disertasi pengaruh latihan jalan kecepatan …repository.unair.ac.id/32122/1/abstrak.pdfdiuji pada...
TRANSCRIPT
DISERTASI
PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG TERHADAP MOBILISASI, DIFERENSIASI DAN MATURASI STEM CELL PADA PBMC SERTA REMODELING TULANG
PEREMPUAN PASCAMENOPAUSE
DAMAYANTI TINDUH
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA 2012
Diterbitkan untuk Ujian Terbuka
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
LEMBAR PENGESAHAN
Disertasi ini telah disetujui 1 Maret 2012
Oleh Pembimbing Ketua/Promotor
Prof. Dr. Harjanto J. M., dr., AIF, MS. NIP. 194412251973011001
Pembimbing / Ko Promotor I
Prof. Dr. Djoko Roeshadi, dr., Sp.OT(K) NIP. 194111151967011002
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Diuji pada Ujian Doktor Tahap I (Tertutup) Tanggal 9 Pebruari 2012 Panitia Penguji Disertasi
Panitia Penguji, Ketua : Dr. FX Judajana, dr., Sp.PK(K) Anggota :
1. Prof. Dr. Harjanto J.M., dr., AIFM 2. Prof. Dr. Djoko Roeshadi, dr., Sp.OT(K) 3. Prof. Dr. Fedik A. Rantam, drh 4. Prof. Dr. Aulani’am DES, drh 5. Dr. Hari Basuki Notobroto, dr, MKes 6. Dr. Hening L. Putra, dr, Sp.KFR(K) 7. Dr. Hendy Hendarto, dr., Sp.OG(K)
Ditetapkan dengan Surat Keputusan Rektor Universitas Airlangga tentang Panitia Penguji Disertasi Nomor : 2639/H3/KR/2012 Tanggal: 16 Pebruari 2012
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG TERHADAP MOBILISASI, DIFERENSIASI DAN MATURASI STEM CELL PADA PBMC SERTA REMODELING TULANG
PEREMPUAN PASCAMENOPAUSE
DISERTASI
Untuk memperoleh Gelar Doktor
dalam Program Studi Ilmu Kedokteran
pada Program Pascasarjana Universitas Airlangga
Telah Dipertahankan Di Hadapan
Panitia Ujian Doktor Terbuka
Pada Hari : Kamis
Tanggal : 23 Pebruari 2012
Pukul : 10.00-12.00 BBWI
Oleh :
Damayanti Tinduh
NIM. 090970131
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama dan yang terutama saya panjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan
Yang Maha Kuasa, Pencipta alam semesta dengan segenap isinya. Dialah sumber
pengetahuan tertinggi dan karena kasih karunia, penyertaan, perlindungan dan
berkatNyalah, saya dimampukan untuk menyelesaikan penelitian dan penulisan
disertasi ini.
Disertasi ini dapat diselesaikan tidak terlepas dari dorongan, bimbingan,
arahan, saran dan koreksi dari Pembimbing Akademik, tim Promotor serta para
konsultan. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati perkenankanlah saya
menghaturkan terima kasih yang tulus serta penghargaan setinggi-tingginya
kepada yang terhormat :
Prof. Dr. Harjanto J.M, dr., AIFM, sebagai pembimbing akademik dan
promotor saya yang merupakan inspirator saya dalam bidang ilmu keolahragaan,
atas dukungan, masukan serta keikhlasan untuk meluangkan waktu di sela
kesibukan beliau, untuk membimbing saya selama menjalani studi pendidikan
doktor. Saya haturkan terimakasih yang tak terhingga.
Prof. Dr. Djoko Roeshadi, dr., Sp.OT(K), sebagai ko-promotor yang
merupakan inspirator saya pada pengembangan penanganan osteoporosis, yang
dengan penuh perhatian memberikan dorongan, semangat dan meluangkan waktu
bagi saya untuk berkonsultasi. Saya haturkan terima kasih yang tak terhingga.
Prof. Dr. Fedik A. Rantam, drh, sebagai konsultan di bidang stem cell yang
telah dengan sabar di sela kepadatan waktu beliau, memperkenalkan pada saya
mengenai stem cell dan proses isolasinya dari PBMC, sehingga menginsiprasi
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
saya untuk mengembangkan penelitian ini ke arah endogenous stem cell. Saya
haturkan terima kasih yang tak terhingga.
Dr. Hari Basuki Notobroto, dr., M.Kes, sebagai konsultan di bidang
metodologi penelitian dan statistika yang telah dengan sabar membimbing saya
dalam mengembangkan dan memperkaya pemahaman saya tentang metode
penelitian dan analisis statistika serta aplikasinya dalam penelitian saya. Saya
haturkan terima kasih yang tak terhingga.
Perkenankanlah pula saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
pada :
Rektor Universitas Airlangga, Prof. Dr. H. Fasichul Lisan, Apt, yang telah
memberikan kesempatan bagi saya untuk menjalani program pendidikan doktor
yang sangat berharga ini.
Direktur Program Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Hj. Sri
Hajati, SH, MS dan seluruh jajaran baik pimpinan maupun staf Program
Pascasarjana Universitas Airlangga Surabaya, atas kesempatan dan fasilitas yang
diberikan pada saya untuk menjadi mahasiswa program pendidikan doktor.
Prof. Dr. Teddy Ontoseno, Sp.A(K), Sp.JP, FIHA selaku Ketua Program
Studi Ilmu Kedokteran S-3 Program Pascasarjana Universitas Airlangga, dan
Prof. Dr. Harjanto JM, dr., AIFM selaku mantan Ketua Program Studi Ilmu
Kedokteran S-3 Program Pascasarjana Universitas Airlangga, beserta jajarannya,
atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan pada saya untuk menjalani program
pendidikan doktor dengan baik.
Prof. Dr. Agung Pranoto, dr., M.Kes, Sp.PD-KEMD, FINASIM, selaku
Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga dan Prof. Dr. Muhammad
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Amin, dr., Sp.P(K), selaku mantan Dekan Fakultas Kedokteran Universitas
Airlangga, atas kesempatan yang diberikan pada saya untuk menjadi mahasiswa
program pendidikan doktor pada Program Pascasarjana Universitas Airlangga.
Dodo Anondo, dr., MPH, selaku Direktur RSUD Dr. Soetomo dan Dr.
Slamet Riyadi Yuwono, dr., DT&MH, MARS selaku mantan Direktur RSUD Dr.
Soetomo, yang telah memberikan ijin bagi saya untuk mengikuti program
pendidikan doktor pada Program Pascasarjana Universitas Airlangga. Demikian
juga saya sangat berterima kasih atas bantuan Eko Dwi Martini, DCN, FX
Wahyurin Mitano, SKM dan Rr. Harudiyati, DCN dari bagian Gizi RSUD Dr.
Soetomo yang telah sangat membantu dalam proses analisis asupan makanan
subyek penelitian saya.
Prof. Dikman Angsar, dr., Sp.OG(K) selaku Direktur Umum RS Pendidikan
Universitas Airlangga, Prof. Dr. Muhammad Amin, dr., Sp.P(K) selaku Direktur
Pelayanan Medis RS Pendidikan Universitas Airlangga, Bayu Santoso, dr.,
Sp.KFR(K) selaku Direktur Keuangan RS Pendidikan Universitas Airlangga,
Ketua Departemen Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi RS Pendidikan Universitas
Airlangga serta Imam Subadi, dr., Sp.KFR dan Patricia Maria K, dr., Sp.KFR
sebagai Koordinator Pelayanan Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi RS Pendidikan
Universitas Airlangga, yang telah memberikan fasilitas yang sangat baik dan
sangat menunjang pelaksanaan program latihan bagi subyek penelitian saya.
Demikian pula saya ucapkan terima kasih pada staf Departemen Kedokteran Fisik
dan Rehabilitasi yang telah sangat membantu proses pelaksanaan latihan jalan
kecepatan sedang pada subyek penelitian saya, yaitu Rizky Praditiwi Ajeng
Gayatri, SKM dan Muh. Aziz Sukma Wardhana, Amd.Fis.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Prof. Dr. Nasronudin, dr., Sp.PD-KPTI, FINASIM, selaku Ketua Lembaga
Penyakit Tropis Universitas Airlangga, dan Prof. Dr. Fedik A. Rantam, drh,
selaku Kepala Laboratorium Stem Cell yang telah memberikan kesempatan bagi
saya untuk melaksanakan penelitian di Laboratorium Stem Cell. Demikian juga
kepada setiap staf yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian
pendahuluan dan pembuatan PBMC, yaitu Helen Susilowati, SKM, Eryk
Hendrianto, S.Si dan Annas Prasetyo Adi, S.Si.
Prof. Dr. Achmad Sjarwani, dr., Sp.OT(K), selaku Ketua Tim Sport Clinic
RSUD Dr. Soetomo, beserta seluruh tim Sport Clinic yang telah memberikan
dorongan moril dan fasilitas untuk melaksanakan proses skrining subyek
penelitian. Bertumbuh bersama dalam pengembangan sport science, berjuang dan
saling mengisi dalam Tim ini, layaknya sebuah keluarga, sangat memotivasi saya
untuk melakukan yang terbaik. Saya bangga menjadi bagian dalam Tim Sport
Clinic RSUD Dr. Soetomo. Demikian juga saya menyampaikan terima kasih atas
bantuan Mujiasih, yang dengan telaten membantu pelaksanaan penelitian ini
secara keseluruhan.
Dr. Aryati, dr., Sp.PK(K), MS, selaku Ketua Departemen Patologi Klinik
FK Unair, E. Djoko Marsudi, dr., Sp.PK(K), MS, selaku Kepala Instalasi Patologi
Klinik RSUD Dr. Soetomo dan Endang Retnowati, dr., Sp.PK(K), MS, selaku
Wakil Kepala Litbang Departemen Patologi Klinik FK Unair/RSUD Dr. Soetomo,
yang telah berkenan memberi kesempatan dan fasilitas untuk melaksanakan
pemeriksaan laboratorium. Demikian juga pada para staf yang terlibat secara
langsung dalam pemeriksaan ELISA dan flow cytometri, yaitu Sri Hariastuti,
AMdK dan Umi Haryanti, AMdK.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Dr. Hening L. Putra, dr., Sp.KFR(K), selaku Ketua Departemen Kedokteran
Fisik dan Rehabilitasi FK Universitas Airlangga dan Ketua SMF Rehabilitasi
Medik RSUD Dr. Soetomo, yang mengijinkan, memfasilitasi dan mengarahkan
saya dalam mengikuti program pendidikan doktor pada Program Pascasarjana
Universitas Airlangga.
Subagyo, dr., Sp.KFR(K), selaku Kepala Instalasi Rehabilitasi Medik
RSUD Dr. Soetomo yang telah mengijinkan saya menggunakan fasilitas Gait
Analyzer dalam penelitian saya ini. Demikian juga secara khusus saya
menyampaikan terima kasih pada I Putu Alit Pawana, dr., Sp.KFR yang telah
sangat membantu dalam proses pemeriksaan dan interpretasi hasil Gait Analyzer.
Oemijono Moestari, dr., Sp.S(K) (alm) yang saya hormati dan saya kagumi
karena kesederhanaan dan dedikasinya yang kuat, telah merintis Bagian Ilmu
Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.
Bayu Santoso, dr., Sp.KFR(K), Fatchur Rochman, dr., Sp.KFR(K), Dr.
Ratna D. Soebadi, dr., Sp.KFR(K), Dr. Hening L. Putra, dr., Sp.KFR(K), S.M.
Mei Wulan, dr., Sp.KFR(K), Subagyo, dr., Sp.KFR(K), Reni Hendrarati
Masduchi, dr., Sp.KFR(K), Meisy Andriana, dr., Sp.KFR(K), Rr. I Lukitra
Wardhani, dr., Sp.KFR, Andriati, dr., Sp.KFR, Imam Subadi, dr., Sp.KFR,
Patricia Maria K, dr., Sp.KFR, Nuniek Nugraheni S, dr., Sp.KFR, Rwahita
Satyawati, dr., Sp.KFR, Noor Idha Handayani, dr., Sp.KFR, para senior, guru dan
panutan saya, yang dengan tulus membentuk pola pikir yang komprehensif sejak
pendidikan dokter hingga spesialis. Hal itu adalah harta yang sangat berharga bagi
saya dan memampukan saya melanjutkan pendidikan ke jenjang pendidikan
doktor. Dewi Poerwandari, dr., Sp.KFR, I Putu Alit Pawana, dr., Sp.KFR dan
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Lydia Arfianti, dr., Sp.KFR, yang sangat mendukung dalam bentuk moril dan
memberikan perhatian sejak masa pendidikan spesialis hingga saat ini.
Meisy Andriana, dr., Sp.KFR(K), selaku Ketua Program Studi Kedokteran
Fisik dan Rehabilitasi, yang telah mengijinkan PPDS KFR terlibat dan
berkontribusi dalam penelitian saya. Saya juga menyampaikan terima kasih atas
bantuan Doni Gunawan, dr., Ika Puspitasari, dr., Yudith Dian Prawitri, dr., dan
Febry Indriana, dr., dalam proses skrining subyek penelitian. Demikian juga bagi
para sekretaris di lingkungan Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi Medik dan
Perdosri Jatim, saya sampaikan terima kasih atas dukungan dan bantuannya
selama saya menjalani pendidikan doktor.
Kepada para staf pengajar pada Program Doktor Ilmu Kedokteran Program
Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Suhartono Taat Putra, dr., MS.,
Prof. Harjanto JM, dr., AIFM, Prof. Dr. Zainuddin, drs., Apt., Prof. Dr. Juliati
Hood A, dr., MS, Sp.PA(K), FIAC., Prof. Dr. Fedik A. Rantam, drh., Prof. Dr.
Aulani’am DES, drh., Prof. Dr. Kuntoro, dr., MPH., PH, Prof. Siti Pariani, dr.,
MS, MSc., PhD., Dr. Sunarjo, dr., MS., MSc., Dr. F. Sustini, dr., MS., Widodo J.
Pudjihardjo, dr., MPH, Dr. PH., Dr. FM Judajana, dr., Sp.PK(K-Im), Dr. Hari
Basuki Notobroto, dr., MKes., Dr. I Ketut Sudiana, Drs., M.Si, Dr. Hendy
Hendarto, dr., Sp.OG(K), yang telah menambah wawasan filsafati, keilmuan serta
memberi bimbingan selama saya mengikuti pendidikan doktor.
Kepada teman-teman peserta pendidikan Program Doktor Ilmu Kedokteran
Program Pascasarjana Universitas Airlangga angkatan 2009/2010, yang saling
mendorong, mendukung, mengingatkan dan memberi masukan, sehingga
berkontribusi pada penyusunan disertasi ini. Tanpa mengurangi rasa penghargaan
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
karena tidak mungkin menyebut nama satu persatu, saya menyampaikan
ungkapan terima kasih atas segala kerjasama yang telah terjalin selama ini.
Pimpinan Laboratorium Prodia Surabaya dan Pusat (Jakarta) beserta seluruh
stafnya, yang telah memfasilitasi saya mendapatkan fasilitas pemeriksaan khusus
P1NP, pelayanan pengambilan darah hingga pelaksanaan pemeriksaan
menggunakan ECLIA, dan mengijinkan saya mengikuti proses pemeriksaan
tersebut.
Kepada pimpinan PT Becton Dickinson Jakarta, yang diwakili Bapak
Effendi, yang telah membantu dalam pengadaan stem cell surface marker,
sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik.
Kepada para subyek penelitian, yang sangat kooperatif, saling
memperhatikan, rela meluangkan waktu dan setia menjalani rangkaian penelitian
ini, saya menghaturkan terima kasih yang sedalam-dalamnya. Sumbangan ibu
sangat membantu membuka pemahaman baru tentang salah satu upaya
pencegahan dan penanganan osteoporosis.
Dalam kesempatan ini saya menyampaikan rasa hormat setinggi-tingginya
dan kasih sayang pada :
Kedua orangtua, ayahanda Prof. Dr. Djoko Roeshadi, dr., Sp.OT(K) dan
ibunda Irum Jan Sawong dr., Sp.KFR, yang telah mengasuh, mendidik,
menanamkan norma-norma luhur dan mendampingi perjuangan saya dengan doa
dan kasih sayang yang luar biasa. Kepada kedua mertua, ayahanda Ismoeljono,
BA dan ibunda Atikah, BSc yang telah mendampingi saya dalam bentuk
perhatian, doa dan kasih sayang tulus yang luar biasa.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Suamiku tercinta, Pria Istjahja Utama, dr., Sp.PD, yang mendampingi,
memberi semangat, setia dan penuh pengertian dalam menjalani kebahagiaan dan
kesulitan, sehingga semua menjadi lebih ringan dilewati. Kepada kedua mutiara
kami, Primadita Esther Rosita dan Theresia Daniella Rosita, yang menjadi
pemacu semangat, sumber inspirasi dan sukacitaku, terima kasih atas kesabaran,
pengertian, cinta kasih dan keceriaan ananda selama mama menjalani program
Doktor ini.
Kepada seluruh saudaraku yang telah mendukung dan memberi dorongan,
semangat dan doa terus menerus dalam proses penyelesaian penelitian ini, Dr.
Heri Suroto, dr., Sp.OT(K) dan Isdiah Primawati, drg; Kris Nugroho, Drs, M.A
dan Dewi Isadiartuti, Dra., Apt, M.Si; Jesaja Widhia Nugraha, Dipl.-Inf dan
Kartika Ishartadiati, dr., M.Ked; Rady Dwipayana, dr., Sp.OT dan Sawitri
Boengas, dr., SpM; Aria Immanuel Ranying dan Cecilia Erwin Damayanti, S.Pd,
sungguh dukungan itu melebihi yang pernah saya pikirkan.
Kepada para senior yang memberikan semangat dan dukungan moril, Dr.
Cita Rosita, dr., Sp.KK(K), Dr. Ferdiansyah, dr., Sp.OT(K), Paulus Rahardjo, dr.,
Sp.Rad(K), Dwikora NU, dr., Sp.OT(K), Sri Andreani, dr., SpRad(K), Yudha
Haryono, dr., SpS, Andrijano, dr., Sp.OT, serta semua pihak yang tidak dapat saya
sebutkan satu persatu, atas semua dukungan sehingga penelitian ini.
Semoga penelitian ini dapat bermanfaat untuk kemajuan dunia kedokteran,
peningkatan pelayanan kesehatan bagi pasien dan bagi siapapun yang
berkepentingan dengan penelitian ini. Semoga Tuhan memberikan rahmat dan
anugerahNya untuk kita semua.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
RINGKASAN
PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG
TERHADAP MOBILISASI, DIFERENSIASI DAN MATURASI STEM
CELL PADA PBMC SERTA REMODELING TULANG PEREMPUAN
PASCAMENOPAUSE
Penurunan kadar estradiol (E2) pada perempuan pascamenopause secara
umum menyebabkan penurunan massa otot, peningkatan pembentukan jaringan
lemak (Fanciulli et al., 2009) dan menyebabkan peristiwa negative uncoupling
remodeling tulang. Pada kondisi negative uncoupling remodeling tulang terjadi
dominasi aktifitas pembongkaran tulang oleh osteoklas (OC), yang ditandai oleh
marker pembongkaran tulang, dibandingkan aktifitas pembentukan tulang oleh
osteoblas (OB), yang ditandai oleh marker pembentukan tulang (Albright, 1979;
Orum et al., 1996; Rosen dan Tenenhouse, 1998; Bostro et al., 2000; Manolagas,
2000; Mosley, 2000). Negative uncoupling remodeling tulang akan menyebabkan
penurunan massa tulang sehingga memicu kejadian osteoporosis (Frost, 1966;
Forwood, 2001; Rubin, 2001; Blair, 2002; Pavalko, 2002; Schopet, 2002; Pearse,
2006; Lane dan Yao 2009). Osteoporosis berdampak luas karena akan
menyebabkan keluhan nyeri hingga fraktur yang rumit penanganannya, sehingga
meningkatkan angka mortalitas (Leibson et al., 2002) dan morbiditas. Pada 30
tahun terakhir di Asia terjadi peningkatan insiden fraktur femur osteoporosis
hingga 2-3 kali lipat (Baziad, 2003). Morbiditas pasca fraktur osteoporosis akan
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
menyebabkan penurunan kualitas hidup dan meningkatkan beban ekonomi serta
ketergantungan fisik maupun psikologis.
Remodeling tulang (RT) ditentukan oleh aktifitas OB yang berasal dari
dari progenitor OB hasil diferensiasi stem cell mesenkim (mesenchymal stem
cell/MSC) (Rickard et al., 1996; Chen, 1997; Eghbali-Fatourechi et al., 2005;
Kalajzic, 2007) dan OC yang berasal dari progenitor OC hasil diferensiasi sel
punca hematopoetik (hematopoietic stem cell/HSC) (Takeshita et al., 2000; Xing
dan Schwarz, 2005). Sumber MSC tidak hanya dari sumsum tulang, namun
dilaporkan juga bahwa jaringan lemak menyediakan adipose-derived stem cell
(ADSC) yang memiliki sifat MSC (Kern et al., 2006). Diferensiasi MSC menjadi
osteoprogenitor cell dipengaruhi kondisi microenvironment yang bersifat
osteogenik yang melibatkan hormon, interleukin, vitamin dan gaya mekanik
(Huang et al., 2010). Segala upaya untuk meningkatkan diferensiasi MSC menjadi
progenitor OB dan OB mature, serta penurunan apoptosis OB akan meningkatkan
pembentukan tulang (Forwood, 2001; Rubin, 2001; Blair, 2002; Pavalko, 2002;
Schopet, 2002; Huang et al., 2010).
Latihan jalan kecepatan sedang merupakan suatu bentuk rangsangan
mekanik fungsional yang bersifat osteogenik, yang bila dilakukan selama 30
menit, 3 kali seminggu akan memiliki OI 23-25 tergantung pada kecepatannya
(Santos-Rocha et al., 2006). Latihan fisik menyebabkan perubahan pada proses
RT, yang responnya tergantung pada tipe, intensitas dan durasi latihan (Tinduh et
al, 2004; Rantailainen et al, 2009), yang berarti bersifat response-dose dependent
(Forwood, 2001; Rubin, 2001; Blair, 2002; Pavalko, 2002; Schopet, 2002).
Latihan jalan bekerja secara lokal dan sistemik (Lanyon, 1991). Aktifasi RT pasca
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
latihan jalan cepat diduga terjadi akibat respon lokal (pada osteosit) dan sistemik
(melalui aktifitas IL-6 dan PTH) yang menyebabkan dominasi peningkatan
pembentukan tulang (Pedersen dan Fischer, 2010; Ortega et al., 2010). Diduga
positive uncoupling RT melibatkan aktifitas stem cell dan osteoprogenitor cell
yang diperantarai oleh IL-6 dan PTH, namun mekanismenya belum jelas. Sejauh
ini pengaruh latihan jalan kecepatan sedang pada mobilisasi stem cell,
diferensiasi dan maturasinya menjadi osteoprogenitor cell pada peripheral
blood mononuclear cell (PBMC) yang menyebabkan positive uncoupling
remodeling tulang perempuan pascamenopause serta peran perubahan IL-6
dan PTH serum pada proses tersebut belum diketahui.
Tujuan penelitian ini untuk menjelaskan pengaruh latihan jalan kecepatan
sedang terhadap mobilisasi, diferensiasi dan maturasi stem cell pada PBMC serta
remodeling tulang perempuan pascamenopause alami, serta menjelaskan pengaruh
perubahan kadar IL-6 dan PTH serum pada proses tersebut. Disain penelitian ini
adalah one group pretest-posttest design pada 14 perempuan pascamenopause
alami (1-5 tahun), dengan perlakuan jalan kecepatan sedang (kecepatan
ditingkatkan 25% dari kecepatan awal) selama 30 menit 3 kali seminggu selama 3
minggu. Proposal penelitian ini disetujui oleh Komite Etik Penelitian Kesehatan
RSUD Dr. Soetomo yang dinyatakan dengan Keterangan Kelaikan Etik no
197/Panke.KKE/IX/2011. Variabel yang dimati adalah proporsi persentase stem
cell yang bermobilisasi, berdiferensiasi dan mengalami maturasi dalam PBMC
dan proses remodeling tulang yang ditunjukkan oleh kadar C-terminal cross-
linking telopeptide of type I collagen/CTx dan N-terminal propeptide of type I
collagen/P1NP dalam serum.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
Pasca latihan jalan kecepatan sedang, pada serum subyek penelitian
terjadi penurunan bermakna pada kadar IL-6 (p=0,003), peningkatan kadar PTH
yang tidak bermakna (p=0,480), peningkatan kadar P1NP yang tidak bermakna
(p=0,635), penurunan CTx yang tidak bermakna (p=0,056) dan peningkatan rasio
P1NP/CTx yang tidak bermakna (p=0,121). Sedangkan pada PBMC subyek
penelitian terjadi peningkatan yang bermakna pada persentase AD-MSC
(p=0,006) dan T-MSC (p=0,008), namun persentase MD-MSC mengalami
peningkatan yang tidak bermakna (p=0,365). Persentase HSC pasca latihan
mengalami penurunan bermakna (p=0,001). Rasio persentase T-MSC/HSC
mengalami peningkatan bermakna (p=0,045). Terjadi peningkatan bermakna pada
persentase early OB lin cell (p=0,000), early OC lin cell (p=0,025) dan rasio
persentase early OB/OC lin cell (p=0,001). Terjadi peningkatan yang tidak
bermakna pada persentase late OB lin cell (p=0,344) dan peningkatan bermakna
pada late OC lin cell (p=0,001), sehingga rasio persentase late OB/OC lin cell
tidak mengalami perubahan (p=0,864).
Perubahan rasio persentase early OB/OC lin cell dipengaruhi oleh
perubahan OI (γ= -0,301, p=0,001) dan perubahan kadar IL-6 serum (γ= 0,276,
p=0,004), namun tidak dipengaruhi oleh perubahan kadar PTH serum. Perubahan
persentase late OC lin cell dipengaruhi oleh perubahan kadar IL-6 serum (γ=
0,541, p=0,0496). Perubahan kadar P1NP serum dipengaruhi oleh perubahan OI
(γ= 0,499, p=0,033) dan kadar IL-6 serum (γ= -0,625, p=0,011), namun tidak
dipengaruhi oleh perubahan kadar PTH serum. Perubahan kadar CTx serum
dipengaruhi oleh perubahan kadar PTH serum (β= 0,544, p=0,044), namun tidak
dipengaruhi oleh perubahan OI dan kadar IL-6 serum. Perubahan rasio P1NP/CTx
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
serum dipengaruhi oleh perubahan kadar P1NP serum (β= 0,661, p=0,000),
perubahan kadar CTx serum (β= -0,324, p=0,000), perubahan OI (γ= 0,123,
p=0,010) dan perubahan kadar PTH serum (β= -0,150, p=0,004), namun tidak
dipengaruhi oleh perubahan kadar IL-6 serum.
Dapat disimpulkan bahwa latihan jalan kecepatan sedang meningkatkan
mobilisasi stem cell dan diferensiasi dan maturasinya menjadi osteoprogenitor
cell pada PBMC yang lebih dominan terjadi pada jalur osteoblas lineage cell,
sehingga bersifat osteogenik yang akan berkontribusi pada positive uncoupling
remodeling tulang pada perempuan pascamenopause. Perubahan kadar IL-6 serum
pada fase subakut latihan berperan pada proses diferensiasi stem cell menjadi
osteoprogenitor pada PBMC dan secara langsung pada osteoblas dewasa,
sedangkan perubahan kadar PTH serum pada fase subakut latihan berperan pada
proses positive uncoupling remodeling tulang secara langsung.
Hasil temuan baru dari penelitian ini adalah sel yang mengekspresikan
marker permukaan AD-MSC yaitu CD34-CD105+CD49d+ (yang berdiferensiasi
ke arah osteoprogenitor cell) dan CD34+CD105-CD49d+ (yang berdiferensiasi ke
arah pericyte – endothelial stem cell) dapat mengalami mobilisasi secara spontan
pasca latihan jalan kecepatan sedang. Dinamika IL-6 dan PTH serum memiliki
pola spesifik yang berhubungan dengan perannya dalam dimensi waktu pada
positive uncoupling remodeling tulang dan mobilisasi serta diferensiasi stem cell.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
SUMMARY
THE EFFECTS OF MODERATE INTENSITY WALKING EXERCISE ON
STEM CELL MOBILIZATION, DIFERENTIATION AND MATURATION
IN PBMC AND BONE REMODELING
OF POSTMENOPAUSAL WOMEN
Reduced serum estradiol (E2
Bone Remodeling (BR) is determined by activities of osteoblast (OB),
the mature form of OB progenitor which is coming from mesenchymal stem
cell/MSC differentiation (Rickard et al., 1996; Chen, 1997; Eghbali-Fatourechi et
) level on postmenopausal women leads to
decreased muscle mass, increased adipogenesis (Fanciulli et al., 2009) and
negative uncoupling bone remodeling. Negative uncoupling bone remodeling is
caused by more prominent osteoclastic bone resorption than osteoblastic bone
formation activities (Albright, 1979; Orum et al., 1996; Rosen dan Tenenhouse,
1998; Bostro et al., 2000; Manolagas, 2000; Mosley, 2000). Negative uncoupling
bone remodeling leads to reduced bone mass and increased osteoporosis incidence
(Frost, 1966; Forwood, 2001; Rubin, 2001; Blair, 2002; Pavalko, 2002; Schopet,
2002; Pearse, 2006; Lane dan Yao 2009). Osteoporosis has wide range impacts
from bone pain to fracture, which are difficult to treat, and will increase mortality
(Leibson et al., 2002) morbidity rate. On the last 30 years, incidence of
osteoporotic fracture increased 2-3 folds in Asia (Baziad, 2003). Post osteoporotic
fracture morbidity leads to decreased quality of life, increase economical burden
and physical and phsychological dependency.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
al., 2005; Kalajzic, 2007) and activities of osteoclast (OC), the mature form of
OC progenitor which is coming from hematopoietic stem cell/HSC differentiation
(Takeshita et al., 2000; Xing dan Schwarz, 2005). The MSC are coming from
marrow and adipose tissue (Kern et al., 2006). MSC differentiation to
osteoprogenitor cells are affected by ostegenic microenvironment including
humoral, interleukin, vitamine and mechanical force factors (Huang et al., 2010).
Every action increasing MSC differentiation to OB progenitor and mature OB,
and reducing OB apoptosis will increase bone formation (Forwood, 2001; Rubin,
2001; Blair, 2002; Pavalko, 2002; Schopet, 2002; Huang et al., 2010).
Moderate intensity walking exercise is a form of osteogenic functional
mechanical loading, which is performed regularly in 30 menit, 3 times a week,
depend on walking speed, will give the range of Osteogenic Index 23-25 (Santos-
Rocha et al., 2006). Physical exercise will change BR process related to the type,
intensity and duration of exercise (Tinduh et al, 2004; Rantailainen et al, 2009),
and it is response-dose dependent (Forwood, 2001; Rubin, 2001; Blair, 2002;
Pavalko, 2002; Schopet, 2002). Walking exercise works locally and systemically
(Lanyon, 1991). Post moderate intensity walking exercise, BR activation occur as
a local (on osteocyte) dan systemic (via IL-6 and PTH activities) responses which
leads to bone formation domination (Pedersen dan Fischer, 2010; Ortega et al.,
2010). It is suspected positive uncoupling BR recruites stem cell and
osteoprogenitor cell activites mediated by IL-6 and PTH, but the mechanism still
not clear. The effects of moderate intensity walking exercise on stem cell
mobilization, diferentiation and maturation to osteoprogenitor cell in
peripheral blood mononuclear cell (PBMC) which leads to positive
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
uncoupling BR on postmenopausal women and the role of serum IL-6 and
PTH changes in this process still not clear.
The aim of this study to reveal the effect of moderate intensity walking
exercise to stem cell mobilization, differentiation and maturation in PBMC and
BR on postmenopausal women, and reveal the role of serum IL-6 and PTH
changes in that process. This one group pretest-posttest design research has done
on 14 postmenopausal women (the postmenopausal period within 1-5 years),
which underwent moderate intensity walking exercise (the cadence was increased
25% from initial cadence) for 30 minute 3 times a week for 3 weeks. This
research has been approved by Komite Etik Penelitian Kesehatan RSUD Dr.
Soetomo. Observed variables were proportion of percentage of mobilize,
differentiate and mature stem cell in PBMC and BR showed by serum C-terminal
cross-linking telopeptide of type I collagen/CTx and N-terminal propeptide of
type I collagen/P1NP level.
After 3 weeks session of moderate intensity walking exercise, there were
marked reduced on serum IL-6 (p=0,003), non significant increased on serum
PTH (p=0,480), serum P1NP (p=0,635), and serum P1NP/CTx ratio (p=0,121)
and non significant decreased on serum CTx (p=0,056). Observation on PBMC
showed marked increased on AD-MSC (p=0,006) and T-MSC (p=0,008)
percentage, but non significant increased on MD-MSC (p=0,365). HSC
percentage reduced significantly (p=0,001), so there was marked increased on
ratio of T-MSC/HSC percentage (p=0,045). There were marked increased on early
OB lin cell (p=0,000) and early OC lin cell (p=0,025) percentage and ratio of
early OB/OC lin cell (p=0,001) percentage. There were non significant increased
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
on late OB lin cell (p=0,344) percentage and marked increased on late OC lin cell
(p=0,001) percentage, so the ratio of late OB/OC lin cell percentage did not
changed (p=0,864). The change of ratio of early OB/OC lin cell percentage was
affected by the change of OI (γ= -0,301, p=0,001) and serum IL-6 (γ= 0,276,
p=0,004), but did not affected by the change of serum PTH. The change of late
OC lin cell percentage was affected by the change of serum IL-6 (γ= 0,541,
p=0,0496). The change of serum P1NP was affected by the change of OI (γ=
0,499, p=0,033) and serum IL-6 (γ= -0,625, p=0,011), but not affected by the
change of serum PTH. The change of serum CTx was affected by the changes of
serum PTH (β= 0,544, p=0,044), but not affected by the change of OI and serum
IL-6. The change of the ratio of serum P1NP/CTx was affected by the change of
serum P1NP (β= 0,661, p=0,000), serum CTx (β= -0,324, p=0,000), OI (γ= 0,123,
p=0,010) and serum serum PTH (β= -0,150, p=0,004), but did not affected by the
change of serum IL-6.
The conclusion is moderate intensity walking exercise increase stem cell
mobilization, differentiation and maturation in PBMC, with domination on
osteoblastic lineage cell, which will have contribution on positive uncoupling BR
on postmenopausal women. The change of serum IL-6 on subacute exercise phase
affected stem cell differentiation to osteoprogenitor cell in PBMC and directly
affected the mature OB, the change of serum PTH on subacute exercise phase
affected positive uncoupling BR directly via OC.
This research found that cells expressed the surface marker of AD-MSC
(CD34-CD105+CD49d+, which will be differentiated to osteoprogenitor cell) can
mobilize spontaneously post moderate intensity walking exercise. The dynamics
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
of serum IL-6 and PTH have a specific pattern related to their role in temporal
dimension on positive uncoupling BR and stem cell mobilization and
differentiation.
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
ABSTRAK
PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG TERHADAP MOBILISASI, DIFERENSIASI DAN MATURASI STEM CELL PADA PBMC,
SERTA REMODELING TULANG PEREMPUAN PASCAMENOPAUSE
Damayanti Tinduh
Penurunan kadar estradiol (E2) serum pascamenopause menyebabkan penurunan
massa otot, peningkatan adipogenesis dan negative uncoupling bone remodeling, yang cenderung meningkatkan insiden osteoporosis. Remodeling Tulang (RT) ditentukan oleh aktifitas osteoblas (OB), yang berasal dari MSC dari sumsum tulang dan jaringan lemak, dan aktifitas osteoklas (OC), dari hematopoietic stem cell/HSC. Diferensiasi MSC osteogenik dipengaruhi oleh lingkungan mikro osteogenik yang meliputi faktor hormonal, interleukin, vitamin dan gaya mekanik. Latihan jalan kecepatan sedang telah terbukti meningkatkan RT pascamenopause, namun efeknya pada mobilisasi, diferensiasi dan maturasi stem cell (SC) yang cenderung menyebabkan positive uncoupling RT serta peran sIL-6 dan PTH dalam proses ini masih belum jelas.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui efek latihan jalan kecepatan sedang pada mobilisasi, diferensiasi dan maturasi stem cell pada PBMC dan RT pascamenopause, dan mengetahui peran perubahan sIL-6 dan PTH pada proses tersebut. Penelitian yang berdesain one group pretest-posttest dilakukan pada 14 perempuan pascamenopause, yang menjalani latihan jalan kecepatan sedang selama 30 menit 3 x/minggu selama 3 minggu. Penelitian ini mendapat persetujuan laik etik dari Komite Etik Penelitian Kesehatan RSUD Dr. Soetomo.
Terdapat peningkatan mobilisasi MSC, dan penurunan mobilisasi HSC pada PBMC. Terdapat peningkatan diferensiasi dan maturasi stem cell yang bersirkulasi pada PBMC. Perubahan osteogenic index (OI) mempengaruhi perubahan %early OB/OC lin cell, sP1NP dan rasio sP1NP/CTx. Perubahan sIL-6 mempengaruhi perubahan %early OB/OC lin cell, %late OC lin cell dan sP1NP. Perubahan sPTH mempengaruhi perubahan sCTx dan rasio sP1NP/CTx.
Disimpulkan bahwa latihan jalan kecepatan sedang meningkatkan mobilisasi, diferensiasi dan maturasi stem cell pada PBMC, didominasi oleh osteoblastic lineage cell, yang cenderung menyebabkan positive uncoupling RT pada perempuan pascamenopause. Pada fase subakut pasca latihan, kadar sIL-6 mempengaruhi diferensiasi stem cell pada PBMC dan OB dewasa, sedangkan kadar sPTH mempengaruhi positive uncoupling RT melalui OC. Kata kunci : latihan jalan, stem cell, remodeling tulang, IL-6, PTH
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH
ABSTRACT
THE EFFECTS OF MODERATE INTENSITY WALKING EXERCISE ON STEM CELL MOBILIZATION, DIFERENTIATION AND MATURATION
IN PBMC AND BONE REMODELING OF POSTMENOPAUSAL WOMEN
Damayanti Tinduh
Reduced serum estradiol (E2
The aim of this study to revealed the effect of moderate intensity walking exercise to stem cell mobilization, differentiation and maturation in PBMC and BR on postmenopausal women, and revealed the role of serum IL-6 and PTH changes in that process. This one group pretest-posttest design research has done on 14 postmenopausal women, which underwent moderate intensity walking exercise for 30 minute 3 times a week for 3 weeks. This research has been approved by Komite Etik Penelitian Kesehatan RSUD Dr. Soetomo.
) level on postmenopausal women leads to decreased muscle mass, increased adipogenesis and negative uncoupling bone remodeling, which tends to increased osteoporosis incidence. Bone Remodeling (BR) is determined by activities of osteoblast (OB), from marrow derived- and adipose derived-mesenchymal stem cell/MSC, and activities of osteoclast (OC), from hematopoietic stem cell/HSC. The MSC’s osteogenic differentiation are affected by osteogenic microenvironment including humoral, interleukin, vitamine and mechanical force factors. Moderate intensity walking exercise has been proved promote BR in postmenopausal women, but its effects on stem cell mobilization, differentiation and maturation which leads to positive uncoupling BR and the role of serum IL-6 and PTH in this process still not clear.
There was increasing MSC mobilization, but reduced HSC mobilization on PBMC. There were increasing on differentiation and maturation of circulated stem cell on PBMC. The change of OI affected the changes of %early OB/OC lin cell, sP1NP and the ratio of sP1NP/CTx. The change of sIL-6 affected the changes of %early OB/OC lin cell, %late OC lin cell and sP1NP. The change of sPTH affected the changes of sCTx and the ratio of sP1NP/CTx.
The conclusion was moderate intensity walking exercise increased stem cell mobilization, differentiation and maturation in PBMC, with domination on osteoblastic lineage cell, which lead to positive uncoupling BR on postmenopausal women. Subacute exercise sIL-6 affected stem cell differentiation in PBMC and mature OB, subacute exercise sPTH affected positive uncoupling BR via OC.
Keywords : walking exercise, stem cell, bone remodeling, IL-6, PTH
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Disertasi PENGARUH LATIHAN JALAN KECEPATAN SEDANG.... DAMAYANTI TINDUH