440

Penurunan Osteoclast Epifysis Tulang Radius MencitPerimenopause dengan Pemberian Estrogen dan Berenang

(OSTEOCLAST COUNT DECREASING ON EPIPHYSIS PART OF RADIUS INPERIMENOPAUSAL MICE ON ESTROGEN AND SWIMMING TREATMENT)

Yuliana1, Ida Ayu Dewi Wiryanthini2, Nyoman Mangku Karmaya1, Tangking Widarsa3

1Bagian Anatomi, 2Bagian Biokimia, 3Program Studi Ilmu Kesehatan MasyarakatFakultas Kedokteran Universitas Udayana Jalan Sudirman, Denpasar,

Telepon 0361-222510 Email: lee.yuliana@gmail.com

ABSTRAK

Peningkatan usia harapan hidup menyebabkan berbagai masalah kesehatan. Salah satu di antaranyaadalah osteoporosis. Penyakit ini bisa dicegah dengan pemberian estrogen dan berenang. Terapi estrogentidak aman jika diberikan dalam waktu lama. Tujuan penelitian adalah mengetahui terjadinya penurunanosteoclast pada pemberian estrogen dan berenang. Penelitian dirancang dengan Pretest-Posttest ControlGroup Design ini menggunakan 52 ekor mencit (15-16 bulan). Mencit dibagi secara acak menjadi empatkelompok, yaitu kelompok kontrol, estrogen, berenang, dan kombinasi. Setelah 90 hari perlakuan, mencitdikorbankan nyawanya dan dibuat preparat histologi epiphysis radius mencit dengan pengecatanhaematoxyllin eosin. Perbedaan jumlah rataan osteoclast antara kelompok perlakuan dianalisis dengananalisis sidik ragam. Rataan osteoclast pada kelompok kontrol sebesar 0,12 ± 0,1. Ketiga kelompokperlakuan memiliki rataan oscteoclast yang sama, yaitu 0,02 ± 0,06. Simpulan penelitian ini tidak adaperbedaan yang signifikan dalam hal penurunan osteoclast pada pemberian estrogen dan berenang secaratersendiri maupun kombinasi.

Kata kunci: osteoporosis, osteoclast, perimenopause, estrogen, berenang

ABSTRACT

Increasing of life age expectancy has risen many health problem. One of the problem is osteoporosis.This disease can be prevented by estrogen and swimming treatment. Estrogen is not safe to be given inlong term. This study aim was to investigate the decreasing of osteoclast count in estrogen and swimmingtreatment. This study uded Pretest-Posttest Control Group Design with fifty two mice (15-16 months old).The mice were divided randomly into 4 groups, i.e. control, estrogen, swimming and combination group.After 90 days treatment, epiphysis of radius bone was sectioned and stained by haematoxyllin eosin.Osteoclast difference between groups were analyzed by using analysis of variance. Mean of osteoclast incontrol group was 0.12±0.1, and three other groups had the same level, i.e. 0,02±0,06. In conclusion, thedecrease of osteoclast count did not have any significant difference between treatment groups.

Keywords: osteoporosis, osteoclast, perimenopause, estrogen, swimming

PENDAHULUAN

Kemajuan teknologi membawa dampakpositif bagi kesehatan sehingga jumlahpenduduk usia lanjut makin bertambah.Peningkatan usia sering disertai denganberbagai penyakit akibat penurunan hormon.Salah satu contoh penyakit yang sering dialamiwanita menopause adalah osteoporosis. Jikatidak ditangani dengan serius, osteoporosis dapatmenyebabkan fraktur patologi dan menganggu

aktivitas kehidupan sehari-hari. Penyakit iniperlu diketahui sejak dini, dicegah, diperlambat,dan diobati. Jika osteoporosis bisa dicegah secaradini, tentu akan meningkatkan kualitaskehidupan penderita.

Osteoporosis terjadi karena pembentukanosteoclast lebih cepat daripada osteoblastsehingga resorpsi tulang lebih besar daripadapembentukan tulang (Sambo et al., 2009).Densitas tulang wanita berkurang sekitar 5-15%pada masa perimenopause dan sebagian besar

Jurnal Veteriner Desember 2012 Vol. 13 No. 4: 440-444ISSN : 1411 - 8327

441

terjadi pada tulang trabekular (Chahal danDrake, 2007).

Osteoporosis ditandai dengan kerapuhantulang, sehingga mudah fraktur hanya dengansedikit trauma. Hal ini akan menyebabkanpenurunan kualitas hidup. Tulang yang seringmenderita osteoporosis adalah vertebra lumbalis,panggul, iga, dan radius. Prevalensi osteoporosispada tulang radius wanita yang berusia di atas40 tahun sekitar 18,8% (Shin et al., 2004).Fraktur tulang radius terjadi lebih awaldaripada fraktur panggul dan vertebra (Oyen etal., 2011).

Di Indonesia jumlah wanita usia lanjut padatahun 2000 bertambah sebanyak 15,5 jutaorang, yang berisiko patah tulang karenaosteoporosis sebesar 14,7%, dan yang yangmengalami fraktur patologi sebanyak 227.850orang. Biaya yang perlu dikeluarkan untukpengobatan diperkirakan sebesar sekitar 22,9triliun rupiah (Republika online, 2004).

Ketidakseimbangan antara resorpsi danpembentukan tulang menyebabkan osteoporosis.Penurunan estrogen pada masa menopausemenyebabkan peningkatan bone turnover danresorpsi tulang oleh osteoclast. Akibatnya terjadipenurunan massa tulang (Stachura danOlchowik, 2008).

Pencegahan osteoporosis bisa denganolahraga dan obat-obatan. Obat-obatan yangdiberikan yaitu estrogen, kalsium, vitamin D,dan bifosfonat. Olahraga memiliki efek anabolik,sehingga mampu menghentikan bahkanmengurangi osteoporosis pada saat yangbersamaan (Reid et al., 2009).

Pasien yang berusia di atas 40 tahun,penderita penyakit jantung, obesitas, diabetesmelitus, dan hipertensi perlu mempertimbang-kan banyak faktor jika akan berolahraga.Olahraga yang tepat bagi pasien seperti ituadalah berenang (Hart et al., 2001).

Reseptor estrogen pada osteoclastdiperkirakan berperan dalam perlindunganestrogen terhadap osteoporosis. Indikasi terapihormon telah berubah. Preparat estrogen dosisrendah (0,3 mg per orang) telah disetujuipenggunaannya untuk pencegahan osteoporosispada wanita postmenopause (Utian et al., 2010).Waktu pemberian hormon estrogen masihmerupakan hal yang controversial. Sebagianbesar dilakukan setelah menopause (Bonnick,2010).

Penelitian ini bertujuan mengetahuiinteraksi estrogen dan berenang yang diberikansecara bersama-sama terhadap penurunan

jumlah sel osteoclast. Jika pada penelitian yangtelah ada lebih banyak dilakukan pengukuranparameter kimia darah, maka pada penelitianini dilakukan pengukuran jumlah sel. Penelitianyang ada mengenai pemberian kombinasiantara estrogen dan berenang pada masaperimenopause untuk pencegahan osteoporosisjuga masih kurang.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan rancangandesain Pretest Posttest Control Group Design(Campbell, 1968). Penelitian dilakukan diLaboratorium Farmakologi FK UNUD, daribulan Desember 2011 sampai Maret 2012.Sampel penelitian adalah mencit betinaperimenopause sebanyak 52 ekor mencit (Musmusculus) umur 15-16 bulan dengan bobotbadan 25-30 g, dan tidak ada cacat fisik. Umurmencit ditentukan dari melihat tanggalkelahiran mencit dan waktu pengambilansampel. Satu bulan mencit ekuivalen dengan 3tahun pada manusia. Jadi mencit 15-16 bulanekuivalen dengan manusia 45-48 tahun (masaperimenopause).

Perlakuan hewan percobaanSubjek penelitian dibagi menjadi dua

kelompok secara acak, yaitu 12 ekor mencituntuk pretest (tiga ekor untuk masing-masingkelompok) serta 40 ekor mencit untuk posttest.Kelompok posttest dibagi empat secara acak,yaitu kelompok kontrol, pemberian estrogen,perlakuan berenang, serta kombinasi estrogendan berenang. Kelompok kontrol dibiarkan hidupbebas selama 90 hari. Kelompok estrogendiberikan 1 tablet natural conjugated estrogen(esthero), 0,625 mg, yang dihancurkan dandilarutkan dalam 160 ml akuades sertadiberikan pada mencit sebanyak 0,00078 mg per20 g bobot badan (0,2 ml) secara oral sekalisehari memakai sonde selama 90 hari(Lalamentik, 2008). Perlakuan berenangdikerjakan dengan memasukkan mencit kedalam bak berukuran 30x30 cm berisi air dengansuhu 32–34oC, dengan ketinggian air 25 cmselama 4 menit empat kali seminggu selama 90hari, setiap hari Senin, Selasa, Kamis, danJumat. Lama berenang minimal 4 menit,maksimal 10 menit, dan dihentikan jika mencitsudah berenang selama 10 menit atau sudahtidak mau berenang setelah dirangsangsebanyak tiga kali. Setelah 90 hari perlakuan,

Yuliana et al Jurnal Veteriner

442

mencit dieuthanasia (dikorbankan) denganchloroform dan diambil epiphysis tulangradiusnya setebal 5 mm untuk dibuat sediaanhistologi dan dilakukan pewarnaan denganhaematoxylin eosin.

Teknik Pembuatan Preparat dan Penga-matan Histologi

Epiphysis tulang radius mencit difiksasidalam buffer formalin 10% (24 jam), dicucidengan air mengalir, dan dilakukandekalsifikasi dengan nitric acid 5% (12 jam).Setelah dicuci dengan air, dimasukkan ke dalamtissue processor, dengan rangkaian prosessebagai berikut: masuk ke netral buffer formalin10% (2 jam dua kali), alkohol 70% (2 jam),alkohol 95% (2 jam), alkohol 100% (2 jam, 3 jam),toluene (3 jam dua kali), serta paraffin (2 jamdua kali). Jaringan diinfiltrasi dengan paraffinpada mesin Tissue-Tek TEC, kemudian diirisdengan ketebalan empat mikron. Preparatdiapungkan dalam akuades yang berisi perekatgelatin dan kalium dikromat pada mesinpenangas air dan diambil dengan gelas objek.Preparat dikeringkan dalam inkubator dengansuhu 37-380C selama satu malam dan diwarnai

dengan prosedur Harris Hematoxyllin Eosin(HE). Prosedur penghitungan jumlah selosteoclast dilakukan dengan pemeriksaanmikroskopis memakai mikroskop listrikbinokuler Olympus, pembesaran 400 x dandiperiksa dengan menggunakan lima lapanganpandang (empat titik ujung dan satu di tengah).Pemeriksaan dilakukan di LaboratoriumPatologi Balai Besar Veteriner (BB Vet), Pegok,Denpasar, Bali. Untuk mengurangi bias,pemeriksaan dilakukan dengan cara tersamartunggal. Analisis data dilakukan dengan sidikragam.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data rataan osteoclast mencit pretestberdistribusi normal (p > 0,05) dan homogen (p> 0,05). Analisis Two Way Anova menunjukkanantara keempat kelompok pretest tidak adaperbedaan, dengan nilai p 0,936 (p > 0,05). Datarataan osteoclast mencit posttest berdistribusinormal (p > 0,05) dan tidak homogen (p < 0,05).Gambar hasil pengecatan HE disajikan padaGambar 1.

Jurnal Veteriner Desember 2012 Vol. 13 No. 4: 440-444

Gambar 1. Gambaran osteoclast epiphysis radius mencit (tanda panah) kelompok kontrol (A), estrogen (B),renang (C), serta kombinasi (D) posttest (HE, 400 x). Pada gambar tampak sel osteoclast yang memilikibanyak sel (multinucleus). Jumlah sel osteoclast antara ketiga perlakuan tidak berbeda

443

Kelompok kontrol mempunyai rataanosteoclast 0,12±0,1, sedangkan nilai ketigakelompok lainnya sama, yaitu 0,02±0,06. UjiKruskal Wallis menunjukkan perbedaantersebut bermakna secara statistika (p<0,05).Uji Mann Whitney menunjukkan bahwa semuaperlakuan memberikan efek, namun efek ketigakelompok perlakuan tidak berbeda dengan nilaip>0,05 (Tabel 1).

Efek Estrogen dan Berenang terhadapPenurunan Osteoclast

Faktor yang memengaruhi densitas tulangbisa bersifat lokal maupun sistemik. Estrogendan sitokin adalah regulator penting untukproses pembentukan osteoclast. Estrogen-dependent osteoclast cytokines meliputi TumorNecoris Factor (TNF-α) dan interleukin (IL-6).Penelitian menunjukkan kadar TNF-α dan IL-6 diturunkan oleh hormon estrogen (Li et al.,2009).

Estrogen menghambat proliferasi dandiferensiasi osteoclast precursor, yang secaralangsung dipengaruhi oleh keberadaan sitokin(Duhe, 2003). Reseptor estrogen terdapat padaosteoblast dan osteoclast. Kerja reseptorestrogen tersebut diperantarai oleh sitokin,terutama oleh IL-1, IL-6, TNF-α, danGranulocyte Monosit-Colony StimulatingFactor (GM-CSF). Kekurangan estrogenmeningkatkan ekspresi sitokin tersebut,sehingga meningkatkan jumlah osteoclast danpenurunan bone mineral density (Hania, 2008).

Estrogen dapat menekan produksi sitokinosteoklastogenik pada sel T. Melalui stimulasiERα pada osteoclast, estrogen dapatmenginduksi ekspresi Fas Ligand. Hal tersebutmenyebabkan kematian sel melalui mekanisme

autokrin. Penelitian menunjukkan terdapatnyaaksi estrogen yang menginduksi pengikatan ERαterhadap transcriptional enhancers pada gen FasLigand. Kejadian tersebut menyebabkanupregulation osteoblast yang akan menginduksiapoptosis osteoclast melalui mekanismeparakrin (Krum dan Brown, 2008).

Ekspresi ERα penting untuk apoptosisosteoclast. Induksi apoptosis oleh estrogenterjadi pada tahap pre-ostecolast dan haltersebut memerlukan keberadaan osteoblast danekspresi FasL pada osteoblast. Estrogen dapatmenghambat pembentukan osteoclast denganmenginduksi kematian osteoclast pada tahappre-osteoclast (Krum et al., 2008).

Ada banyak penelitian mengenai hubunganantara berenang dan massa tulang. Hasilnyamenunjukkan hanya ada sedikit peningkatanmassa tulang. Sebaliknya, penelitian padaprogram latihan yang intensif menunjukkanpeningkatan produksi hormon stres. Haltersebut menimbulkan efek negatif pada tulangberupa peningkatan osteoclast. Olahragaintensitas rendah tidak memadai untukmenurunkan osteoclast (Duhe, 2003).

SIMPULAN

Pemberian estrogen per oral, perlakuanberenang, dan kombinasi dapat menurunkanosteoclast pada epiphysis tulang radius mencitperimenopause. Estrogen dapat diberikanbersama-sama dengan perlakuan berenanguntuk menurunkan osteoclast pada tulangradius mencit. Namun, tidak ditemukanperbedaan signifikan dalam hal penurunanosteoclast antara ketiga kelompok perlakuan.

Yuliana et al Jurnal Veteriner

Tabel 1. Uji Mann Whitney Rataan Osteoclast Radius Mencit Perimenopause

Kelompok (I) Kelompok (J) Beda rataan (I-J) P Beda mean Rank

Kontrol Estrogen 0,04 0,022 5Renang 0,04 0,022 5Estrogen+renang 0,04 0,022 5

Estrogen Renang 0,04 1,00 0Estrogen+renang 0,00 1,00 0

Renang Estrogen+renang 0,00 1,00 0

Keterangan: I = kelompok I; J = kelompok II; p = tingkat kemaknaan

444

Jurnal Veteriner Desember 2012 Vol. 13 No. 4: 440-444

SARAN

Penerapan pada manusia memerlukanpenelitian lebih lanjut, terutama tentang profilkimia darah serta dosis yang tepat untukpemberian estrogen dan berenang.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis menyampaikan terima kasih yangsetinggi-tingginya kepada Unit Litbang FKUNUD/RSUP Sanglah Denpasar yang telahmembiayai penelitian ini dengan No SuratPerjanjian: 884/Skrt/VIII/2011.

DAFTAR PUSTAKA

Bonnick SL. 2010. NAMS continuing medicaleducation activity. Management ofosteoporosis in the postmenopausal women:position statement of the North AmericanMenopause Society. Menopause: 17(1):23-4.

Campbell D.T. 1968. Experimental and QuasiExperimental Design for Research.Chicago: Rand Mc Nally. P. 223-326.

Chahal H, Drake W. 2007. The Endocrine Systemand Ageing. The Journal of Patholog, 211:173-80.

Duhe SA. 2003. Swimming versus VoluntaryRunning Exercise on Bone Health inOvariectomized Retired Breeder Rats.(Tesis). Available from: http://etd.lsu.edu/docs/available/etd-0626103-161512/unrestricted/Duhe thesis.pdf. [cited 2009Dec. 31].

Hania HM. 2008. Occurrence of OsteoporosisAmong Menopausal Women in Gaza Strip.(Tesis). Gaza: Islamic University.

Hart KJ, Shaw JM, Vajda E, Hegsted M, MillerSC. 2001. Swim-trained Rats Have GreaterBone Mass, Density, Strength, andDynamics. J Appl Physiol 91: 1663-1668.

Krum SA, Brown M. 2008. Unraveling estrogenaction in Osteoporosis. Cellcycle 7(10): 1348-1352.

Krum SA, Miranda-Carboni GA, Hauschka PV,Carroll JS, Lane TF, Freedman LP, BrownM. 2008. Estrogen protects bone by inducingFas ligand in osteoblasts to regulateosteoclast survival. The EMBO Journal27:535-45.

Lalamentik G. 2008. “Terapi Sulih Testosteron(Testosterone Replacement Therapy)Memperbaiki Corpus Cavernosum TikusWistar (Rattus Novergicus) yangdikastrasi” (tesis). Denpasar: UniversitasUdayana.

Li N, Qin LP, Han T, Wu YB, Zhang QY, ZhangH. 2009. Inhibitory Effects of Morindaofficinalis Extract on Bone Loss inOvariectomized Rats. Molecules 14: 2049-2061.

Oyen J, Brudvik C, Gjesdal CG, Tell GS, LieSA, Hove LM. 2011. Osteoporosis as a riskfactor for distal radial fractures: a case-control study. J Bone Joint Surg Am: 93(4):348-56.

Reid RL, Blake J, Abramson B, Aliya K, SenikasV, Fortier M. 2009.Menopause andOsteoporosis Update JOGC 7: 36- 43.

Republika Online. 2004. Osteoporosis Tak DapatDihindari. Available at: http://www.gizi.net/cgibin/berita/fullnews.cgi?Newsid 108744-0610,58908. [cited 2009 Dec. 31].

Sambo AP, Umar H, Adam JMF. 2009. Causesof Secondary Osteoporosis. The IndonesianJournal of Medical Science: 2(1):41-50.

Shin A, Choi JY, Chung HW, Park S, ShinC, Choi YH, Cho SI, Kim DS, Kim DI, LeeKM, Lee K, Yoo KY, Kang D. 2004.Prevalence and Risk Factors of DistalRadius and Calcaneus Bone Mineral Densityin Korean Population. OsteoporosisInternational; 15(8): 639-44.

Stachura M, Olchowik G. 2008. Selected aspectsof osteoporosis prevention. Journal of Pre-Clinical and Clinical Research 2(1): 13-18.

Utian WH, Bachmann GA, Cahill BE, GallagherC, Grodstein F, Heiman JR, HendersonVW, Hodis HN, Karas RH, Manson JE, ReidRL, Santen RJ, Schmidt PJ, Stuenkel CA,Waxman NJ, Wysocki S. 2010. Estrogenand progestogen use in postmenopausalwomen: position statement of the NorthAmerican Menopause Society. Menopause17 (2): 242-255.