Efek Pemberian Acth4-10pro8-Gly9-Pro10 terhadap Neurotoksisitas Ketamin Pada Rattus Novergicus Galur Sprague Dawley Postnatal Day-7 (Pnd-7) dengan Penilaian Ekspresi Caspase-3, Bcl-2, dan BDNF

Abstract

Latar Belakang : Anestesi umum pada tindakan operasi biasa dilakukan kepada anak-anak di seluruh dunia. Penggunaan ketamin sudah terdokumentasi secara luas karena tingkat keamanan dan efikasi yang sangat baik untuk pemeliharaan anestesi, memiliki efek analgesik yang kuat serta dapat mempertahankan respirasi spontan dan stabilitas hemodinamik. Namun demikian, penelitian terbaru menunjukkan paparan ketamin dapat membahayakan sinaptogenesis otak akibat blokade reseptor NMDA, jalur transduksi pensinyalan GABA, dan aktivasi kaskade apoptosis, khususnya dalam periode pertumbuhan model hewan neonatus, sehingga masalah efek neurotoksisitas ketamin muncul kepermukaan. Jalur kaskade Caspase-3 dan GABA akan mengurangi protein anti-apoptosis BCL-2, dan blokade reseptor NMDA akan mengaktifkan pelepasan AMPA dari BDNF. Beberapa penelitian mendemonstrasikan efek neuroprotektif potensial tinggi seperti ACTH Pro8-Gly9-Pro10 dalam mencegah neurotoksisitas yang 4-10 disebabkan oleh agen anestesi. Tujuan Penelitian : Untuk Membuktikan bahwa pemberian ACTH4-10Pro8-Gly9- Pro10 dapat menurunkan kejadian neurotoksisitas akibat pemberian ketamin pada rattus novergicus galur sprague dawley PND 7 yang dinilai dengan penurunan ekspresi caspase 3 dan peningkatan ekspresi Bcl-2 dan BDNF di otak. Metode : Subjek penelitian adalah tikus galur sprague dawley (n=33) dan dibagi menjadi tiga kelompok: Kelompok K1-Kelompok kontrol negatif, diberikan plasebo intranasal (NaCl 0,9%) dan injeksi plasebo subkutaneus (NaCl 0,9%); Kelompok K2-Kelompok kontrol positif, dengan pemberian plasebo intranasal (NaCl 0,9%) dan injeksi ketamin 40 mg/kgBB subkutaneus dan Kelompok K3- Kelompok perlakuan, dengan pemberian ACTH4-10Pro8-Gly9-Pro10 dosis 50 mcg/kgBB intranasal dan injeksi ketamin dosis 40 mg/kgBB subkutaneus. Semua tikus dikorbankan 6 jam setelah perlakuan, kemudian ekspresi Caspase-3, Bcl-2, dan BDNF jaringan otak diperiksa dengan metode imunohistokimia dan perangkat lunak ImageJ. Hasil : Dari 33 subjek penelitian; dijumpai 2 tikus di kelompok K1 dan 1 tikus di kelompok 3 mati. Perbandingan ekspresi pada ketiga kelompok tidak terdapat perbedaan distribusi persentase sel yang mengekspresikan caspase-3 dan Bcl-2 dengan nilai p masing-masing 0,145 dan 0,943. Namun, pada distribusi persentase sel yang mengekspresikan BDNF terdapat perbedaan yang bermakna antara ketiga kelompok dengan nilai p < 0,001 Kesimpulan : Pemberian ACTH4-10Pro8-Gly9-Pro10 intranasal sebelum pemberian injeksi ketamin subkutaneus terbukti dapat menurunkan kejadian neurotoksisitas dari ketamin pada model tikus dengan dijumpai peningkatan ekspresi BDNF yang signifikan.

Background: General anesthesia before surgery is common for children worldwide. Ketamine is widely used as an anesthetic agent for children because of its safety and high efficacy in maintaining analgesia, spontaneous breathing, and hemodynamic stability. Nevertheless, recent studies showed ketamine exposure might compromise brain synaptogenesis by NMDA receptor blockade, GABA signaling transduction pathway, and activation of apoptotic cascades, particularly in the growth spurt period of nenonatal animals, so the issue of neurotoxicity effect of ketamine surfaced. The cascade was activated by caspase-3, the GABA pathway will decrease anti-apoptotic protein Bcl-2, and NMDA receptor blockade will activate AMPA–release of brain-derived-neurotrophic-factor (BDNF). Several studies demonstrated the high potential neuroprotective effect of ACTH4- 10Pro8-Gly9-Pro10 in preventing neurotoxicity caused by anesthetic agents. Objective: To demonstrate that administration of ACTH4-10Pro8-Gly9-Pro10 can decrease neurotoxicity caused by ketamine in PND-7 Sprague Dawley rats by investigating caspase-3, Bcl-2, and BDNF expression in the brain tissue. Methods: The research subjects were Sprague Dawley rats (n=33) and were divided into three groups: Group K1-negative control group, given intranasal placebo (0.9% NaCl) and subcutaneous placebo injection (0.9% NaCl); Group K2-positive control group, given intranasal placebo (NaCl 0.9%) and ketamine injection of 40 mg/kgBW subcutaneously and Group K3-treatment group, given ACTH4-10Pro8-Gly9-Pro10 dose of 50 mcg/kgBW intranasal and injection ketamine at a dose of 40 mg/kg subcutaneously. All mice were sacrificed 6 hours after treatment, then the expression of Caspase-3, Bcl-2, and BDNF brain tissue was examined by immunohistochemical methods and ImageJ software Results: Of the 33 research subjects; found 2 rats in group K1 and 1 rat in group 3 died. Comparison of the expression in the three groups, there was no difference in the distribution of the percentage of cells expressing caspase-3 and Bcl-2 with p values of 0.145 and 0.943, respectively. However, in the distribution of the percentage of cells expressing BDNF there was a significant difference between the three groups with p value < 0.0010 Conclusions: Intranasal administration of ACTH4-10Pro8-Gly9-Pro10 before subcutaneous injection of ketamine has been shown to reduce the incidence of neurotoxicity from ketamine in a rat model with a significant increase in BDNF expression.