Disertasi

Efek Vasodilator Nitrogliserin Intravena terhadap Perubahan Parameter Biokimiawi, TNFα, Stres Oksidatif, Mikrosirkulasi dan Histopatologi pada Pankreatitis Akut Kajian Model Eksperimen Hewan Beruk (Macaca nemestrina) = Effect of Intravenous Nitrooglycerin as Vasodilator on Biochemical Paramaters, TNF-α, Oxidative Stress, Microcirculation, and Histopstology in Acute Pancreatitis Experimental Model Study on Nonhuman Primate (Macaca nemestriana).

Pankreatitis akut adalah keadaan inflamasi pankreas dengan mortalitas 5–10% dan dapat mencapai 30–50% apabila menjadi berat. Gangguan mikrovaskular pankreas dan sistemik berperan pada patogenesis pankreatitis akut akibat iskemia dan ischemia-reperfusion injury serta terbentuknya oxygen derived free radicals. Tujuan penelitian ini mengevaluasi patogenesis pankreatitis akut dengan menganlisis mikrosirkulasi menggunakan pencitraan sidestream dark field (SDF) pada pankreas dan vaskular mesenterik, serta efek pemberian vasodilator nitrogliserin (NTG) pada parameter-parameter pankreatitis akut. Penelitian eksperimental ini menggunakan model hewan pankreatitis akut, yang dibagi menjadi 2 tahap yaitu studi pendahuluan dan studi eksperimental. Penelitian dilakukan di Pusat Studi Satwa Primata (PSSP) Institut Pertanian Bogor (IPB) pada April 2020 sampai April 2022. Kriteria inklusi adalah hewan model beruk (Macaca nemestrina) jantan yang dinyatakan sehat oleh dokter hewan serta sudah menjalani fase adaptasi dan isolasi. Digunakan 1 ekor beruk untuk setiap kelompok dengan jumlah hewan 3 ekor (untuk dilakukan uji dosis, tanpa pemberian NTG, dan dengan pemberian NTG) . Hewan diinduksi pankreatitis akut dengan glycodeoxycholic acid (GDOC). Pencitraan SDF pada organ pankreas dan vaskular mesenterik, pemeriksaan biokimiawi, TNFα, stress oksidatif dilakukan sebelum, saat, dan setelah induksi. Sampel histopatologi diambil 3 jam setelah induksi. Analisis sampel histopatologi menggunakan histoscore NFkB dengan uji independent t-test, Mann-Whitney, dan Fischer exact test. Studi pendahuluan menunjukkan dosis GDOC untuk induksi pankreatitis akut adalah 44,8 mg/kg dan injeksi nitrogliserin diberikan pada menit ke-8 setelah induksi. Terjadi pankreatitis akut yang ditandai dengan adanya tanda klinis nyeri dan meningkatnya kadar amilase lipase setelah induksi dengan GDOC. Perubahan parameter biokimiawi, inflamasi, stres oksidatif dan gambaran makroskopis pada hewan dengan pemberian nitrogliserin menunjukkan keadaan pankreatitis akut yang lebih ringan dibandingkan hewan tanpa pemberian nitrogliserin. Pencitraan SDF menunjukkan terjadi vasokonstriksi dengan adanya gambaran penipisan densitas vaskular pankreas pada menit ke-8 setelah induksi pada ketiga subjek hewan penelitian, yang diikuti dengan terjadinya vasodilatasi, ekstravasasi dan kerusakan vaskular. Kerusakan lebih berat pada hewan tanpa pemberian NTG dibandingkan hewan dengan pemberian NTG. Analisis histoscore NFkB menunjukkan rerata nilai hewan tanpa NTG (8,23 ± 1,92) lebih tinggi dibandingkan hewan dengan pemberian NTG (6,67 ± 2,67). Pada Fischer exact test terdapat perbedaan bermakna pada organ hati (hewan tanpa NTG (8,2 ± 0,45); hewan dengan NTG (2,4 ± 1,14); p = 0,008). Pankreatitis akut terjadi setelah induksi dengan penyuntikan GDOC intraduktal pankreas. Fase awal pankreatitis akut menunjukkan terjadi vasokontriksi yang diikuti vasodilatasi serta kerusakan vaskular kapilar yang sesuai dengan keadaan suatu ischemia-reperfusion injury. Pemberian nitrogliserin pada fase awal terhadap hewan pankreatitis akut dapat mencegah terjadinya perburukan pankreatitis dan perbaikan perfusi yang terjadi dapat mencegah terjadinya/perburukan akibat ischemia-reperfusion injury.
Kata kunci: histopatologi, nitrogliserin, pankreatitis akut, vasodilator, pancreatic ischemia and ischemia reperfusion injury


Acute pancreatitis is an inflammatory condition of the pancreas with a mortality of 5–10% and can reach 30–50% if it becomes severe. Pancreatic and systemic microvascular disorders play a role in the pathogenesis of acute pancreatitis due to ischemia and ischemiareperfusion injury and the formation of oxygen derived free radicals. The aim of this study was to evaluate the pathogenesis of acute pancreatitis by analyzing microcirculation using sidestream dark field (SDF) imaging in the pancreas and mesenteric vascular, as well as the effect of administering the vasodilator nitroglycerin (NTG) on the parameters of acute pancreatitis. This experimental research uses an animal model of acute pancreatitis, which is divided into 2 stages, namely a preliminary study and an experimental study. The research was carried out at Pusat Studi Satwa Primata (PSSP) of the Bogor Agricultural Institute (IPB) from April 2020 to April 2022. The inclusion criteria were male monkey models (Macaca nemestrina) that were declared healthy by a veterinarian and had undergone the adaptation and isolation phase. 1 monkey was used for each group with 3 animals (for dose testing, without giving NTG, and with giving NTG). Animals induced acute pancreatitis with glycodeoxycholic acid (GDOC). SDF imaging of the pancreatic organ and mesenteric vasculature, biochemical, TNFα and oxidative stress examinations were carried out before, during and after induction. Histopathological samples were taken 3 hours after induction. Histopathological sample analysis used NFkB histoscore with independent t-test, MannWhitney, and Fischer exact test. Preliminary studies show that the GDOC dose for induction of acute pancreatitis is 44.8 mg/kg and nitroglycerin injection is given at 8 minutes after induction. Acute pancreatitis occurs which is characterized by clinically pain and increased levels of amylase lipase after induction with GDOC. Changes in biochemical parameters, inflammation, oxidative stress and macroscopic features in animals given nitroglycerin showed a milder state of acute pancreatitis than animals without nitroglycerin given. SDF imaging showed vasoconstriction with a thinning of pancreatic vascular density at 8 minutes after induction in the three research animal subjects, which was followed by vasodilation, extravasation and vascular damage. Damage was more severe in animals without NTG administration than in animals administered NTG. NFkB histoscore analysis showed that the mean value for animals without NTG (8.23 ± 1.92) was higher than for animals given NTG (6.67 ± 2.67). In the Fischer exact test there were significant differences in the liver (animals without NTG (8.2 ± 0.45); animals with NTG (2.4 ± 1.14); p = 0.008). Acute pancreatitis occurs after induction with intraductal injection of pancreatic GDOC. The initial phase of acute pancreatitis shows vasoconstriction followed by vasodilation and capillary vascular damage consistent with an ischemia-reperfusion injury. Giving nitroglycerin in the early phase to experimental animals with acute pancreatitis can prevent worsening of pancreatitis and the improvement in perfusion that occurs can prevent the occurrence/worsening of ischemia reperfusion injury.
Key words: acute pancreatitis, histopathology, nitroglycerin, vasodilator, pancreatic ischemia and ischemia reperfusion injury.