perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PROPOLIS TOPIKAL TERHADAP PERBAIKAN LUKA, EKSPRESI TRANS FORMING GROWTH FACTOR- DAN MATRIX METALOPROTEINASE-9 PADA MENCIT MODEL ULKUS KAKI DIABETIK
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister KesehatanProgram Studi Magister Kedokteran Keluarga Minat Utama Ilmu Biomedik
Oleh: Mukhlis S501008047
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA 2016
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PROPOLIS TOPIKAL TERHADAP PERBAIKAN LUKA, EKSPRESI TRANSFORMING GROWTH FACTOR- DAN MATRIX METALOPROTEINASE-9 PADA MENCIT MODEL ULKUS KAKI DIABETIK
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Kesehatan Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Minat Utama Ilmu Biomedik
Oleh: Mukhlis S501008047
PEMBIMBING: Dr. dr. Sugiarto, SpPD-KEMD, FINASIM Prof. Dr. dr. H Zainal Arifin Adnan, SpPD-KR, FINASIM Drs. Sumardi, MM
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA 2016
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id MOTTO
Cukuplah Allah sebagai penolong kami dan Allah sebaik-baik pelindung (Ali Imran:173)
Sebaik-baik manusia diantaramu adalah yang paling banyak manfaatnya bagi orang lain
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR
sayang, rahmat dan hidayahNya sehingga penyusunan tesis yang berjudul Pengaruh Propolis Topikal terhadap Perbaikan Luka, Ekspresi Transforming Growth FactorMetaloproteinase-9pada mencit model ulkus kaki diabetik
Matrix
dapat terselesaikan. Penelitian
ini disusun untuk kualifikasi mencapai derajat Magister Kesehatan pada Program Studi Magister Kedokteran Keluarga minat utama Ilmu Biomedik.Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang tulus dan penghargaan yang tinggi kepada: 1.
Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kemudahan penulis dalam melaksanakan pendidikan Pasca Sarjana Program studi Magister Kedokteran Keluarga minat utama Biomedik.
2.
Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd, sebagai Direktur Program Pasca Sarjana UNS beserta staf atas kebijakannya yang telah mendukung dalam penulisan penelitian tesis ini.
3.
Prof. Dr. A. A. Subiyanto, dr.,MS. sebagai Kepala Program Studi Magister Kedokteran Keluarga yang telah memberikan dorongan dan arahan kepada penulis untuk pelaksanaan dan penulisantesis ini.
4.
Dr. Hari Wujoso, dr.SpF,MM. sebagai tim penguji Magister Kedokteran Keluarga yang telah memberikan dorongan dan arahan kepada penulis untuk penulisan tesis ini.
5.
Prof. Dr. H.M. Bambang Purwanto, dr. SpPD KGH, FINASIM selaku Kepala Bagian Ilmu Penyakit Dalam FK UNS/RSUD Dr Moewardi dan Pembimbing Iyang telah membimbing dan memberikan pengarahan dalam penyusunan tesis ini,serta memberikan kemudahan penulis dalam melaksanakan pendidikan PPDS I Ilmu Penyakit Dalam.
6.
Dr. Sugiarto, dr.SpPD KEMD, FINASIM sebagai Kepala Program Studi PPDS I Ilmu Penyakit Dalam yang telah memberikan arahan dan dukungan dalam penyusunan tesis.
7.
dr. Tatar Sumandjar. SpPD KPTI, FINASIM sebagai pembimbing II, yang telah membimbing dan memberikan pengarahan dalam penyusunan tesis ini,serta memberikan kemudahan penulis dalam melaksanakan pendidikan PPDS I Ilmu Penyakit Dalam.
8.
Drs. Sumardi, M.Si selaku pembimbing statistik penelitian, yang dengan kesabaran telah membimbing dan memberikan pengarahan dalam penyusunan tesis.
9.
Endang Agustinar, dr. M.Kes sebagai Direktur RSUD Dr. Moewardi beserta seluruh jajaran staf direksi yang telah berkenan dan mengijinkan untuk menjalani program pendidikan PPDS Ilmu Penyakit Dalam.
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10. Seluruh Staf Pengajar Ilmu Penyakit Dalam FK UNS/ RSUD Dr Moewardi Surakarta.Prof. Dr. H A Guntur Hermawan dr. SpPD KPTI FINASIM (alm), Prof. Dr. Zainal Arifin Adnan, dr. SpPD KR FINASIM, Prof. Dr. Djoko Hardiman, dr. SpPD KEMD FINASIM, Prof. Dr. Bambang Purwanto, dr. SpPD KGH FINASIM, Suradi Maryono, dr. SpPD KHOM FINASIM, Sumarmi Soewoto dr. SpPD KGER FINASIM, Tatar Sumandjar, dr. SpPD KPTI FINASIM, Tantoro Harmono, dr. SpPD KGEH FINASIM, Trianta Yuli Pramana, dr. SpPD KGEH FINASIM, P Kusnanto, dr. SpPD KGEH FINASIM, Dr. Sugiarto, dr. SpPD KEMD FINASIM, Supriyanto Kartodarsono, dr. SpPD KEMD FINASIM, Supriyanto Muktiatmojo, dr. SpPD FINASIM, Dhani Redhono, dr. SpPD KPTI FINASIM, Wachid Putranto, dr. SpPD FINASIM, Arifin, dr. SpPD KIC FINASIM, Fatichati Budiningsih, dr. SpPD KGer FINASIM, Agung Susanto, dr. SpPD, Arief Nurudin, dr. SpPD, Agus Joko Susanto, dr. SpPD, Yulyani Werdiningsih, dr. SpPD, Marwanta, dr. SpPD, dan Aritantri, dr. SpPD, Bayu Basuki W, SpPD MKes, R. Satriyo, dr.SpPD MKes, Evi Nurhayatun, dr. SpPD Mkes, Eva Nia, dr. SpPD MKes, Yudhi Hajianto N,dr.SpPD Mkes, Diding Heri P, dr. SpPD MKes, SpPD MKes, Ratih Tri KD, dr. SpPD, Agus Jati SpPD, yang telah memberi dorongan dan bimbingan dalam segala bentuk sehingga penulis bisa menyelesaikan penyusunan tesis. 11. Kedua orangtuaku tercinta, Muhammad Yazid (Alm) dan Ibunda Ambun Sani yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materil dalam menjalani pendidikan PPDS I Interna maupun sebelumnya 12. Istriku tercinta Nurleli Novida, anakku tersayang Zata Amini Nazma, yang selalum emberikan doa, semangat, keceriaan dan inspirasi dalam menjalani pendidikan PPDS I Interna. 13. Seluruh teman sejawat Residen Penyakit Dalam yang telah memberikan dukungan dan bantuan kepada penulis baik dalam penelitian ini maupun selama menjalani pendidikan. 14. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah membantu penulis baik dalam menjalani pendidikan maupun dalam penelitian ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan dan penulisan tesis ini masih banyak terdapat kekurangan, untuk itu penyusun mohon maaf dan sangat mengharapkan saran serta kritikyang membangun dalam rangka perbaikan penulisan penelitian tesis ini. Surakarta, Mei 2016 Penyusun Mukhlis /Nim S501008047
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Mukhlis.S501008047 . 2016.Pengaruh Propolis Topikal Terhadap Perbaikan luka, Ekspresi Transforming Growth Factor- Dan Matrix Metaloproteinase-9 Pada Mencit Model Ulkus Kaki Diabetik. Pembimbing I :Dr. Sugiarto, dr.SpPD-KEMD, FINASIM, Pembimbing II: Prof. Dr. H. Zainal Arifin Adnan, dr. SpPD-KR FINASIM. Program Pendidikan Spesialis I Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran, Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK Latar Belakang Ulkus Kaki diabetik merupakan salah satu komplikasi kronis diabetes melitus . Proses perbaikan ulkus melibatkankeseimbangan antara TGF- dan MMP-9. TGFmemiliki efek pleiotropik salah satunya meningkatkan extra celullar matrix, sedangkan MMP-9 berkontribusi pada degradasi Extra Celullar Matrix. Propolis menghambat aktifitas sitokin proinflamatori dan meningkatkan ekspresi TGF-9 sehingga dapat membantu mempercepat perbaikan ulkus kaki diabetik. Kurangnya bukti ilmiah peranan propolis topikal dalam meningkatkan ekspresi TGF-9 mendorong dilakukan penelitian ini. Tujuan Penelitian Menganalisis pengaruh propolis topikal 2,5%, 5% dan 10% dan menentukan dosis efektif propolis topikal 2,5%, 5% dan 10% terhadap perbaikan luka, ekspresi TGF- dan MMP-9 pada mencit dengan luka kaki diabetik. Metode Penelitian Penelitian eksperimental dengan tikus sebagai hewan uji. Data disajikan dalam bentuk mean ± SD dengan nilai p < 0,05 dianggap signifikan. Hasil Penelitian Persentase Luas Ukuran Luka akhir : Kelompok DM : - 2,60 ± 10,33, DM + Propolis 2,5% : - 4,00 ± 14,97, DM + Propolis 5% : -11,33 ± 9,61dan DM + propolis 10% : -25,33 ± 13,06. Perbedaan dua rata rata: KelompokDM DM + Propolis 2,5% : 1,333± 10,32 (p <1,000) , Kelompok DM DM + Propolis 5% :8,667 ± 14,96 (p <1,000) dan Kelompok DM DM + ropolis 10% : 22,667 ± 9,6 (p <0,018). Persentase Ekspresi TGF- per 100 sel makrofag , pada kelompok Kontrol : 12,00± 2,61, kelompok DM : 44,50±8,36, Kelompok DM + Propolis 2,5% : 53,33± 2,73, Kelompok DM + Propolis 5% : 61,83± 3,87 dan kelompok DM + propolis 10% : 64,67± 2,42 l. Perbedaan dua rata rata: Kelompok DM Kontrol : -32,50 ± 2,54 (p <0,001), kelompok DM DM+Propolis 2,5% : -8,83 ± 2,54 (p <0,002), Kelompok DM DM+Propolis 5% : -17,33± 2,54 (p <0,001) dan Kelompok DM DM+Propolis 10% : -20,17 ± 2,54 (p <0,001). Persentase Ekspresi MMP-9 per 100 sel PMN, pada Kelompok Kontrol: 26,00± 4,43, Kelompok DM : 56,50± 4,04, Kelompok DM + Propolis 2,5% :51,17± 3,71 , kelompok DM + Propolis 5% : 47,17± 3,19 dan DM + propolis 10% : 44,67± 5,61. Perbedaan beda dua rata rata : Kelompok DM Kontrol : -30,50± 2,62 (p <0,001), Kelompok DM DM+Propolis 2,5% : -5,33 ± 2,62 ( p <0,051 ), kelompok DM DM+Propolis 5% : 9,33± 2,62 (p <0,001) dan Kelompok DM DM+Propolis 10% : 11,83 ± 2,62 (p <0,001). Kesimpulan Pemberian propolis topikal memperbaiki ukuran luka , meningkatkan ekspresi TGFmenurunkan ekspresi MMP-9. Propolis topikal efektif memperbaiki ukuran luka pada konsentrasi 10%. Propolis topikal efektif meningkatkanekspresi TGF- pada konsentrasi5% .Propolis topikal efektif menurunkan ekspresi MMP-9 konsentrasi 5% . Kata kunci: Ulkus kaki diabetik, Diabetes mellitus, TGF-
ix
-9, Resin propolis
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Mukhlis.S501008047 . 2016.Effect of Topical Against Propolis wound repair, Expression of transforming growth factor-9 in Mice Model Diabetic Foot Ulcers. Thesis. Supervisor I :Dr. Sugiarto, dr. SpPD-KEMD,FINASIM, Supervisor II: Prof. Dr. H. ZainalArifin Adnan, dr. SpPD KR FINASIM. Study Program of Internal Medicine, Graduate School, University of Sebelas Maret Surakarta. ABSTRACT Background Diabetic foot ulcers is one of the chronic complications of diabetes mellitus. Ulcer repair process involves a balance between TGF-9. TGFboost celullar matrix, whereas MMP-9 contribute to the degradation Extra Celullar Matrix. Propolis inhibits the activity of proinflammatory cytokines and increased expression of TGFd decreased the expression of MMP-9 so as to help accelerate the improvement of diabetic foot ulcers. Lack of scientific evidence topical propolis role in increasing the expression of TGFexpression of MMP-9 pushed to do this research. Research purposes Analyze the effects of propolis topical 2.5%, 5% and 10% and determine the effective dose of propolis topical 2.5%, 5% and 10% of the repair of injury, the expression of TGF-9 in mice with diabetic foot wounds. Research methods Experimental studies with mice as test animals. Data is presented in the form of mean ± SD with p value <0.05 was considered significant. Research result
The percentage of the final Size: DM Group: - 2.60 ± 10.33, DM + Propolis 2.5%: 4.00 ± 14.97, DM + Propolis 5%: -11.33 ± 9.61 and DM + propolis 10%: -25.33 ± 13.06. The difference of two average: Group DM - DM + Propolis 2.5%: 10.32 ± 1.333 (p <1.000), Group DM - DM + Propolis 5%: 14.96 ± 8.667 (p <1.000) and Group DM - DM + Propolis 10%: 22.667 ± 9.6 (p <0.018). Percentage Expression of TGFDM group: 44.50 ± 8.36, group DM + Propolis 2.5%: 53.33 ± 2.73, group DM + propolis 5%: 61.83 ± 3.87 and group DM + propolis 10%: 64.67 ± 2.42 l. Search average difference of two shows: DM Group - Control: -32.50 ± 2.54 (p <0.001), the group DM - DM + Propolis 2.5%: -8.83 ± 2.54 (p <0.002) Group DM - DM + Propolis 5%: -17.33 ± 2.54 (p <0.001) and Group DM - DM + Propolis 10%: -20.17 ± 2.54 (p <0.001). Percentage Expression of MMP-9 per 100 PMN cells, the control group: 26.00 ± 4.43, DM group: 56.50 ± 4.04, group DM + Propolis 2.5%: 51.17 ± 3.71, group DM + propolis 5%: 47.17 ± 3.19 and DM + propolis 10%: 44.67 ± 5.61. Search average difference two different shows: DM Group - Control: -30.50 ± 2.62 (p <0.001), Group DM - DM + Propolis 2.5%: -5.33 ± 2.62 (p <0.051 ), the group DM - DM + Propolis 5%: 9.33 ± 2.62 (p <0.001) and group DM - DM + Propolis 10%: 11.83 ± 2.62 (p <0.001). Conclusion Topical propolis Award fix the size of the wound, increasing the expression of TGFdecreased the expression of MMP-9. Propolis topical effectively improve wound size at a concentration of 10%. Propolis topical increasing the expression of TGFtions of 5% topical .Propolis lowered expression of MMP-9 is effective at concentrations of 5%. Keywords: diabetic foot ulcers, diabetes mellitus, TGF-
x
-9, Propolis resin
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI
....
i
PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI................
iii
MOTTO...............................................................................................................
iv
....
v
....
vi
............
vii
PANITIA KATA PENGANTAR
x xii DAFTAR GAMBAR
xiv xv ....
BAB I ..... A. ....... B. ..................... C. ....... D. Manfaat ....... BAB II.LANDASAN TEORI........................................................................ A. Tinjauan Pustaka................................................................................... 1. Kaki diabetik........................................................................... a. Definisi kaki Diabetik.............................................................. b. Epidemiologi kaki Diabetik...................................................... c. patofisiologi kaki Diabetik...................................................... 2. Propolis lebah................................................................................. a. Antimikrobial........................................................................... b. Antiinflamasi............................................................................ c. Antioksidan............................................................................... d. Imunomodulator....................................................................... B. Kerangka Pikir................................................................................ 1. Kerangka konseptual.................................................................... 2. Penjelasan (narasi) kerangka konseptual penelitian....................... BAB III. METODE PENELITIAN..................................................................... A. Jenis Penelitian........................................................................................ B. Hewan Uji............................................................................................... C. Rancangan penelitian.............................................................................. D. Bagan rancang penelitian........................................................................ xi
xvi 1 1 4 4 4 6 6 6 6 6 7 10 11 12 13 13 14 14 15 17 17 17 18 18
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
E. Kerangka Operasional Penelitian............................................................ F. Variabel Penelitian................................................................................. G. Batasan Operasional............................................................................... H. Prosedur pelaksanaan.............................................................................. I. Tempat Penelitian.................................................................................... J. Waktu..................................................................................................... K. Biaya...................................................................................................... L. Analisis Data.......................................................................................... BAB IV. HASIL PENELITIAN.......................................................................... A. Hasil Penelitian........................................................................................ 1. Proses analisi penelitian .................................................................... 2. Diskripsi Variabel penelitian............................................................ 3. Analisis pengaruh propolis topikal terhadap ukuran luka................. 4. Analisis pengaruh propolis topikal terhadap ekspresi TGF5. Analisis pengaruh propolis topikal terhadap ekspresi MMP-9.......... B. Pembahasan............................................................................................. 1. Pendekatan prinsip ontologi.............................................................. 2. Pendekatan prinsip epistomologi....................................................... 3. Pendekatan prinsip aksiologi............................................................. 4. Nilai Kebaruan Penelitian.................................................................. 5. Keterbatasan Penelitian..................................................................... BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. A. Kesimpulan........................................................................................ B. Saran.................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... LAMPIRAN
xii
19 19 20 24 24 24 25 25 26 26 26 27 30 33 37 41 41 42 47 47 48 49 49 49 50
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1
Patogenesis ulkus diabetik..............................................
Gambar 2
Kerangka konseptual................................................
14
Gambar 3
Bagan rancang penelitian...............................................
18
Gambar 4
Kerangka operasional penelitian...................................
19
Gambar 5
Perbandingan
gambaran
diekspresikan
sel
protein
makrofag
TGFmasing
masing
kelompok..................................................................... Gambar 6
Perbandingan diekspresikan
gambaran sel
protein
PMN
MMP-9
masing
Gambar 8
36
yang masing
kelompok..................................................................... Gambar 7
8
40
Mean blood glucose measurements of mice receiving STZ with standard deviation..................................
44
Aspek aspek nilai kebaruan........................................
47
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL
Halaman Tabe 1
Senyawa utama dari propolis..............................................
11
Tabel 2
Parameter dan definisi alat ukur penelitian.........................
22
Tabel 3
Jadwal penelitian................................................................
25
Tabel 4
Diskripsi dan uji normalitas data variabel ukuran luka, ekspresi TGF-
-9 berdasarkan kelompok
sampel..................................................................................
29
Tabel 5.
Luas Luka Awal Tiap Kelompok........................................
30
Tabel 6
Luas Luka akhir Tiap kelompok.........................................
31
Tabel 7
Persentase rata rata perubahan ukuran luka sesudah perlakuan sebelum perlakuan...........................................
Tabel 8
Variasi atau perbedaan empat rata-rata persentase ukuran luka menurut kelompok sampel..........................................
Tabel 9
37
Penelusuran beda dua rata-rata ekspresi MMP-9 antar kelompok sampel per 100 sel PMN....................................
Tabel 14
34
Variasi atau perbedaan lima rata-rata ekspresi MMP-9 menurut kelompok sampel..................................................
Tabel 13
34
Penelusuran beda dua rata-rata ekspresi TGFsampel per 100 sel makrofag..............................
Tabel 12
33
Variasi atau perbedaan lima rata-rata ekspresi TGFkelompok sampel..................................................
Tabel 11
32
Penelusuran beda dua rata-rata perbaikan ukuran luka antar kelompok sampel.......................................................
Tabel 10
31
38
Example doses reported in studies involving STZinduceddiabetes..............................................................................
.
xiv
45
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id DAFTAR SINGKATAN
ACCP
: american collage of chest physicians
ADAM10
: a disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein 10
AGEs
: advanced glycation end products
APC
: antigen presenting cell
CARS
: compensatory anti-inflammatory response syndrome
CLP
: cecal ligation and puncture
CNS
: central nervous system
COX2
: cyclooxygenase
cRAGE
: cleaved RAGE
CSF
: coloni stimulating factor
DAMPs
: damage-associated molecular patterns
DN-RAGE
: dominant negative RAGE
ELISA
: enzyme-linked immunosorbent assay
esRAGE
: endogenous secretory RAGE
FGF-R
: fibroblast growth factor receptor
GM-CSF
: granulocyte-macrophage colony-stimulating factor
HLA
: human leucocyte antigen
HMGB1
: high-mobility group box 1
HPA
: hipotalamus-pituitari-adrenal
Hsp
: heat shock factor
IKB
: inhibitor of NF-
ICAM-1
: inter-cellular adhesion molecule-1
IFN
: interferon-
iNOS
: inducible nitric oxide synthase
LPS
: lipopolysaccharide
MAPKs
: mitogen-activated protein kinases
MARS
: mixed antagonist response syndrome
MHC
: major histocompability complex
MMP
: matrix metalloproteinase
MODS
: multiple organ dysfunction syndrome
MOF
: multiple organ failure
mRNA
: messenger RNA xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
NADPH
: nicotinamide adenin dinucleotide phosphate
Nf -B
: nuclear factor -B
NICU
: neonatal intensive-care unit
NO
: nitric oxide
OST
: oligosaccharide transporter
PAMPs
: pathogen-associated molecular patterns
PICU
: pediatric intensive care unit
PRRs
: pattern recognition receptors
RAGE
: receptor for advanced glycation end products
ROS
: reactive oxygen species
SCCM
: society of critial care medicine
SIRS
: systemic inflammatory response syndrome
TGF
: tumor growth factor-
TLR
: toll-like reseptor
TNF-
: tumor necrosis factor-
VCAM-1
: vascular cell adhesion molecule-1
xvi
