i

TESIS

KADAR ENDOTELIN-1 DAN EKSPRESI RESEPTOR ETA PADA TIKUS

WISTAR OBES DAN NON OBES

SYARIFUDDIN

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Kesehatan

Pada Program Studi Biomedik Konsentrasi Fisiologi

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2017

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Yang Bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Syarifuddin

Nomor Mahasiswa : P1502215001

Program Studi : Biomedik / Fisiologi

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini

benar-benar merupalan hasil karya sendiri, bukan merupakan

pengambilan tulisan atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudian hari

terbukti atau dapat dibuktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini

hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan

tersebut.

Makassar, September 2017

Yang menyatakan

Syarifuddin

iii

LEMBAR PENGESAHAN

iv

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa

atas rahmat, hidayah, dan karuniaNya sehingga dapat terselesaikan tesis ini

yang berjudul ” Kadar Endotelin-1 dan Ekspresi Reseptor ETA Pada Tikus

Wistar Obes dan Non obes”

Tesis ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh

gelar Magister dalam bidang Fisiologi pada program studi Biomedik sekolah

Pascasarjana Universitas Hasanuddin. Dalam Kesempatan ini penulis

menyampaikan banyak terima kasih dan penghargaan yang setingi-tingginya

kepada:

1. dr.M. Aryadi Arsyad,M.Biomed., Ph.D dan Dr. dr. Irfan Idris, M.Kes selaku

selaku Ketua Komisi Penasehat dan sekertaris Komisi Penasehat, yang

telah banyak memberikan waktu, pikiran dan tenaganya kepada penulis

sehingga terselesaikannya penulisan tesis ini.

2. Prof.Dr.dr.Andi Wardihan Sinrang,MS., dr. Muhammad Husni Cangara,

Ph.D., dan dr.Agussalim Bukhari Ph.D selaku tim penguji yang telah

memberikan masukan dan saran guna penyempurnaan tesis.

3. Dr. dr. Andi Mardiah Tahir, Sp.OG(K) selaku ketua Program Studi

Biomedik.

4. Para dosen, staf dan Pegawai di Bagian Laboratorium Entomologi

Fakultas Kedokteran serta rekan-rekan dosen.

v

5. Kedua orang tua, ayahanda Alwi Podo dan ibunda Patimasang serta

saudaraku Alpian, Misrawati, dan Hendra Putra untuk segala cinta, kasih

sayang, semangat, motivasi, memberikan bantuan materi dan spiritual

serta doa tulus demi kesuksesan penulis dalam menuntut ilmu. Rekan-

rekan di Program Studi Biomedik Konsentrasi Fisiologi angkatan 2015:

Akbar, Arman, Evi, Ayu, Alan, Uni, dan Sarah terima kasih atas dukungan

dan kebersamaannya.

6. Terkhusus buat Istriku Fikadilla Rizky Ramadhani dan anak-anakku

tercinta Aisyah dan Alya yang senantiasa memberikan dukungan dan doa

demi kesuksesan penulis.

7. Kepada semua pihak yang tidak tercamtum namanya telah membantu

penulis dalam menyelesaikan tesis ini, terima kasih banyak atas semua

dukungan dan bantuannya.

Penulis menyadari atas kekurangan dan keterbatasan dalam

penyusunan tesis ini, untuk itu semua saran dan kritikan dalam

penyempurnaan akan penulis terima. Akhirnya penulis berharap semoga

tesis ini dapat bermanfaat bagi semua yang membutuhkannya. Aamin

Makassar, September 2017

Syarifuddin

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS .............................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii

PRAKATA .................................................................................................. iv

DAFTAR ISI ............................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ...................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... ix

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. x

ABSTRAK .................................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang .................................................................................. 1

B. Rumusan Masalah ............................................................................. 4

C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 4

D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA..................................................................... 6

A. Tinjauan Tentang Obesitas ............................................................... 6

1. Defenisis Obesitas ............................................................................. 6

2. Faktor Penyebab Obesitas ................................................................ 7

B. Tinjauan Tentang Endothelin ........................................................... 10

C. Endothelin-1 Dan Reseptor Endothelin ........................................... 12

1. Biosintesis Et-1 ................................................................................ 12

2. Reseptor Et-1 .................................................................................. 13

3. Mekanisme Kerja Et-1 ..................................................................... 15

4. Faktor-Faktor Yang Menstimulasi Dan Menghambat Et-1 ............... 16

D. Hubungan Endothelin-1 Dan Obesitas ............................................ 18

BAB III KERANGKA TEORI ..................................................................... 22

A. Kerangka Teori ................................................................................ 22

B. Kerangka Konseptual ...................................................................... 23

C. Variabel Penelitian ........................................................................... 23

vii

D. Defenisi Operasional ....................................................................... 23

E. Hipotesis Penelitian ......................................................................... 24

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 25

A. Desain Penelitian ............................................................................. 25

B. Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................... 25

C. Populasi ........................................................................................... 25

D. Sampel dan Besaran Sampel .......................................................... 25

E. Instrumen Pengumpulan Data ......................................................... 26

F. Izin Penelitian dan Kelaikan Etik ..................................................... 26

G. Prosedur Kerja................................................................................. 27

H. Alur Penelitian ................................................................................. 32

I. Rencana Pengolahan dan Analisis Data ......................................... 33

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 34

A. Hasil Penelitian ................................................................................ 34

B. Pembahasan ................................................................................... 39

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 43

A. Kesimpulan ...................................................................................... 43

B. Saran ............................................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 44

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... 49

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Faktor-faktor yang mempengaruhi ET-1. ........................................... 17

Tabel 5. 1 Karakteristik Sampel .......................................................................... 35

Tabel 5.2 Perbandingan Kadar ET-1 Serum Pada Tikus Obes dengan Non

Obes .................................................................................................. 36

Tabel 5.3 Perbandingan Ekspresi Reseptor ETA di Ginjal Antara Tikus Obes

dan Non Obes Serta Perbandingan Ekspresi Reseptor ETA di

Jantung Antara Tikus Obes dan Non Obes ........................................ 37

Tabel 5.4 Perbandingan Ekspresi Reseptor ETA Antara Ginjal dan Jantung

Pada Tikus Obes dan Perbandingan Ekspresi Reseptor ETA

Antara Ginjal dan Jantung Pada Tikus Non Obes .............................. 38

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur Rantai ET-1, ET-2, dan ET-3. .......................................... 11

Gambar 2. Biosinthesis Endothelin-1 .............................................................. 12

Gambar 3. Lokasisai ETA dan ETB di berbagai ............................................... 14

Gambar 4. Endothelin Signaling . ................................................................... 15

Gambar 5. Efek dari Insulin terhadap ET-1 .................................................... 19

Gambar 6. Perbandingan fisiologi antara kondisi sehat dengan Obes, MetS,

dan T2D ......................................................................................... 20

Gambar 7. Kerangka Teori ............................................................................. 22

Gambar 8. Kerangka Konsep.......................................................................... 23

Gambar 9. Alur Penelitian ............................................................................... 32

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Master Tabel ................................................................................ 49

Lampiran 2 Rekomendasi Etik Penelitian ....................................................... 50

Lampiran 3 Surat Keterangan Penelitian ........................................................ 51

Lampiran 4 Dokumentasi Hasil Penelitian ...................................................... 52

Lampiran 5 Output Uji Statistik SPSS ............................................................. 53

xi

ABSTRAK

SYARIFUDDIN. Kadar Endothelin-1 dan Ekspresi Reseptor ETA PPada Tikus Wistar Obes dan Non Obes (dibimbing oleh Aryadi Arsyad dan Irfan Idris)

Peningkatan jumlah individu yang obes pada beberapa dekade terakhir telah menimbulkan permasalah yang sangat serius di bidang kesehatan.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kadar endothelin-1 dengan ekspresi reseptor endothelin-A pada tikus wistar obes dan non obes. Penelitian ini merupakan penelitian observasional dengan desain case control. Sebanyak 12 ekor tikus wistar menjadi sampel dalam penelitian ini dibagi menjadi 2 kelompok besar yaitu kelompok obes dan kelompok non obes yang masing-masing terdiri dari 6 sampel. Analisis data dilakukan dengan uji Independet Sample t Test.

Hasil penelitian menunjukkan tidak ada perbedaan ET-1 (p= 0,238) pada kelompok obes dengan kelompok non obes. Tidak terdapat perbedaan bermakna (p>0,05) antara ekspresi rseptor ETA baik di ginjal maupun di jantung antara tikus obes dan non obes. Berdasarkan perbandingan organ baik di ginjal maupun di jantung antara obes dan non obes, ternyata terjadi perbedaan yang bermakna antara ginjal dan jantung pada tikus obes (p<0,05), akan tetapi tidak pada kelompok non obes.

Kesimpulan penelitian ini yaitu tidak terdapat perbedaan yang

bermakna antara tikus wistar obes dengan non obes.

Kata Kunci : Endothelin-1, Reseptor Endothelin-A, Obes, Non Obes

xii

ABSTRACT SYARIFUDDIN. Levels of Endothelin-1 and Expression of ETA Receptor PPada Mouse Wistar Obes and Non Obes (guided by Aryadi Arsyad and Irfan Idris) An increasing number of obese individuals over the last few decades has created a very serious health problem. This study aims to determine differences in endothelin-1 levels with expression of endothelin-A receptors in obese and non obese wistar rats. This research is an observational research with case control design. A total of 12 wistar rats to be sampled in this study were divided into 2 major groups namely obese and non obese groups, each consisting of 6 samples. Data analysis was done by Independet Sample t Test. The result showed no difference of ET-1 (p = 0,238) in obese group with non obese group. There was no significant difference (p> 0.05) between ETA raceptor expression in both the kidney and the heart between obese and non obese rats. Based on the ratio of either kidney or heart organ between obes and non obes, there was a significant difference between kidney and heart in obese mice (p <0.05), but not in non obese group. The conclusion of this research is that there is no significant difference between obese and non obese wistar rats. Keywords: Endothelin-1, Endothelin-A Receptor, Obes, Non Obes

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Peningkatan jumlah individu yang obesitas pada beberapa dekade

terakhir telah menimbulkan permasalah yang sangat serius di bidang

kesehatan. Hal ini dikarenakan obesitas merupakan penyakit yang

peningkatannya semakin pesat di dunia ini (Jiang et al., 2014). Pada

tahun 2008 presentasi penderita obesitas diseluruh dunia mencapai 9,8%

pada pria dan 13% pada wanita (Finucane et al., 2011).

Obesitas tidak hanya terjadi pada kelompok orang dewasa namun,

obesitas dapat terjadi pada semua kelompok umur dan semua starta

ekonomi. Di Indonesia sendiri angka kejadian obesitas pada tahun 2013

mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan tahun 2010. Angka

obesitas pada tahun 2010 sekitar 19,8% dan pada tahun 2013 menjadi

menjadi 53% (Schinzari et al., 2013).

Obesitas merupakan faktor resiko yang sangat tinggi penyebab

terjadinya penyakit-penyakit kronik seperti diabetes, stoke, kanker,

ostheoarithris, nyeri pada punggung serta penyakit-penyakit

kardiovaskuler seperti gagal jantung, jantung coroner, atheroskleorosis

dan hipertensi (Shiri et al., 2010; Poirir et al., 2006).

Studi tentang obesitas memperlihatkan bawa seseorang yang

obesitas akan mengalami inflamasi pada dinding vaskuler dan memiliki

hubungan yang erat dengan risiko kematian pada kasus obesitas (Grundy

2

et al., 2005; Billy et al., 2016). Studi lain memperlihatkan bahwa obesitas

dapat menyebabkan inaktivasi NO, pelepasan Angiotensi II, TNF-α,

prostanoid yang kemudian berdampak pada disfungsi endotel dan

hipertensi (Hermes et al., 2006; Engeli and Sharma, 2002).

Pada umumnya, obesitas memiliki karakteristik adanya kenaikan

curah jantung, peningkatan volume plasma, serta peningkatan aktivitas

saraf simpatik (Poirir et al., 2006). Hal ini menimbulkan pemikiran bahwa,

kemungkinan pada obesitas terjadi peningkatan aktivitas vasokonstriktor

pembuluh darah yang berperan penting dalam patofisiologi beberapa jenis

penyakit serta komplikasinya yang berhubungan dengan obesitas.

Peningkatan aktivitas ini diduga memiliki hubungan yang sangat kuat

terhadap kontrol dari aktivitas endothelin-1.

Endothelin-1 (ET-1) merupakan peptide asam amino 21 yang

memiliki afinitas vasokonstriktor yang sangat besar (Yanasigawa et al.,

1988). Gangguan terhadap produksi ET-1 kemungkinan mempunyai

kontribusi yang sangat besar terhadap patogenesis hipertensi, kanker

serta peningkatan agen agen trombotik yang disebabkan oleh obesitas.

Beberapa studi menghubungkan keterkaitan antara obesitas, ET-1 serta

efek yang ditimbulkan akibat adanya gangguan dari kontrol ET-1.

Penelitian yang dilakukan oleh Kedzierski and Yanagisawa (2001)

menyimpulkan bahwa pada obesitas, gen preproenditelin-1 memiliki

hubungan yang sangat besar terhadap kerentanan terjadinya hipertensi

Asai et al. ( 2001) menemukan bahwa Lys 198 Asn polymorphsme dari

3

gen preproendotelin-1 mempunyai hubungan dengan hipertensi yang

disebabkan oleh obesitas pada ras kaukasia.

Studi tentang ET-1 yang dikaitkan dengan obesitas menunjukkan

bahwa ET-1 memiliki kontribusi dalam meningkatkan tekanan arteri,

menurunkan NO, pliferasi sel yang dapat menyebabkan kanker,

peningkatan agen-agen thrombosis, penghambatan norepinephrine dan

pertumbuhan sel-sel otot polos pembuluh darah yang akan memperparah

aterosklerosis serta mempercepat kelainan jantung setelah iskemik pada

kasus obesitas (Da Silva et al., 2004 ; Goudie et al., 2016; Tabeling et al.,

2015; Yu et al., 2015; Tawa et al., 2010) . Sanchez et al. (2014) juga

meperlihatkan adanya peningkatan kadar ET-1 pad tikus yang obesitas.

Selain ET-1, ternyata reseptor ETA juga memiliki kontribusi yang

sangat besar dalam memodulasi terjadinya vasokontriksi pembuluh

darah yang pada akhirnya akan mempengaruhi beberapa fungsi fisiologis

di dalam tubuh. Hal ini dibuktikan dari hasil-hasil studi yang dilakukan

oleh para peneliti. Poirir et al. ( 2006) menemukan bahwa gangguan

endhotelium dependen vasomotion terjadi pada subyek obesitas dan

kemungkinan salah satu manifestasi penyakit vaskuler dini. Suatu studi

pada populasi kaukasia menyebutkan bahwa peningkatan BMI

berhubungan dengan perubahan aktivitas reseptor endothelin khususnya

ETA dependen vasoconstrictor, perubahab reseptor ETA kemungkinan

berhubungan dengan peningkatan tekanan darah kronis pada kasus

obesitas.

4

Uraian diatas memberikan informasi adanya kontribusi yang besar

dari reseptor ETA dalam mengontrol aktivitas vasokonstriktor ET-1 pada

obesitas. Akan tetapi, study tentang hubungan ET-1 dengan resptor ETA

pada obesitas masih belum ada khususnya di Indonesia, sehingga hal

inilah yang mendasari peneliti tertarik untuk melihat hubungan kadar

endotelin-1 dan ekspresi reseptor ETA pada tikus wistar obesitas dan non

obesitas.

B. RUMUSAN MASALAH

Bagaimana perbedaan kadar ET-1 dan ekspresi reseptor ETA pada

tikus wistar obesitas dan non obesitas?.

C. TUJUAN PENELITIAN

1. Tujuan Umum

Tujuan umum dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui

perbedaan kadar ET-1 dengan ekspresi reseptor ETA pada tikus wistar

obesitas dan non obesitas.

2. Tujuan Khusus

Tujuan khusus dalam penelitian ini adalah:

a. Mengetahui kadar ET-1 pada tikus wistar obesitas.non obesitas.

b. Mengetahui ekspresi reseptor ETA pada tikus wistar obesitas non

obesitas.

c. Mengetahui perbedaan kadar ET-1 dengan ekspresi reseptor ETA

pada tikus obesitas non obesitas.

5

D. MANFAAT PENELITIAN

1. Manfaat Akademis

Jika pada penelitian ini terbukti bahwa peningkatan kadar ET-1

dan ekspresi reseptor ETA merupakan salah satu pemicu kelainan yang

disebabkan obesitas, maka dapat memberikan kontribusi ilmiah berkaitan

dengan kadar ET-1 dan ekspresi reseptor ETA sebagai salah satu pemicu

kelainan-kelainan yang disebabkan oleh obesitas.

2. Manfaat Praktis

Jika terbukti peningkatan kadar ET-1 dan ekspresi reseptor ETA

merupakan salah satu pemicu kelainan yang disebabkan obesitas, maka

dapat dilakukan usaha-usaha untuk menekan penyakit-penyakit yang

disebabkan oleh obesitas melalui pengontrolan kadar ET-1 dan ekspresi

reseptor ETA.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. TINJAUAN TENTANG OBESITAS

1. Defenisis Obesitas

obesitas merupakan keadaan patologis karena penimbunan lemak

berlebihan yang diperlukan untuk fungsi tubuh. Obesitas adalah suatu

akumulasi lemak dalam jaringan adipose yang abnormal atau berlebihan

hingga mencapai suatu taraf yang dapat menimbulkan gangguan

kesehatan. Obesitas merupakan penyakit kronik yang bersifat monogeneik

atau poligenik dan dapat menyebabkan beberapa keadaan disfungsi serta

gangguan patologis, seperti hiperinsulinemia, diabetes, penyakit kardio

vaskuler, hipertensi, gangguan imunologis dan beberapa jenis kanker

(Marti et al., 2004; Wijayanti, 2013).

Peningkatan akumulasi lemak visceral (abdominal) merupakan

factor risiko penyakit kardiovaskuler, dilipidemia, hipertensi, stroke dan

diabetes tipe II (Carr and Brunzell, 2004). penambahan ukuran dan jumlah

sel adipose dapat mengakibatkab terjadinya obesitas dan menimbulkan

gangguan metabolisme. Selain itu, sel adipose juga mengekspresikan

melekul biologi aktif (adipokin) seperti sitokinin proinflamasi, hormone

antiinflamasi dan substansi biologi lain. obesitas megekspresi peningkatan

sitokinin proinflamasi di dalam sirkulasi darah sehingga menyebabkan

inflamasi dinding vaskuler (Grundy et al., 2005).

7

Salah satu cara untuk mengetahui obesitas tidaknya seseorang

dapat dihitung dengan rumus Body Massa Indeks (BMI) yaitu:

(Schinzari et al., 2013). Sedangkan untuk mengetahui obesitas pada tikus

ditentukan berdasarkan indeks obesitas Lee. (K.E. Campos et al., 2008).

Tikus dinyatakan obes jika nilai indeks obes Lee > 0,3. Indeks obesitas

Lee dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Indeks obesitas Lee =

2. Faktor Penyebab Obesitas

Obesitas dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor

tersebut diantaranya adalah genetik, disfungsi salah satu bagian otak,

pola makan berlebih, kurang gerak/olahraga, emosi, faktor lingkungan,,

faktor kompensasi, dan faktor gaya hidup (Supriyanto, 2016).

a. Genetik

Obesitas cenderung bersifat menurun dalam keluarga.

Kegemukan dapat ditrunkan dari generasi sebelumnya ke geneasi

berikutnya. Hal ini dikarenakan pada saat ibu yang obesitas sedang hamil,

maka unsur sel lemak yang berjumlah besar dan melebihi ukuran normal

secara otomatis akan diturunkan kepada bayi selama dalam kandungan.

Penelitian yang dilakukan di Inggris terhadap orang kembar

memperlihatkan bahwa IMT menurun pada gen sebesar 75% sedangkan

25% disebabkan oleh faktor lingkungan (Wardle et al., 2008).

b. Kerusakan pada salah satu bagian otak

8

Sistem pengontrol yang mengatur perilaku makan terletak pada

bagian otak yang disebut hipotalamus. Hipotalamus mengandung lebih

banyak pembuluh darah dan daerah lain pada otak, sehingga lebih mudah

dipengaruhi oleh unsur kimiawi dan darah. Dua bagian hipotalamus yang

mempengaruhi penyerapan makanan yaitu hipotalamis lateral (HL) yang

menggerakkan nafsu makan (pusat makan), dan hipotalamus

ventromedial (HVM) yang bertugas menintangi nafsu makan (pusat

kenyang).

Hasil penelitian didapatkan bahwa bila HL rusak/hancur maka

individu menolak untuk makan atau minum, dan akan mati kecuali bila

dipaksa diberi makan dan minum (diberi infus). Sedangkan bila kerusakan

terjadi pada bagian HVM maka seorang akan menjadi rakus. Penelitian

yang dilakukan pada hewan coba memperlihatkan kerusakan pada HVM

meningkatkan ekspresi NPY sehingga menyebabkan hewan coba tersebut

rakus makan (Spiegelman and Flier, 2001)

c. Pola Makan Berlebih

Orang yang kegemukan lebih responsive dibanding dengan

orang yang memiliki berat badan normal terhadap syarat lapar eksterna

seperti rasa dan bau makanan, atau saat waktu makan. Orang yang

gemuk cenderung makan pada saat merasa ingin maka, bukan pada saat

lapar. Pola makan seperti ini yang menyebabkan kegemukan apabilah

seseorang tidak memiliki control diri dan motivasi yang kuat untuk

mengurangi berat badan.

9

d. Kurang Gerak/Olahraga

Tingkat pengeluaran energy tubuh sangat berengaruh terhadap

pengendalian berat badan. Pengeluaran energi dipengaruhi oleh dua

factor, yaitu 1) tingkat aktivitas dan olahraga secara umum, 2) angka

metabolisme basal atau tingkat energy yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi minimal tubuh. Dari kedua factor tersebut,

metabolisme basal memiliki peranan dua pertiga dari pengeluaran energy

orang normal.

e. Pengaruh Mental/Emosional

Gangguan mental adalah gangguan otak yang ditandai oleh

terganggunya emosi, proses berfikir, perilaku, dan persepsi. Gangguan

mental menibulkan stress dan penderitaan bagi penderita dan

keluarganya. Studi yang dilakukan oleh Lee et al. (2005) memperlihatkan

adanya hubungan depressive mood dikaitkan dengan central obesity

dengan subjek 101 wanita premenopause yang kelebihan berat badan

yang tidak memiliki gangguan makan seperti yang didefinisikan

menggunakan kriteria DSM IV.

f. Gaya Hidup

Salah satu dampak negative kemajuan teknologi adalah

terjadinya pergeseran gaya hidup dari yang aktif menjadi malas-malasan

(sedentary). Kondisi tersebut disebabkan oleh peran mesin-mesin serba

otomatis yang menggantikan hamper semua pekerjaan manusia. Keadaan

tersebut menjadikan tubuh memperoleh asupan makanan lebih besar

10

dibandingkan dengan nilai kalori untuk aktivitas fisik, hal tersebut

menyebabkan terjadinya obesitas.

g. Faktor Sosial Ekonomi

Kegiatan sosial, ekonomi, dan budaya suatu keluarga, suatu

kelompok masyarakat, atau suatu bangsa, mempunyai pengaruh yang

kuat dan kekal terhadap makanan yag mereka konsumsi. Penelitian yang

dilakukan oleh Parengkuan et al. (2013) mengenai hubungan factor sosial-

ekonomi dengan kejadian obesitas mengemukakan bahwa pendapatan

keluarga yang tinggi cenderung meningkatkan obesitas pada anak, ini

kemungkinan dikarenakan asupan makanan yang berlebih.

B. TINJAUAN TENTANG ENDOTHELIN

Endothelin merupakan peptida asam amino yang di produksi

langsung oleh sel endotel, dan merupakan mediator penyempitan

pembuluh darah (Yanasigawa et al., 1988). Sel endotel terbagi atas dua

jenis yaitu sel endotel pembuluh darah dan sel endotel endocardia. Sel

endotel vaskuler terdapat pada pembuluh darah coroner, sedangkan sel

endotel endocardia terdapat pada permukaan dalam jantung. Kedua jenis

endotel ini melepaskan senyawa kimia yang bekerja aktif pada jantung

diantaranya postanoid, NO, Endothelin-1 serta beberapa substansi lain

(Shah, 1997).

Ada tiga bentuk endothelin pada manusia yaitu, ET1, ET2, dan

ET3. Ketiga endothelin ini bekerja sebagai tonus vasomotor, poroliferasi

sel, produksi hormone dan berinteraksi dengan dua tipe reseptor yaitu ETA

11

dan ETB (Webb and Ray, 1997). Masing-masing endothelin diproduksi

oleh gen yang berbeda dan disintesis sebagaii bagian dari sebuah

prokusor protein mRNA besar yang disebut Preproendotelin. Gen

Endotelin pada manusia berlokasi pada kromosom 6, 1, dan 20. Ekspresi

endothelin-1 bergantung pada tingkat transkripsi gen yang berada pada

sumber promotor 5’ (Kawanabe and Nauli, 2011).

Hormon dan faktor-faktor vaskuler menyebabkan sintesis

preproendotelin-1 oleh gen ET1 dengan menggatur ikatan faktor

transkripsi seperti GATA-2 dan AP-1 terhadap elemen spesifik dari

promotor gen ET-1..

Gambar 1. Struktur Rantai ET-1, ET-2, dan ET-3 (Masaki, 2004 ).

12

C. ENDOTHELIN-1 DAN RESEPTOR ENDOTHELIN

1. Biosintesis ET-1

Biosintesis ET-1 diatur oleh mekanisme autokrin, factor fisika dan

kimia, perubahan tekanan oksigen, PH, vasopresin, angiotensin-II,

norepinefrin, faktor pertumbuhan, lipoprotein, sitokinin serta molekul

adhesi (Barton et al., 2003).

Gambar 2. Biosinthesis Endothelin-1 (Kohan, 2013)

ET-1 merupakan substansi yang bersifat kardioaktif yang

diproduksi dari hasil penerjemaan mRNA membentuk asam amino yang

memiliki rantai panjang 203 dan disebut preproendothelin-1, kemudian

13

gen preproendothelin-1 akan bertransformasi membentuk kompleks

prohormon ET-1 yang memiliki 39 rantai asam amino. Dengan adanya

ECE yang beredar di dalam darah maka, kompleks ET-1 kemudian

diubah menjadi asam amino 21 peptida atau ET-1 (Schiffrin, 1995).

ET-1 secara dominan di ekspresikan menuju otot polos pembuluh

darah. Selain sel endotel ternyata sel leukosit, makrofag, sel otot polos

kardiomiosit serta sel mesengial diduga turut mengekspresikan ET-1

(Luscher and Barton, 2000). ET-1 menginduksi sinyal melalui perantara

reseptor yang akan mengaktivasi protein G. tidak hanya itu, ET-1 juga

memberikan sinyal terhadap pertumbuhan reseptor transaktivasi factor,

stress oksidatif, rho-knasi, serta mengaktifkan reseptor ETA atau

menghambat reseptor ETB melalui jalur siklik AMP (Houde et al., 2016).

2. Reseptor ET-1

ET-1 memiliki pengaruh terhadap sel target ketika berinteraksii

dengan reseptor endothelin. Ada dua jenis reseptor endothelin yaitu

reseptor ETA dan reseptor ETB. Temuan lain memperlihatkan bahwa

selain reseptor ETA dan ETB ternyata, ditemukan juga reseptor ETC akan

tetapi belum diketahui fungsi serta distribusinya di dalam jaringan

(Schiffrin, 1995; Karne et al., 1993).

Reseptor ETA terlokalisasi dibanyak jaringan pada manusia

diantaranya otot polos pembuluh darah, jantung, ginjal, dan paru-paru

akan tetapi diwilayah sel endotel tidak ditemukan. Reseptor ETA memili

kemampuan afinitas sangat tinggi terhadap ET-1 dan menyebabkan

14

penyempitan pembuluh darah. Sedangkan ETB merupakan reseptor

endothelin yang menyebabkan dilatasi pembuluh darah serta

diekspresikan pada daerah cerebral cortex, otak kecil, aorta, jantung,

paru-paru, ginjal dan adrenal ginjal (Simonson and Dunn, 1990; Adriana et

al., 2011). Reseptor ETB juga menyebabkan pembersihan ET1 dari paru-

paru yang bersirkulasi sert pengambilan kembali ole sel endotel. Reseptor

ETB mempunyai kekuatan afinitas yang sama terhadap semua jenis

endothelin.

Gambar 3. Lokasisai ETA dan ETB di berbagai

jaringan (Lukas et al., 2001)

15

3. Mekanisme Kerja ET-1

ET-1 bekerja secara parakrin yaitu suatu sel target

mengahasilkan substansi (hormone) yang akan memberi efek ke sel target

yang lainnya. Selain itu, ET-1 juga bekerja secara autokrin yaitu sel target

menghasilkan substansi yang digunakan untuk mempengaruhi sel itu

sendiri (Lotersztajn, 1993). Interaksi antara ET-1 dengan reseptornya akan

memberikan pengaruh terhadap sel target melalui pengaktifan protein G

yang akan merangsang aktivasi phospholipase C dan kemudian

mengawali pembentukan inositol 1, 4, 5 triphospat serta pembentukan

diglyceride dari membran inositides.

Gambar 4. Endothelin Signaling (Al-Karim and Rockey, 2010).

16

Pembentukan inositol 1, 4, 5 triphospat akan memberikan efek

peningkatan pelepasan ion Ca2+ dari tempatnya di retikulum endoplasma

yang akan mengaktivasi protein kinase C sehingga terjadi poliferasi sel

dan memberikan efek penyempitan pembulu darah (Al-Karim and Rockey,

2010).

Sama halnya dengan reseptor ETA, pengikatan ET-1 dengan

reseptor ETB juga memberikan aktivasi phospholipase C sama dengan

reseptor ETA serta aktivasi inositol 1,4,5 triphosphat dan diglyceride yang

akan meningkatkan pelepasan ion Ca2+, akan tetapi reseptor ETB

mengaktivasi protein C inhibitor dan selanjutnya akan menghambat

pembentukan cincin siklik AMP dan mengaktifkan Na+/H+ pump. Proses ini

akan melepaskan NO pada sel endotel yang akan memediasi relaksasi

pembuluh darah.

4. Faktor-Faktor yang Menstimulasi dan Menghambat ET-1

Aktifitas ET-1 selalu sejalan dengan reseptornya. Dalam

pengaturan ekspresi ET-1, maka tidak terlepas peran dari beberapa faktor

baik faktor yang menstimulasi pelepasan ET-1 maupun faktor yang

menginhibisi pelepasan ET-1. Pelepesan ET-1 melalui aktivasi protein

kinase C dipengaruhi oleh bebrapa faktor diantaranya, LDL, ADH,

angiotensin-II, interleukinin, TGFβ, TNFα, leptin, adrenalin serta arginin

(Kumar and Raj, 2014; Sánchez et al., 2014; Brian et al., 2011).

Penelitian yang dilakukan oleh Schinzari et al, memperlihatkan

bahwa secara fisiologi ternya leptin mempengaruhi pelepasan ET-1 yang

17

akan bersirkulasi di dalam darah sehingga meningkatkan pelepasan ET-1.

Selain itu, kemungkinan peningkatan leptin yang berlebih bisa dijadikan

sebagai penanda disfungsi pembulu darah (Schinzari et al., 2013). Tidak

hanya leptin, ternyata infalamasi (IL6) yang terjadi juga memiliki peranan

dalam peningkatan disfungsi endotel serta penigkatan ekspresi ET-1

(Kumar and Raj, 2014).

Tabel 2.1. Faktor-faktor yang mempengaruhi ET-1 (Perez et al., 2005).

18

Penelitian lain juga memperlihatkan adanya hubungan antara Ang

II dengan peningkatan ekspresi ET-1. Induksi dari Ang II pada tikus

memperlihatkan peningkatan hypertropi otot polos pembuluh arteri dan

menghambat restor antagonis ETA (Suen et al., 2011)

D. HUBUNGAN ENDOTHELIN-1 DAN OBESITAS

Penelitian terdahulu memperlihatkan adanya hubungan antara ET-

1 dengan obesitas. Hasil study tersebut menduga bahwa jaringan adipose

mengaktivasi pembuh darah melalui ekspresi beberapa gen, salah

satunya adalah ET-1 (Rahmouni K et al., 2005; Verlohren S et al., 2004).

Namun proses yang mengaitkan antara abnromalitas dari sel endotel

dengan obesitas belum sepenuhnya jelas, hal ini diduga karena adanya

beberapa faktor yang turut serta dalam mempengaruhi disfungsi endotel

(Lilyasari, 2007).

Study yang dilakuan pada pasien obesitas memperlihatkan bahwa

obesitas ditandai dengan terjadinya abnormalitas sel endothelium (De

Ciuceis et al., 2011; Virdis et al., 2011). Perubahan tersebut

mengakibatkan adanya ketidakseimbangan antara ET-1 dengan NO yang

menyebabkan aktivasi yang berlebih oleh sistem endogen ET-1 (Grassi et

al., 2010). Kemudian peningkatan ET-1 menyebabkan peyempitan

pembuluh darah seiring dengan berkurangnaya ekspresi NO (Schinzari et

al., 2015; Cardillo et al., 2004). Selain itu, ternyata obesitas juga

merupakan kondisi peradangan kronis sekunder level rendah ini

diperlihatkan dengan peningkatan sitokini proinflamasi salah termasuk

19

TNFα (Virdis et al., 2012; Dandona et al., 2005). Tidak hanya itu,

peningkatan TNFα juga terjadi pada pada arteri kecil obesitas, dengan

peningkatan ekspresi ET-1 dan reseptro ETA yang memiliki kontribusi

ketidakseimbangan antara ET-1 dengan NO (Virdis et al., 2015).

Peningkatan aktivitas dari sistem ET-1 juga ditemukan pada

pasien yang obesitas, MetS, serta DMT2 (Campia et al., 2014). Peristiwa

tersebut mungkin dikarenakan adanya kelainan sekunder yang terjadi di

vaskuler akibat adanya efek dari peningkatan insulin.

Gambar 5. Efek dari Insulin terhadap ET-1

20

Insulin mempengaruhi ekspresi dari ET-1 melalui penghambatan

kerja dari NO serta peningkata sistem ET-1 yang nantinya akan

menyebabkan vasokonstriksi mitogenesis. Study membuktikan bahwa

insulin akut merangsang ekspresi dari ET-1 melalui jalur MAPK,

sementara itu peningkatan regulasi dari ET-1 melalui aktivasi dari GSK3β.

Tidak hanya itu, aktifitas dari jalur insulin dengan endotel bergantung

PI3K/PDK?Akt bergantung pembentukan NO endotel (Potenza et al.,

2005; Ohkita et al., 2002).

Gambar 6. Perbandingan fisiologi antara kondisi sehat dengan Obes, MetS, dan T2D (Campia et al., 2014)

21

Dalam kondisi sehat, insulin dan sel adipose memiliki kontribusi

yang homeostasis pada pembuluh darah melaui homeostasis antara ET-

dengan NO. ET-1 merangsang pelepasan NO dengan cara autokrin

melalui pengikatan ET-1 dengan reseptor ETB. Pelepasan NO

menyebabkan penghambatan produksi ET-1 berikutnya. Apabila terjadi

ketidak seimbangan antara ET-1 dan NO maka, akan berdampak pada

peningkatan sistem ET-1 yang akan menyebabkan disfungsi vaskuler

serta atheroskleorosis.

Data penelitian memperlihatkan bahwa peningkatan pravalensii

obesitas diseluruh dunia memiliki dampak terhadap penyakit

kardiovaskuler. Selain itu ternyata obesitas juga berpengaruh terdahap

peningkatan stress oksidatif, peradangan, peningkatan aktiivasi protein

kinase C, TNF serta inteleukinin 6 (Schlaich et al., 2009; Frisbee, 2007;

Iyer et al., 2010; Hopps et al., 2009). De Ciucies et al menemukan adanya

perubahan yang terjadi pada fungsi serta struktur dari pembuluh arteriol

pada pasien yang obesitas (De Ciuceis et al., 2011).