BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Peningkatan kejadian penyakit atopi dan obesitas dari tahun ke tahun menjadi

masalah kesehatan global yang menimbulkan beban fisik, sosial dan ekonomi.1,2

Kejadian asma pada anak usia diatas 4 tahun meningkat 1,5 kali, kejadian dermatitis

atopi meningkat dua sampai tiga kali lipat, serta kejadian alergi kacang di Amerika

meningkat dua kali lipat dalam sepuluh tahun terakhir.3

Berdasarkan data WHO tahun 2002, obesitas merupakan salah satu masalah

kesehatan penting di dunia dengan jumlah mencapai mencapai 110 juta. Peningkatan

kejadian obesitas terutama terjadi di negara-negara Barat terkait dengan maraknya

gaya hidup modern dan tingginya asupan makanan murah tinggi kalori.4

Kecenderungan peningkatan kejadian obesitas pada anak juga terjadi di Indonesia.

Hasil dari Survei Sosial Ekonomi Nasional (SUSENAS) pada tahun 1989 kejadian

obesitas pada balita mengalami peningkatan baik di perkotaan maupun pedesaan. Di

perkotaan pada tahun 1989 didapatkan 4,6% laki-laki dan 5,9% perempuan,

meningkat menjadi 6,3% laki-laki dan 8% perempuan pada tahun 1992 dan di

pedesaan pada tahun 1989 didapatkan 2,3% laki-laki dan 3,8% perempuan,

meningkat menjadi 3,9% laki-laki dan 4,7% perempuan pada tahun 1992.5

Hubungan antara obesitas dengan kejadian atopi masih kontroversi. Penelitian

oleh Huang dkk menunjukkan anak perempuan usia sekolah dengan indeks massa

tubuh (IMT) tinggi mengalami peningkatan risiko menderita gejala asma, rinitis dan

atopi. Suatu survey oleh Irey dkk6 pada siswa usia 13 sampai 15 tahun di Taiwan

menunjukkan adanya hubungan antara IMT dengan kejadian atopi pada siswa

perempuan namun tidak pada siswa laki-laki. Penelitian oleh Baizhuang dkk7

menemukan bahwa tingkat kenaikan kejadian atopi lebih rendah pada anak dari

daerah pedesaan yang rata-rata bertubuh lebih kurus dan pendek dengan lemak tubuh

yang lebih sedikit. Penelitian oleh Musaad dkk8 menunjukkan bahwa sensitisasi

makanan berperan dalam kejadian atopi. Analisis berkesinambungan antara IMT

dengan kadar imunoglobulin E (IgE) mendukung konsep kenaikan berat badan

sejalan dengan peningkatan predisposisi penyakit atopi.

Schachter dkk menggabungkan data dari tujuh penelitian epidemiologis pada

anak-anak di Australia dan menemukan bahwa IMT hanya berhubungan dengan atopi

pada anak perempuan. European Community Respiratory Health Survey tidak

menemukan adanya hubungan antara IMT dengan keadaan atopi pada dewasa muda.7

Penelitian oleh Chen dkk9 pada anak sekolah di Cina tidak menemukan adanya

perbedaan antara kejadian atopi pada anak dengan berat badan lebih atau obesitas

dengan anak berat badan normal.

Dalam dua dekade terakhir, terdapat dua hipotesis umum yang diajukan dalam

berbagai literatur dalam hubungan dengan peningkatan kejadian atopi pada anak.

Pertama adalah terdapat beberapa faktor risiko baru yang belum diketahui pada

2

beberapa dekade lalu yang menjadi berhubungan dengan nutrisi, paparan lingkungan

dan gaya hidup. Kedua, faktor pelindung yang berhubungan dengan gaya hidup

tradisional pada masa lampau telah hilang, yang menyebabkan kerentanan lebih

tinggi terhadap penyakit atopi. Pola kehidupan di negara Barat ditandai dengan

peningkatan kejadian obesitas dan berkurangnya paparan terhadap mikroba yang

berhubungan dengan kejadian rinitis alergi yang lebih tinggi.10

Penelitian-penelitian sebelumnya menunjukkan terdapat kemungkinan bahwa

obesitas dapat menyebabkan atopi atau inflamasi serta terdapat beberapa faktor yang

merupakan predisposisi terhadap baik obesitas dan atopi. Leptin merupakan suatu

regulator penting yang mencerminkan massa jaringan adiposa, yang jumlahnya

sebandingkan dengan massa lemak. Trigliserida adalah salah satu jenis lipid dalam

darah yang jumlahnya meningkat pada keadaan obesitas yang diinduksi diet.

Trigliserida yang terkandung dalam darah diduga dapat menghambat leptin memasuki

sawar darah otak. Apabila jumlahnya berlebih seperti dalam keadaan obesitas maka

akan terjadi resistensi leptin kemudian menyebabkan hiperleptinemia sehingga terjadi

gangguan regulasi leptin yang salahsatu fungsinya adalah menjaga keseimbangan

regulasi sistem imunitas ke arah kecenderungan atopi. Atopi ditandai oleh

terbentuknya imunoglobulin akibat paparan alergen dosis rendah. Penelitian ini

bertujuan untuk meninjau peranan leptin dalam peningkatan kejadian obesitas dan

atopi pada anak.

3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas maka dapat dirumuskan masalah

sebagai berikut:

Apakah terdapat peranan leptin dalam peningkatan kejadian obesitas dan atopi

pada anak ?

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

Menilai apakah leptin berperan dalam peningkatan kejadian obesitas dan atopi

pada anak.

1.4 Kegunaan Penelitian

1.4.1. Kegunaan Ilmiah

Penelitian ini diharapkan dapat menyumbang tambahan informasi aktual tentang

adanya peranan leptin dalam peningkatan kejadian obesitas dan atopi pada anak.

1.4.2. Kegunaan Praktis

Kejadian obesitas dan penyakit atopi didasari oleh genetik dan juga lingkungan.

Asupan makanan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi terbentuknya

trigliserida yang jumlahnya meningkat pada anak dengan obesitas. Intervensi diet,

pengaturan asupan makanan dan monitoring berat badan ideal yang dilakukan sedari

4

dini diharapkan dapat menurunkan kejadian penyakit atopi dan obesitas sehingga

meningkatkan kualitas hidup anak.

5

BAB II

KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA PEMIKIRAN, DAN HIPOTESIS

2.1 Kajian Pustaka

2.1.1 Obesitas

Obesitas yaitu suatu kelainan atau penyakit yang ditandai dengan penimbunan

jaringan lemak dalam tubuh secara berlebihan11,12 yang dapat menyebabkan gangguan

kesehatan.12 Secara klinis, anak obes mudah dikenali karena mempunyai ciri-ciri yang

khas, antara lain wajah bulat dengan pipi tembem dan dagu rangkap, leher relatif

pendek, dada membusung dengan payudara membesar, perut membuncit (pendulous

abdomen) dan striae abdomen. Pada anak laki-laki dapat ditemukan penis yang

tenggelam sehingga tampak kecil (buried penis), dan ginekomastia. Anak yang obes

dapat mengalami pubertas dini, genu valgum (tungkai berbentuk “x”) dengan kedua

pangkal paha bagian dalam saling menempel dan bergesekkan yang dapat

menyebabkan laserasi kulit.12

Pengukuran antropometri seperti indeks massa tubuh, pengukuran lingkar perut

atau pinggang, dan penaksiran lemak tubuh dengan mengukur tebal lipatan kulit pada

tempat-tempat tertentu dapat digunakan untuk menegakkan diagnosis obesitas pada

anak.12 Alat ukur obesitas pada anak yang ideal harus memenuhi beberapa kriteria

sebagai berikut yaitu sederhana, mudah digunakan, dan biayanya terjangkau.13 Pada

tahun 2005, US Preventive Services Task Force14 sepakat bahwa penggunaan IMT

6

sesuai usia dan jenis kelamin merupakan alat ukur yang disukai untuk menilai berat

badan pada anak dan dewasa muda karena mudah digunakan, terpercaya dan dapat

memperkirakan kejadian obesitas pada dewasa. Walaupun tidak secara langsung

mengukur lemak tubuh, namun IMT dapat memperkirakan persentil lemak tubuh

dengan baik. Cara menghitung IMT yaitu berat badan (kg) dibagi dengan tinggi

badan (meter) dikuadratkan.15 Seseorang dikatakan obesitas bila indeks massa tubuh

>3SB berdasarkan WHO 2007.16

2.1.2 Etiopatogenisis obesitas

Penyebab obesitas multifaktorial, secara umum terjadi berkaitan dengan

keseimbangan energi di dalam tubuh. Keseimbangan energi ditentukan oleh asupan

energi yang berasal dari zat gizi penghasil energi yaitu karbohidrat, lemak dan protein

serta kebutuhan energi yang ditentukan oleh kebutuhan energi basal, aktvitas fisik

dan thermic effect of food (TEF) yaitu energi yang diperlukan untuk mengolah zat

gizi menjadi energi. 17

Keseimbangan energi di dalam tubuh dipengaruhi oleh berbagai faktor baik yang

berasal dari dalam tubuh yaitu regulasi fisiologis dan metabolisme maupun dari luar

tubuh yang berkaitan dengan gaya hidup (lingkungan) yang akan mempengaruhi

kebiasaan makan dan aktivitas fisik. Regulasi fisiologis dan metabolisme dipengaruhi

oleh genetik dan juga oleh lingkungan. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa

obesitas ±70% dipengaruhi oleh lingkungan dan ±30% oleh genetik.17

7

Proses terjadinya obesitas dimulai dengan penimbunan lemak dalam sel lemak

sehingga terjadi hipertrofi sel tersebut. Bila hipertrofi sel lemak (adipositas) ini

mencapai tingkat tertentu akan terjadi rangsangan pembentukan sel lemak baru dari

bakal sel lemak (preadiposit) sehingga terjadi perbanyakan atau hiperplasia. Belum

diketahui secara tepat faktor apa yang merangsang terjadinya diferensiasi preadiposit

ini menjadi adipositas. Protein tertentu yang diproduksi reticulum endoplasmic sel

lemak yaitu adipose differentiation related protein (ADRP) dan perilipin diduga

berperan dalam diferensiasi adipositas. Regulasi negatif yang berfungsi untuk

membatasi diferensiasi adipositas dan akumulasi lipid dilakukan oleh hasil fosforilasi

faktor transkripsi peroxisome-proliferation-activated-receptor γ2 (PPAR γ2). Mutasi

pada gen PPAR γ2 akan mengaselerasi diferensiasi adiposit dan menjadi salah satu

faktor penyebab obesitas. 12

2.1.3 Jaringan adiposa

Secara fungsi biologis jaringan adiposa dibagi menjadi jaringan adiposa putih dan

jaringan lemak coklat, dan yang dimaksud dengan lemak adalah jaringan adiposa

putih yang merupakan cadangan terbesar dalam tubuh dan ditemukan pada daerah

subkutan dan visera. Hasil penelitian terakhir menemukan bahwa jaringan adiposa

juga berperan sebagai jaringan endokrin yang mensekresi hormon leptin yang

diharapkan dapat digunakan untuk terapi obesitas karena kadar leptin dapat

menggambarkan jumlah cadangan lemak tubuh, tetapi juga sebagai prediktor

ketidakseimbangan energi dalam tubuh.17

8

Pada tahun 1994 Freedman dkk menemukan temuan besar ketika mereka

mengidentifikasi gen obes, mutasi pada tikus strain ob/ob. Gen obes (ob) ini

mengkode leptin, suatu peptida 16 KD yang ditoleransikan oleh sel lemak. Tempat

kerja utama leptin adalah di hipotalamus untuk menghambat asupan makanan dan

meningkatkan penggunaan energi. Pada tikus db/db, tikus dengan fenotip obesitas,

ditemukan resistensi leptin. Hal serupa juga ditemukan pada manusia.17

Lipid dalam tubuh terdiri dari kolesterol dan trigliserida (tiga asam lemak yang

menempel terhadap satu gliserol). Kolesterol memiliki beberapa fungsi penting dalam

tubuh, antara lain yaitu sebagai komponen struktural dari membran sel, prekursor

sintesis steroid, dan digunakan untuk pebentukan asam empedu. Fungsi utama

trigliserida adalah sebagai penyimpan energi (dalam bentuk lemak) dan sebagai

pengguna energi (asam lemak yang bebas diambil oleh otot saat puasa dan olah raga

dan atau pembentukan keton).18

Lemak tidak dapat larut di dalam air (plasma), sehingga lipid ini bergabung

dengan lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL), lipoprotein densitas rendah

(LDL) dan lipoprotein densitas tinggi (HDL). Fungsi–fungsi dari lipoprotein ini yaitu

untuk mengangkut kolesterol dan trigliserida dari tempat asalnya ke tempat

penyimpanan atau penggunaan seperti hati, otot dan jaringan lemak.

Adipositas berihubungan dengan gangguan pada profil lipid, yang sangat penting

utnuk menentukan apakah profil lipid secara bebas berhubungan dengan sensitisasi

alergi atau memediasi suatu hubungan antara adipositas dengan sensitisasi alergi.

Ouyang dkk4 menemukan bahwa persentase lemak tubuh berhubungan dengan

9

sensitisasi alergi pada pria namun tidak pada wanita. Perbedaannya antara lain yaitu

pada prevalensi sensitisasi alergi dan regulasi sitokin Th1 dan Th2. Selain itu,

terdapat hubungan terbalik antara HDL dengan sensitisasi alergi. Wanita memiliki

persentase lemak tubuh dan HDL yang lebih tinggi daripada pria. LDL berhubungan

dengan risiko sensitisasi alergi yang lebih tinggi pada pria setelah disesuaikan dengan

persentase lemak tubuh. Hubungan ini dapat dijelaskan sebagian dengan faktor

genetik umum yang dapat disesuaikan baik dengan sensitisasi alergi dan regulasi

persentase lemak tubuh dan kadar lipid serum.4

Pada anak, HDL berhubungan dengan risiko sensitisasi alergi yang lebih rendah

menurut the Third National Health and Nutrition Examination Survey. Sebaliknya

pada penelitian di Jerman, HDL yang lebih tinggi berhubungan dengan risiko

sensitisasi yang lebih besar pada dewasa namun hubungan ini hilang setelah hasil

disesuaikan dengan umur dan jenis kelamin.16

2.1.4 Hormon dan sitokin pada jaringan adiposa

Jaringan adiposa berfungsi sebagai penyimpan lemak dan mensuplai energi ke

seluruh tubuh.19 Jaringan adiposa terdiri dari beberapa macam tipe sel, yang

terbanyak yaitu sel adiposit. Sel-sel adiposit mensekresi adipokin seperti leptin dan

adiponektin yang merupakan sinyal-sinyal protein serta sitokin dan kemokin seperti

TNF α, IL-6, IL-10, IL-1β. Tabel 1 menjelaskan beberapa mediator yang dilepaskan

oleh jaringan adiposa.20

10

Tabel 2 Mediator yang Dilepaskan oleh Jaringan Adiposa

Mediator Lemak viseral Lemak subkutanLeptin + ++TNF α + +IL-6 ++ +PAI-1 ++ +Insulin-like Growth Factor 1 + +

Sumber: Bergeron1

Keadaan obesitas merupakan suatu keadaan inflamasi kronis derajat rendah.

Pendapat ini didasari oleh adanya beberapa penanda inflamasi seperti IL-6, IL-8,

leptin, CRP, PAI-1 dan haptoglobin yang meningkat pada individu dengan obesitas

yang berkurang seiring penurunan berat badan. Normalnya, sepertiga dari kadar IL-6

yang beredar dalam sirkulasi perifer berasal dari jaringan adiposa. Keadaan

peningkatan berat badan seperti pada obesitas akan meningkatkan jumlah IL-6 yang

diproduksi oleh jaringan adiposa. TNFα yang merupakan salah satu sitokin utama

yang diproduksi oleh jaringan adiposa menyebabkan peningkatan produksi dari

sitokin Th2 seperti IL-4 dan IL-5.21

Hipotesis ini menyatakan bahwa obesitas, salah satu ciri khas dari gaya hidup

Barat, berasal dari perubahan imunologis akibat berkurangnya toleransi imunologis

terhadap antigen sehingga mengarahkan sistem imun untuk lebih condong terhadap

sitokin Th2 yang meningkatkan risiko alergi. Hal ini dapat dijelaskan pada gambar 1.

Pada individu normal, jaringan adiposa mensekresikan lebih sedikit IL-6, leptin dan

lebih banyak adiponektin. IL-6 dan leptin memiliki efek inhibisi pada sel T regulator

daan adiponektin menginduksi sekresi IL-10. Sebaliknya pada obesitas, jaringan

adiposa mensekresi lebih banyak IL-6, leptin dan sejumlah kecil adiponektin.

11

Konsentrasi adiponektin meregulasi umpan balik produksi IL-10 dari jaringan

adipose. IL-10 merupakan sitokin anti inflamasi yang berperan penting dalam

menjaga toleransi imunologis. 21

Gambar 2.1 Mekanisme Gangguan Sistem Imun pada Obesitas Sumber: Hersoug21

2.1.4.1 Leptin

Leptin berasal dari bahasa Yunani leptos yang berarti kurus,22 ditemukan tahun 1994

pada tikus obesitas (gen ob/ob).23 Leptin merupakan suatu hormon yang diproduksi

sebagian besar oleh jaringan adiposa22,24 yang bekerja sebagai suatu sensor massa

lemak sebagai bagian dari suatu umpan balik yang menjaga set point simpanan lemak

tubuh. Konsentrasi leptin dalam sirkulasi bersifat paralel terhadap indeks massa

tubuh, persentase lemak tubuh dan berat lemak tubuh total, dan kadarnya lebih tinggi

secara signifikan pada obesitas.23 Fungsi utama leptin yaitu untuk menyediakan sinyal

simpanan energi (adiposa) yang ada dalam tubuh pada sistem ssaraf pusat sehingga

12

otak dapat melakukan penyesuaian yang dibutuhkan untuk menyeimbangkan asupan

energi dan pengeluaran.24 Sebagian besar individu obesitas memiliki kadar leptin

yang tinggi, namun tidak merangsang hilangnya massa lemak yang diharapkan.25

Leptin mempengaruhi sejumlah besar fungsi biologis antara lain metabolisme lipid

dan glukosa, sintesis glukokortikoid, insulin dan proliferasi limfosit CD4+, sekresi

sitokin, fagositosis, dan transimisi sinaps seperti yang terlihat pada gambar 2.26

Gambar 2.2. Efek pleiotrofik leptin

Sumber: Matarese26

2.1.4.2 Reseptor dan Pensinyalan Leptin

Reseptor leptin merupakan suatu protein membran tunggal dengan struktur yang

memiliki kemiripan dengan keluarga reseptor sitokin kelas I. Reseptor leptin (ObR)

memiliki beberapa isoform dengan domain intraseluler yang khas. Isoform-isoform

ini ini diklasifikasikan berdasarkan panjang domain intraseluler menjadi pendek atau

panjang. Isoform pendek (ObRa, ObRb, ObRc, ObRd, ObRe dan ObRf) memiliki

13

kapasitas pensinyalan yang terbatas sedangkan isoform ObRb panjang dipercaya

menjadi bentuk pensinyalan primer dari reseptor. ObRa dan ObRc diekspresikan pada

kadar tinggi di mikrovena serebri yang berada pada sawar darah otak dan berperan

penting terhadap transpor leptin ke dalam susunan saraf pusat. Struktur reseptor leptin

dijelaskan pada gambar 3. Transpor leptin terganggu pada tikus yang kekurangan

ObR dan tikus obesitas yang diinduksi diet. Gangguan transport ini diduga berasal

dari saturasi transporter leptin akibat tingginya kadar leptin endogen pada tikus ini.27

Gambar 2.3 Struktur reseptor leptin bentuk panjang dan pendek (ObR). Sumber: Matarese26

Nukleus arkuata (ARC) di hipotalamus merupakan tempat utama pensinyalan

leptin dan ARC mentranduksikan sinyal perifel ke dalam respon neuronal.24 Nukleus

14

arkuata mengandung dua kelas populasi saraf yang memiliki kerja berlawanan pada

asupan makanan.24 Salah satu populasi mengekspresikan peptida anoreksigenik

(penahan nafsu makan), kokain- dan amphetamine-regulated transcript dan α-

melanocyte-stimulating hormone [α-MSH; berasal dari perkusor proopiomelanokortin

(POMC).24 Populasi lain mengekspresikan peptida oreksigenik (perangsang nafsu

makan), neuropeptida Y (NPY) dan peptide agouti-related (AgRP).24 Saraf-saraf pada

ARC secara berkesinambungan menginervasi berbagai second-order target

hipotalamik yang mengeskpresikan reseptor melanokortin-4 (MC4R) dan NPY.24

Leptin mengatur aktivitas saraf-saraf POMC dan AgRP. Leptin mengurangi ekspresi

mRNA NPY/AgRP dan menghambat aktivitas saraf AgRP/NPY dan sebaliknya

leptin mengaktivasi saraf POMC, yang ditunjukkan dengan meningkatknya ekspresi

mRNA POMC sehingga mendorong pelepasan α-MSH, anoreksigen kuat pada sentral

MC4R.24

Pensinyalan intraseluler dari bentuk panjang (ObRb) melibatkan jalur JAK-STAT

seperti halnya sebagian besar sitokin. Reseptor bentuk pendek (ObRa, c,d,e) sebagian

tidak mampu memberi sinyal ke dalam sel dan kemungkinan berperan sebagai

transporter dan molecular sink untuk katabolisme leptin.26 Ekspresi membran ObRb

sebagian diatur oleh protein Ob-R yang mengkontrol internalisasi endositik.

Berkurangnya ObRb fungsional bertanggung jawab untuk obesitas dan sindrom

metabolik yang diamati pada model tikus db/db.27

15

Aktivasi ObRb menginisiasi suatu jalur transduksi sinyal bertahap, defisit salah

satunya akan berperan penting dalam etiologi resistensi leptin. Jalur transducer

JAK/STAT (Janus kinases/signal transducers dan activators of transcription)

merupakan bagian penting. ObRb tidak memiliki aktivitas tirosin kinase intrinsik

sehingga harus mengikutsertakan cytoplasmic kinases terutama JAK2, sehingga

kemudian memfosforilasi sejumlah residu tirosin pada domain intraseluler. Walaupun

mekanisme pasti dari aktivasi dan pensinyalan JAK2 masih belum dapat dijelaskan,

terdapat sejumlah bukti yang mendukung ikatan leptin memicu agregasi ObRb

menjadi oligomers sehingga berikatan dengan molekul JAK2 yang dibawa dekat

dengan satu sama lain, sehingga memungkinkan autofosforilasi. Kemungkinan

terdapat tiga residu tirosin yang tersimpan di dalam domain intraseluler yang

terfosforilasi dan berkontribusi terhadap pensinyalan yaitu Y985, Y1138, dan Y1077.

Domain yang terfosforilasi menyediakan tempat ikatan yang sangat spesifik untuk src

homologi 2 (SH2) yang mengandung protein seperti STATs yang diaktivasi dan

ditranslokasikan ke dalam nukleus dan berlaku seperti faktor transkripsi. STAT3,

diketahui penting untuk keseimbangan energi, dan setelah berikatan dengan ObR

menjadi substrat untuk reseptor JAKs dan kemudian berdisosiasi dari reseptor

sebelum membentuk dimer aktif seperti yang terlihat pada gambar 4. 27

16

Gambar 2.4 Jalur utama pensinyalan leptinSumber: Oswal25

2.1.4.3 Peranan Leptin dalam Imunitas

Selama beberapa tahun, bukti-bukti percobaan menunjukkan efek leptin tidak hanya

pada fungsi neuroendokrin dan metabolik, tapi juga pada respon fase akut, fungsi

sumsum tulang, respon imun alamiah dan adaptif. Malnutrisi dan berkurangnya

massa lemak menyebabkan imunodefisiensi pada hewan dan manusia. Penelitian

yang ada menunjukkan bahwa defisiensi leptin bertanggungjawab atas terjadinya

imunosupresi dan atrofi timus yang diaamati selama kelaparan akut dan malnutrisi.

Pada keaadaan malnutrisi, kadar leptin darah menurun akibat berkurangnya lemak

tubuh menyebabkan gangguan fungsi imun.26

Hewan ob/ob dan db/db telah lama dijelaskan sebagai hewan percobaan dengan

obesitas, hiperfagia dan hiperinsulinemia. Tikus obesitas defisiensi leptin ob/ob

menunjukkan banyak abnormalitas yang serupa dengan hewan kelaparan dan

17

manusia kurang gizi, termasuk gangguan fungsi limfosit T CD4+. Hewan-hewan ini

menunjukkan gangguan imunitas yang diperantarai sel dan atrofi timus. Defisiensi

leptin kronis menentukan berkurangnya sekresi walaupun setelah stimulasi spesifik

antigen, pada sitokin proinflamasi T helper (Th) 1 seperti IL-2, interferon -γ26

Gambar 2.5 Efek leptin pada sistem imunitas. Leptin mempengaruhi fungsi timus dan pembentukan

limfosit T naïve. Pada perifer, adanya leptin mendorong terbentuknya respon Th1, setelah sel T CD4+

bertemu dengan antigen serta menghambat sitokin Th2. Berkurangnya kadar leptin pada saat priming

dengan antigen mengurangi respon imun proinflamasi

Sumber: Matarese26

2.1.4.4 Resistensi Leptin

Dalam konteks obesitas dan penyakit, resistensi leptin diawali oleh suatu ide bahwa

keadaan biomeolekuler tubuh menurunkan sensitivitas keseluruhan kerja leptin

menjadi normal atau peningkatan produksi leptin menyebabkan respon yang tidak

adekuat (defisiensi leptin relatif). Konsep ini didukung oleh pengamatan bahwa

hampir sebagian individu obesitas tidak berada dalam keadaan defisiensi leptin

18

bahkan memiliki konsentrasi leptin serum yang meningkat. 22 Mekanisme terjadinya

resistensi leptin antara lain :

1. Mutasi genetik

Resistensi leptin dapat diturunkan. Menurut hukum pensinyalan umpan balik, mutasi

gen ob menyebabkan produksi leptin namun tidak efektif pada pensinyalan sehingga

terjadi hiperleptinemia dan resistensi leptin. Hal yang serupa juga dapat terjadi pada

mutasi reseptor leptin. Tikus diabetes (db/db) dan tikus Zucker (fa/fa) mengalami

gangguan reseptor leptin sehingga menyebabkan hiperleptinemia dan resistensi

leptin.25

2. Gangguan transport leptin melewati sawar darah otak

Penelitian-penelitan menunjukkan sawar darah otak merupakan tempat penting

terjadinya resistensi leptin. Pada massa molekuler sebesar 16 kDa, leptin terlalu besar

untuk menjalani difusi transmembran dan ditransport ke dalam otak melalui sistem

transport saturasi. Walaupun leptin secara luas ditransport melalui SSP, region yang

paling intensif yaitu hipotalamus ARC. Beberapa faktor telah diidentifikasi untuk

mempengaruhi kecepatan transport leptin ke dalam SSP. Stimulasi α-adrenergi adalah

salahsatu contoh meningkatnya aktivitas transporter, yang dipengaruhi oleh

hipertrigliserida. Hipertrigliseridemia umumnya terjadi pada keadaan kelaparan lama

dan diduga kemampuan trigliserida untuk menghambat transport leptin merupakan

sebagian mekanisme untuk melawan propagasi sinyal anoreksia selama kekurangan

makanan. Sebaliknya, hipertrigliseridemia juga berhubungan degnan obesitas dan

19

sebagian bertanggung jawab atas gangguan transpor leptin yang diaamati pada

individu obesitas dan menjelaskan keadaan resistensi leptin perifer. 27

Rasio leptin dalam cairan serebrospinal terhadap konsentrasi leptin serum

menurun pada obesitas dibandingkan dengan orang normal. Kemampuan untuk

mentranspor leptin melewati sawar darah otak menentukan sensitivitas leptin.23

Trigliserida menginduksi resistensi leptin pada sawar darah otak. Pada kelaparan dan

tikus DIO (diet induced obesity) menunjukkan peningkatan konsentrasi trigliserida

serum, disertai dengan penurunan transpor leptin melewati sawar darah otak

sedangkan puasa jangka pendek menurunkan kadar serum trigliserida dan

meningkatkan transport leptin. 23 Trigliserida juga berkontribusi terhadap induksi

reduksi transport leptin melewati sawar darah otak tanpa menginduksi perubahan

ekspresi mRNA ObRa pada pembuluh darah mikro otak yang diisolasi. Data ini

menunjukkan pntingnya konsentrasi trigliserida dalam sirkulasi dalam perkembangan

resistensi leptin perifer. 23

3. Resistensi leptin perifer

Sinyal transduksi leptin intraseluler diperantarai oleh jalur fosforilasi Janus Kinase 2

(JAK2)-signal transducer dan activator of transcription 3 (STAT3). Pemberian leptin

sentral mengembalikan sebagian aktivasi STAT3 pada tikus diet induced obesity

(DIO), walaupun aktivasi STAT3 berkurang setelah pemberian leptin perifer.

Fosforilasi STAT3 pada nukleus arkuata hipotalamus resisten selektif pada tikus

DIO, yang menunjukkan peningkatan ekspresi suppressor of cytokine signaling

(SOCS3).23

20

Jalur JAK/STAT mengalami regulasi umpan balik oleh protein SOCS.

Pensinyalan leptin melalui Y1138 dan STAT3 menginduksi ekspresi mRNA SOCS3

di hipotalamus, dengan menghambat fosforilasi dan aktivasi JAK2 dan Y985.25

Kelebihan ekspresi dan aktivasi SOCS3 merupakan salah satu mekanisme yang

diajukan untuk resistensi leptin.25

Molekul penghambat lain yaitu protein tyrosine phosphatase (PTP)-1B juga

berperan dalam pengaturan pensinyalan reseptor leptin. PTP1B mendefosforilasi

leptin receptor-associated kinase, JAK2, dan pada tikus dengan defisiensi PTP1B

menunjukkan hipersensitivitas leptin. Ekspresi berlebihan PTP1B pada tikus

hypothalamic cell line, GTI-7, menunjukkan dose-dependent decrease pada JAK2

endogen dan STAT3 tyrosine dephosphorylation dan menyebabkan penurunan

akumulasi mRNA SOCS3. Tikus defisiensi leptin dengan kekurangan PTP1B

menunjukkan peningkatan respon efek leptin. Data ini menunjukkan bahwa PTP1B

merupakan salah satu molekul penting dalam pembentukan resistensi leptin sentral

selain STAT3 dan SOCS3. 23

Aktivasi insulin receptor substrate (IRS) memerantarai aktivasi

phosphatidylinositol 3-kinase (P13K). hypothalamus-specific IRS2 knockdown mice,

dimana ekspresi IRS2 pada nukleus arkuata sangat berkurang, menunjukkan obesitas

dan resistensi leptin, menunjukkan bahwa IRS2 penting bagi transduksi sinyal leptin

pada nukleus arkuata. Jalur P13K-phosphodiesterase 3b-cyclic AMP kemungkinan

berhubungan dengan pembentukan resistensi leptin sentral. Penemuan bahwa

21

pemberian sentral inhibitor P13K memblok anoreksia yang diinduksi leptin

menunjukkan pentingnya jalur ini. 23

SHP2 merupakan suatu regulator positif protein mitogen-activated (MAP) kinase

(ERK) pada reseptor leptin. SHP2 memberikan umpan balik negative dari aktivasi

JAK2/STAT3 oleh leptin di hipotalamus. Inhibisi hypothalamic AMP-activated

protein kinase (AMPK) diperlukan sebagai efek anoreksigenik leptin akibat ekspresi

dari AMPK akitif memblok efek induksi leptin. Penemuan terbaru bahwa inhibisi

aktivitas α2-AMPK oleh leptin tidak dijumpai pada hipotalamus medial, arkuata,

paraventrikuler tikus DIO menunjukkan bahwa respon defektif AMPK terhadap

leptin mungkin berkontribusi terhadap resistensi kerja leptin terhadap asupan

makanan dan keluaran energy dalam keadaan DIO.23

Pada beberapa tahun ini, JAK2 interacting protein telah diidentifikasi sebagai

regulator kunci sensitivitas leptin. SH2-B berikatan simultan terhadap JAK2 dan

IRS2, dan mendorong aktivasi jalur P13K yang distimulasi leptin pada sel kultur.

Leptin menstimulasi aktivasi JAK2 dan fosforilasi STAT3 dan IRS2 terganggu pada

hipotalamus tikus yang mengalami defisiensi SH2-B, dimana ekspresi reseptor leptin

bentuk panjang dan SOCS3 tidak berubah. Delesi dari SH2-B dapat mengganggu

sensitivitas leptin pada saraf hipotalamus NPY/AgRP. Ekspresi berlebihan dari SH2-

B melawan kerja PTP1B-mediated inhibition dari pensinyalan leptin pada sel kultur

menunjukkan bahwa SH2-B sangat diperlukan dalam memediasi efek leptin. 23

22

2.1.5 Atopi

Atopi berasal dari bahasa Yunanai atopos yang berarti di luar tempat,28 merupakan

suatu kecenderungan pribadi atau keluarga untuk membentuk antibodi imunoglobulin

E (IgE) sebagai respon terhadap paparan alergen dosis rendah.29 Penyakit atopi adalah

penyakit yang dilandasi oleh atopi, misalnya dermatitis atopi, asma, rinitis alergi dan

alergi makanan. Alergi adalah suatu reaksi hipersensitivitas yang diinisiasi oleh

mekanisme imunologis.3

2.1.5.1 Imunopatogenesis Atopi

Pada tahun 1986 ditemukan bahwa jika sel T helper naïf (CD4+) terstimulasi maka

sel ini dapat berkembang menjadi dua populasi yang sesuai dengan asal stimulus.

Populasi ini dibedakan berdasarkan tipe sitokin yang diproduksi. Salah satu populasi

dari sel CD4+, T helper 1 (Th1) memproduksi interleukin (IL)-2, interferon-γ (IFN-

γ), dan tumor necrosis factor-β (TNF-β). Populasi kedua, disebut T helper 2 (Th2)

akan memproduksi IL-4, IL-5,IL-6, dan IL-13. Sitokin yang menstimulasi sel Th

akan menentukan, jalur perkembangan sel Th selanjutnya. Bila sel T naïf terpapar

oleh IFN-γ maka akan berkembang menjadi Th1 dan terjadi inhibisi jalur untuk

menjadi Th2 (gambar 3).30

23

Gambar 2.6 Diferensiasi Sel T helper Sumber: McGeady30

Semua bayi dilahirkan dengan kecenderungan terhadap respon Th2 sebagai respon

terhadap antigen yang baru terpapar dan sementara waktu akan memproduksi

antibodi IgE. Hal ini terjadi karena modus Th2 mencegah terjadinya rejeksi saat

kehamilan. Pada bayi yang ditakdirkan menjadi individu atopi, terdapat lebih sedikit

produksi IFN-γ, dan bias Th2 menetap sehingga anak-anak ini akan terus

memproduksi antibodi IgE dalam jumlah banyak terhadap alergen makanan dan

lingkungan.31

Terdapat berbagai macam aeroalergen berupa serbuk bunga, tungau debu rumah

dan bulu kucing yang setiap hari dihirup oleh manusia. Individu secara umum baik

dewasa maupun anak-anak tanpa atopi akan mengalami respon imunologis derajat

rendah, berupa produksi antibodi IgG1 dan IgG4 yang spesifik terhadap alergen dan

secara in vitro sel Th1 akan berespon terhadap alergen dengan proliferasi dan

produksi IFN-γ derajat sedang. Pada individu dengan atopi, terjadi respon berlebihan

yang ditandai dengan produksi antibodI IgE spesifik allergen. Sel Th2 akan berespon

24

in vitro terhadap alergen berupa produksi sitokin seperti IL-4, IL-5, IL-13. Terdapat

berbagai macam variasi respon yang terjadi, namun tanda kunci imunopatologis

penyakit alergi yaitu infiltrasi jaringan yang terkena oleh sel Th2.29

2.1.6 Imunoglobulin E dan reseptornya

Imunoglobulin E (IgE) merupakan suatu imunoglobulin monomer yang berukuran

188 kDa. IgE memiliki dua kelas reseptor Fc yaitu FcεRI afinitas tinggi (45kDa) yang

dikeluarkan oleh sel mast dan basofil dan merupakan reseptor IgE klasik dan FcεRI

afinitas rendah (CD23, 45kDa) yang diekspresikan oleh leukosit dan limfosit. Rantai

α dari FcεRI merupakan suatu glikoprotein dan memiliki domain ekstraseluler yang

homolog terhadap domain imunoglobulin dan merupakan anggota superfamili

imunoglobulin.32

Gambar 2.7 Struktur Imunoglobulin E Sumber: Male32

FcεRII (CD23) merupakan reseptor berafinitas rendah. Dua bentuk dari CD23

pada manusia yaitu CD23a yang diekspresikan oleh sel B yang diaktivasi antigen dan

mempengaruhi produksi IgE dan CD23b yang ekspresinya diinduksi oleh sejumlah

25

besar sel IL-4. CD23a dan CD23b berbeda pada enam atau tujuh asam amino pada

sitoplasma terminal N dan terdiri dari beberapa motif signal yang berbeda fungsi.32

Reaksi alergi akut dihasilkan dari lepasnya preformed granule-associated

mediators, membrane derived lipid, sitokin dan kemokin saat terjadi interaksi alergen

dengan IgE yang berikatan dengan sel mast atau basofil pada rantai alfa dari reseptor

IgE yang berafinitas tinggi (FcεRI-α). Reseptor ini juga muncul pada antigen-

presenting cells, yang memfasilitasi IgE-dependent trapping dan presentasi alergen

terhadap sel T dan juga dimiliki oleh eosinofil namun hampir seluruhnya berada

dalam intrasel. Setelah terjadi degranulasi eosinofil, reseptor ini dapat membantu

meregulasi kadar lokal IgE.30

Perangsang produksi IgE yang terpenting adalah interleukin-4 (IL-4) dan

interleukin-13 (IL-13). Sitokin-sitokin ini menginisiasi transkripsi gen regio konstan

kelas epsilon (CЄ) pada immunoglobulin rantai berat. Produksi IgE juga

membutuhkan dua faktor trankripsi, yaitu faktor nuclear кB (melibatkan molekul

kostimulan CD40 dan ligan CD40 [CD154]) dan STAT-6 9 (teraktivasi bila IL-4

berikatan dengan rantai afinitas tinggi α dari reseptor IL-4.

Alergen, termasuk hasil produk dari beberapa mikroorganisme infeksius (misalnya

Aspergillus fumigatus) dan parasit helminth merangsang respon Th2 yang ditandai

oleh tingginya kadar serum IgE sementara antigen bakteri (seperti Listeria

monocytogenes dan Mycobacterium tuberculosis) merangsang respon yang

diperantarai Th1 yang didominasi oleh imunitas seluler (keberadaan sel T sitotoksik

dan hipersensitif tipe lambat). Organisme ini memiliki DNA yang mengandung

26

rangkaian nukleosida sitosin dan guanosin yang disebut CpG repeats. CpG repeats

dapat berikatan dengan reseptor antigen-presenting cells dan merangsang lepasnya

IL-12. Sitokin ini yang diproduksi hampir secara eksklusif oleh antigen presenting

cell, mendorong dan menjaga respon yang diperantarai Th1. Interferon γ yang

diproduksi oleh sel Th1 dan IL-18 yang diproduksi makrofag bersatu untuk menekan

produksi antibodi IgE. IL12, IL18 dan Interferon γ baik sendiri-sendiri atau

berkombinasi memiliki efek menghambat sintesis IgE. 28

Kadar serum IgE dalam tubuh manusia yaitu sekitar <0,05μg/mL. Jumlah serum

IgE merupakan 50% dari total IgE di dalam tubuh yang sisanya berikatan dengan sel

mast dan basofil melalui reseptor IgE afinitas tinggi FcεRI. Walaupun jumlahnya di

dalam serum relatif rendah dibandingkan imunoglobulin lain namun basofil dan sel

mast mengekspresikan reseptor yang spesifik IgE dengan afinitas yang sangat tinggi

sehingga secara terus menerus tersaturasi dengan IgE.32

Reseptor berafinitas tinggi FcεRI berada pada permukaan sel mast dan basofil

sebagai suatu ikatan kompleks dengan rantai β (33kDa) dan dua γ (99kDa) untuk

membentuk suatu unit reseptor αβγ2. FcεRI berikatan dengan IgE dengan suatu

afinitas yang mencapai sekitar 1010 L/mol sehingga walupun konsentrasi serum IgE

sangat rendah, namun reseptor ini tersaturasi permanen. Cross-linking dari ikatan IgE

dengan reseptor ini menyebabkan aktivasi histamin dan vasoaktif dan mediator

inflamasi lain. 32

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa sekitar 40% populasi dari negara-negara

Barat menunjukkan kecederungan untuk terbentuknya respon terbentuknya IgE

27

terhadap sejumlah besar alergen di lingkungan umum. Hal ini disebut atopi, terjadi

terutama bila terdapat dasar keluarga yang kuat serta dipengaruhi oleh beberapa

lokus-lokus genetik. Individu atopi memiliki kadar total IgE yang lebih tinggi di

dalam sirkulasi dan kadar eosinofil lebih tinggi daripada normal. Selain itu, individu

atopi juga lebih rentan terhadap penyakit alergi seperti hay fever dan asma.

Lingkungan dan variasi genetik mempengaruhi sekitar 50% risiko penyakit alergi

seperti asma.32

Pemeriksaan IgE total dengan PRIST (paper radioimmunosorbent test) berguna

untuk menentukan status atopi penderita. Harga normal adalah 100 u/mL sampai

umur 20 tahun. Kadar IgE lebih dari 300 u/ml pada umumnya menunjukkan bahwa

penderita adalah atopi, atau mengalami infeksi parasit atau keadaan depresi imun

seluler.32 Kadar IgE dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain penyakit parasit,

rokok, minuman beralkohol, yang dianggap dapat meningkatkan kadar IgE.33

Tabel 1 Kadar normal serum IgE total berdasarkan usia

Usia Geometric mean (KU/L)

Reference range REF

< 3 bulan 1,8 0,1-25 0,2-44-12 bulan 11,1 0,78-162 0,8-151-3 tahun 18 0,6-184 0,2-173-7 tahun 24 3-221 1-161

7-10 tahun 38,3 2,9-501 1-57110 -14 tahun 26,8 2-316 2-195

Sumber: Kardar 33

28

2.2 Kerangka pemikiran

Kejadian obesitas pada anak dan remaja pada dua decade terakhir telah meningkat

secara drastis. Obesitas pada anak menjadi masalah karena menjadi predisposisi

terhadap terjadinya obesitas pada dewasa serta timbulnya komorbiditas.12 Kejadian

penyakit atopi pada negara-negara Eropa, Amerika dan Australasia juga meningkat.28

Peningkatan kejadian penyakit atopi kemungkinan berkaitan dengan peningkatan

kejadian obesitas.34

Proses terjadinya obesitas dimulai dengan penimbunan lemak dalam sel lemak

sehingga terjadi hipertrofi sel tersebut. Bila hipertrofi sel lemak (adipositas) ini

mencapai tingkat tertentu akan terjadi rangsangan pembentukan sel lemak baru dari

bakal sel lemak (preadiposit) sehingga terjadi perbanyakan atau hiperplasia. Belum

diketahui secara tepat faktor apa yang merangsang terjadinya diferensiasi preadiposit

ini menjadi adipositas. 12 Jaringan adiposa putih yang merupakan cadangan terbesar

dalam tubuh mensekresi hormon leptin. 17 Sintesis leptin meningkat sebagai respon

terhadap infeksi akut, sepsis dan sekresi dari mediator inflamasi seperti IL1, TNFα.

Leptin juga berpengaruh pada sejumlah spektrum biologis penting seperti metabolism

glukosa dan lipid, sintesis glukokortikoid, insulin, proliferasi limfosit T CD4+,

sekresi sitokin, fagositosis dan transmisi sinaps.26 Leptin mempolarisasi produksi

sitokin ke arah proinflamasi (Th1, IFNγ,IL2) yang diaktivasi melalui jalur STAT3. 35

Konsentrasi leptin dalam sirkulasi berbanding lurus dengan indeks massa tubuh,

persentase lemak tubuh dan kadarnya secara signifikan lebih tinggi pada orang

obesitas.23 Obesitas dihubungkan dengan keadaan resistensi leptin yang dibuktikan

29

dengan adanya hiperleptinemia. Resistensi yang timbul dapat disebabkan oleh

gangguan transport leptin melewati sawar darah otak dan gangguan pada pensinyalan

reseptor leptin.36 Leptin ditransportasikan melewati sawar darah otak di nukleus

arkuata dan berikatan dengan reseptor spesifik yang merupakan anggota keluarga

sitokin kelas I23. Transpor leptin melalui sawar darah otak oleh saturable transporter,

dan gangguan transport dapat bersifat didapat, dan dapat mendahului defek

reseptor/pasca reseptor, semakin memburuk dengan bertambahnya obesitas dan pada

kadar tertentu bersifat reversibel. Penelitian oleh Banks dkk36 menunjukkan bahwa

diet yang diinduksi oleh obesitas dapat meningkatkan trigliserida sehingga

mengurangi transpor leptin melewati sawar darah otak. Hal ini didukung oleh

penelitian Chen dkk37 bahwa tikus dengan gangguan sintesis trigliserida terlindungi

terhadap terjadinya obesitas yang diinduksi diet dan obesitas yang diinduksi resistensi

leptin.

Transduksi sinyal intraseluler leptin diperantarai sebagian besar melalui fosforilasi

Janus kinase 2 (Jak2), yang merupakan jalur Signal Transducer and Activator of

Transcription 3 (STAT3). Fosforilasi STAT3 pada nukleus arkuata dihambat oleh

jalur SOCS3 sehingga berperan dalam umpan balik negatif intraseluler terhadap

transduksi sinyal leptin. 23,38 Resistensi leptin akan menyebabkan leptin tidak dapat

bekerja pada reseptornya. Resistensi leptin menyebabkan supresi dari produksi

sitokin Th1 dan sebaliknya akan terjadi peningkatan sekresi Th2 sehingga

menyebabkan produksi sitokin Th1 menurun, sebaliknya dengan produksi sitokin th2

seperti IL4, IL5 dan IL13 meningkat. Sekresi IL4 akan menyebabkan proses

30

switching pada limfosit B sehingga menyebabkan limfosit B menghasilkan IgE yang

merupakan penanda atopi.35

Berdasarkan hal di atas maka dapat dibuat alur kerangka pemikiran adalah sebagai

berikut:

Gambar 2.8 Alur Kerangka Pemikiran

31

Angka kejadian penyakit atopi dan obesitas dalam dua dekade terakhir telah meningkat pesat.

Obesitas dipengaruhi oleh faktor genetik, lingkungan, fisiologis dan

psikologis

Pada obesitas yang diinduksi diet terjadi peningkatan trigliserida

dalam darah

Hipertrigliseridemia menyebabkan gangguan transport leptin melalui

sawar darah otak

Gangguan keseimbangan Th1 dan Th2

Supresi sitokin sel Th1

Peningkatan sekresi sel Th2 seperti IL4, IL5 dan IL13

Obesitas ditandai dengan penimbunan jaringan lemak (adiposa) dalam tubuh

secara berlebihan

Jaringan adiposa berperan sebagai jaringan endokrin yang mensekresi berbagai hormon, antara lain adalah leptin

Pada obesitas terjadi hiperleptinemia dan gangguan reseptor leptin

Mekanisme resistensi leptin antara lain akibat gangguan transport leptin melewati sawar darah otak dan gangguan pada reseptor

leptin

Sekresi IL4 akan menyebabkan proses switching pada limfosit B sehingga menyebabkan limfosit B menghasilkan IgE yang merupakan penanda atopi.

2.3 Premis dan Hipotesis

2.3.1 Berdasarkan hal-hal tersebut, maka dapat disusun beberapa premis berakitan

antara obesitas dan atopi:

Premis 1

Angka kejadian penyakit atopi dan obesitas dalam dua dekade terakhir telah

meningkat pesat.39

Premis 2

Obesitas ditandai dengan penimbunan jaringan lemak (adiposa) dalam tubuh secara

berlebihan.11,12,17

Premis 3

Jaringan adiposa berperan sebagai jaringan endokrin yang mensekresi berbagai

hormon, antara lain adalah leptin.22-26,35,38

Premis 4

Pada obesitas terjadi hiperleptinemia dan gangguan reseptor leptin.22-24,38

Premis 5

Obesitas dipengaruhi oleh faktor genetik, lingkungan, fisiologis dan psikologis.

Premis 6

Pada obesitas yang diinduksi diet terjadi peningkatan trigliserida dalam darah.36

32

Premis 7

Hipertrigliseridemia menyebabkan gangguan transport leptin melalui sawar darah

otak.23,25,36

Premis 8

Mekanisme resistensi leptin antara lain akibat gangguan transport leptin melewati

sawar darah otak dan gangguan pada reseptor leptin. 22,23,25,38

Premis 9

Resistensi leptin menyebabkan gangguan keseimbangan Th1 dan Th2 berupa supresi

sitokin sel Th1 dan peningkatan sekresi sel Th2 seperti IL4, IL5 dan IL13.26,35

Premis 10

Sekresi IL4 akan menyebabkan proses switching pada limfosit B sehingga

menyebabkan limfosit B menghasilkan IgE yang merupakan penanda atopi.40

2.3.2 Hipotesis

Berdasarkan premis yang telah disusun sebelumnya, dapat dirumuskan hipotesis

sebagai berikut:

Pada anak obesitas terjadi peningkatan kadar serum leptin, trigliserida dan IgE total

(premis 1-10)

33

BAB III

SUBJEK DAN METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan lanjutan penelitian “Hubungan antara obesitas dan atopi

pada anak” yang dilakukan di beberapa sekolah dasar di Kotamadya Bandung, yang

telah mendapat persetujuan dari orangtua untuk mengikuti penelitian dan sudah

menandatangani persetujuan.

3.1 Subjek Penelitian

3.1.1 Kriteria Inklusi

1) Anak sehat secara fisik

2) Memenuhi kriteria obesitas dan gizi normal menurut WHO 2007

3) Mempunyai riwayat penyakit atopi dalam keluarga

4) Orangtua telah menandatangani persetujuan mengikuti penelitian “Hubungan

obesitas dengan atopi”.

3.1.2 Kriteria Eksklusi

1) Menggunakan obat jangka panjang (misalnya terapi steroid)

2) Anak sakit secara fisik

3) Anak dengan status gizi kurang atau overweight.

34

3.2 Metode Penelitian

3.2.1. Bentuk dan Rancangan Penelitian

Bentuk penelitian ini adalah penelitian analitik komparatif dua kelompok post test

only.

3.2.2 Ukuran dan Cara Pemelihan Sampel

Populasi untuk penelitian ini adalah 160 anak yang telah mengikuti fase I

penelitian “Hubungan antara obesitas dengan atopi pada anak”. Berdasarkan

kelengkapan data penelitian pada fase I terdapat 160 anak yang dapat melanjutkan

penelitian ke fase berikutnya, yang terdiri dari 80 anak obesitas dan 80 anak gizi

normal.

Rumus besar sampel untuk analalisis korelasi yaitu :

n=(Zα+Zβ)2

{12

ln ( 1+r1−r )}

2 +3

Dengan memilih taraf kepercayaan 95% dan power test 80% ( Zα = 1,96, dan

Zβ= 0,84 dari tabel distribusi normal standar)

r = besarnya koefisien korelasi

sehingga,

r=0,6

n=(1,96+0,84)2

{12

ln( 1,60,4 )}

2 +3=20

35

H0: P1=P2

H1: P1 ≠ P2

Z= Z 1−Z 2

√ 1n 1−3

+ 1n2−3

Z 1=12

ln( 1+r11+r2 ) ; Z 2=1

2ln( 1+r1

1+r2 )

Jumlah sampel untuk masing-masing kelompok (obesitas dan gizi normal)

masing-masing minimal 20 sampel. Berdasarkan rule of thumb pada penelitian ini

terdapat 1 variabel tergantung, 1 variabel bebas, dan 2 variabel perancu, sehingga

besar sampel digunakan minimal 80 orang.

3.2.3 Tata cara pelaksanaan penelitian

Untuk mendapatkan subjek penlitian, pertama-tama dilakukan penilaian status gizi

terhadap semua naak berusia 6-11 tahun di berbagai SD di kotamadya Bandung.

Subjek terpilih untuk penelitan adalah anak sehat dengan status gizi obesitas dan

status gizi normal. Pada subjek terpilih dilakukan anamnesis dan pemeriksaan fisis

kemudian dicatat identitasnya dalam formulir yang telah disediakan sebelumnya,

meliputi nama, usia, tanggal lahir, jenis kelamin, alamat, suku bangsa, tingkat

pendidikan orangtua dan pekerjaan orangtua. Orangtua subjek mengisi dan

menandatangani persetujuan.

36

Pada saat pelaksanaan penelitian orangtua diberi penjelasan secara terperinci

mengenai maksud dan tujuan penelitian, serta segala hal yang berhubungan dengan

penelitian yang akan dilakukan. Selanjutnya mengikutsertakan anak pada penelitan

ini, orantua tersebut menandatangani surat persetujuan. Kemudian dilakukan

pengisisan formulir catatan medis subjek oleh peneliti dengan cara melakukan

anamnesis menggunakan kuesinoner standar modifikasi The international study of

asthma and allergies in childhood (ISAAC) untuk alergi yang telah divalidasi guna

melihat manifestasi penyakit alergi pada anak. Untuk memudahkan orangtua

mengenali gejala penyakit alergi pada anaknya, digunakan alat bantu gambar

manifestasi penyakti alergi pada anak, sehingga diperoleh anak-anak obesitas dengan

riwayat atopi dalam keluarga positif dan negatif. Pada anak obesitas dan status gizi

normal akan dilakukan matching pada usia dan jenis kelamin. Anak obesitas dengan

riwayat atopi pada keluarga positif akan dilakukan uji tusuk kulit, kemudian anak

dengan status gizi normal dan riwayat atopi dalam keluarga negatif juga akan

dilakukan uji tusuk kulit. Setelah itu penderita dilakukan pengambilan darah

sebanyak 5 cc untuk pemeriksaan IgE serum total, leptin dan trigliserida. Setelah itu

dilakukan analisis data.

37

3.2.4 Bagan Alur Penelitian

3.2.5 Prosedur pemeriksaan

3.2.5.1. Penimbangan berat badan

Penimbangan berat badan dilakukan dengan penimbangan berdiri (platform

beam balance scale) yang telah ditera terlebih dahulu sebelum penelitian dilakukan

sampai ketepatan 100 gram dan subjek hanya menggunakan pakaian tipis.

Pengukuran tinggi badan dilakukan pada posisi berdiri dengan menggunakan alat

ukur tegak (microtaise) sampai ketepatan 0,1 cm. pada anamnesis ditanyakan

38

Murid-Murid SD di Kotamadya Bandung

Obesitas Gizi normalGizi kurang Overweight

Penilaian satatus gizi menurut WHO

Anamnesis, pemeriksaan fisik dan pengisian kuesionereksklusi eksklusi

Riwayat penyakit atopi dalam keluarga (+)

Uji tusuk kulit

positiff

negatifTidak

koperatif

Drop Out

Periksa kadar IgE total, leptin dan trigliserida serum

positif

negatif

Tidak koperatif

Drop Out

Riwayat penyakit atopi dalam keluarga (-)

Uji tusuk kulit

mengenai adanya keluhan-keluhan saat pemeriksaan dan juga mengenai riwayat

penyakit terdahulu. Kemudian dilakukan uji tusuk kulit untuk alergen. Pengukuran

antropometri, anamnesis, pemeriksaan fisis dan uji tusuk kulit dilakukan oleh peneliti.

3.2.3.3 Pemeriksaan IgE total, leptin dan trigliserida serum

Pengambilan sampel dilakukan dengan mengambil darah vena sebanyak 5 mL

dan dimasukkan ke dalam tabung silikon berukuran 10 mL. Darah dibiarkan

mengendap dalam tabung selama 1 jam dalam suhu ruangan. Darah yang sudah

mengendap ini disentrifus selama 10-20 menit dengan kecepatan 2.500-3600 rpm

kemudian serum dipindahkan ke dalam tabung plastik yang telah diberi label leptin,

IgE total dan trigliserida. Spesimen in disimpan dalam suhu -20C sampai dilakukan

pemeriksaan.

Pemeriksaan IgE serum menggunakan metode ECLIA untuk menentukan

secara kuantitatif konsentrasi IgE serum dan plasma. Pada metode ini, IgE dalam

bahan pemeriksaan akan berikatan dengan anti-IgE spesifik antibodi biotin dan anti-

IgE antibody Ruthenium membentuk kompleks. Penambahan Streptavidin coated

micropartile akan menempel pada kompleks tersebut. Kompleks yang terikat akan

ditangkap oleh permukaan elektroda. Zat-zat yang tidak berikatan akan dicuci oleh

procell. Emisi chemiluminescent akan diukur oleh photo multiplier dan hasil

ditentukan menggunakan kurva kalibrasi. Daya baca alat terendah adalah 0,10 IU/ML

dan batas atasnya 2500 IU/mL.

39

Prinsip pemeriksaan leptin dengan menggunakan DSL-10-23100 active Human

Leptin ELISA dan merupakansuatu imunoassay tipe sandwich yang diamplifikasi

menggunakan enzim dua langkah (Diagnostic Systems Laboratories, Beckman

Caoulter Co, 445 Medical Center Vlvd., Webster, Texas 77598 USA)

3.2.6. Batasan variabel dan operasional penelitian

3.2.6.1 Batasan variabel penelitian

1) variabel bebas pada penelitian ini adalah obesitas

2) variabel tergantung pada penelitian ini adalah kadar IgE total, leptin dan

trigliserida serum.

3.2.6.2 Batasan operasional penelitian

- Anak sehat adalah anak yang tidak sedang dalam keadaan sakit dan tidak

mendapat terapi obat jangka panjang dan yang mempengaruhi kadar lemak seperti

obat golongan statin, steroid, gemfibrozil, serta mengalami gangguan metabolisme

lemak seperti diabetes, gangguan growth hormone.

- Usia 6-11 tahun adalah usia yang diperkirakan oleh National Health and

Nutritional Examination Surveys (NHNES) bahwa kejadian obesitas meningkat. Usia

dihitung dengan melihat akta kelahiran anak

- Indeks massa tubuh (IMT) dihitung melalui pembagian antra berat badan (kg) dan

kuadrat dari tinggi badan (m2), dipilih sebagai pengukuran yang sederhana dari berat

badan yang dihubungkan dengan tinggi badan.

40

- Obesitas adalah akumulasi lemak tubuh yang berlebihan. Seseorang dikatakan

obesitas bila indeks massa tubuh > 3 SB berdasarkan WHO 2007.

- Status gizi normal adalah indeks massa tubuh -1 sd 2 SB menurut WHO 2007

- Atopi adalah kecenderungan pribadi atau keluarga untuk membentuk IgE sebagai

respon terhadap paparan alergen dosis rendah.

- Riwayat penyakit atopi dalam keluarga adalah gejala penyakti atopi seperti

dermatitis atopi, asma, rinitis alergi pada satu atau lebih anggota keluarga

- Anggota keluarga adalah ayah ibu atau saudara kandung

3.2.7 Tempat dan Waktu Penelitian

3.2.7.1 Tempat penelitian

Penelitian dilakukan di bagian anak RSHS Bandung

3.2.7.2 Waktu penelitian

Penelitian dilakukan mulai bulan November 2010

3.2.8 Analisis data

Seluruh data yang diperoleh dicatat dan ditabulasi. Data yang terkumpul diolah secara

statistik dengan menggunakan piranti lunak SPSS versi 18 for Window dan EpiInfo

2002. Analisis statisti yang akan digunakan pada penelitian ini adalah uji statistik

multipel logistik regresi. Kemaknaan hasilnya ditentukan berdasarkan p<0,05

41

3.3 Aspek etik penelitian

Berdasarkan bentuk dan rancangan penelitian, dari segi etika penelitian didapatkan

masalah berupa ketidaknyamanan pada subjek penelitian di saat dilakukan

pengambilan darah. Hal ini diusahakan diatasi dengan sebelumnya memberikan

penjelasan mengenai prosedur yang akan dilakukan dan keuntungan yang akan

didapatkan oleh subjek atau orangtua/wali subjek

Keuntungan yang akan didapatkan oleh subjek atau orangtua/wali subjek adalah

berupa pendeteksian terhadap kejadian atopi pada anaknya serta penambahan

wawasan orangtua tentang atopi, dislipidemia. Data yang diperoleh akan dirahasiakan

dan hanya untuk kepentingan penelitian. Orangtua/wali diberi kebebasan untuk

mencabut persetujuannya sewaktu-waktu dan tidak akan diberikan sangsi apapun

serta diberi kompensasi uang transportasi.

Penelitian ini dimulai setelah mendapat persetujuan dari Komite Etik Penelitian

Kesehatan Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran/RS Dr. Hasan Sadikin

Bandung.

42

DAFTAR PUSTAKA

1. Bergeron C, Boulet L-P, Hamid Q. Obesity, allergy and immunology. J allergy clin immunol 2005:1102-4.2. Scirica CV, Gold DR, Ryan L, Abulkerim H, Celedo JC, Platts-Mills TAE, et al. Predictors of cord blood IgE levels in children

at risk for asthma and atopy. J allergy clin immunol. 2007:82-8.3. Greer FR, Sicherer SH, Burks AW, Immunology CoNaSoAa. Effects of Early Nutritional Interventions on the Development of Atopic Disease in Infants and Children: The Role of Maternal Dietary Restriction, Breastfeeding, Timing of Introduction of Complementary Foods, and Hydrolyzed Formulas. Pediatrics. 2008;121:183-91.4. Cali AMG, Caprio S. Obesity in Children and Adolescents. J Clin Endocrinol Metab. 2008;93:s31-s6.5. Hidayati SN, Irawan R, Hidayat B. Obesitas pada anak.6. Irei A, Sato Y, Wang M, Chan Y, Hung N. Overweight in associated with allergy in school children of Taiwan and Vietnam but not Japan. J Med Invest 2005:33-40.7. Xu B, Järvelin M-R, Juha Pekkanen. Body build and atopy. J Allergy Clin Immunol. 2000;105:393-4.8. Musaad SMA, Patterson T, Ericksen M, Lindsey M, Dietrich K, Succop P, et al. Comparison of anthropometric measures of obesity in childhood allergic asthma: Central obesity is most relevant. J Allergy Clin Immunol. 2009;123:1321-7.9. Chen Y, Rennie D, Cormier Y, Dosman J. Association between Obesity and Atopy in Adults. Int Arch Allergy Immunol. 2010;153:372-7.10. Wahn U, Mutius Ev. Childhood risk factors for atopy and the importance of early intervention. J Allergy Clin Immunol. 2001;107:567-74.11. Sjarif D, editor. Obesitas pada anak dan permasalahannya. In: Hot Topics in Pediatrics II. Jakarta2002.12. Batubara JR, AAP BT, Pulungan AB, editors. Buku ajar endokrinologi anak. 1 ed. Jakarta2010.13. Yan W, Bingxian H, Hua Y, Jianghong D, Jun C, Dongliang G, et al. Waist-to-Height Ratio is an Accurate and Easier Index for Evaluating Obesity in Children and Adolescents. Obesity. 2007;15:748-52.14. US PSTF. Screening for Obesity in Children and Adolescents: US Preventive Services Task Force Recommendation Statement. Pediatrics. 2010;125:361-7.15. Falagas ME, Kompoti M. Obesity and infection. Lancet Infect Dis. 2006;6:438-46.16. Sheikh J, Kaplan M. Association of being overweight with greater asthma symptoms in inner city black and hispanic children. Ped J. 1999;104:376-405.17. Soegih R, Wiramihardja KK, editors. Obesitas: Permasalahan dan terapi praktis. Jakarta: Sagung seto; 2009.18. Brunzell JD, Chait A. Lipoprotein Metabolism: Structure and Function2002.19. Radon K, Schulze A. Adult obesity, farm childhood, and their effect on allergic sensitization. J Allergy Clin Immunol. 2006;118:1279-83.

43

20. Fern´andez-Riejos P, Najib S, Santos-Alvarez J, ConsueloMart´ın-Romero, P´erez-P´erez A, Gonz´alez-Yanes C, et al. Role of Leptin in the Activation of Immune Cells. Hindawi Publishing Corporation Mediators of Inflammation. 2010:1-8.21. Hersoug L-G, Linneberg A. The link between the epidemics of obesity and allergic diseases: does obesity induce decreased immune tolerance? Allergy. 2007;62:1205–13.22. Martin SS, Qasim A, Reilly MP. Leptin Resistance. J Am Coll Cardiol. 2008;52:2101-10.23. Shimizu H, Oh-I S, Okada S, Mori M. Leptin Resistance and Obesity. Endocrine Journal. 2007;54:17-26.24. Enriori PJ, Evans AE, sinnayah P, Cowley MA. Leptin Resistance and Obesity. Obesity. 2006;14:254-8.25. Oswal A, Yeo G. Leptin and the Control of Body Weight: A Review of Its Divrese Central Targets, Signaling Mechanisms, and Role in the Pathogenesis of Obesity. Obesity. 2010;18:221-9.26. Matarese G, Sanna V, Fontana S, Zappacosta S. Leptin as a Novel Therapeutic Target for Immune Intervention. Current Drug Targets-Inflammation & Allergy. 2002;I:13-22.27. Oswal A, Yeo G. Leptin and the Control of Body Weight: A Review of Its Diverse Central Targets, Signaling Mechanisms, and Role in the Pathogenesis of Obesity. Obesity. 2010;18:221-9.28. Mackay IR, Rosen FS. allergy and allergic diseases. NEJM. 2001:30-7.29. Kay AB. Allergy and allergic diseases. N Engl J Med. 2001;344:30-7.30. McGeady SJ. Immunocompetence and allergy. Pediatrics. 2004:1107-13.31. McGeady SJ. Immunocompetence and Allergy. Pediatrics. 2004;113:1107-13.32. Male D, Brostoff J, Roth DB, Roitt I. Immunology. seventh ed. Canada2006.33. Kardar GA, Pourpak Z, Fard GJ, Eshraghian MR, Shams S. Total IgE Levels in Healthy Children in Tehran, Iran. Iran J Med Sci. 2006;31(3):167-9.34. Shaheen S, Stern J, Montgomery S, Azima. Birth weight, body mass index and asthma in young adult. Thorax 1999;54:396-402.35. Matarese G, Moschos S, Mantzoros CS. Leptin in Immunology. J Immunol. 2005;174:3137-42.36. Banks WA, Coon AB, Robinson SM, Moinuddin A, Shultz JM, Nakaoke R, et al. Triglycerides induce leptin resistance at the blood brain barrier. Diabetes. 2004;53:1253-60.37. Chen H, Smith S, Ladha Z, jensen D, Ferreira L, Pulawa L, et al. Increased insulin and leptin sensitivity in mice lacking acyl Coa: diacylglycerol acyltransferase 1. J Clin Invest. 2002;109:1049-55.38. Pijl H. Leptin resistance. Ned Tijdschr klin Chem Labgeneesk. 2007;32:3-8.39. Eldin LB, Algamal AA, El-Dory GF, Rashad M, Arab SEE, Al-ella NAA, et al. Relation between obesity, lipid profile, leptin an datopic disorders in children. Egypt J Pediatr Allergy Immunol. 2008;6:27-34.40. Abbas A, Lichtman A, editors. Cellular and molecular immunology. 5 ed. Philadelphia: Elseviers Saunders; 2005.

44

45

i