalam kondisi normal, insulin dan Cpeptide selalu dilepaskan ke sirkulasi dalam jumlah yang ekuimolar. C-peptide dapat meningkat bersamaan dengan meningkatnya kadar insulin endogen dalam darah, sehingga perbandingan rasio dari insulin dan C-peptide dapat digunakan untuk mendiagnosis keracunan atau overdosis insulin yang disebabkan oleh pemberian insulin sintetik pada korban yang masih hidup (Marks, 2005). Otak merupakan organ yang memerlukan suplai glukosa berkelanjutan dan hanya memiliki sedikit cadangan glikogen (Nail, et al, 2011). Sebelumnya, otak dianggap sebagai organ dengan pengambilan (uptake) glukosa independen terhadap insulin (Van den Berge, 2004). Namun, penelitian lain telah membuktikan bahwa reseptor insulin juga terdapat pada hampir seluruh kompartemen otak, bahkan insulin yang berhasil diambil dari otak, walaupun masih merupakan kontroversi, kadarnya lebih tinggi 10 hingga 100 kali lebih dari plasma (Bondareva et al, 2007).
Penelitian tentang analisis rasio insulin dan C-peptide dalam pembuktian kasus overdosis insulin sudah pernah diteliti di Makassar dengan menggunakan sampel darah. Penelitian yang sama dengan menggunakan jaringan otak, sepengetahuan peneliti belum pernah dipublikasikan di Indonesia. Tujuan penelitian ini adalah mengukur dan membandingkan kadar insulin dan C-peptide pada jaringan otak subjek yang diberi perlakuan dengan kontrol. Alasan pemilihan jaringan otak adalah selain karena merupakan sel target insulin dengan reseptor yang tersebar di seluruh kompartemennya, jaringan otak letaknya terisolasi sehingga memudahkan pengambilan sampel jaringan untuk pemeriksaan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan bagi para dokter umum maupun dokter forensik dalam membantu menegakkan kebenaran pada kasus-kasus kematian yang dicurigai akibat overdosis insulin.
BAHAN DAN METODE Lokasi dan Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Hewan Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin dan Laboratorium Lembaga Penelitian Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin Makassar. Waktu penelitian dilaksanakan selama bulan Januari 2014. Jenis penelitian adalah penelitian eksperimental dengan menggunakan hewan coba. Populasi dan sampel Populasi dan sampel penelitian adalah kelinci putih species Oryctolagus cuniculus. Analisis data Semua data yang diperoleh dari hasil penelitian dicatat, dikelompokkan, kemudian dilakukan analisis yang sesuai dengan tujuan dan variabel penelitian yaitu analisis univariat untuk mendeskripsi karakteristik data dasar yang diperoleh berupa distribusi frekuensi yang disajikan dalam bentuk tabel dan analisis bivariat
menggunakan pengujian statistik
parametrik berupa uji-t yang digunakan untuk menguji kebenaran hipotesis dengan data numerik. Pada penelitian ini digunakan untuk menganalisis perbandingan nilai rerata dari 2 kelompok yang yaitu kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Penilaian hasil uji hipotesis dinyatakan tidak bermakna bila p > 0,05 dan bermakna bila p < 0,05.
HASIL Karakteristik variabel penelitian Penelitian ini dilaksanakan selama bulan Januari 2014 bertempat di Laboratorium Hewan Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin, Makassar dan Labratorium Lembaga
Penelitian Rumah Sakit Pendidikan Universitas Hasanuddin. Sampel jaringan otak untuk penelitian diperoleh dari 10 ekor kelinci yang memenuhi kriteria inklusi dan dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok kontrol yang terdiri dari 5 ekor kelinci yang tidak mendapat perlakuan dan kelompok perlakuan yang terdiri dari 5 ekor kelinci yang mendapat perlakuan berupa pemberian insulin sebanyak 100 IU. Kedua kelompok kelinci diambil sampel jaringan otak bagian korteks untuk diukur kadar insulinnya menggunakan Rabbit Insulin (INS) ELISA Kit dan kadar C-peptide menggunakan Rabbit C-peptide ELISA Kit yang diproduksi oleh Cusabio Biotech Co. Ltd. Hasil pemeriksaan dibaca menggunakan Microplate Reader dengan panjang gelombang 450 nm. Karakteristik data dasar penelitian dapat dilihat pada tabel 1. Perbandingan kadar insulin, C-peptide serta rasio insulin dan C-peptide pada jaringan otak antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan Hasil penelitian untuk kadar insulin pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan didapatkan nilai rerata kadar insulin masing-masing 81,25 pmol/L dan 95,84 pmol/L. Hasil uji statistik menunjukkan tidak terdapat perbedaan bermakna kadar insulin antara kedua kelompok dengan nilai p = 0,118 (p > 0,05) (tabel 2). Hasil penelitian untuk kadar C-peptide pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan didapatkan nilai rerata kadar C-peptide masing-masing 561,773 pmol/L dan 709,266 pmol/L. Hasil uji statistik menunjukkan tidak terdapat perbedaan bermakna kadar C-peptide antara kedua kelompok dengan nilai p = 0,116 (p > 0,05) (tabel 3). Hasil penelitian untuk rasio kadar insulin dan C-peptide pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan didapatkan nilai rerata rasio insulin dan C-peptide masingmasing 0,144 dan 0,151 dengan hasil uji statistik tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna antara rasio insulin dan C-peptide pada kedua kelompok dengan nilai p = 0,935 (p>0,05) (tabel 4).
PEMBAHASAN Dari data penelitian, ditemukan bahwa tidak terdapat perbedaan yang bermakna antara kadar insulin jaringan otak kelompok kontrol dengan kadar insulin jaringan otak kelompok yang diberikan insulin eksogen 100 IU. Secara teori peningkatan kadar insulin pada cairan serebrospinal membutuhkan waktu sekitar 60 – 150 menit setelah terjadi peningkatan pada kadar insulin di perifer (Bingham, et al., 2002) dan kemungkinan subjek penelitian mengalami kematian sebelum terjadi peningkatan tersebut terjadi. Selain itu pada kondisi hiperinsulinemia, reseptor insulin pada sawar darah otak mengalami penurunan regulasi (downregulates) sehingga menyebabkan
gangguan pada transport insulin ke otak (Duarte, et al, 2012). Hal ini mengindikasikan otak memiliki fungsi perlindungan terhadap tingginya kadar insulin di perifer sehingga tidak secara langsung mempengaruhi sel neuron. Dari data penelitian didapatkan tidak adanya perbedaan yang bermakna antara kadar C-peptide jaringan otak kelompok kontrol dengan kelompok yang diberi perlakuan. Pada hipoglikemia akibat insulin eksogen, sekresi C-peptide mengalami penurunan disebabkan oleh mekanisme umpan balik negatif yang menghentikan pemecahan molekul proinsulin setelah terdeteksinya molekul insulin aktif di dalam aliran darah (Musshoff, et al, 2011). Selain itu terdapat perbedaan kecepatan clearance antara insulin dengan 11 - 34 mL/min dan C-peptide 4,4 mL/min (Musshoff, et al, 2011; Marks, 2009), sehingga perubahan kadar Cpeptide yang signifikan membutuhkan waktu. Hasil penelitian untuk rasio insulin dan C-peptide menunjukkan tidak terdapatnya perbedaan bermakna antara kelompok kontrol dengan rasio insulin dan C-peptide pada kelompok perlakuan yang mati akibat pemberian insulin eksogen 100 IU. Hal ini menunjukkan bahwa jaringan otak tidak ideal dijadikan sebagai sampel untuk membuktikan telah terjadi pemberian insulin eksogen dalam jumlah yang berlebihan sehingga menyebabkan kematian.
KESIMPULAN DAN SARAN Hasil penelitian untuk rasio insulin dan C-peptide menunjukkan tidak terdapatnya perbedaan bermakna antara kelompok kontrol dengan rasio insulin dan C-peptide pada kelompok perlakuan yang mati akibat pemberian insulin eksogen 100 IU. Hal ini disebabkan karena pada kondisi hiperinsulinemia, reseptor insulin pada sawar darah otak mengalami penurunan regulasi (downregulates) sehingga menyebabkan tidak semua insulin ditransport ke otak, sehingga jaringan otak tidak dapat dijadikan sebagai sampel untuk membuktikan telah terjadi pemberian insulin eksogen dalam jumlah yang berlebihan sehingga menyebabkan kematian.
DAFTAR PUSTAKA
Bingham, E. M., Hopkins, D., Smith, D., Pernet, A., Hallett, W., Reed, L., et al. (2002). The Role of Insulin in Human Brain Glucose Metabolism; An 18Fluoro-Deoxyglucose Positron Emission Tomography Study. Diabetes, 51, 3384-3390. Bondareva, V. M., & Chistyakova, O. V. (2007). Insulin and Insulin-Receptor Signaling in the Brain. Neurochemical Journal, 1(3), 176-187. Briscoe, V. J., & Davis, S. N. (2006). Hypoglycemia in Type 1 and Type 2 Diabetes: Physiology, Pathophysiology and Management. Clinical Diabetes, 115-121. Cernea, S., Nagar, R., Bitton, G., & Raz, I. (2011). Insulin Therapy and Hypoglycemia-Present and Future. in E. C. Rigobelo, Insulin-Damage and Treatments. Rijeka, Croatia: InTech, 161-182 Clark, P. M. (1999). Assays for Insulin, Proinsulin(s) and C-peptide. Ann Clin Biochem, 541-564. Duarte, A. I., Moreira, P. I., & Oliveira, C. R. (2012). Insulin in Central Nervous System: More than Just a Peripheral Hormone. Journal of Aging Research, 1-21. Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2006). Textbook of Medical Physiology 11th ed. China: Elsevier. Hills, C. E., & Brunskill, N. J. (2009). Cellular and Physiological Effect of C-peptide. Clinical Science, 116, 565-574. Hills, C. E., & Brunskill, N. J. (2009). C-Peptide and Its Intracellular Signaling. The Review of Diabetes Studies, 6(3), 138-147. Marks, V. (2005). Hypoglycemia: Accidents, Violence and Murder. Part 2. Practical Diabetes International, 22(9), 1-4. Marks, V. (2009). Murder by Insulin: Suspected, Purported, and Proven - A Review. Drug Test Analysis, 162-179. Marks, V., & Richmond, C. (2008). Colin Bouwer: Professor of Psychiatry and Murderer. J R Sos Med, 400-408. Musshoff, F., Hess, C., & Madea, B. (2011). Disorder of Glucose Metabolism: post mortem analysis in forensic cases -part II. Int J Legal Med, 125, 171-180. Neil, W. P., & Hemmen, T. M. (2011). Neurologic Manifestation of Hypoglycemia. Dalam E. C. Rigobelo, Diabetes, Damages and Treatments (hal. 161-182). Rijeka, Croatia: In Tech. Russell, K. S., Stevens, J. R., & Stern, T. A. (2009). Insulin Overdose among Patients with Diabetes: A Readily Available Means of Suicide. Prim Care Companion J Clinical Psychiatry, 258262. Skolnik, A. B., & Ewald, M. B. (2010). Case Files of the Harvard Medical Toxicology Fellowship at Children's Hospital Boston: An Insulin Overdose. J Med Toxicol, 6, 413-419. Swanson, R. A., & Suh, S. W. (2010). Hypoglycemic Neuronal Death. Dalam D. G. Fujikawa (Penyunt.), Acute Neuronal Injury: The Role of Excitotoxic Programmed Cell Death Mechanism. Springer. Tanyolac, S., Goldfine, I. D., & Kroon, L. (2010). Insulin-Pharmacology, Types of Regimen and Adjustment. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. (1993). The Effect of Intensive Treatment of Diabetes on the Development and Progression on Long-term Complications in Insulin-dependent Diabetes Mellitus. N Eng J Med, 977-986. Van den Berge, G. (2004). How Does Blood Glucose Control with Insulin Save Lives in Intensive Care. the Journal of Clinical Investigation, 114(9), 1187-1195.
Tabel 1. Karakteristik data dasar penelitian Insulin
C-peptide
Rasio Insulin
Insulin
C-peptide
Rasio Insulin
Kontrol
Kontrol
/C-peptide
Perlakuan
Perlakuan
/ C-peptide
kontrol
Perlakuan
Mean
81,256
561,773
0,144
95,841
709,266
0,151
Median
79,173
558,397
0,131
85,423
707,347
0,120
Std. Deviation
42,617
26,344
0,076
64,044
156,655
0,121
Minimum
38,197
530,593
0,072
6,250
564,024
0,008
Maximum
145,150
603,082
0,259
179,875
943,350
0,318
Tabel 2. Perbandingan kadar insulin pada jaringan otak kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Insulin (pmol /L) Kontrol Perlakuan Mean 81,256 95,841 Median 79,173 85,423 Std Deviasi 42,617 64,044 Minimum 38,197 6,250 Maximum 145,150 179,875 p = 0,754 (p > 0,05) Sumber : Data Penelitian Tabel 3. Perbandingan kadar C-peptide pada jaringan otak kelompok kontrol dan kelompok perlakuan C-peptide (pmol /L) Kontrol Perlakuan Mean 561,773 709,266 Median 558,397 707,347 Std Deviasi 26,344 156,655 Minimum 530,593 564,024 Maximum 603,082 943,350 p = 0,116 (p > 0,05) Sumber : Data Penelitian
Tabel 4. Perbandingan rasio insulin dan C-peptide pada jaringan otak kelompok kontrol dan kelompok perlakuan Rasio Insulin/C-peptide Kontrol Perlakuan Mean 0,144 0,151 Median 0,131 0,120 Std Deviasi 0,076 0,121 Minimum 0,072 0,008 Maximum 0,259 0,318 p = 0,935 (p > 0,05) Sumber : Data Penelitian
