Hubungan Kadar Vitamin D dan Tissue Inhibitor Metalloproteinase 1 (TIMP-1) dengan Matrix Metalloproteinase 9 (MMP-9) pada Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK)

Abstract

Background: Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is still the main causes of chronic morbidity and mortality in the world. Smoking is a major risk factor for COPD. The prevalence of COPD disease is directly related to the prevalence of smoking. Non-smokers are also likely to experience limited chronic airflow. Various toxic gases such as cigarette smoke and pollution dust also trigger the occurrence of oxidative stress in COPD. Vitamin D can act as an antioxidant to suppress the oxidative stress. It is often found vitamin D deficiency in COPD patients. MMP-9 as the main proteolytic enzyme that can degrade extracellular matrix and elastin fibers. In smoker patients with COPD, the possibility of TIMP production is inadequate to inhibit the work of MMP-9 resulting in emphysema. Aims: 1) Prove that there is a negative relationship between vitamin D levels with Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) in each group tested, namely the group suffering from COPD, the healthy but not smoking, and the healthy smoking group.2) Prove that there is a positive relationship between levels of Tissue Inhibitors of Metalloproteinase-1 (TIMP-1) and Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) in each group tested, namely groups suffering from COPD, healthy groups but not smoking, and healthy groups who smoke. Methods: Spirometry was performed and peripheral blood samples were collected in a population–based sample of 78 males subjects. Serum 25(OHD) levels, MMP-9 and TIMP-1 concentrations were measured by electro-chemiluminescence binding assay (ECLIA) and enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), respectively. Results: There was a significant negative correlation between vitamin D and MMP-9 (p=0,005) only in the subjects group with COPD (r=-0,389). A negative correlation indicates that a decrease in vitamin D level will be followed by an increase in MMP-9 levels. There was a significant positive correlation between TIMP-1 and MMP-9. The highest strong correlation was in healthy smoker group with correlation value (r=0,738; p<0,001), whereas in group with COPD found middle correlation (r=0,485; p=0,012), and no significant correlation was found in healthy group who never smoked. A positive correlation indicates that an increase in TIMP-1 level will be followed by an increase in MMP-9 levels. Conclusion:Vitamin D levels were negatively associated with MMP-9 in the COPD group significantly. Whereas MMP-9 was significantly positively related to TIMP-1 in the COPD group and healthy smokers.

Latar belakang: Penyakit Paru Obstruksi Kronik (PPOK) masih menjadi permasalahan kesehatan yang penting di masyarakat dan salah satu penyebab utama morbiditas kronik dan mortalitas di dunia. Merokok merupakan faktor resiko utama terjadinya PPOK. Prevalensi penyakit PPOK secara langsung dihubungkan dengan prevalensi merokok. Bukan perokok juga dimungkinkan mengalami keterbatasan aliran udara kronik. Berbagai gas beracun seperti asap rokok dan debu polusi turut memicu kejadian stres oksidatif pada PPOK. Vitamin D dapat bekerja sebagai antioksidan yang menekan stres oksidatif. Seringkali ditemukan kadar vitamin D rendah pada pasien PPOK. MMP9 merupakan enzim proteolitik utama yang dapat merusak matriks ekstrasel dan serat elastin. Pada pasien PPOK yang perokok, kemungkinan produksi TIMP tidak adekuat untuk menghambat kerja MMP9 sehingga terjadi emfisema. Tujuan penelitian: 1) Membuktikan bahwa ada hubungan negatif antara kadar vitamin D dengan Matriks Metalloproteinase-9 (MMP-9) pada tiap kelompok yang diuji, yaitu kelompok yang menderita PPOK, kelompok yang sehat namun tidak merokok, dan kelompok sehat yang merokok. 2) Membuktikan bahwa ada hubungan positif antara kadar Tissue Inhibitor Metalloproteinase 1 (TIMP-1) dengan Matriks Metalloproteinase-9 (MMP-9)pada tiap kelompok yang diuji, yaitu kelompok yang menderita PPOK, kelompok yang sehat namun tidak merokok, dan kelompok sehat yang merokok. Metode penelitian: Pemeriksaan spirometri dan pengambilan darah perifer dilakukan pada kelompok populasi yang terdiri dari 78 subjek pria. Kadar serum 25(OHD) diperiksa menggunakan electro-chemiluminescence binding assay (ECLIA) dan konsentrasi MMP-9 dan TIMP-1 diukur dengan menggunakan enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Hasil: Dijumpai korelasi negatif yang signifikan antara vitamin D dengan MMP-9 (p=0,05) pada kelompok subyek PPOK dengan nilai korelasi (r=-0,389).Sedangkan untuk kelompok subyek sehat tidak merokok, maupun kelompok subyek sehat merokok tidak dijumpai korelasi yang signifikan. Korelasi negatif menunjukkan bahwa penurunan kadar vitamin D akan diikuti dengan peningkatan kadar MMP-9. Terdapat korelasi positif yang signifikan antara TIMP-1 dengan MMP-9.Korelasi kuat tertinggi dijumpai pada kelompok sehat merokok dengan nilai korelasi (r=0,738; p<0,001), sedangkan pada kelompok subyek PPOK dengan nilai korelasi sedang (r=0,485; p=0,012). Pada kelompok subyek sehat tidak merokok, tidak dijumpai korelasi yang signifikan. Korelasi positif menunjukkan bahwa peningkatan kadar TIMP-1 akan diikuti dengan peningkatan kadar MMP-9. Kesimpulan:Kadar vitamin D berhubungan negatif dengan MMP-9 pada kelompok PPOK secara signifikan. Sedangkan MMP-9 berhubungan positif secara signifikan dengan TIMP-1 pada kelompok PPOK dan perokok sehat.