Diabetes Mellitus

PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Prevalensi
DIABETES
Terapi
Prevalensi
•Jumlah penderita saat ini 180
juta jiwa •Kematian 1,1 juta,
50% <70 tahun •80% terjadi
di negara berkembang •10
tahun ke depan meningkat
50%
(WHO Fact Sheet, 2006)
Diabetes Mellitus
Diabetes mellitus adalah kelompok
gangguan metabolik
ditandai oleh hiperglikemia yang
berhubungan dengan abnormalitas
metabolisme karbohidrat, lemak,
protein yang disebabkan oleh
kurangnya sekresi insulin, sensitifitas
insulin, atau keduanya
Disebabkan oleh :
• Kerusakan sel β pankreas
• infeksi virus
• autoimun
•Defisiensi insulin
•Resistensi insulin
(Ganong, 2006)
•Faktor genetik lainnya
TerapiTujuan:
Glukosa darah ↓ Sekresi insulin ↑
Sensitifitas terhadap insulin ↑ Absorbsi
karbohidrat ↓
Macam:
Insulin
OAD
Efek samping:
Berat badan ↑ Resistensi insulin
Hipoglikemia
Penyakit Kardiovaskular Toleransi
(Schwinghammer, 2003)
Efek farmakologi insulin
dalam
metabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein
Efek farmakologi :
•Uptake glukosa dari darah •Sintesis glikogen
hati ↑ •pengambilan asam amino oleh sel ↑
•Glikogenolisis (-) •Glukoneogenesis (-)
•Pemecahan lemak (-) •pelepasan asam lemak
bebas (-)
•pemecahan trigliserida (-)
•pemecahan protein (-)
Reseptor Insulin
Struktur
tyrosine kinase, enzim
yang mengubah
gugus fosfat dari ATP menjadi
residu tirosin pada protein target di
dalam sel
Insulin Signaling Pathways
Protein Tyrosine
Phosphatase
Peran tyrosine phosphatase pada proses
insulin signaling
VANADIL SULFAT
Mekanisme:
Menghambat
PTPase
cegah desensitisasi
reseptor insulin
di jaringan target
(insulin signaling lebih lama)
Uptake glukosa darah ke jaringan ↑
Glukosa darah ↓
Efek :
Glukosa darah ↓
Toleransi glukosa ↑
BERPOTENSI sebagai
Insulin plasma ↑
antidiabetic agent
Glikogen hati ↑
memperbaiki abnormalitas enzim
(Verma, 1998;
PENGARUH TERHADAP PERUBAHAN
PDR Health Info, 1999)
JARINGAN OTOT DAN ADIPOSE
Struktur Vanadil Sulfat
Garam dari vanadium
Analog fosfat yg menghambat
tyrosine
phosphatase
insulin signaling lebih
lama
Efek secara in vivo :
-Menurunkan kadar glukosa darah pada kondisi
diabetes mellitus -Memperbaiki keadaan
resistensi insulin
-Memperbaiki enzim yg berperan pada
glikolisis -Stimulasi autofosforilasi reseptor
insulin -ikatan reseptor insulin ↑
(Verma, 1998; PDR Health Info,1999)
RUMUSAN MASALAH
Bagaimana perubahan yang
terjadi pada jaringan otot dan
adipose mencit (Mus musculus)
yang
menderita diabetes mellitus
setelah diinduksi dengan
streptozotocin dan
mendapatkan terapi vanadil
sulfat?
TUJUAN PENELITIAN
Mengetahui perubahan
struktur jaringan adipose dan
jaringan otot mencit yang
menderita diabetes mellitus
akibat pemberian vanadil sulfat
dengan
metode histokimia menggunakan
hematoxylin-eosin
MANFAAT PENELITIAN
1. Mengetahui perubahan
struktur (morfologi)
jaringan otot dan adipose pada
keadaan diabetes mellitus dan
pengaruh pemberian vanadil
sulfat.
2. Memberikan sumbangan di
bidang farmasi
mengenai obat baru yang
bekerja efektif dan lebih spesifik
untuk terapi diabetes mellitus.
Kerangka Konseptual
Diabetes
mellitus
Diabetes
Diabetes
mellitus tipe 2
mellitus tipe 1
DefisiensiResistensi
insulin insulin
Aktivitas PTPase ↑Vanadil sulfat
Tyrosine
Aktivitas reseptor
terfosfatasi ↑insulin ↑
Aktivitas reseptor
Aktivitas glucose
insulin ↓
transporter ↑
Glikolisis ↓
Lipolisis ↑
Degradasi
protein ↑
Glikogenesis ↓ Glikolisis ↑
Glikogenesis ↑
Gikogenolisis ↑
Atropi & nekrosis otot
Ukuran atau jumlah
Glikogen di
Terjadi atropi
sel lemak ↓ di jar.
jar. otot ↓
dan nekrosis
adipose
↓
Jumlah dan ukuran sel
lemak di jar. adipose ↑
Glikogen di jaringan
otot ↑
otot
Kerangka operasional
Mencit jantan
Kontrol (Dapar sitrat)Diabetes (STZ)Kelompok Perlakuan
Pada hari ke-1 diberiPada hari ke-1 diberiPada hari ke-1 diberi
dapar sitrat
STZ 100 mg/kg
STZ 100 mg/kg
Pada hari ke-14 diberiPada hari ke-14
Pada hari ke-14 diberi
dapar sitrat
diberi STZ 50 mg/kgSTZ 50 mg/kg
hari ke-21 hingga 28 diberi larutan CMC Na Pada hari ke-21 hingga 28 diberi
vanadil sulfat dosis 5,30, dan 100 mg/kg BB
Glukosa darah diukur pada hari
ke-0, 14, 21 dan 28
Pada hari ke-21 atau 28 hewan dibedah, jaringan otot dan adipose diambil,
dipreparasi secara histokimia dan diamati pada mikroskop cahaya
METODE PENELITIAN
Pengelompokan hewan coba
Mencit jantan
1
2
Kelompok
Kontrol negatifKontrol positif
perlakuan
(16 ekor)
(16 ekor)
(33 ekor)
A 4 ekor dibedah pada hari ke-21
B 4 ekor dibedah pada hari ke-28
I 11 ekor diberi vanadil sulfat
dosis 5 mg/kg BB II 11 ekor diberi vanadil sulfat
dosis 30 mg/kg
BB
III 11 ekor diberi vanadil sulfat
dosis 100 mg/kg
BB
Timeline kelompok perlakuan
Treatment vanadil
Preparasi
STZ 100 mg/kg BB STZ 50 mg/kg BB sulfat dosis 5,
30,
dan 100 mg/kg histokimia dan
analisis
BB
histopatologi
0 1142128
Dilakukan pengukuran
glukosa darah
Hasil Penelitian
Perkembangan diabetes mellitus pada
mencit dengan parameter kadar glukosa
darah
Kadar glukosa darah hari ke- (mg/dL
± SE)
Kelompok
Kontrol (dapar
sitrat)
Diabetes (STZ)
0
14
21
153,0 ±
5,5
151,5 ±
4,4
155,7 ± 12,8
176,2 ±
6,0
224,6 ±
9,9
182,8 ± 10,0
F(1,37) = 5,332
p = 0,023 (p < 0,05) dengan uji anova satu arah.
Terjadi DM pada hari ke-21 setelah induksi
dengan STZ
Perkembangan berat badan mencit
setelah
induksi dengan streptozotocin
Berat badan mencit (g ± SD)
Hari ke
Kontrol
Diabetes
(Dapar sitrat)(STZ)
0 24,6 ± 2,4 26,5 ± 4,7
1 24,8 ± 2,3 26,9 ± 4,4
3 25,1 ± 2,5 26,1 ± 3,6
5 25,4 ± 2,6 25,8 ± 3,5
7 27,3 ± 2,9 27,5 ± 4,9
9 28,0 ± 3,2 28,5 ± 5,1
1128,6 ±3,0 29,2 ± 4,8
1328,0 ± 3,6 29,0 ± 6,0
1427,8 ± 3,5 29,4 ± 5,8
1827,1 ± 3,8 29,2 ± 4,8
2128,1 ± 3,9 30,2 ± 6,8
F(1,37) = 8,571, p = 0,004 dengan uji anova satu
arah.
Irirsan membujur islet Langerhans
mencit dengan
pewarnaan hematoxylin-eosin
KONTROLDIABETES MELLITUS
Sel β pankreas rusak oleh induksi STZ, sehingga
terjadi atropi islet Langerhans
Irisan penampang otot tungkai
belakang mencit
menggunakan pewarna
hematoxylin-eosin
KONTROLDIABETES MELLITUS
Terdapat
Irisan membujur
jaringan
ikat
fibroblas
Irisan melintang
KONTROLDIABETES MELLITUS
Irisan
membujur
Irisan
melintang
-Atropi serabut otot -Proses
nekrosis
Irisan penampang jaringan adipose
mencit menggunakan
pewarna hematoxylin-eosin
KONTROLDIABETES MELLITUS
-Bentuk sel
berubah
terdapat juluran
seperti
pseudopodia
- Ukuran sel
lebih kecil
Pengaruh treatment vanadil sulfat
terhadap kadar
glukosa darah
Kadar glukosa darah hari ke
(mg/dL ± SE)
Kelompok
#
21
28
Kontrol
176,2 ± 6,0-
##
###
(dapar sitrat)
Diabetes
224,6 ± 9,9(STZ)
Vanadil Sulfat
228.3 ± 5.7151,0 ± 22.3
5 mg/kg
Vanadil Sulfat
228.3 ± 10,0140.7 ± 19.9
30 mg/kg
Vanadil Sulfat
266.3 ± 34.3111.3 ± 26.7
100 mg/kg
F(4,43) = 8,004; p = 0,000
# p = 0,007; ## p = 0,000; ### p = 0,000 vs diabetes
Vanadil sulfat menurunkan kadar glukosa
darah secara bermakna pada
mencit yang menderita diabetes mellitus
Signifikansi kadar glukosa darah kelompok
mencit setelah mendapatkan treatment dengan
vanadil sulfat berbagai dosis selama 7 hari
dibandingkan dengan kelompok diabetes
Perbandingan
p
Keterangan
Diabetes CMC Na - Vanadil Sulfat 5 0,007Bermakna
mg/kg
Diabetes CMC Na - Vanadil Sulfat 30 mg/kg
0,000Bermakna
Diabetes CMC Na - Vanadil Sulfat 100
0,000Bermakna
mg/kg
Irisan penampang membujur jaringan otot
tungkai belakang mencit setelah treatment
dengan vanadil sulfat menggunakan
pewarna hematoxylin-eosin
Jaringan ikat berkurang setelah
STZSTZ + VS 5mg/kg
treatment
dengan
vanadil sulfat
berbagai
dosis.
STZ + VS 30mg/kgSTZ + VS 100mg/kg
STZ + VS 5mg/kg
STZSTZ
Diabetes (STZ) STZ + VS 5 mg/kg STZ + VS 30
mg/kg STZ + 100 mg/kg
Perbandingan diameter sel otot
Terjadi perbaikan dari
STZ + VS 30mg/kg
100mg/kg
STZ + VS
kondisi
atropi
Tidak tampak nekrosis
otot
Vanadil sulfat memperbaiki kondisi atropi
sel dan nekrosis
Irisan penampang jaringan adipose
mencit menggunakan
pewarna hematoxylin-eosin
KONTROLDIABETES MELLITUS
- Bentuk sel makin teratur - Terjadi
Diabetes (STZ)STZ + VS 5mg/kgregenerasi
sel
- Inti sel lebih terlihat jelas
(sel lemak aktif
membelah)
STZ + VS 30mg/kgSTZ + VS 100mg/kg
Irisan penampang jaringan adipose
mencit menggunakan
pewarna hematoxylin-eosin
KONTROLDIABETES MELLITUS
- Tampak sel dengan lebih dari 1 inti,
menunjukkan regenerasi sel
- Cadangan lemak
tidak lagi
STZ + VS 5mg/kgdiambil untuk
Diabetes (STZ)
energi
Vanadil sulfat meningkatkan
regenerasi sel lemak dan pengambilan
cadangan lemak untuk energi tidak
STZ + VS 30mg/kg
100mg/kg
STZ + VS
lagi
terjadi
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang
telah dilakukan, maka dapat diambil
kesimpulan bahwa :
1. Vanadil sulfat efektif menurunkan
kadar glukosa darah
pada keadaan diabetes mellitus.
2. Vanadil sulfat dapat memperbaiki
kondisi atropi dan
nekrosis sel pada jaringan otot.
3. Vanadil sulfat dapat menghentikan
proses pengambilan
cadangan lipid dan meningkatkan
regenerasi sel lemak pada jaringan
adipose.
SARAN
Untuk mengetahui lebih lanjut
pengaruh vanadil sulfat terhadap
jaringan adipose dan otot, perlu
dilakukan penelitian kuantitatif
dengan pengukuran peningkatan
diameter dan jumlah sel yang telah
mendapat vanadil sulfat dibandingkan
dengan kondisi diabetes,
perubahan kandungan glikogen pada
jaringan otot, serta dapat dilakukan
penelitian dengan imunohistokimia
untuk mengetahui aktivitas GLUT4
dalam jaringan target insulin dengan
dan tanpa treatment dengan vanadil
sulfat.
Glikogen pada jaringan otot
Untuk melihat perubahan pada : Glikogen dan
struktur otot Glikogen terdapat pada kulit, hati,
kelenjar paratiroid, otot skelet dan jantung.
Pewarna : Periodic acid schiff
Hasil : Glikogen = magenta, inti sel = biru
Reaksi: asam periodik mengoksidasi ikatan
karbon-karbon dan
membentuk aldehid yang bereaksi dengan asam
fuchsin-sulfur menghasilkan warna magenta
(Klatt, 2006).
Jaringan adipose
Untuk melihat perubahan jumlah dan ukuran selsel lemak Akumulasi lemak terdapat di daerah
jaringan subkutan dan retroperitoneal, pada
daerah perut, dan sumsum tulang (Leeson &
Leeson, 1970).
Morfologi
HE (Thomas et al, 1984)
Histopatologi jaringan
otot dan adipose pada
kondisi diabetes
DM  tidak terjadi transpor glukosa dalam sel
jalur alternatif, dari :
Cadangan glikogen glikogen di hepar dan otot
berkurang/habis (Thomas et al,1988)
PAS 
glikogen berwarna magenta
Proteindegenerasi akut dan mengarah pada
proses nekrosis sel otot (Braunstein et al, 1987)
Cadangan lemak perubahan bentuk sel-sel lipid
dalam jaringan adipose (Fawcett, 2002)
Pewarnaan rutin dengan H&E 
keunguan
sitoplasma merah
inti sel biru
Jaringan Otot, tampak :
1. Atropi otot

Tampak penurunan volume serabut otot tampak dari
pengecilan diameter sel
dan serabut otot akibat penurunan kandungan protein
dalam sel (Aughsteen, 2006)
2. Nekrosis otot

Tampak disolusi protein serabut-serabut dan garis-garis
melintang pada otot.
Secara bertahap, seiring terjadinya degenerasi nukleus,
gumpalan-gumpalan agregat tampak, dan setelah
sarkoplasma terpisah dan hilang, hanya tertinggal membran
sarkolema kosong. Kelompok nukleus tampak berada di
tengah, mengindikasikan aktivitas regenerasi
(Thomas et al, 1984)

Perubahan yang tampak pada proses nekrosis meliputi
pembengkakan,
penggumpalan kromatin, sitoplasma terpulas pucat dan
deteriosasi organel diikuti lisis dg pembebasan isi sel yang
kemudian difagositosis oleh makrofag (Fawcett, 2002).

Tampak jaringan ikat yang menggantikan sel-sel otot
yang mengalami nekrosis
(Aughsteen, 2006)
2. Cadangan glikogen berkurang
(Thomas et al, 1984)
Jaringan Adipose,
tampak :
Pelepasan simpanan lipid

Tampak perubahan bentuk selsel lemak
yang berbentuk sel-sel
poligonal atau lonjong kecil
dengan banyak sel tetes lipid kecil

permukaannya tampak tidak
teratur dengan
banyak juluran seperti
pseudopodia
Akumulasi lemak terdapat di daerah jaringan
subkutan dan retroperitoneal, pada daerah perut, dan
sumsum tulang (Leeson & Leeson, 1970).