TESIS

RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS

LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN

PUTU BUDI SUCITRA

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR 2015

TESIS

RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS

LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN

PUTU BUDI SUCITRA NIM 0914118201

PROGRAM MAGISTER PROGRAM ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

2015

i

RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS

LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE DENGAN KELUHAN LOW BACK PAIN

Tesis Untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Biomedik

Combined Degree Program Pascasarjana Universitas Udayana

PUTU BUDI SUCITRA NIM 0914118201

PROGRAM MAGISTER PROGRAM ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

2015

ii

LEMBAR PENGESAHAN

TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL: 9 FEBRUARI 2015

Pembimbing I, Pembimbing II,

Prof. Dr. dr Ketut Siki Kawiyana, Sp.B, Sp.OT(K) dr. I Ketut Suyasa, Sp.B, Sp.OT(K) NIP 19480909 197903 1 002 NIP 19660709 199412 1 001

Mengetahui, Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur Program Pascasarjana Program Pascasarjana Universitas Udayana Universitas Udayana

Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp.And., FAACS Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP 19461213 197107 1 001 NIP 19590215 198510 2 001

iii

TESIS INI TELAH DIUJI PADA TANGGAL: 9 FEBRUARI 2015

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, No.: 316/UNI4.4/HK/2015 Tanggal 29 Januari 2015

Tim Penguji: Ketua : Prof. Dr. dr. I Ketut Siki Kawiyana, Sp.B, Sp.OT(K) Anggota : 1. dr. I Ketut Suyasa, Sp.B, Sp.OT(K)

2. Prof. Dr. dr. Putu Astawa, Sp.OT, M.Kes 3. dr. KG Mulyadi Ridia, Sp.OT(K) 4. dr. I Wayan Suryanto Dusak, Sp.OT

iv

v

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena

berkat rahmat-Nya usulan penelitian yang berjudul Rendahnya Kadar Estrogen

Merupakan Faktor Risiko Terjadinya Osteoarthritis Lumbal Pada Wanita Pasca

Menopause Dengan Keluhan Low Back Pain ini dapat diselesaikan.

Penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Prof. DR. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD, FINASIM, sebagai Rektor

Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.

2. Prof. Dr. dr Putu Astawa, Sp.OT, Mkes, selaku Dekan Fakultas

Kedokteran Universitas Udayana

3. Prof. Dr. dr. Ketut Siki Kawiyana, Sp.B., Sp.OT(K), sebagai ketua

program studi Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana–RSUP Sanglah

Denpasar dan sebagai Pembimbing I atas bimbingan dan arahannya dalam

perbaikan usulan penelitian tersebut.

4. dr. I Ketut Suyasa,Sp.B., Sp.OT(K), selaku pembimbing II, atas nasihat

dan bimbingannya untuk bisa terselesainya usulan penelitian tersebut.

5. Seluruh staff pengajar Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana RSUP

Sanglah Denpasar atas dukungan guna terselesaikanya usulan penelitisan

tersebut.

vi

6. DR. dr. Elysanti Dwi Martadiani, Sp.Rad, sebagai pembimbing bidang

radiologi dan staff radiologi atas dukungannya guna bisa terselesainya

penelitian tersebut.

7. DR. dr. AA Wiradewi Lestari, Sp.PK sebagai pembimbing bidang

patologi klinik dan seluruh staff Patologi Klinik RSUP Sanglah,

Denpasar, atas bimbingan dan dukungannya sehingga penelitian tersebut

dapat diselesaikan.

8. Semua dosen pengajar Combined Degree Pascasarjana Universitas

Udayana yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan.

9. Rekan-rekan serta semua pihak yang telah membantu dalam penulisan

laporan ini.

Penulis menyadari masih ada kekurangan dalam penelitian ini. Oleh karena

itu dengan segala keredahan hati penulis menerima saran dan kritik untuk perbaikan

penelitian ini.

Denpasar, November 2014

Penulis

vii

RENDAHNYA KADAR ESTROGEN MERUPAKAN FAKTOR RISIKO TERJADINYA OSTEOARTHRITIS LUMBAL PADA WANITA PASCA MENOPAUSE DENGAN KELUHAN LOW

BACK PAIN

Low back pain (LBP) adalah merupakan salah satu keluhan yang paling umum dirasakan sepanjang hidup manusia. Keluhan nyeri tulang belakang dapat terjadi baik pada wanita usia muda maupun pada usia yang lebih tua. Penelitian di Amerika Serikat kelainan pada punggung dan tulang belakang lebih sering didapatkan pada wanita daripada pria (73,3 berbanding 57,7 per 1000 populasi) dan paling umum terjadi pada usia antara 45 dan 65 tahun. Hal ini sesuai dengan usia pasca menopause. Salah satu penyebab keluhan LBP adalah osteoarthrtitis lumbal. Beberapa penelitian sudah mempelajari adanya hubungan antara OA pada lutut dengan defisiensi estrogen. Namun masih belum banyak yang mempelajari hubungan antara OA lumbal dan rendahnya kadar estrogen.

Penelitian ini merupakan suatu penelitian observasional analitik dengan pendekatan studi kasus dan kontrol (case control study) untuk mengetahui apakah defisiensi estrogen merupakan faktor risiko terjadinya OA lumbal pada wanita pasca menopause yang menderita LBP. Dengan mengukur kadar estrogen (E2) pada pasien wanita pasca menopause dengan keluhan LBP kemudian dinilai ada tidaknya OA lumbal yang didiagnosis secara radiologis.

22 pasien wanita pasca menopause dengan keluhan LBP yang datang ke poliklinik orthopaedi RSUP Sanglah yang memenuhi kriteria inklusi dimasukkan sebagai sampel penelitian. Masing-masing 11 pasien masuk dalam kelompok kasus dan kontrol. Dari analisis statistik Chi-square didapatkan perbedaan yang bermakna antara kejadian OA lumbal dengan rendahnya kadar estrogen (OR=6,600, 95% CI=0,011-0,633, p=0,010).

Dari hasil analisa statistik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin rendah kadar estrogen maka risiko terjadinya OA lumbal pada wanita pascamenopause dengan keluhan LBP akan semakin tinggi. Terapi pengganti estrogen dapat dipertimbangkan pemberiannya untuk mencegah terjadinya OA lumbal.

Kata kunci: Osteoarthritis lumbal, defisiensi estrogen, pasca menopause.

viii

LOW ESTROGEN LEVELS AS A RISK FACTOR FOR LUMBAR OSTEOARTHRITIS IN POSTMENOPAUSAL

WOMEN COMPLAINT WITH LOW BACK PAIN

Low back pain (LBP) is one of the most common complaints throughout the human life. Spinal pain can occur in both young and aged women at an older age. Research in the United States abnormalities in the back and spine is more common in women than men (73.3 versus 57.7 per 1,000 population) and is most common between the ages of 45 and 65 years. This is consistent with post-menopausal age. One of the causes of LBP is osteoarthrtitis lumbar. Some research has studied the relationship between OA of the knee with estrogen deficiency. But still not many who study the relationship between lumbar OA and estrogen deficiency.

This study is an observational study with a case study approach and controls (case control study) to determine whether estrogen deficiency is a risk factor for lumbar OA in postmenopausal women suffering from LBP. By measuring the levels of estrogen level (E2) in postmenopausal female patients with LBP complaints then assessed the presence or absence of OA radiologically.

22 postmenopausal female patients with LBP complaints that come to the outpatient clinic in Sanglah Hospital who met the inclusion criteria included as a sample. Each of these 11 patients were included in the case and control groups. From Chi-square statistical analysis we found significant difference between the incidence of lumbar OA with low estrogen level (OR = 6.6, 95% CI=0,011-0,633, p = 0.010).

From the results of the statistical analysis it can be concluded that the lower levels of estrogen, the risk of lumbar OA in postmenopausal women with LBP complaints will be higher. Estrogen replacement therapy can be considered to prevent lumbar OA.

Keywords: Osteoarthritis lumbar, estrogen deficiency, post menopause.

ix

DAFTAR ISI

Sampul Dalam ...........................................................................................................i

Persyaratan Gelar .................................................................................................... ii

Lembar Pengesahan ................................................................................................ iii

Penetapan Panitia Penguji .......................................................................................iv

Surat Pernyataan Bebas Plagiat ................................................................................ v

Ucapan Terima Kasih ..............................................................................................vi

Abstrak ................................................................................................................. viii

Abstract ...................................................................................................................ix

Daftar Isi........................................................................................................................ x

Daftar Gambar ........................................................................................................ xv

Daftar Tabel ......................................................................................................... xvii

Daftar Lampiran ................................................................................................. xviii

Daftar Singkatan ....................................................................................................xix

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

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 3

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 3

1.3.1 Tujuan Umum ......................................................................................... 3

x

1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................................. 4

1.4.1 Manfaat teoritis ....................................................................................... 4

1.4.2 Manfaat praktis ........................................................................................ 4

BAB II KAJIAN PUSTAKA ................................................................................... 5

2.1 Low Back Pain (LBP) ........................................................................................ 5

2.1.1 Definisi .................................................................................................... 5

2.1.2 Epidemiologi ........................................................................................... 5

2.1.3 Patofisiologi ............................................................................................ 6

2.2 Osteoarthritis Lumbal ......................................................................................... 8

2.2.1 Anatomi Lumbal Spine ........................................................................... 8

2.2.2 Biomekanik Lumbal Spine .................................................................... 12

2.2.3 Nyeri yang Berasal dari Sendi Facet ...................................................... 16

2.2.4 Imaging pada Lumbal Spine .................................................................. 19

2.2.5 Patofisiologi terjadinya OA Lumbal ...................................................... 23

2.3 Menopause ....................................................................................................... 25

2.4 Estrogen ............................................................................................................ 27

2.4.1 Biosintesis Estrogen .............................................................................. 27

2.4.2 Metabolisme Estrogen .......................................................... 29

2.4.3 Reseptor Estrogen.................................................................................. 31

xi

2.6 Efek Defisiensi Estrogen pada Turnover dan Arsitektur Tulang ....................... 34

2.7 Efek Defisiensi Estrogen pada Pembentukan Osteoklas ................................... 36

2.8 Patofisiologi Terjadinya OA ............................................................................. 37

2.9 Hubungan Estrogen dan OA ............................................................................. 38

2.9.1 Penelitian Hubungan Kadar Estrogen dengan Terjadinya OA ............... 40

2.9.2 Penelitian pada Manusia ........................................................................ 40

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS

PENELITIAN 43

3.1 Kerangka Berpikir ............................................................................................ 43

3.2 Konsep Penelitian ............................................................................................. 46

3.3 Hipotesis ........................................................................................................... 46

BAB IV METODE PENELITIAN ......................................................................... 47

4.1 Rancangan Penelitian ....................................................................................... 47

4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................................ 48

4.3 Populasi dan Sampel Penelitian ........................................................................ 48

4.3.1 Populasi penelitian ................................................................................ 48

4.3.2 Sampel Penelitian .................................................................................. 48

4.3.2.1 Kriteria Inklusi dan Eksklusi Penelitian ......................................... 48

4.3.2.2 Besar Sampel ................................................................................. 49

xii

4.4 Variabel Penelitian ........................................................................................... 51

4.4.1 Klasifikasi dan Identifikasi Variabel ..................................................... 51

4.4.2 Definisi Operasional Variabel ............................................................... 52

4.5 Instrumen Penelitian ......................................................................................... 55

4.6 Prosedur Penelitian ........................................................................................... 55

4.7 Alur Penelitian .................................................................................................. 57

4.8 Pengolahan dan Analisis Data .......................................................................... 58

5. BAB V HASIL PENELITIAN ........................................................................... 59

5.1 Analisis Sampel ................................................................................................ 59

5.2 Analisis Deskriptif ............................................................................................ 61

5.2.1 Data demografis sampel penelitian ........................................................ 61

5.2.2 Data deskriptif masing-masing variabel penelitian ................................ 62

5.3 Analisis Inferensial ........................................................................................... 69

5.3.1 Uji Normalitas ....................................................................................... 69

5.3.2 Uji Komparatif ...................................................................................... 70

5.3.2.1 Uji Independent t-test .................................................................... 70

5.3.2.2 Uji Chi-Square ............................................................................... 71

BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ................................................. 72

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 77

xiii

7.2 Saran ................................................................................................................. 77

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Anatomi tulang belakang lumbal ......................................................... 9

Gambar 2.2 Gambar sendi facet lumbal. ............................................................... 10

Gambar 2.3 Gambar CT-Scan sendi facet. ............................................................ 11

Gambar 2.4 Pergerakan tulang belakang lumbal. .................................................. 14

Gambar 2.5 Fleksi dan ekstensi tulang belakang lumbal. ...................................... 15

Gambar 2.6 Rotasi tulang belakang lumbal. .......................................................... 16

Gambar 2.7 Gambar distribusi referred pain dari sendi facet. ................................ 19

Gambar 2.8 Gambaran pencitraan sendi facet. ...................................................... 20

Gambar 2.9 Gambaran foto polos oblik tulang belakang lumbal. .......................... 21

Gambar 2.10 Struktur kimia estrone, estradiol, dan estriol .................................... 27

Gambar 2.11 Biosintesis estrogen di ovarium ....................................................... 28

Gambar 2.12 Metabolisme estrogen. ..................................................................... 30

Gambar 3.1 Konsep penelitian .............................................................................. 46

Gambar 4.1 Skema studi kasus kontrol ................................................................. 47

Gambar 4.2 Alur penelitian ................................................................................... 57

Gambar 5.1 Rerata umur sampel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan

kontrol .............................................................................................. 63

Gambar 5.2 Perbandingan rerata BMI berdasarkan kelompok kasus dan kontrol 64

Gambar 5.3 Grafik status gizi sampel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan

kontrol .............................................................................................. 64

Gambar 5.4 Grafik perbandingan rerata umur saat menopause pada kelompok

kasus dan kontrol ............................................................................. 65

Gambar 5.5 Grafik perbandingan rerata lamanya menopause pada kelompok kasus

dan kontrol ....................................................................................... 65

Gambar 5.6 Grafik perbandingan lamanya keluhan LBP pada kelompok kasus dan

kontrol .............................................................................................. 66

Gambar 5.7 Grafik perbandingan rerata kadar estradiol pada kelompok kasus dan

kontrol .............................................................................................. 67

xv

Gambar 5.8 Grafik jumlah kadar estrogen berdasarkan nilai median pada

kelompok kasus dan kontrol ............................................................. 68

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel kadar hormon estrogen ................................................................ 34

Tabel 5.1 Data demografis sampel berdasarkan kasus dan kontrol ........................ 61

Tabel 5.2 Ringkasan rerata variabel penelitian berdasarkan kelompok kasus dan

kontrol ................................................................................................... 69

Tabel 5.3 Uji normalitas data variabel-variabel penelitian ..................................... 69

Tabel 5.4 Hasil uji komparabilitas variabel penelitian untuk kelompok kasus dan

kontrol ................................................................................................... 70

Tabel 5.5 Hasil analisis chi-square status gizi berdasarkan kelompok kasus dan

kontrol ................................................................................................... 71

Tabel 5.6 Hasil analisis chi-square kadar estrogen berdasarkan kelompok kasus

dan kontrol ............................................................................................ 71

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Ethical Clearance Penelitian .............................................................. 86

Lampiran 2. Surat Ijin Penelitian ........................................................................... 87

Lampiran 3. Kuesioner Penelitian ......................................................................... 88

Lampiran 4. Informed Consent Penelitian ............................................................. 89

Lampiran 5. Hasil pemeriksaan estradiol ............................................................... 90

Lampiran 6. Kesimpulan hasil pemeriksaan radiologis dan penentuan kelompok

kasus dan kontrol ............................................................................. 91

Lampiran 7. Analisis statistik dengan SPSS® 20.0 For Windows ......................... 92

xviii

DAFTAR SINGKATAN

AP : Antero-Posterior

BMI : Body Mass Index

BMU : Basic mollecular unit

CT-Scan : Computed Tomography Scan

CI : Confidence Interval

DNA : Deoxyribose nucleic acid

E1 : Estradiol 1

E2 : Estradiol 2

ERα : Estrogen receptor α

ERβ : Estrogen receptor β

FSH : Follicle stimulating hormone

GPR30 : G-protein transmembrane 30

HNP : Hernia nucleus pulposus

IL-1 : Interleukin 1

IL-1β : Interleukin 1β

IL6 : Interleukin-6

LBP : Low Back Pain

LH : Luteinizing hormone

M-CSF : Macrophage colony-stimulating factor

MMP : Matrix metalloproteinase

MRI : Magnetic Resonance Imaging

xix

21

OA : Osteoarthritis

RANK-L : Receptor Activator of Nuclear Factor κ B

Ligand SERM : Selective estrogen receptor modulators

SHBG : Sex hormone binding protein

SPECT : Single-photon emission computed

tomography TNFα : Tumor necrosis factor α

β-HSD : β-Hydroxysteroid dehydrogenase

22

xx