PENGARUH HIPERGLIKEMIA TERHADAP GAMBARAN

HISTOPATOLOGI GINJAL MENCIT

MELATI SETIA NINGSIH1010312107

A. LATAR BELAKANG

PENDAHULUAN

Dibetes Melitus

Kelainan insulin

Hiperglikemia

Kerusakan Jaringan

347 juta orang di dunia menderita diabeteslebih dari 80% kematian akibat diabetes di negara-

negara dengan per kapita rendah dan sedang (WHO, 2013)

DM

Prevalensi DM di Indonesia berdasarkan diagnosis tenaga

kesehatan dan gejala adalah 1,1%. berdasarkan hasil pengukuran gula

darah pada penduduk umur >15 tahun yang bertempat tinggal di perkotaan adalah 5,7%. angka Toleransi Glukosa Terganggu

(TGT) secara nasional : 10,2%

DM akan menyebabkan terjadinya berbagai komplikasi kronik baik mikroangiopati maupun makroangiopati (Waspadji, 2007).

Hiperglikemia kronik pada diabetes berhubungan dengan kerusakan jangka panjang, disfungsi atau kegagalan beberapa organ tubuh, terutama mata, ginjal, saraf, jantung, dan pembuluh darah (Gustaviani, 2007).

DM penyebab utama dari penyakit ginjal stadium akhir dan Nefropati Diabetik (ND)ND: 30 – 40% dari penderita Penyakit Ginjal

Kronik (PGK) (Raharjo, 2010). Komplikasi DM yang menyebabkan gagal

ginjal : 44% kasus baru pada tahun 2008. 202.290 orang dengan penyakjit ginjal

stadium akhir karena DM di Amerika Serikat hidup dengan dialisis atau transplantasi ginjal. (ADA, 2011)

Hiperglikemia

Gagal ginjal

Hiperglikemia telah ditetapkan sebagai faktor risiko mayor pada gagal ginjal yang berperan penting dalam penebalan glomeruler dan membran basal tubuler serta perluasan matriks ekstraseluler dan akhirnya berkembang menjadi glomerulosklerosis dan gagal ginjal (Spencer, 2004).

B. Rumusan Masalah apakah terdapat pengaruh hiperglikemia

terhadap gambaran histopatologis ginjal pada mencit?

apakah terdapat perbedaan gambaran histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi hiperglikemia dengan mencit normal?

Apakah terdapat perbedaan gambaran histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi glukosa pada berbagai dosis?

C. Tujuan Penelitian Umum

untuk mengetahui pengaruh hiperglikemia terhadap gambaran histopatologis ginjal pada mencit.

KhususMengetahui gambaran histopatologis ginjal

pada mencit yang diinduksi hiperglikemia.Mengetahui perbedaan gambaran

histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi hiperglikemia dengan mencit normal.

Mengetahui perbedaan gambaran histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi glukosa pada berbagai dosis.

D. Manfaat Penelitian Memberikan kontribusi bagi ilmu

pengetahuan mengenai pengaruh hiperglikemia terhadap gambaran histopatologis ginjal pada mencit.

Dapat dijadikan sebagai dasar data bagi peneliti lain untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai diabetes dan nefropati diabetik.

Diabetes penyakit kronik yang tejadi ketika pankreas tidak memproduksi cukup insulin atau ketika tubuh tidak bisa secara efektif menggunakan insulin yang diproduksi (WHO,2013)

DM suatu kelompok penyakit metabolik dengan karakteristik hiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau kedua-duanya. Hiperglikemia kronik pada diabetes berhubungan dengan kerusakan jangka panjang, disfungsi, dan kegagalan pada organ-organ khususnya mata, ginjal, saraf, jantung, dan pembuluh darah (ADA, 2011).

TINJAUAN PUSTAKA

DM Tipe 1

DM Tipe 2

DM Tipe lain

DM Gestasional

Klasifikasi

Prevalensi DM di dunia 285 juta pada 2010, di prediksi akan meningkat menjadi 439 juta orang pada tahun 2030 (Erejuwa, 2012).

Di Amerika, hampir 26 juta penduduk menderita DM, > 10% total populasi dewasa> 25% populasi usia > 65 tahun (Fonseca,

2012).

Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Indonesia tahun 2003, penduduk Indonesia usia > 20 tahun sebanyak 133 juta jiwa. Dengan prevalensi DM sebesar 14,7% (8,2 juta) pada daerah urban dan 7,2% (5,5 juta) di daerah rural (Perkeni, 2011).

Epidemiologi

Patogenesis

Glukosa

insulin

Glikogen

HatiOtot

Kadar glokusa darah dipertahankan dalam level minimal

1 Gejala Klasik DM + glukosa plasma sewaktu ≥ 200

mg/dl (11,1 mmol/L). Glukosa plasma sewaktu

merupakan hasil pemeriksaan sesaat pada suatu hari

tanpa memperhatikan waktu makan terakhir.

Atau

2 Gejala klasik DM + Kadar glukosa plasma puasa ≥126mg/dl (7,0

mmol/L). Puasa diartikan pasien tak mendapat kalori tambahan

sedikitnya 8 jam

Atau

3 Kadar gula plasma 2 jam pada TTGO ≥200mg/dl (11,1 mmol/L).

TTGO yang dilakukan dengan standar WHO, menggunakan beban

glukosa yang setara dengan 75 g glukosa anhidrus yang dilarutkan

ke dalam air

Diagnosis

nefropati diabetik didefinisikan sebagai sindrom klinis pada pasien DM yang ditandai dengan albuminuria menetap (>300mg/24 jam atau >200 ig/menit) pada minimal dua kali pemeriksaan dalam kurun waktu 3 sampai 6 bulan (Hendromartono, 2007).

salah satu dari komplikasi diabetes yang berperan terhadap kejadian penyakit ginjal stadium akhir mencapai 30% dari penderita diabetes (Susztak, 2006).

Nefropati Diabetik

Derajat I (fase hiperfiltrasi) Laju Filtrasi Glomerulus (LFG) sampai 40% diatas normal + pembesaran ginjal.

Derajat II (fase silent stage) perubahan struktur ginjal, LFG

Derajat III (fase mikroalbuminuria)LFG meningkat, mikroalbuminuria, penebalan membrana basalis, dan peningkatan tekanan darah.

derajat IV (fase makroalbuminuria) LFG menurun, proteinuria, dan tekanan darah meningkat.

Derajat V (fase uremia) gagal ginjal.

Klasifikasi Nefropati Diabetik(Lubis, 2006)

Patogenesis Nefropati Diabetik

Nefropati diabetik akibat dari interaksi antara faktor hemodinamik dan faktor metabolik. • Faktor hemodinamik peningkatan tekanan

darah sistemik dan intraglomerular karena aktivasi faktor vasoaktif seperti angiotensin dan endotelin renin-angiotensin system (RAS) dan endotelin

dapat mempunyai efek non hemodinamik lewat aksi autokrin atau parakrin dengan menstimulasi proliferasi sel ginjal dan mengaktifkan growth factor atau sitokin, baik secara langsung atau tidak mempengaruhi perubahan ginjal pada diabetes (Schrijvers, 2004).

• Faktor metabolik glucose dependent pathway yang berakibat terhadap peningkatan stress oksidatif, formasi polyol ginjal, dan akumulasi Advanced Glycation End products (AGEs).

glukosa ekstraseluler > 30mmol/ldengan cepat menstimulasi senyawa reactive oxygen species (ROS) apoptosis sel podosit (Susztak, 2006).

Anatomi dan Histologi GinjalAnatomi organ retroperitoneal Ginjal kanan sekitar 0,5 inc12mm lebih

rendah daripada kiri karena terletak di bawah hepar.

Ukuran: panjang 11 cm, lebar 6 cm dan tebal 4 cm

Pada pinggir medial kedua ginjal terdapat celah celah vertikal yang dibatasi oleh kedua bibir-bibir jaringan ginjal yang tebal dan dinamakan hilus.

Hilus dari depan ke belakang mengandung v. Renalis, a. Renalis yang bercabang dua, ureter dan cabang ketiga a. Renalis) pembuluh limfe dan serabut simpatis juga berjalan melalui hilus.

HistologiGinjal tdd jutaan nefron (unit fungsional

dasar dari ginjal yang terdiri dari glomerulus, tubulus, dan duktus pengumpul

Glomerulus tdd berkas kapiler yang terbungkus dalam kapsul Bowman.Lumen kapiler tdd membran basal dgn

bagian dalamnya dilapisi oleh sel endotel berpori (fenestra) yang fungsinya mempermudah filtrasi plasma. Bagian luar membran basal dilapisi oleh prosesus sel epitel glomerulus, yang disebut podosit

Ruang di antara kapiler glomerulus diisi mesangium, yaitu jaringan ikat yang terdiri dari sel-sel mesangeal dalam matriks ekstrasel yang relatif bebas unsur serat selain fibronektin .

KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN

Peningkatan massa ginjal

Kerusakan podosit

Penebalan membran basal

glomerulus

Aktivasi PKC, APK dan growth factor

RAS dan endotelin

Disfungsi endotel

Stress oksidatifAkumulasi AGEs

 

hiperglikemia

diabetes

Keterangan:

= Variabel tidak diteliti

 

= Variabel diteliti

 

 

Hipotesis

Terdapat perubahan gambaran histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi hiperglikemia.

Struktur histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi hiperglikemia berbeda dengan struktur histopatologis ginjal pada mencit normal.

Perubahan struktur histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi hiperglikemia akan berbeda sesuai dosis yang diberikan.

Hiperglikemia akan memperburuk fungsi ginjal dengan indikator perubahan struktur histopatologis ginjal pada mencit yang diinduksi diabetes.

Jenis Penelitian penelitian eksperimental (true experimental

research) rancangan randomized pretest-posttest

control group design Subjek penelitian adalah mencit (Rattus

norvegicus).

METODE PENELITIAN

24 ekor mencit

Randomisasi dalam 4 kelompok

KN P1

glukosa 4 gr/kg BB

P2

glukosa 6 gr/kg BB

KP

Rencana Kerja dan Perlakuan

Tahapan Penelitian

Evaluasi morfologi ginjal dengan pemeriksaan histopatologi

Pembedahan, evaluasi berat badan tikus dan berat ginjal mencit

Euthanasia pasca perlakuan

Pengukuran kadar glukosa darah mencit dan penimbangan berat badan

Pemberian Glukosa intraperitoneal

Lokasi PenelitianLaboratorium Farmakologi Fakultas Farmasi dan Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Andalas

Waktu PenelitianPenelitian dilakukan selama 6 minggu dengan rincian satu minggu melakukan persiapan, dua minggu untuk pelaksanaan perlakuan, satu minggu untuk mengumpulkan data, dua minggu untuk mengolah data dan membuat laporan.

Populasi penelitian adalah mencit (Rattus norvegicus).

Besar sampel dihitung dengan rumus:

n = jumlah sampel tiap perlakuanβ = besar sampel yang diperkirakan menderita hiperglikemia tanpa adanya perubahan gambaran histopatologis ginjal (kesalahan tipe II)p’ = besar sampel yang diperkirakan tidak menunjukkan perubahan gambaran histopatologis ginjal.

Populasi dan Sampel Penelitian

Kriteria Inklusimencit jantan berumur 2 – 3 bulan berat badan 20-30 gramkondisi sehat yang ditandai dengan

pergerakan yang aktif Kriteria Eksklusi

Mencit menderita hiperglikemia sebelum dilakukan aklimatisasi

Mencit sakitMencit mati

Variabel bebas: pemberian glukosa intraperitoneal dengan dosis 4 gr/kg BB hewan coba, 6 gr/kg BB hewan coba, dan aloksan 125 mg/kg BB hewan coba.

Variabel tergantung: kadar glukosa darah, berat dan morfologi ginjal, serta gambaran histopatologi ginjal hewan coba.

Variabel terkontrol: umur, pakan, dan berat badan hewan coba.

Variabel Penelitian

Hewan coba adalah mencit jantan, dengan usia berkisar antara 2 – 3 bulan dan dalam kondisi sehat yang ditandai dengan pergerakan aktif. Mencit diadaptasikan 7 hari sebelum diberi perlakuan.

Pemberian glukosa adalah injeksi glukosa yang dilebur dalam larutan NaCl fisiologis 0,9% secara intraperitoneal pada setiap mencit yang mendapat perlakuan.

Kadar glukosa darah adalah hasil pengukuran kadar glukosa darah yang dilakukan secara enzimatik oleh alat pengukur yang digunakan (Accu-Check® Blood Glucose Monitor).

Gambaran histopatologi ginjal dilakukan dengan cara skoring berdasarkan perubahan yang terjadi pada organ ginjal

Definisi Operasional

Hewan CobaDua puluh empat (24) ekor mencit jantan yang memenuhi kriteria inklusiPakan standar Air

Bahan untuk Pemberian GlukosaNaCl 0,9% fisiologis (saline)Glukosa

Bahan untuk Pengukuran Kadar Glukosa DarahAlcohol swabs

Bahan untuk Pembedahan MencitFenobarbitalNaCl 0,9% fisiologis (saline)Alkohol 70%Larutan povidone iodin (Betadine)Kasa steril

Bahan Penelitian

Instrumen untuk Pemeliharaan Hewan CobaKandang hewan cobaHand sprayTempat makan dan minum hewan cobaTimbangan digital

Instrumen untuk Pemberian Glukosa dan AloksanSpuit 2,5 mLJarum suntik 27 G

Instrumen untuk Pengukuran Kadar Glukosa Darah Hewan CobaRapid blood glucose monitoring system/glucometer merek

Accu-Check®

Lancet sterilStrip glucometerLancing devicePisau cukur

Instrumen Penelitian

Instrumen untuk Pembedahan dan Pemeriksaan Postmortem Hewan CobaPisau cukurSkalpelPapan bedahPinsetHemostat/klem bengkokGuntingTimbangan digitalSterilisatorSpuit 1 mLJarum suntik ukuran 23 GKamera digital

Instrumen untuk Pemeriksaan Histopatologi Ginjal Hewan Coba

Cover glass Mikroskop Kamera digital

Instrumen Sanitasi dan Higiene Sarung tangan (hand gloves) Sabun cuci tangan antiseptik Jas laboratorium Masker Alkohol Cotton balls

Persiapan Hewan Coba

mencit diseleksi sesuai kriteria inklusi dan eksklusi dibagi secara acak dalam 4 kelompok. Adaptasi mencit selama 7 hari dan mencit dipaparkan

dalam siklus harian 12 jam siang/malam. Pada hari terakhir (hari ke-7) aklimatisasi, kadar

glukosa darah tiap mencit akan diukur secara enzimatik menggunakan glukometer untuk memastikan mencit tidak menderita hiperglikemia sebelum diberikan perlakuan. Mencit dianggap menderita hiperglikemia apabila didapatkan kadar glukosa darah sewaktu > 150 mg/dL (Nauck et al., 2004 dalam Saha et al., 2006).

Prosedur Penelitian

Induksi hiperglikemia pada mencit akan dilakukan berdasarkan metode Akirav et al. (2011). Glukosa dilebur dalam NaCl 0,9% fisiologis sedemikian rupa sehingga didapatkan larutan glukosa 10%. Larutan diinjeksikan secara intraperitoneal setiap hari selama 14 hari/2 minggu sesuai dosis tiap perlakuan.

Kelompok kontrol positif diberi perlakuan dengan menyuntikkan aloksan 125 mg/kgBB secara intravena.

Pemberian Glukosa pada Mencit

Pengukuran Glukosa Darah Mencit Kadar glukosa darah mencit diukur secara

enzimatik menggunakan glucometer Accu-Check® (Roche, Jakarta, Indonesia) dengan sampel 10 μL darah yang diambil dari vena ekor mencit. Kadar glukosa darah akan diukur pada hari terakhir aklimatisasi dan setelah diberi perlakuan.Penimbangan Berat Mencit

penimbangan berat badan hewan coba dilakukan sebelum dan setelah perlakuan

Pembedahan dan Penimbangan Berat Ginjal

Dilakukan pada hari terakhir perlakuanmencit diinjeksi dengan fenobarbital 120 mg/kg

BB secara intravena. Dilakukan reseksi ginjal melalui pembedahan

pada mencit.Ginjal segera ditimbang dengan menggunakan

timbangan digital, diamati morfologinya, dan selanjutnya dimasukkan dalam botol berisi formalin 10%. Hasil pengamatan morfologi ginjal dicatat dan didokumentasikan dengan pemotretan menggunakan kamera digital.

Kemudian ginjal tersebut dibuat sediaan histopatologi dengan pewarnaan HE

Pengamatan Histopatologi Ginjal Pengamatan histopatologi dilakukan dengan

cara skoring berdasarkan perubahan yang terjadi pada organ ginjal (Mardiastuti, 2002).

Orga

n

Bagian Skor

Lesi

Perubahan

 

 

 

Ginja

l

 

Tubuli

0 Normal

+1Edema, degenerasi

+2 Radang, nekrosa

+3 Fibrosis

Glomerul

us

0 Normal

+1Edema, degenerasi

+2 Radang, nekrosa

+3 Fibrosis

Hasil pengukuran kadar glukosa darah, berat badan mencit, berat ginjal, dan perubahan gambaran histopatologi ginjal dicatat, ditabulasi, dan dianalisis secara statistik menggunakan program SPSS 20.0 versi Windows dengan interval kepercayaan 99% (α = 0,01) dan tingkat signifikansi 0,01 (p = 0,01). Analisis data dilakukan melalui uji hipotesis komparatif dan korelatif secara bertahap, yaitu: uji normalitas data, uji homogenitas varian, Post-Hoc test (uji Least Significant Difference) dan uji korelasi Pearson.

Pengolahan dan Analisis Data