i

TESIS

PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT

PENURUNAN GLUTATION PEROKSIDASE (GPx)

PADA TIKUS JANTAN (Rattus norvegicus) DENGAN

PELATIHAN FISIK BERLEBIH

LIS NUR ZARIAH

NIM 1390761031

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

ii

PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT

PENURUNAN GLUTATION PEROKSIDASE (GPx)

PADA TIKUS JANTAN (Rattus norvegicus) DENGAN

PELATIHAN FISIK BERLEBIH

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

Pada Program Magister Program Studi Ilmu Biomedik

Program Pascasarjana Universitas Udayana

LIS NUR ZARIAH

NIM 1390761031

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU N BIOMEDIK

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

iii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI

TANGGAL 26 AGUSTUS 2015

Pembimbing I, Pembimbing II,

Prof.Dr.dr.Wimpie Pangkahila,Sp.And.FAACS Prof.dr.I Gusti Made Aman, Sp.FK.

NIP : 194612131971071001 NIP : 194606191976021001

Mengetahui,

Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur

Program Pascasarjana Program Pascasarjana

Universitas Udayana, Universitas Udayana,

Dr.dr.Gde Ngurah Indraguna Pinatih,M.Sc,Sp.GK Prof.Dr.dr.A.A.Raka Sudewi,Sp.S(K)

NIP : 195803211985031002 NIP : 195902151985102001

iv

Tesis Ini Telah Diuji pada

Tanggal 26 Agustus 2015

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana

No : 2341/UN14.4/HK/2015 Tanggal 3 Agustus 2015

Ketua : Prof. Dr.dr.Wimpie Pangkahila, Sp.And.FAACS.

Anggota :

1. Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp. FK

2. Prof.Dr.dr.J.AlexPangkahila,M.Sc.,Sp.And

3. Prof. Dr. dr. N. Adiputra, MOH

4. Dr. rer. nat. dr. Ni Nyoman Ayu Dewi, M.Si

v

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan syukur Alhamdulillah

kepada Allah SWT, karena hanya atas karunia-Nya tesis yang berjudul

“Pemberian Melatonin Menghambat Penurunan Glutation Peroksidase

(GPx) Pada Tikus Jantan (Rattus norvegicus) Dengan Pelatihan Fisik

Berlebih” dapat diselesaikan.

Tulisan ini disusun untuk memenuhi persyaratan tugas akhir studi yang

dijalani penulis untuk memperoleh Gelar Magister pada Program Magister

Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik, Kekhususan Anti-Aging Medicine,

Program Pascasarjana Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat,

penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. dr. Wimpie Pangkahila, Sp.And, FAACS selaku pembimbing

utama yang telah memberikan banyak sekali petunjuk, masukan dan

bimbingan kepada penulis selama penyusunan tesis ini

2. Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp. FK selaku pembimbing kedua yang

dengan penuh kesabaran telah memberikan dorongan, bimbingan dan

saran selama penulis mengikuti program magister, khususnya dalam

penyusunan tesis ini.

3. Prof. Dr. dr. J Alex Pangkahila, M.Sc., Sp.And., Prof. Dr. dr. N. Adiputra,

MOH dan Dr. rer. nat. dr. Ni Nyoman Ayu Dewi, M.Si selaku penguji

vii

yang telah banyak memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan

masukan kepada penulis selama penyusunan tesis ini.

4. Para dosen pengajar Pascasarjana Ilmu Biomedik Anti Aging Medicine,

khususnya Bapak Ketut Tunas yang telah memberikan ilmu pengetahuan,

bantuan dan bimbingannya pada penulis selama masa pendidikan dan

pembuatan tesis ini.

5. Seluruh staf Pascasarjana Ilmu Biomedik Anti Aging Medicine atas semua

bantuannya selama masa pendidikan dan pembuatan tesis ini.

6. Bapak I Gede Wiranatha yang banyak membantu peneliti selama proses

penelitian berlangsung.

7. Rekan - rekan kuliah seangkatan yang senantiasa mendorong dan

menyemangati penulis dalam menyelesaikan program pendidikan dan tesis

ini.

8. Suami serta Ibunda tercinta atas doa, dukungan, dan pengertiannya selama

penulis menempuh pendidikan dan penyelesaian tesis ini.

Akhir kata, semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa melimpahkan berkat

dan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan

dan penyelesaian tesis ini.

Denpasar, 26 Agustus 2015

Penulis,

Lis Nur Zariah

viii

ABSTRAK

PEMBERIAN MELATONIN MENGHAMBAT PENURUNAN

GLUTATION PEROKSIDASE (GPx) PADA TIKUS JANTAN (Rattus

norvegicus) DENGAN PELATIHAN FISIK BERLEBIH

Penurunan fungsi tubuh selama proses penuaan disebabkan salah satunya

karena tubuh secara terus menerus mengalami pembentukan radikal bebas.

Radikal bebas yang berlebih dapat menyebabkan tubuh mengalami stress

oksidatif. Kondisi ini dapat dicegah tubuh dengan meningkatkan sistem

pertahanan antioksidan. Salah satu antioksidan endogen enzimatis yang berperan

penting adalah glutation peroksidase. Melatonin dapat meningkatkan antioksidan

enzimatis seperti SOD, glutation peroksidase, glutation reduktase dan katalase.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peran melatonin dalam

menghambat penurunan kadar Glutation Peroksidase (GPx) dalam pencegahan

stress oksidatif akibat pelatihan fisik berlebih.

Penelitian ini adalah penelitian eksperimental menggunakan pre-test

post-test control group design yang dilakukan di Bagian Farmakologi Fakultas

Kedokteran Universitas Udayana, pada bulan April - Juli 2015. Penelitian

menggunakan 30 sampel tikus jantan Wistar berumur 2 – 2,5 bulan dengan berat

badan 150 – 160 gram. Sampel dibagi menjadi 3 kelompok yaitu Kelompok

Kontrol atau Plasebo (P0), Kelompok Perlakuan 1 (P1) melatonin 0,04 mg dan

Kelompok Perlakuan 2 (P2) melatonin 0,08 mg. Ketiga kelompok diberikan

pelatihan fisik berlebih (berenang) selama 14 hari. Pengambilan darah dari

canthus sinus orbitalis medialis dilakukan pada semua kelompok untuk mengukur

kadar GPx pretest dan posttest.

Hasil analisis ketiga kelompok menunjukan bahwa rerata kadar GPx pada

Kelompok Kontrol (3,570,21 mU/mL), Kelompok P1 (3,550,32 mU/mL) dan

Kelompok P2 (3,520,21 mU/mL) sebelum diberi perlakuan fisik berlebih tidak

terdapat perbedaan bermakna (p>0,05). Setelah diberi perlakuan pelatihan fisik

berlebih dan pemberian melatonin didapatkan hasil bermakna dimana penelitian

menunjukkan kadar GPx kelompok kontrol dengan plasebo (2,23 mU/mL 0,37),

kelompok P1 dengan melatonin 0,04 mg (2,580,40 mU/mL) dan kelompok P2

dengan melatonin 0,08 mg (3,070,21 mU/mL) dengan nilai p = 0,001.

Disimpulkan bahwa pemberian melatonin oral 0,04 mg dan 0,08 mg dapat

menghambat penurunan GPx pada tikus dengan pelatihan fisik berlebih.

Kata Kunci: melatonin, GPx, stress oksidatif, pelatihan fisik berlebih, antioksidan.

ix

ABSTRACT

ADMINISTRATION OF MELATONIN INHIBITS THE DECREASE OF

GLUTATHION PEROXIDASE (GPx) IN OVERTRAINED

MALE WISTAR RAT (Rattus norvegicus)

The decreased of the body function during aging process is caused by

continuous production of free radical in the body. The cumulation of free radicals

leads to body experiences oxidative stress. This condition could be prevented by

increasing the antioxidant as a body's defense system. One of the most important

endogenous enzymatic antioxidant is glutathione peroxidase. Melatonin can

increase other enzymatic antioxidants such as SOD, glutathione peroxidase,

glutathione reductase and catalase. The objective of this study was to find out

inhibition effect of melatonin in inhibiting the decrease of glutathione peroxidase

(GPx) with its correlation to oxidative stress process which caused by excessive

physical training.

This was an experimental study using pre -test post-test control group

design conducted at the Department of Pharmacology Faculty of Medicine,

University of Udayana, in April – July 2015. This study used 30 samples of

wistar male rats aged 2-2,5 months and weighed 150-160 grams. Samples was

divided into 3 groups, first control group or placebo (P0) , treatment group 1 (P1)

with 0.04 mg melatonin and treatment group 2 (P2) 0.08 mg melatonin. All

groups were given physical overtraining (swimming) for 14 days. Blood was

withdrawn from medial canthus sinus orbitalis for all groups to measure the levels

of GPx for pretest and posttest.

Analysis showed that di average levels GPx in Control group (3,57

0,21 mU/mL ), group P1 (3,550,32 mU/mL ) and group P2 (3,52 0,21 mU/mL

) before the treated with overtraining (p>0,05). The analysis showed after treated

with overtraining and administratin with melatonin, levels of GPx in control group

with placebo (2,230,37 mU/mL ), treated group 1 with melatonin 0,04 mg

(2,580,40 mU/mL) and treated group 2 with melatonin 0,08 mg (3,070,21

mU/mL) with p value = 0,001

It was concluded that administratin of melatonin 0,04 and 0,08 mg orally

inhibited the decrease of GPx in overtrained rats.

Keywords: melatonin, GPx, oxidative stress, overtraining, antioxidant

x

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL DALAM ................................................................................ ..... i

PRASYARAT GELAR ............................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................ iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ........................................................... iv

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .......................................................... v

UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................................ vi

ABSTRAK .................................................................................................. viii

ABSTRACT................................................................................................. ix

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xix

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

1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................... 6

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................... 6

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................. 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA ...................................................................... 8

2.1 Teori Penuaan ......................................................................... 8

xi

2.2 Pelatihan Fisik ........................................................................ 10

2.2.1 Definisi Pelatihan Fisik ............................................... 10

2.2.2 Pelatihan Fisik Berlebih ............................................. 12

2.2.3 Pembentukan Radikal Bebas ………………………… 13

2.3 Stres Oksidatif ........................................................................ 14

2.4 Enzim Glutation Peroksidase ................................................. 18

2.5 Hormon Melatonin ................................................................. 21

2.5.1 Biosintesis dan Metabolisme ...................................... 21

2.5.2 Melatonin Sebagai Antioksidan ……………………… 27

2.6 Tikus (Rattus norvegicus) ....................................................... 31

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS .............. 33

3.1 Kerangka Berpikir ................................................................... 32

3.2 Konsep ................................................................................... 33

3.3 Hipotesis Penelitian ................................................................. 34

BAB IV METODE PENELITIAN ............................................................... 35

4.1 Rancangan Penelitian ............................................................. 35

4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................. 36

4.3 Sampel Penelitian ................................................................... 36

4.3.1 Kriteria Sampel Penelitian ......................................... 36

4.3.2 .Besar Sampel ............................................................. 37

4.3.3. Tehnik Pengambilan Sampel ………………………... 38

4.4 Variabel Penelitian .................................................................. 38

4.4.1 Klasifikasi Variabel ..................................................... 38

xii

4.4.2 Definisi Operasional Variabel ..................................... 39

4.5 Alat dan Bahan ........................................................................ 40

4.6 Prosedur Penelitian................................................................... 41

4.6.1 Pengambilan Subjek dan Jumlah Subjek Penelitian….. 41

4.6.2 Perhitungan Dosis Melatonin ....................................... 42

4.6.3 Perhitungan Waktu Paparan Cahaya ........................... 43

4.6.4 Perhitungan Dosis Pelatihan Fisik ………………… 43

4.6.5 Pemilihan dan Pemeliharaan Hewan Uji ..................... 44

4.6.6 Plasebo ……………………………………………..... 44

4.6.7 Pengukuran Kadar Glutation Peroksidase (GPx) ……. 45

4.6.8 Parameter Yang Diamati …………………………….. 47

4.6.9 Alur Penelitian ……………………………………….. 48

4.8 Analisis Data ........................................................................... 49

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………… 50

5.1 Uji Normalitas Data …………………………………………. 50

5.2 Uji Homogenitas Data antar Kelompok …………………....... 51

5.3 Kadar Glutation Peroksidase (GPx) ………………………..... 51

5.3.1 Uji komparabilitas …………………………………...... 51

5.3.2 Analisis efek perlakuan ……………………………........ 52

5.4. Subjek Penelitian ..................................................................... 55

5.5 Distribusi dan Varian Data Hasil Penelitian .............................. 56

5.6 Pengaruh Pemberian Pelatihan Fisik Berlebih ........................... 56

xiii

5. 7 Penghambatan Penurunan Kadar Glutation Peroksidase (GPx)

Setelah Pemberian Melatonin …………………………………. 57

5.8 Manfaat Melatonin dalam Anti Aging Medicine ......................... 61

BAB VI SIMPULAN DAN SARAN …………… …………………………. 63

7.1 Simpulan ………………………………………………………. 63

7.2 Saran …………………………………………………………… 63

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 64

LAMPIRAN ………………………………………………………………… 71

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Glandula pineal yang menghasilkan melatonin ................................... 22

2.2 Biosintesis melatonin .......................................................................... 23

2.3 Kadar melatonin sesuai usia .................................................................. 25

2.4 Peran tidak langsung melatonin terhadap peningkatan antioksidan ….. 29

2.5 Melatonin pada tahap sel………………………………………………. 30

3.1 Bagan Konsep Penelitian ...................................................................... 33

4.1 Skema Rancangan Penelitian .............................................................. 35

4.2 Alur Penelitian ...................................................................................... 48

5.1 Grafik Glutation Peroksidase Setelah Pemberian Melatonin ................ 54

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Kandungan kit glutation perokidase .......................................... 45

Tabel 5.1 Hasil Uji Normalitas Kadar Glutation Peroksidase (GPx) Kelompok

Sebelum dan Setelah Perlakuan ……………………………….. 51

Tabel 5.2 Uji Homogenitas Kadar Glutation Peroksidase (GPx) antar Kelompok

Sebelum dan Setelah Diberikan Perlakuan ……………………. 51

Tabel 5.3 Rerata Glutation Peroksidase (GPx) antar Kelompok Sebelum

Diberikan Perlakuan …………………………………………… 52

Tabel 5.4 Rerata Glutation Peroksidase (GPx) antar Kelompok Sesudah Diberikan

Perlakuan ………………………………………………………. 53

Tabel 5.5 Rerata Glutation Peroksidase (GPx) antar Kelompok Sebelum dan

Sesudah Diberikan Perlakuan …………………………………. 53

Tabel 5.6 Analisis Komparasi Glutation Peroksidase (GPx) Sesudah Perlakuan

antar Kelompok ........................................................................... 55

xvi

DAFTAR SINGKATAN

ACTH : Adrenocorticotropic Hormone

AIDS : Acquired Immune Deficiency Syndrome

BMI : Body Mass Index

cAMP : Cyclic adenosine monophosphate

DNA : Deoxyribonucleic Acid

GPx : Glutathione Peroxidase

GSH : Glutathione

GSH-Px : Glutathione Peroxidase

GSSG : Glutathione Disulfide

GST : Glutathione-S-Transferase

HIOMT : hydroxyindolo-O-methyl transferase

LD : Letal Dose

LH : Luteinizing Hormone

MDA : Malondialdehyde

ml : mililiter

MT 1 : Melatonin Receptor 1

MT 2 : Melatonin Receptor

NAFLD : Nonalcoholic Fatty Liver Disease

NAT : N-acetyltransferase

NO : Nitric Oxide

NOS : nitrit oksida sintase

xvii

NRS : Nitrogen Reactive Species

RNA : Riboxyribonucleic Acid

ROS : Reactive Oxygen Species

SCN : nucleus suprachiasmatic

Se : Selenium

SOD : Superoxide Dismutase

USA : United Stated of America

UV : Ultraviolet

xviii

DAFTAR LAMBANG

α : Alfa

β : Beta

% : persen

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Keterangan Kelaikan Etik …………………………………………………..71

2. Tabel Konversi Perhitungan Dosis Laurence & Bacharach…………… ….. 72

3. Uji Normalitas Data GPx Sebelum dan Sesudah Perlakuan………………...73

4. Uji One Way Anova Kadar GPx antar Kelompok Perlakuan Sebelum dan

Sesudah Perlakuan…………………………………………………………. 74

5. Foto – Foto Penelitian …………………………………………………….. 76