## PENGARUH LATIHAN FISIK AEROBIK TERHADAP KADAR INSULIN- LIKE GROWTH FACTOR-1 (IGF-1) JARINGAN HIPOKAMPUS OTAK
Dewi Pujiana STIKes Muhammadiyah Palembang Email : dp_plg@yahoo.com

## ABSTRAK
Latihan fisik aerobik yang dilakukan secara teratur selain dapat meningkatkan kesehatan jantung –  paru  juga  dapat  menyebabkan    pertumbuhan  dan  regenerasi  sel-sel  otak. Latihan  fisik  meningkatkan Insulin –  like  Growth  Factor  –  1 (IGF –  1)  yang  berdampak terhadap pertumbuhan dan regenerasi sel-sel otak. IGF-1  diproduksi oleh jaringan  otak. Belum  diketahui  apakah  latihan  fisik  mengakibatkan  terjadinya  perbedaan  kadar  IGF-1 jaringan  hipokampus  .  Penelitian  ini    bertujuan  untuk  membandingkan    kadar  IGF-1 jaringan  hipokampus  pada  tikus  wistar    yang  diberi  perlakuan  latihan  fisik  aerobik  1  kali seminggu,  3  kali  seminggu  dan  5  kali  seminggu. Penelitian  ini  merupakan Post  Test Control  Group  Design. Subjek  penelitian  berupa    tikus Rattus  norvegicus strain  Wistar berjumlah 28 ekor tikus yang dibagi dalam 1 kelompok kontrol dan 3 kelompok perlakuan yaitu kelompok latihan fisik aerobik yang dilakukan 1 kali seminggu, 3 kali seminggu dan 5 kali  seminggu.  Latihan  fisik  aerobik  dilakukan  menggunakan animal  treadmill dengan kecepatan 20 m/menit selama 30 menit. Hasil penelitian : Terjadi peningkatan kadar IGF- 1    jaringan  hipokampus  (103,986±3,58  pg/mL)  dibandingkan  kelompok  kontrol (97,367±5,72 pg/mL) . Kadar  IGF-1 jaringan hipokampus tertinggi terjadi pada kelompok 5 kali  seminggu  (111,078±3,31  pg/mL),.  Hasil  uji One  way Anova menunjukkan  bahwa terdapat perbedaan yang bermakna (p < 0,05) rerata  kadar  IGF-1 jaringan hipokampus 1 kali  seminggu,  3  kali  seminggu  dan  5  kali  seminggu. Kesimpulan Terdapat  perbedaan yang  bermakna  kadar  IGF-1  jaringan  hipokampus  tikus  wistar    yang  diberi  perlakuan latihan fisik aerobik dengan frekuensi yang berbeda.
Kata kunci :   Latihan fisik Aerobik , IGF-1, Jaringan

## ABSTRACT
Aerobic  exercise  performed  on  a  regular  basis  in  addition  to  improving  the  health  of  the heart - lung also can cause the growth and regeneration of brain cells. Physical exercise increases  Insulin  -  like  Growth  Factor  -  1  (IGF  -  1)  that  impact  on  the  growth  and regeneration of brain cells. IGF-1 is produced by the brain tissue. Not yet known whether physical  exercise  resulted  in  differences  in  levels  of  IGF-1  network  hippocampus.  This study  aimed  to  compare  the  levels  of  IGF-1  hippocampus  tissue  in  Wistar  rats  treated aerobic exercise 1 times a week, three times a week and five times a week. This study is a  Post  Test  Control  Group  Design.  The  subject  of  research  in  the  form  of  Rattus norvegicus  Wistar  strain  totaling  28  rats  were  divided  into  one  control  group  and  three treatment  groups:  group  aerobic  exercise  is  done  one  time  a  week,  three  times  a  week and five times a week. Aerobic exercise performed using animal treadmill at a speed of 20 m / min for 30 minutes. RESULTS: There was an increase in IGF-1 levels of hippocampal tissue (103.986 ±  3.58 pg / mL) compared to the control group (97.367  ± 5.72 pg / mL). Levels of IGF-1 hippocampus tissue was highest among 5 times a week (111.078 ± 3.31 pg / mL) ,. One way Anova test results showed that there were significant differences (p <0.05)  mean  levels  of  IGF-1  network  hippocampus  1  times  a  week,  three  times  a  week and five times a week. Conclusion There is a significant difference in the levels of IGF-1 Wistar rat hippocampal tissue treated aerobic exercise with different frequencies.
Keywords: Aerobic Exercise, IGF-1, Network

## PENDAHULUAN
Latihan fisik atau Physical exercise didefinisikan  sebagai  aktifitas  fisik  yang dilakukan  melalui  gerakan  tubuh  yang terencana,  terstruktur  dan repetitive
(berulang) untuk memperbaiki atau memulihkan  satu  atau  lebih  komponen kebugaran fisik. 8 Penelitian yang dilakukan oleh Zheng et al menyebutkan bahwa,  latihan  fisik  secara  langsung berpengaruh terhadap proses pemulihan fungsi  syaraf  ( Neurological  function ) melalui peningkatan jumlah sel progenitor yang diperantarai oleh pengaktifan Insulin –  like  Growth  Factor – 1 (IGF – 1). 16
IGF-1  adalah  peptide  kecil  yang terdiri  dari  70  asam  amino  dengan  berat molekul 7649 Da. 10 IGF-1 diproduksi oleh beberapa  organ  seperti  otak,  hati,  otot dan  kulit.  IGF-1  disintesa  di  hati  yang prosesnya  dipengaruhi  oleh  GH  dan memproduksi  ±  70%    IGF-1  yang disirkulasi  secara  keseluruhan. 12 Pada otak,  IGF-1  disintesa  oleh neuron tanpa dipengaruhi oleh aksi GH. 5
Latihan  fisik    berperan  dalam meningkatkan sirkulasi IGF-1 pada hipokampus, meningkatkan aktivitas syaraf,  neurogenesis  dan  pertumbuhan. Melalui  latihan  fisik,  peningkatan  IGF-1 berdampak terhadap perkembangan fungsi kognitif seperti belajar dan memori. 6 Penelitian  yang  dilakukan  oleh Carro, et  al pada  tikus  yang  diberikan perlakuan  latihan  aerobik  berupa  latihan
treadmill  selama  2  minggu  (40  menit perhari) didapatkan bahwa, terjadi peningkatan densitas dendrit dan neurogenesis selama  aktivitas  IGF-1 berlangsung. 6,1
Penelitian yang dilakukan Cetinkaya et  al juga  didapatkan  bahwa pada  latihan  aerobik  yang  dilakukan secara teratur dapat meningkatkan kadar IGF-1 hipokampus, tetapi tidak mengubah  kadar  IGF-1  di  hati  (liver), peningkatan  IGF-1  berdampak  terhadap pengembangan fungsi belajar dan memori yang ditunjukkan melalui peningkatan  jumlah  sel  hipokampus. 3
Berbagai  penelitian  tentang  latihan  fisik dan  IGF-1  telah  banyak  dilakukan,  akan tetapi  belum  banyak  penelitian  yang membahas kadar IGF-1 jaringan hipokampus.

## METODE PENELITIAN
Jenis  penelitian  ini  adalah  penelitian eksperimental laboratorium dengan rancangan Post  Test  Control  Group Design (Dahlan, 2009). Dalam Penelitian ini menggunakan tikus Rattus norvegicus jantan galur Wistar  yang sehat, umur 6-8 minggu  dengan  berat  80-150  gram. Sampel  dalam  penelitian  ini    yaitu  tikus ( Rattus  norvergicus galur  Wistar)  jantan berjumlah  28  ekor  yang  sehat,  berumur 6-8  minggu  dengan  berat  80-150  gram, tikus diberi makan dan minum secara ad libitum .  Kandang  dijaga  kebersihannya.
Dikondisikan pada lingkungan, dan
diperlakukan  sama,  sebelum  digunakan untuk  penelitian  diaklimatisasi  terlebih dahulu selama 1 minggu.
Cara  Perlakuan  Hewan  Coba  : Sesuai  dengan  rancangan  penelitian tikus  dibagi  4  kelompok  yaitu  P1-P4 dengan perlakuan sebagai berikut: P1  : Kelompok  kontrol,  tidak  diberi pembebanan latihan  fisik P2  :  Kelompok  yang  diberi  pembebanan latihan    fisik  aerobik  1  kali  seminggu selama  4  minggu  dan  diperiksa  kadar IGF-1 jaringan hipokampus P3  :  Kelompok  yang  diberi  pembebanan latihan    fisik  aerobik  selama  3  kali seminggu selama 4 minggu dan
diperiksa kadar
IGF-1 jaringan hipokampus P4  :  Kelompok  yang  diberi  pembebanan latihan    fisik  aerobik  selama  5  kali berturut –  turut  selama  4  minggu  dan diperiksa  kadar    IGF-1  dan  jaringan hipokampus.
Perlakuan  latihan  fisik  aerobik dilakukan  pada  malam  hari  dengan  cara menempatkan  tikus  perlakuan  kedalam animal treadmill dan menjalankan treadmill dengan kecepatan 20 meter per menit selama 30 menit. Sebelum perlakuan,  berat  badan  tikus  ditimbang terlebih dahulu dan dilakukan pengukuran  suhu  tubuhnya.  Setelah perlakuan berakhir, tikus dikeluarkan dari animal  treadmill dan  dengan  cepat ditimbang  kembali  berat  badan  dan diukur suhu tubuhnya.
Pengambilan jaringan hipokampus dilakukan  dengan  cara  pembedahan  di otak.
Pengukuran  konsentrasi  IGF-1 jaringan hipokampus dan serum menggunakan  kit  dari ELABSCIENCE
BIOTECH CO. LTD. Pengukuran dilakukan  berdasarkan  prinsip  ELISA ( Enzyme Linked Immuno-sorbent Assay ).

## HASIL PENELITIAN
Untuk  mengetahui  apakah  terjadi peningkatan kadar IGF-1 jaringan hipokampus latihan fisik aerobik dilakukan pengukuran kadar IGF-1
jaringan hipokampus.
Hasil penghitungan rerata kadar IGF-1 hipokampus  ditampilkan  pada  Tabel  4.1 berikut:
Tabel 1
Rerata Kadar  IGF-1 Jaringan Hipokampus Tikus Wistar  Pada Kelompok Kontrol dan Perlakuan Kelompok  N Mean  ± Standar deviasi (pg/ml) p value Kontrol 7 97,367±5,72 0,0005 1 kali 7 99,367±2,38 3 kali 7 101,514±5,04 5 kali 7 111,078±3,31 Jumlah 28 97.367 99.367 101.514 111.078 0 50 100 150
Kontrol 1 kali semiggu 3 kali seminggu 5 kali semimggu Kadar IGF-1 Jaringan Hipokampus Tikus Wistar (pg/ml)
Rerata kadar IGF-1 Jaringan
hipokampus    pada  tikus  wistar  yang diberi  perlakuan  latihan  fisik  aerobik    1 kali  seminggu  (99,367±2,38),    3  kali seminggu  (101,524±5,04)    dan  5  kali (111,078±3,31)  seminggu    selama  4 minggu  dibandingkan  kelompok  kontrol (97,367±5,72).

## PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa, terjadi   peningkatan rerata kadar IGF-1  Jaringan  hipokampus    pada  tikus wistar  yang  diberi  perlakuan  latihan  fisik aerobik    1  kali  seminggu  (99,367±2,38), 3  kali  seminggu  (101,524±5,04)    dan  5 kali  (111,078±3,31)  seminggu    selama  4 minggu  dibandingkan  kelompok  kontrol (97,367±5,72). IGF-1 merupakan neuroprotective  agent yang  berperan penting  dalam  perkembangan  otak  dan neuron survival .
Penelitian  yang  dilakukan  oleh Carro, et  al .;  Trejo, et  al juga menyebutkan  bahwa,  pada  tikus  yang diberikan  perlakuan  latihan  fisik  aerobik berupa latihan treadmill selama 2 minggu (40  menit  perhari)  didapatkan  bahwa terjadi  peningkatan  densitas  dendrit  dan neurogenesis dan terjadi selama aktivitas IGF-1  berlangsung. 1,13 Begitu  pula penelitian  yang  dilakukan  oleh  Zheng et al, menyebutkan  bahwa,  latihan  fisik secara  langsung  berpengaruh  terhadap proses pemulihan fungsi syaraf
( Neurological function )
melalui
peningkatan  jumlah  sel progenitor yang diperantarai oleh pengaktifan IGF – 1. 16
Menurut  Guan, et  al, latihan  fisik memperantarai peran IGF-1 dalam meningkatkan  fungsi  kognitif  seperti kemampuan belajar dan memori. Penelitian pada hewan coba menunjukkan bahwa, latihan fisik mempunyai  peran protective dalam neuro degeneratif . 7
Efek  latihan  fisik  terhadap    otak yang  paling  jelas  dapat  dilihat  pada bagian  dalam  hipokampus  dan  girus dentatus  yang  merupakan  bagian  dari otak  yang  terlibat  dalam  belajar  dan memori.  Latihan  fisik  bermanfaat  dalam meningkatkan  ukuran  dan  aliran  darah ke hipokampus manusia, terjadi perubahan  morfologi  di  dendrit  dan dendritik,  peningkatan  plastisitas  sinaps, serta  terjadi  neurogenesis  di  girus dentatus. 4
Hasil Penelitian ini sejalan dengan  penelitian  Cetinkaya et  al ,  yang menunjukkan bahwa latihan fisik aerobik secara teratur dapat meningkatkan kadar kadar  IGF-1  di  jaringan  hipokampus  (p value < 0,0001), juga ditunjukkan dengan peningkatan  jumlah  sel  di  area  CA1 (Cornu  Ammonis  1)  hipokampus  dan girus dentatus (p value < 0,003). 3
Latihan  fisik    berperan  dalam meningkatkan sirkulasi IGF-1 pada hipokampus, meningkatkan aktivitas syaraf, neurogenesis dan  pertumbuhan.
Melalui  latihan  fisik,  peningkatan  IGF-1
berdampak terhadap perkembangan fungsi kognitif seperti belajar dan memori. 6 IGF-1  memiliki  peran  penting untuk  neurogenesis  yang  dipicu  oleh latihan  fisik  .  Latihan  fisik  secara signifikan  dapat  meningkatkan  densitas dari dendritic  spines pada  kedua  girus dentatus  dan  di  dalam  area Cornu Ammonis 1  (CA  1).  Menurut  Yuan et  al ,
IGF-1  berperan  untuk  memperantarai terjadinya neurogenesis di subgranular zone (SGZ)  dan subventricular  zone (SVZ) pada otak tikus dewasa. 15 Latihan fisik  mengakibatkan  peningkatan  kadar Nerve  Growth  Factor seperti Growth Hormone (GH) dan IGF-1 yang berperan penting  terhadap  kesehatan  jaringan syaraf di otak. 2
Berbagai
penelitian telah
dilakukan  untuk  melihat    pengaruh latihan  fisik  terhadap  neurogenesis. 14 Penelitian
tentang hubungan neurogenesis  dan  latihan  fisik  pertama kali  dilakukan  Kempermann et  al, tikus ditempatkan  secara  khusus  dengan kondisi  terkontrol  selama  40  hari  dan kemudian  disuntik  dengan  BrdU  lebih dari  12  hari.    Setelah  24  jam  dilakukan injeksi,  dilakukan  pembedahan  pada beberapa  ekor  tikus  untuk  dipelajari proliferasi sel, dan beberapa ekor tikus di kontrol  lagi  selama    4  minggu,  untuk memungkinkan pematangan dan diferensiasi sel baru lahir. 9 Hasil pembedahan  ditemukan    penurunan jumlah sebagian sel BrdU-positif
(karena tidak semua sel terbelah menjadi  sel  saraf  dewasa. 11 Sebaliknya terjadi  peningkatan  jumlah  neuron  baru pada tikus yang diberi perlakuan dibandingkan  dengan  kelompok  kontrol. IGF  -1    terbentuk  sejak  masa  embrionik dan mempunyai peran predominan untuk pertumbuhan setelah kelahiran.
Dari hasil penelitian ini disimpulkan  bahwa  latihan  fisik  aerobik dengan  frekuensi  5  kali  seminggu  dapat meningkatkan  lebih  tinggi  rerata  kadar IGF-1 jaringan hipokampus. Hasil penelitian ini sesuai dengan rekomendasi
Ikatan Ahli Kedokteran Olahraga Amerika  ( American  College  of  Sports Medicine /ACSM) (2009)
yang menganjurkan untuk melakukan olahraga dengan tipe aerobik berintensitas sedang dengan  total  waktu  150  menit  dalam seminggu  (kurang-lebih  30  menit  sehari, 5  kali  dalam  seminggu)  atau  aerobik berintensitas berat dengan total waktu 75 menit  dalam  seminggu  (kurang-lebih  20 menit  sehari,  3  kali  dalam  seminggu). Latihan  fisik  dengan  frekuensi  3  sampai 5  kali  seminggu  memberikan  manfaat bagi  kesehatan  dan  mencegah  berbagai macam penyakit.

## SIMPULAN DAN SARAN simpulan
Terdapat  perbedaan  yang  bermakna  (p value  <  0,05)  antara  rerata  kadar  kadar IGF-1  Jaringan  hipokampus  pada  tikus wistar  yang  diberi  perlakuan  latihan  fisik
aerobik 1 kali semimggu, 3 kali seminggu dan 5 kali semimggu.
Saran 1.  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa  latihan  fisik  aerobik  yang dilakukan  5  kali  seminggu  lebih meningkatkan  rerata  kadar  IGF-1 jaringan  hipokampus  tikus  wistar dibandingkan  latihan 3 kali seminggu dan  1  kali  seminggu.  Oleh  karena  itu disarankan  agar  melakukan  latihan fisik aerobik 3-5 kali seminggu secara teratur untuk meningkatkan kesehatan otak
2.  Perlu  penelitian  lebih  lanjut  untuk mengetahui  kadar  IGF-1  di  jaringan atau organ  tubuh lainnya

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Carro,E.,  Nunez,A.,  Busiguina,S.,
and Torres-Aleman,I.
(2000).
Circulating insulin-like growth factor I mediates  effects  of  exercise  on  the brain. J. Neurosci. 20 , 2926-2933.
2.  Cassilhas, V.A. Viana, V. Grassmann, R.T. Santos, R.F.
Santos,  S.  Tufik,  M.T.Mello,  (2007). The impact of resistance exercise on the cognitive function of the elderly, Med. Sci. Sports  Exerc.
39.1401 –1407.
3.  Cetinkaya,  Caner.  Et.al  (2013). Positive  effects  of  aerobic  exercise on learning and memory functioning, which  correlate  with  hippocampal
IGF-1  increase  in  adolescent  rats . Article in neuroscience Letters.
4. Cotman  CW,  Berchtold  NC,  Christie LA  (2007) Exercise  builds  brain health:key  roles  of  growth  factor cascades  and  inflammation .  Trends Neurosci. 30:464-472
5.  Estevez, Vanessa-Nieto.et al. (2016). IGF  I:  A  Key  Growth  Factor that Regulates Neurogenesis and   s ynaptogenesis  from  Embryonic  to Adult Stages of the Brain .Frontiers in Neuroscience
6. Glasper,E.R.,LlorensMartin,M.V.,Leu ner,B.,Gould,E.,and
Trejo,J.
L.(2010). Blockade  of  insulin-like growth  factor-I  has  complex  effect sonstructuralplasticityinthehippocam pus . Hippocampus 20,706 –712.doi:
10.1002/hipo.20672
7.  Guan,  L.  Bennet,  P.D.  Gluckman, A.J.  Gunn  (2003). Insulin-like growth  factor-1  and  post-ischemic brain injury, Prog. Neurobiol.
70.443 –462.
8. Halliwell, B. & Whiteman, M. (2004).
Measuring  reactive  species  and oxidative  damage  in  vivo  and  in  cell culture:  how  should  you  do  it  and what  do  the  results  mean? Br  J Pharmacol, 142, 231-55.
9.  Kempermann  G, Kuhn  HG, Gage FH. (1997). More hippocampal neurons  in  adult  mice  living  in  an enriched
environment.
Apr 3;386(6624):493-5.