Percobaan II

Dosis Respon Obat Dan Indeks Terapi

I. Tujuan

Setelah menyelesaikan percobaan ini diharapkan mahasiswa :

1. Memperolehgambaran bagaimana merancang eksperimen untuk memperoleh DE50

dan DL50

2. Memahami konsep indeks terapi dan implikasinya

II. Teori Dasar

Aktivitas terapetik dipengaruhi oleh serangkaian pemberian obat. Keadaan ini tidak

saja berkaitan dengan zat aktif dan perubahannya di dalam tubuh, tetapi juga berkaitan

dengan individu yang diberi obat, serta adanya interaksi permanent antara keduanya. Analisis

hal tersebut akan dijadikan dalam urutan yang terbalik dengan kronologi sesungguhnya, yang

terdiri dari tiga tahap yaitu : tahap farmakodinamik, tahap farmakokinetik, dam tahap

biofarmasetik (Sihombing, 2010).

Onset of action adalah jumlah waktu yang diperlukan oleh suatu obat untuk mulai

bekerja. Obat-obatan yang diberikan secara intravena secara umum mempunyai onset of

action yang lebih cepat dibanding obat-obat yang diberikan per oral karena obat-obatan harus

diabsorpsi dan melalui usus sebelum masuk ke aliran darah. Durasi adalah lamanya waktu

suatu obat bersifat terapeutik. Durasi biasanya sesuai dengan waktu paruh obat tersebut

(kecuali bila obat terikat irreversibel dengan reseptornya) dan tergantung pada metabolisme

dan eksresinya (Sihombing, 2010).

Saat obat didistribusikan dalam tubuh, obat mengadakan kontak dengan sejumlah

membran.

• Faktor-faktor terkait obat yang mempengaruhi absorpsi meliputi :

1. keadaan ionisasi

2. berat molekul

3. kelarutan (lipofilisitas)

4. formulasi (larutan-tablet).

Obat-obatan yang kecil, tak terionisasi, larut dalam lemak menembus membran

plasma paling mudah.

• Faktor-faktor terkait pasien yang mempengaruhi absorpsi obat tergantung pada cara

pemberiannya. Sebagai contoh, adanya makanan dan saluran pencernaan, keasaman lambung,

dan aliran darah ke saluran pencernaan mempengaruhi absorpsi obat-obatan oral (Olson,

1993).

Interaksi antara obat dan tempat ikatan pada reseptor tergantung pada terpenuhinya

‘kesesuaian’ antara kedua molekul tersebut. Makin erat kesesuaian dan makin banyak ikatan

(biasanya non kovalen), makin kuat gaya tarik di antara kedua molekul tersbut, dan makin

tinggi afinitas obat tersebut terhadap reseptor. Kemampuan suatu obat untuk berikatan

dengan satu jenis reseptor tertentu disebut spesifisitas. Tidak ada obat yang benar-benar

spesifik, namun banyak obat yang bekerja relatif selektif pada satu jenis reseptor (Ikawati,

2009).

Obat-obat diresepkan untuk menghasilkan efek terapeutik, namun seringkali

menghasilkan efek yang tidak diharapkan, yang bervariasi mulai dari efek yang tidak berarti

(misalnya mual ringan) sampai efek yang fatal (misalnya anemia aplastik) Hampir semua

obat dengan dosis yang cukup besar dapat menimbulkan efek toksis (TD= dosis toksis,) dan

pada akhirnya dapat menyebabkan kematian (LD = dosis letal,). Dosis terapeutis adalah

takaran pada mana obat menghasilkan efek yang diinginkan (Neal, 2006).

Untuk menilai keamanan dan efek suatu obat, di laboratorium farmakologi dilakukan

penelitian dengan binatang percobaan, yang ditentukan adalah khusus ED50 yaitu dosis yang

memberikan efek terapi yang diinginkan pada 50% hewan percobaan dan LD50 yaitu dosis

yang masing-masing memberikan efek atau dosis yang mematikan pada 50% pada jumlah

hewan percobaan. Indeks terapi (LD50:ED50) merupakan perbandingan antara kedua dosis

itu, yang merupakan suatu ukuran keamanan obat. Dosis berbanding lurus dengan respon

obat dan respon berhenti pada konsentrasi tertentu, seperti yang terlihat gambar di bawah ini :

(Ikawati, 2009)

Semakin besar indeks terapi, semakin aman penggunaan obat tersebut. Akan tetapi,

hendaknya diperhatikan bahwa indeks terapi ini tidak dengan begitu saja dapat dikorelasikan

terhadap manusia, seperti semua hasil percobaan dengan hewan karena adanya perbedaan

metabolisme. Luas terapi (ED50-LD50) adalah jarak antara ED50 dan LD50, juga dinamakan

jarak keamanan (safety margins). Seperti indeks terapi, luas terapi berguna juga sebagai

indikasi untuk keamanan obat yang digunakan untuk jangka waktu panjang (Bakhriansyah,

2008).

Takaran pemakaian yang dimuat dalam Farmakope Indonesia dan farmakope negara-

negara lain hanya dimaksudkan sebagai pedoman saja. Begitu pula dosis maksimal (MD),

yang bila dilampaui dapat mengakibatkan efek toksis, bukan merupakan batas yang mutlak

untuk ditaati. Dosis maksimal dari banyak obat dimuat di semua farmakope, tetapi kebiasaan

ini sudah ditinggalkan Farmakope Eropa dan Negara-negara Barat, karena kurang adanya

kepastian mengenai ketepatannya, antara lain berhubung dengan variasi biologi dan faktor-

faktor tersebut di atas. Sebagai gantinya kini digunakan dosis lazim, yaitu dosis rata-rata yang

biasanya (lazim) memberikan efek yang diinginkan (Ansel, 2005)

Dosis farmakope luar negeri sebetulnya berlaku untuk orang Barat dewasa

berdasarkan bobot rata-rata 150 pound (68 kg). tubuh orang Indonesia umumnya lebih kecil

dengan berat rata-rata 56 kg, sehingga seharusnya mendapatkan takaran yang lebih rendah

pula. Dalam praktek, hal ini tidak atau kurang diperhatikan, tidak pula mengenai besar-

kecilnya pasien, karena perbedaan dosis dari kedua bobot badan hanya kurang lebih 16%.

Selisih ini dapat diabaikan mengingat variasi individual mengenai daya resorbsi obat di

dalam tubuh yang jauh lebih besar, kadang-kadang sampai lebih dari 50% (Tjay, 2007).

Dosis Efektif menengah suatu obat adalah jumlah yang akan menghasilkan intensitas

efek yang diharapkan 50% dari jumlah populasi percobaan. Dosis Toksik median ialah

jumlah yang akan menghasilkan efek keracunan tertentu yang diharapkan pada 50% dari

populasi percobaan. Hubungan antara efek obat yang diharapkan dan yang tidak biasanya

dinyatakan dalam indeks terapeutik. Obat yang ideal memiliki nilai Indeks Terapi (IT) lebih

besar dari satu. Semakin besar nilai IT, maka obat tersebut makin aman digunakan.

Sedangkan nilai Margin Dosis Keamanan (MDK) adalah rasio antara dua dosis yang

memberikan efek samping dan dosis yang memberikan efek terapi. MDK digunakan untuk

mengevaluasi keamanan dalam penentuan dosis untuk manusia (Aulia, 2011).

Indeks terapi merupakan batas keamanan obat yang berupa hubungan antara dosis

terapi dan dosis obat yang menimbulkan efek. Hal ini menimbulkan selektivitas obat, tetapi

data ini sulit diperoleh dari penelitian klinik karena dalam uji klinik, selektivitas obat

dinyatakan secara tidak langsung yakni sebagai pola efek samping yang ditimbulkan obat

dalam dosis terapi dan persentase penderita yang menghentikan pemakaian obat atau

menurunkan dosis akibat efek samping. Sebelum percobaan toksikologi dilakukan, sebaiknya

telah ada data mengenai identifikasi sifat obat dan rencana penggunaannya. Data ini dapat

dipakai untuk mengarahkan percobaan toksisitas yang akan dilakukan untuk meneliti

berbagai efek yang berhubungan dengan cara dan waktu pemberian suatu sediaan obat

(Aulia, 2011).

Indeks terapeutik harus dipandang sebagai petunjuk umum batas keamanan dan untuk

setiap pasien dipertimbangkan secara terpisah. Indeks terapeutik tidak diperhitungkan pada

pasien idiosinkrasi perseorangan. Lebih lanjut, selama kriteria penentuan indeks terapeutik

melibatkan pemakaian figur median dan defenisi sempit yang dimaksudkan dengan

kemanjuran dari toksisitas, sedangkan indeks tidak sepenuhnya mencerminkan populasi

contoh dan tergantung pada defenisi kemanjuran dan “toksisitas”, maka sejumlah indeks

terapeutik mungkin menetapkan sebuah obat saja. (Ansel, 2005)

Dosis yang menimbulkan efek terapi pada 50 % individu disebut dosis terapi median

atau dosis efektif median ( ED50 ). Dosis letal median ( LD50 ) ialah dosis yang

menimbulkan kematian pada 50 % individu, sedangkan TD50 ialah dosis toksik 50 %. Dalam

studi farmakodinamik di laboratorium, indeks terapi suatu obat dinyatakan dalam rasio

berikut :

Indeks terapi = TD50/ED50 atau LD50/ED50

(Setiawati, dkk., 2007)

DATA PENGAMATAN

PERHITUNGAN

Mencit I → dosis =

Mencit II → dosis =

Mencit III → dosis =

Mencit IV → dosis =

VII. Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai dosis respon obat dan

indeks terapi. Tujuan dari percobaan ini antara lain untuk memperoleh gambaran

bagaimana merancang eksperimen untuk memperoleh DE50 dan LD50 serta dapat memahami

konsep indeks terapi dan implikasi-implikasinya.

Pada percobaan ini dapat dilihat dengan jelas hubungan dosis terhadap efek obat

yang diberikan melalui intraperitoneal kepada mencit. Mencit dipilih sebagai hewan uji

karena proses metabolisme dalam tubuhnya berlangsung cepat dan suhu tubuhnya sangat

mirip dengan manusia sehingga sangat cocok untuk dijadikan sebagai objek pengamatan.

Cara pemberian obat merupakan salah satu penentu dalam memaksimalkan

proses absorbsi obat oleh tubuh karena sangat menentukan efek biologis suatu obat

seperti absorpsi, kecepatan absorpsi dan bioavailabilitas (total obat yang dapat

diserap), cepat atau lambatnya obat mulai bekerja (onset of action), lamanya obat

bekerja (duration of action), intensitas kerja obat, respons farmakologik yang dicapai

serta dosis yang tepat untuk memberikan respons tertentu.

Pada pemberian obat secara intra-peritoneal, obat diinjeksikan pada rongga

perut tanpa terkena usus atau terkena hati. Di dalam rongga perut ini obat akan

langsung diabsorpsi pada sirkulasi portal dan akan dimetabolisme di dalam hati

sebelum mencapai sirkulasi sistemik. Namun karena pada mesentrium banyak

mengandung pembuluh darah, maka absorpsi berlangsung lebih cepat dibandingkan

per-oral sehingga mula kerja obat pun menjadi lebih cepat. Tujuannya tanpa melalui

saluran pencernaan dan langsung ke pembuluh darah. Keuntungan pemberian obat

melalui suntikan atau parenteral yaitu timbulnya efek lebih cepat dan teratur

dibandingkan dengan pemberian per oral, dapat digunakan untuk pasien yang tidak

sadar, sering muntah, diare, pasien yang sulit menelan atau pasien yang tidak

kooperatif; dapat untuk obat yang mengiritasi lambung; dapat menghindari kerusakan

obat di saluran cerna dan hati; bekerja cepat dan dosis ekonomis. Kerugian yang

mungkin ditimbulkan yaitu kurang aman, tidak disukai pasien, berbahaya (suntikan –

infeksi), menyebabkan resiko infeksi bila tidak memperhatikan dan melakukan tehnik

aseptic dan antiseptic pada saat pemberian obat. Karena pada pemberian parenteral,

obat diinjeksikan melalui kulit, menembus sistem pertahanan kulit. Komplikasi yang

sering terjadi adalah bila pH, osmolaritas dan kepekatan cairan obat yang diijeksikan

tidak sesuai dengan kondisi tempat penusukkan, serta dapat mengakibatkan kerusakan

jaringan sekitar tempat injeksi.

Setiap kelompok praktikan mendapatkan 4 ekor mencit. Masing-masing mencit

ditimbang untuk menentukan dosis obat yang akan diberikan dan diberi nomor agar tidak

tertukar satu dengan yang lainnya. Setelah dilakukan penimbangan, didapat berat mencit

pertama adalah 20,65 g. Berat mencit kedua adalah 21,9 g. Berat mencit ketiga adalah

17,50 g. Berat mencit keempat adalah 21,7 g. Dari perhitungan diperoleh bahwa

volume obat yang akan disuntikkan pada mencit pertama adalah 0,51 ml. volume obat

untuk mencit kedua adalah 0,54 ml. volume obat untuk mencit ketiga adalah 0,43 ml,

dan volume obat untuk mencit keempat adalah 0,54 ml. Masing-masing mencit diberi

suntikan intra-peritoneal dengan dosis obat yang berbeda. Mencit pertama diberi NaCl

fisiologis, mencit kedua diberi Diazepam 10 mg/BB, mencit ketiga diberi Diazepam

20mg/BB, dan mencit ketiga diberi Diazepam 40 mg/BB.

Pada percobaan ini dilakukan pemberian NaCl fisiologis dengan intraperitonial pada

mencit. NaCl fisiologis digunakan karena komposisinya mirip dengan cairan tubuh sehingga

tidak akan memberikan efek farmakologis apapun bila diberikan pada mencit. Diazepam

digunakan untuk memperpendek mengatasi gejala yang timbul seperti gelisah yang

berlebihan, diazepam juga dapat diinginkan untuk gemeteran, kegilaan dan dapat menyerang

secara tiba-tiba. Halusinasi sebagai akibat mengkonsumsi alkohol. diazepam juga dapat

digunakan untuk kejang otot, kejang otot merupakan penyakit neurologi. dizepam digunakan

sebagai obat penenang dan dapat juga dikombinasikan dengan obat lain.

Ujung ekor mencit diangkat dengan tangan kanan, diletakkan pada suatu tempat yang

permukaannya tidak licin (misal ram kawat pada penutup kandang), sehingga ketika ditarik,

mencit akan mencengkram. Kulit tengkuk dijepit dengan telunjuk dan ibu jari tangan kiri,

ekornya tetap dipegang dengan tangan kanan. Posisi tubuh mencit dibalikkan, sehingga

permukaan perut menghadap kita dan ekor dijepitkan antara jari manis dan kelingking tangan

kiri.

Pada saat penyuntikan, posisi kepala lebih rendah dari abdomen. Jarum disuntikkan

dengan sudut sekitar 100 dari abdomen pada daerah yang sedikit menepi dari garis tengah,

agar jarum suntik tidak mengenai kandung kemih. Penyuntikan tidak di daerah yang terlalu

tinggi untuk menghindari terjadinya penyuntikan pada hati.

     Mekanisme kerja diazepam pada sistem GABA yaitu dengan memperkuat fungsi

hambatan neuron GABA. Reseptor Benzodiazepin dalam seluruh sistem saraf pusat, terdapat

dengan kerapatan yang tinggi terutama dalam korteks otak frontal dan oksipital, di

hipokampus dan dalam otak kecil. Pada reseptor ini, benzodiazepin akan bekerja sebagai

agonis. Terdapat korelasi tinggi antara aktivitas farmakologi berbagai benzodiazepin dengan

afinitasnya pada tempat ikatan. Dengan adanya interaksi benzodiazepin, afinitas GABA

terhadap reseptornya akan meningkat, dan dengan ini kerja GABA akan meningkat. Dengan

aktifnya reseptor GABA, saluran ion klorida akan terbuka sehingga ion klorida akan lebih

banyak yang mengalir masuk ke dalam sel. Meningkatnya jumlah ion klorida menyebabkan

hiperpolarisasi sel bersangkutan dan sebagai akibatnya, kemampuan sel untuk dirangsang

berkurang.

Pengaruh atau efek obat pada masing-masing mencit diamati. Setiap 15 menit, 30

menit, 45 menit dan 60 menit. masing-masing mencit diperiksa apakah sudah kehilangan

‘righting reflex’ atau belum. Righting reflex adalah reaksi tubuh pada hewan untuk kembali

ke posisi semula sehingga kuku dan kakinya menempel ke tanah setelah sebelumnya

diposisikan pada posisi terlentang. Hal tersebut diuji dengan cara mengangkat ekor mencit

dan meletakkannya pada posisi terbalik. Jika mencit masih dapat kembali ke posisi semula,

berarti mencit tersebut masih memiliki righting reflex.

Pada percobaan ini mencit pertama yang disuntikkan Diazepam 40 mg/BB tidak

menunjukkan efek terhadap dosis obat yang diberikan setelah 15 menit, 30 menit, dan 45

menit. Setelah 60 menit, mulai terlihat adanya efek dari obat yang disuntikkan. Hal ini

ditandai dengan hilangnya righting reflex pada mencit. Pada mencit kedua yang disuntikkan

Diazepam 10 mg/BB, tidak menunjukkan adanya efek setelah 15 menit, 30 menit, 45 menit,

dan 60 menit. Pada mencit ketiga yang disuntikkan Diazepam 20 mg/BB juga tidak

menunjukkan adanya efek dari pemberian obat setelah 15 menit, 30 menit, 45 menit, dan 60

menit. . Hal ini dibuktikan dengan cara mengangkat ekor mencit dan meletakkannya pada

posisi terlentang dan mencit masih dapat kembali ke posisi semula. Mencit terakhir (mencit

keempat) disuntikkan NaCl fisiologis. Pemberian NaCl fisiologis secara intraperitoneal tidak

memberikan efek apapun. NaCl fisiologis digunakan sebagai control normal (blanko) karena

komposisinya mirip dengan cairan tubuh sehingga tidak akan memberikan efek farmakologis

apapun bila diberikan pada mencit.

Setelah semua percobaan selesai dilakukan, mencit dikorbankan dengan cara dislokasi

leher. Ekor mencit dipegang dan kemudian ditempatkan pada permukaan yang bisa

dijangkaunya, lalu Mencit akan meregangkan badannya. Saat mencit meregangkan badannya,

pada tengkuk ditempatkan suatu penahan, misalnya pensil atau batang logam yang dipegang

dengan tangan kiri. Ekornya ditarik dengan tangan kanan dengan keras, sehingga lehernya

akan terdislokasi dan mencit akan terbunuh. Selain dengan cara dislokasi leher, pengorbanan

juga dapat dilakukan dengan cara kimia antara lain dengan menggunakan eter atau

pentobarbital-Na pada dosis yang mematikan.

Berdasarkan data pengamatan dari percobaan, dibuat grafik atau kurva dosis obat

terhadap respon. Intensitas efek obat pada makhluk hidup lazimnya meningkat jika dosis obat

yang diberikan kepadanya juga ditingkatkan. Prinsip ini memungkinkan untuk

menggambarkan kurva efek obat sebagai fungsi dari dosis yang diberikan, atau

menggambarkan kurva dosis-respon.

Pada grafik dibuat plot terhadap sumbu x dan sumbu y, dimana sumbu x adalah log

dosis dan sumbu y adalah % kematian. Namun pada percobaan tidak ada mencit yang mati

sehingga % kematian diganti dengan % respon. Sumbu x yang terdiri dari dosis 10 mg, 20

mg, dan 40 mg di log kan sehingga didapatkan hasil log 10= 1 ; log 20=1,3 ; log 40=1,6.

Hasil log ini dimasukkan pada grafik. Berdasarkan data pengamatan, hanya dosis 40 mg/BB

yang memberikan efek, yaitu setelah 60 menit pemberian obat. Sehingga didapatkan

perhitungan sebagai berikut :

x 100% = 25%

Kemudian hasil perhitungan ini dimasukkan pada sumbu y sebagai % respon. Jadi, pada dosis

40 mg setelah pemberian 60 menit terjadi % respon sebesar 25 %.

Berdasarkan percobaan dan hasil pengamatan dari keempat mencit tidak terjadi efek

yang signifikan. Hal ini disebabkan karena senyawa yang diberikan kepada mencit tidak

homogen. Menurut Farmakope Indonesia edisi III, Diazepam adalah senyawa yang agak

sukar larut dalam air dan mudah larut dalam kloroform. Sedangkan pada saat praktikum

Diazepam dilarutkan dalam air sehingga senyawa tidak tersebar secara merata (homogen)

sehingga dosis yang diberikan kemungkinan besar tidak akurat dan mengurangi efek yang

ditimbulkan.

Indeks terapi obat bekerja berbanding lurus terhadap efektivitas keamanan pemakaian obat.

Dengan kata lain, jika indeks terapi obat semakin besar maka semakin besar efektivitas dan

keamanan pemakaian obat.

Perbedaan efek yang terjadi pada masing-masing mencit juga disebabkan karena

terdapatnya variasi biologis pada tiap individu, diantaranya yaitu kondisi stress ataupun

kesalahan dalam prosedur pemberian obat. Akibat faktor individual itu, efek obat dapat

sangat berbeda. Setiap individu dapat memberikan respons yang berlainan terhadap suatu

obat sesuai kepekaannya masing-masing. Perbedaan respons ini bisa besar sekali, karena

untuk setiap obat selalu ada individu yang rentan dan dengan dosis rendah sekali sudah dapat

memberikan efek terapeutis. Sebaliknya, ada pula individu yang hanya memberikan efek

dalam dosis yang amat tinggi. Inilah sebabnya mengapa dosis obat yang diberikan pada suatu

pasien dengan hasil baik, adakalanya tidak ampuh pada pasien lain, yang mungkin dosisnya

harus dinaikkan untuk memberikan efek yang sama.

VIII. Kesimpulan

1. DE50 dan DL50 bisa didapatkan dengan memberikan obat pada hewan percobaan dan

dihitung 50% dari hewan yang mati untuk DL50 dan 50% hewan yang memberikan

efek untuk DE50.

2. Indeks terapi bisa didapatkan dari perbandingan antara DL50 dan DE50. indeks terapi

untuk hewan percobaan nantinya dapat dikonversikan pada dosis untuk manusia