Pengaruh Vitamin D Terhadap Ekspresi mRNA NF-Kappa B dan Gambaran Histopatologik Makrofag CD68 pada Hepar Tikus Model Diabetes Mellitus

FITRIANA AULIA SABILA EKA PUTRI, Prof. Dr. dr. Dwi Cahyani Ratna Sari, M.Kes.PA(K); dr. Ratih Yuniartha, Ph.D; dr. Nur Arfian, Ph.D

2023 | Skripsi | PENDIDIKAN DOKTER

Latar Belakang: Hepar adalah organ yang sensitif terhadap insulin dan rentan terhadap stres oksidatif yang diinduksi oleh hiperglikemia. Peningkatan stres oksidatif dapat memicu rangkaian peradangan yang berkontribusi pada perkembangan diabetes mellitus. Sitokin proinflamasi dapat mengaktifkan kompleks protein NF-Kappa B, yang mengakibatkan rekrutmen makrofag hepar, yang berperan dalam progresivitas kerusakan hepar. Hiperglikemia memicu stres oksidatif dan peradangan, yang mengakibatkan kerusakan dan cedera pada organ, terutama pada hepar. Aktivasi NF-Kappa B mengatur peradangan dan stres oksidatif dalam berbagai kondisi, seperti diabetes mellitus dengan hiperglikemia. Vitamin D memiliki efek protektif terhadap cedera organ. Namun, efek ini belum sepenuhnya terungkap. Studi khusus tentang efek vitamin D pada jalur inflamasi NF-Kappa B yang memicu kerusakan hepar akibat induksi diabetes mellitus masih memerlukan kajian mendalam.

Tujuan: Mengkaji pengaruh pemberian vitamin D terhadap inflamasi yang dilihat dari ekspresi mRNA NF-Kappa B dan gambaran histopatologik makrofag CD68 pada hepar tikus model diabetes mellitus.

Metode: Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan rancangan posttest only with controlled group dengan subjek 30 ekor tikus jantan galur Sprague dawley yang dibagi secara acak menjadi 6 kelompok. Injeksi streptozotocin dosis 60mg/kgBB dosis tunggal diberikan via intraperitoneal untuk menginduksi kondisi diabetes mellitus selama 30 hari (DM-1, n=5) dan 60 hari (DM-2, n=5). Intervensi vitamin D diberikan secara intraperitoneal setiap hari selama 30 hari pada 3 kelompok tikus yang telah diinduksi STZ selama 1 bulan, yaitu kelompok VD-0,125µg (n=4), kelompok VD-0,25µg (n=6), dan kelompok VD-0,5µg (n=6). Kelompok kontrol (n=5), kelompok DM 1 bulan tanpa intervensi, dan kelompok DM 2 bulan tanpa intervensi diberikan injeksi NaCl 0,9% dosis tunggal. Pada hari yang telah ditentukan, dilakukan sacrifice dan diambil organ hepar. Pemeriksaan ekspresi mRNA gen NF-Kappa B menggunakan Reverse Transcriptase-PCR. Pewarnaan imunohistokimia CD68 dilakukan untuk visualisasi makrofag hepar.

Hasil: Ekspresi mRNA NF-Kappa B kelompok kontrol adalah 0,298 ± 0,053; kelompok DM1 adalah 0,476 ± 0,149; kelompok DM-2 adalah 0,536 ± 0,093; kelompok VD-0,125 adalah 0,463 ± 0,231; kelompok VD-0,25 adalah 0,471 ± 0,211; dan kelompok VD-0,5 adalah 0,284 ± 0,078. Ekspresi mRNA NF-Kappa B lebih tinggi pada kelompok DM dibandingkan kontrol. Temuan ini berkaitan juga dengan infiltrasi makrofag pada kelompok DM. Kelompok VD-0,5 menunjukkan ekspresi NF-Kappa B dan infiltrasi makrofag yang lebih rendah.

Kesimpulan: Vitamin D dapat menurunkan inflamasi pada hepar tikus yang diinduksi diabetes mellitus.

Background: The liver is an organ sensitive to insulin and prone to oxidative stress induced by hyperglycemia. Increased oxidative stress can trigger an inflammatory cascade that contributes to the development of diabetes mellitus. Proinflammatory cytokines can activate the NF-Kappa B protein complex, leading to the recruitment of hepatic macrophages, which play a role in the progression of liver damage. Hyperglycemia induces oxidative stress and inflammation, resulting in organ damage and injury, especially in the liver. Activation of NF-Kappa B modulates inflammation and oxidative stress in various conditions, such as diabetes mellitus with hyperglycemia. Vitamin D has a protective effect against organ injury; however, this effect has not been fully elucidated. Specific studies on the effect of vitamin D on the NF-Kappa B inflammatory pathway that triggers liver damage caused by the induction of diabetes mellitus still require in-depth investigation.

Objective: To assess the influence of vitamin D administration on inflammation, as seen through NF-Kappa B mRNA expression and histopathological features of CD68 macrophages in the liver of a rat model of diabetes mellitus.

Methods: This study was an experimental research with a post-test only design with controlled groups, involving 30 male Sprague Dawley rats randomly divided into 6 groups. A single intraperitoneal injection of streptozotocin at a dose of 60 mg/kg body weight was administered to induce diabetes mellitus for 30 days (DM-1, n=5) and 60 days (DM-2, n=5). Vitamin D intervention was administered intraperitoneally daily for 30 days to 3 groups of rats previously induced with STZ for 1 month, namely the VD-0.125µg group (n=4), VD-0.25µg group (n=6), and VD-0.5µg group (n=6). The control group (n=5), DM 1-month and DM 2-month group without intervention were given a single intraperitoneal injection of 0.9% NaCl. On the designated day, sacrifices were made, and the liver organs were collected. NF-Kappa B gene mRNA expression was examined using Reverse Transcriptase-PCR. Immunohistochemical staining of CD68 was performed to visualize hepatic macrophages.

Results: The mRNA expression of NF-Kappa B in the control group was 0.298 ± 0.053, in the DM-1 group was 0.476 ± 0.149, in the DM-2 group was 0.536 ± 0.093, in the VD-0.125 group was 0.463 ± 0.231, in the VD-0.25 group was 0.471 ± 0.211, and in the VD-0.5 group was 0.284 ± 0.078. DM group showed higher expression of NF-Kappa B compared to control group. This finding associated with macrophage infiltration in the liver of DM group. VD-0.5 group demonstrated lower expression of NF-Kappa B with reduction of macrophage infiltration.

Conclusion: Vitamin D can reduce inflammation in the livers of rats induced with diabetes mellitus.

Kata Kunci : diabetes mellitus, inflamasi, hepar, vitamin D