FENNY L. YUDIARTO, 090315219 D (2006) PERUBAHAN KADAR BRAIN DERIVED NEUROTROPHIC FACTOR (BDNF)DAN HEAT SHOCK PROTEIN 70 (HSP70) DALAM CAIRAN CEREBRO SPINALIS VENTRIKEL PENDERITA CEDERA OTAK BERAT TERHADAP FUNGSI KOGNISI. Disertasi thesis, UNIVERSITAS AIRLANGGA.

Preview	Text (ABSTRAK) gdlhub-gdl-s3-2007-yudiartofe-3627-disk16-k.pdf Download (834kB) | Preview
Preview	Text (FULLTEXT) gdlhub-gdl-s3-2007-yudiartofe-3627-disk16-7.pdf Download (2MB) | Preview

Abstract

Dalam cedera otak terjadi proses biomolekuler dan biokimawi patologik yang dapat menyebabkan kerusakan sel, yakni berupa nekrosis maupun apoptosis. Kerusakan molekuler inilah yang mengakibatkan ada gejala disability berkepanjangan, seperti gangguan kognisi berupa penurunan fungsi atensi, konsentrasi, dan memori. Semakin berat cedera yang dialami seseorang, semakin besar kerusakan baik sel neuron maupun sel glia sebagai jaringan penyangga. Akibatnya sekuele yang ditimbulkan pun semakin berkepanjangan. Bahkan mudah terjadi kematian. Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) yang termasuk dalam golongan neurotrophin merupakan protein yang mempunyai peran tidak hanya pada synaptic plasticity, tetapi juga pada learning proses. Bahkan reseptor dari BDNF, yaitu Tropomiosin related kinase B (TrkB) juga berperan dalam plastisitas dan regenerasi sel saraf. BDNF di otak dapat disekresi oleh sel neuron dan glia, terdistribusi hampir di seluruh jaringan otak dengan konsentrasi berbeda. Konsentrasi tertinggi terdapat di hipokampus. Heat shock Protein 70 (HSP70) termasuk stres protein, yang dapat dihasilkan oleh sel neuron dan glia yang mengalami kondisi stres. Fungsinya tidak hanya sebagai molecular chaperones atau sering disebut sebagai house keeping, tetapi juga sebagai antiapoptotik karena dapat menghambat jalur intrinsik, ekstrinsik, maupun independent dari apoptosis. Baik BDNF dan HSP70 dapat terekspresi dalam keadaan hipoksik-iskemik. Penelitian HSP70 dan BDNF selama ini hanya dalam media kultur maupun model binatang. Apa yang didapatkan dalam percobaan laboratorik sering kali tidak sesuai dengan manusia. Bahkan terkadang mendapatkan hasil berkebalikan. Tujuan dari penelitian ini adalah memeriksa perubahan kadar BDNF dan HSP 70 pada hari I – IV dalam cairan serebrospinalis ventrikel pada penderita COB serta mendapatkan pengaruh perubahan kadar ke dua (2) protein tersebut terhadap fungsi kognisi. Adapun pemeriksaan fungsi kognisi tersebut dilakukan oleh peneliti bersama dengan seorang psikolog pada saat penderita sadar dengan verbal command yang memadai, dan tiga (3) bulan kemudian. Dalam penelitian ini, peneliti menggunakan desain penelitian observasional analitik, dengan rancangan penelitian berupa times-series. Untuk analisis ada tidaknya perbedaan dari dua (2) variabel digunakan ANOVA sama subjek, dan uji t. Sedangkan untuk mengetahui hubungan antar variabel digunakan uji statistik korelasi Pearson. Semua analisis statistik yang dikerjakan untuk data penelitian ini menggunakan nilai probabilitas p &lt; 0.05. Reagen yang digunakan untuk BDNF berasal dari Promega Corp. Yaitu BDNF Emax ImmuroAssay System, sedang HSP70 berasal dari Stressgen Bioreagent Corp dengan nomor catalog EKS-700. Sampel berupa cairan serebrospinalis ventrikel yang diambil dari pasien cedera otak berat (Glasgow Coma Scale = 3 – 8) melalui alat TIK monitoring, 24 jam setelah cedera sampai hari ke IV. Pasien cedera otak berat yang dimasukan sebagai sampel dalam penelitian ini sebanyak 19 orang dimana 13 orang hidup dan 6 pasien meninggal. Adapun kriteria inklusi ekslusinya adalah usia &gt; 14 tahun - &lt; 50 tahun, dengan intra cranial pressure (ICP) 25 mmHg, tidak ada riwayat penyakit stroke, cedera kepala, infeksi otak, epilepsi, penyakit degeneratif atau tumor otak sebelumnya serta tidak mempunyai penyakit metabolik yang berat, tidak ada riwayat minum obat neurotropik vitamin, obat metabolisme otak, hipnotik sedatif sebelumnya. Cairan serebrospinalis yang diambil dari ventrikel ini dilakukan pemeriksaan BDNF dengan double antibody sandwich anti-immunoglobulin ELISA dan HSP70 dengan cara double antibody sandwich immunoassay. Terdapat 13 pasien yang berhasil hidup, dua (2) dalam keadaan vegetatif state, satu (1) drop out. Pemeriksaan neuropsikologik dilakukan pad 10 pasien yang hidup berupa; Mini Mental State Examination (MMSE), Trail Making Test (TMT) A dan B, Continuous Performance Test (CPT), Vigilance Complex Task (VCT), Digit Span forward, backward, serta word fluency, untuk menilai fungsi kognisi paska cedera yang meliputi fungsi atensi, konsentrasi, visuokonstruktif, kemampuan berbahasa, recall memori serta working memori. Adapun hasil yang didapatkan yaitu: • Dalam uji normalitas sampel dengan Kosmogorov-Smirnov termasuk dalam distribusi normal. Uji homogenitas sampel hidup dan meninggal kadar HSP70 dan BDNF sampel meninggal antar hari pengamatan dengan uji spherisitas dari Mauchly, dan dengan faktor adjustment dari Huynh-Feldt, didapatkan hasil yang cukup homogen (P&gt;0.05). Sedangkan untuk kadar BDNF total pasien hidup dengan tes Mauchly P&lt;0.05, maka dilakukan uji didapatkan total BDNF hari II lebih rendah dibandingkan dengan hari I dengan nilai P1_ tailed = 0.009, kadar BDNF total hari ke III lebih tinggi dari hari II dengan nilai P1-tailed = 0.004, kadar BDNF total hari IV lebih tinggi dari hari II dengan nilai P1-tailed = 0.028, dan kadar BDNF total hari IV lebih rendah dari hari III dengan nilai P1-tailed = 0.000. • Uji beda kadar total BDNF hari I antara penderita laki-laki dan perempuan (semua penderita) didapatkan hasil p=0,924. Berarti tidak ada perbedaan kadar total BDNF hari I antar gender. • Didapatkan gambaran profil dari HSP70 dan BDNF, sbb: lihat naskah aslinya • Pemeriksaan neuropsikologik I dan II (3 bulan kemudian), dengan uji t, didapatkan hasil MMSE pemeriksaan II lebih tinggi hasilnya dibandingkan dengan pemeriksaan 1 dengan nilai P1_tailed = 0.023 (P &lt; 0.05), waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan TMT-A pada pemeriksaan II lebih cepat dibandingkan waktu yang dibutuhkan pada pemeriksaan 1 dengan nilai P1 tailed = 0.021 (P &lt; 0.05), tetapi tidak ada perbedaan bermakna dari TMT-A (error). Untuk TMT-B, waktu yang dibutuhkan dalam pemeriksaan II lebih pendek dari pemeriksaan I dengan nilai P1_tailed = 0.019 (P &lt; 0.05). Juga untuk kesalahan yang dibuat saat mengerjakan TMT-B pemeriksaan II lebih sedikit dari pemeriksaan I dengan nilai P1_tailed = 0.031 (P &lt; 0.05), VCT pemeriksaan II lebih baik dibandingkan pemeriksaan I dengan nilai P1_tailed = 0.038 (P &lt; 0.05). Demikaian pula dengan CPT, pemeriksaan II lebih baik dari pemeriksaan I dengan nilai P1_tailed = 0.029 (P &lt; 0.05). Dalam word fluency pemeriksaan II lebih baik dibandingkan pemeriksaan I dengan nilai P1_tailed = 0.001 (P &lt; 0.05). • Hubungan perubahan basil HSP70 antara hari I-II, I-III, I-IV, I1-I11, II-IV, dan III IV dengan perubahan fungsi kognisi dianalisis dengan menggunakan uji korelasi Pearson. Hasilnya terdapat hubungan negatif yang bermakna antara perubahan hari II-III kadar HSP 70 dengan perubahan lamanya waktu yang dibutuhkan saat mengerjakan TMT-B (p=0.045). Berarti semakin tinggi perbedaan kadar HSP70 hari II-III, maka semakin kecil perubahan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan TMT-B. Berarti semakin baik atensi, konsentrasi, visual tracking, visuomotor speed dan working memory. • Uji korelasi Pearson antara perubahan hasil BDNF total hari I-II, I-III, I-IV, II-III, II-IV, III-IV dengan perubahan fungsi kognisi, didapatkan hasil yang bermakna antara perubahan BDNF total hari I-III (p= 0.002), hari I-IV (p=0.040), hari II-III (p=0.020), hari II-IV (p=0.014) dengan perubahan hasil TMT-A (error). Ini berarti semakin tinggi perbedaan kadar BDNF total hari I-III, I-IV, II-III dan II-IV, maka semakin kecil perubahan kesalahan yang dibuat saat pengerjaan TMT-A. Berarti semakin baik atensi dan konsentrasi. • Hubungan antara kadar HSP70 dan BDNF per hari dengan fungsi kognisi, tidak menunjukkan adanya perbaikan fungsi kognisi. Kadar HSP70 pada pasien yang hidup hari III rendah (19.76 ng/ml) sedang pada BDNF hari III justru sangat tinggi (25.64ng/m!). Terdapat studi yang menerangkan bahwa pemberian BDNF eksogenous dapat mensupresi ekspresi dari gen Heat Shock Factor dari HSP27. HSP 27 berfungsi sebagai antiapoptotik melalui penghambatan terhadap protein agregasi. Supresi BDNF terhadap HSP27 ini terjadi saat BDNF mengaktivasi jalur ras/MAPK. Hal ini perlu diteliti lebih lanjut, apakah BDNF endogenous melalui MAPK signaling juga dapat menekan ekspresi HSP70? Peningkatan kadar total BDNF tertinggi adalah pada hari ke tiga baik pada pasien yang hidup maupun meninggal, hal ini sesuai dengan studi pada binatang model dengan cedera kepala, didapatkan pelepasan glutamat (Glu) mulai 20 menit permulaan, sedangkan pada manusia, pelepasan Glu mulai hari I kemudian puncaknya pada hari ke III. Seperti diketahui bahwa aktivasi reseptor NMDA dapat merangsang timbulnya BDNF. Astrosit juga mengeluarkan BDNF pada hari ke III. Sehingga terlihat jelas bahwa peak BDNF terjadi pada hari ke III. Studi dari Mattson (2000) dan Hellmich (2005), menyebutkan peningkatan HSP70 hari I disertai peningkatan BDNF hari I merupakan faktor yang menentukan subyek bisa survive atau tidak. Pada penelitian ini terlihat pada pasien yang berhasil hidup (garis hijau pada gambar profil) menunjukkan kadar BDNF dan HSP70 yang lebih tinggi dibandingkan pasien yang meninggal (garis merah pada profil). Pada hari ke IV, expresi HSP70 pasien meninggal jauh lebih tinggi dari pasien yang hidup. Hal ini dikemukakan pula oleh Ran (2004), overexpresi dari HSP tidak dapat berfungsi sebagai anti apoptotik melainkan sebagai proapoptotik dengan penghambatan NF-KB melalui ikatannya dengan IKKy. Efek proteksi dari HSP70 tergantung dari penyebab kerusakan dan berat ringannya kerusakan sel Pada penelitian ini kami menggunakan beberapa pemeriksaan fungsi kognisi, hal ini disebabkan karena tidak ada satu tes pun yang sangat tepat untuk mengevaluasi fungsi kognisi, bisa over-testing/undertesting. Fungsi kognisi adalah suatu kemampuan fungsi luhur yang sangat kompleks, meliputi fungsi atensi konsentrasi, bahasa, memori dan visuo spasial. Perubahan kadar HSP70 hari II-III saja yang memberikan dampak positif terhadap fungsi kognisi. Hal ini dimungkinkan bahwa ekspresi HSP70 pada saat permulaan dapat memberikan fungsi proteksi sebagai molecular chaperone maupun sebagai anti apoptotik. Akan tetapi bila kerusakannya sangat luas, maka HSP70 tidak mampu lagi mengimbangi luasnya kerusakan sel. Perubahan kadar BDNF total hari I-III, I-IV, II-III, II-IV, dapat memperbaiki kognisi dalam fungsi atensi dan konsentrasi. Akan tetapi hubungan kadar BDNF per hari justru memperburuk fungsi kognisi. Hal ini dapat diterangkan karena pada studi ini digunakan metode ELISA yang memeriksa total BDNF, dengan metode ini tidak dapat membedakan matur BDNF dan proBDNF (bentuk immatur BDNF). Studi oleh Beattie dkk (2002) dan Harrington dkk (2004), mengemukakan bahwa baik cedera pada medula spinalis maupun pada susunan saraf pusat terjadi peningkatan proBDNF yang dapat menginduksi apoptotik dalam ikatannya dengan p75R, bukan BDNF matur. Fungsi proBDNF itu saling bertolak belakang dengan matur BDNF, oleh Lu (2005) disebutkan sebagai Yin and Yang effect. Lee (2001) mengemukakan bahwa Pro-NT dan NT mempunyai afinitas yang berbeda dalam pelengketannya ke reseptor yang nantinya berdampak pada hasil yang berbeda pula. Pro-NT mempunyai afinitas tinggi ke p75NTR sehingga dapat menginduksi terjadinya apoptosis, sedangkan NT matur lebih cenderung untuk melekat pada TrkR sehingga terjadi survival sel. ProBDNF dapat mengalami ekstraseluler cleavage menjadi BDNFmatur oleh plasmin dan Matriks metallo protein 7 (MMP7). Jadi pada penelitian ini terlihat jelas bahwa yang mempunyai dampak positif dari fungsi kognisi adalah perubahan BDNF bukan kadar BDNF per hari. Kemungkinan yang kita dapatkan pada hari I adalah proBDNF yang dominan akan tetapi perubahan dari hari I-IV terjadi pergeseran dari proBDNF menjadi BDNF yang lebih dominan, sehingga memberikan korelasi dengan perbaikan fungsi atensi, konsentrasi. Pada penelitian ini tidak membandingkan perubahan kognisi yang terjadi dengan lokasi kerusakan jaringan otak seperti yang terlihat pada CT scan, hal ini mengacu pada penelitian oleh Hellmich dkk (2005) yang menggunakan tikus Sprague-Dawley yang dilakukan fluid percussion injury (traumatic brain injury model) ternyata tidak ada beda bermakna dari gen proapoptotik maupun gen anti apototik pada daerah yang terkena cedera maupun yang tidak ada cederanya (kontralateral), bahkan mereka mengemukakan bahwa ekspresi HSP70 mRNA, BDNF mRNA ataupun COX mRNA dapat terdeteksi pada daerah cedera dan tidak cedera, serta pada daerah CA 1 dan CA3 dari hipokampus. Gusev (2003) mengemukakan bahwa hipokampus adalah bagian dari otak yang paling banyak mengandung reseptor NMDA, sehingga paling mudah terkena dampaknya pada semua keadaan yang mengakibatkan glutamat toksisitas. Jadi, masih diperlukan penelitian lebih mendalam untuk mengungkap mekanisme HSP70 dan BDNF pada manusia. Adapun pada COB yang merupakan suatu keadaan stres berat dapat mengakibatkan respons multifaktorial, yaitu respons imunologis, endokrinologis, neurotransmiter, dan lain-lain, yang semua itu saling terkait dan memengaruhi. Kita tidak dapat membuat prediksi suatu outcome hanya berdasarkan satu hari pengamatan, tetapi yang terpenting adalah perubahan hari I, II, III, dan IV pada permulaan cedera. Kesimpulan: Perubahan kadar BDNF hari I-III, I-IV, II-III dan II-IV memberikaa basil pemeriksaan fungsi kognisi yang baik, yaitu berupa fungsi atensi, konsentrasi. Dan HSP 70 hari II-III memberikan hasil yang bermakna untuk fungsi kognisi berupa atensi, konsentrasi, visuomotor speed, kemampuan visual tracking dan working memory. TMT-A dan B dapat digunakan untuk evalusi fungsi kognisi pasien COB. Semakin baik fungsi kognisi maka diharapkan pasien dapat mempunyai kualitas hidup yang lebih baik dan dapat kembali ke kehidupan sosial sebelumnya. </description

Actions (login required)

View Item