High-fat diet impact on t cell polarization in first degree relative (fdr) subject with type 2 diabetes mellitus
Pengaruh diet tinggi lemak terhadap polarisasi sel t pada subyek first degree relative riwayat diabetes mellitus tipe 2 Dini Aulia Cahya 1*, Heri Wibowo 2, Alida Rosita Harahap 3
*1 Magsiter Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jalan Salemba Raya Nomor 6, email: dini.aulia91@ui.ac.id
*2 Departemen Parasitologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jalan Salemba Raya Nomor 6, email: bowoheri04@gmail.com *3 Eijkman Institute for Molecular Biology, Jalan Pangeran Diponegoro Nomor 69, email: alida_r_harahap@gmail.com
I N F O  A R T I K E L

## A B S T R A C T

## ARTICLE HISTORY:
Artikel diterima: 30 Mei 2022 Artikel direvisi:  27 Juni 2022 Artikel disetujui: 13 Juli 2022

## KORESPONDEN
Dini Aulia Cahya, dini.aulia91@ui.ac.id , Orcid ID: https://orcid.org/0000-0002- 0319-0204

## ORIGINAL ARTICLE
Halaman: 141-145 DOI: https://doi.org/10.30989/mik.v11i2.681
Penerbit: Universitas Jenderal Achmad Yani Yogyakarta, Indonesia. Artikel terbuka yang berlisensi CC-BY- SA .
Background: The  prevalence  of  high-fat  diet  consumption  that  triggered obesity is increasing in last 2 decades. Type 2 diabetes mellitus is associated by  the  increasing  number  of  inflammation  marker,  Acute  phase  protein  in blood serum. In type 2 diabetes mellitus, combination of lifestyle and genetic factors  is  the  most  influential  factors.  Due  to  that  fact,  person  with  First Degree  Relative  (FDR)  in  type  2  diabetes  mellitus  has  the  higher  risk  to develop into type 2 diabetes mellitus. T cell is one of leucocyte that has a significance role in adaptive immune response cell polarization will show the profile of adaptive immune response in chronic inflammation . Objective: This  study  is  purposed  to  analyze  how  T  cell  polarized  in  First Degree Relative (FDR) subject in risk of type 2 diabetes mellitus with high fat diet treatment.
Methods: 30  Non-FDR  subjects  and  30  FDR  subjects  who  included  in parameter inclusion were treated with 250 mL whipping cream per day in 5 days. Pre and post treatment blood collection were tested for blood profile and flowcytometry intracellular staining.
Results: BMI  is  significantly  increasing  in  Non-FDR  subject  meanwhile Cholesterol and HDL are significantly increasing in FDR subject. There are no significant changes in T cell subset including Th1, Th2, Th17 and Treg. Conclusion :  short  term  high  fat  diet  treatment  in  5  days  increased  some metabolic  profiles  on  both  group  but  there  are  no  significantly  different changes in T cell polarization keywords: first degree relative, high fat diet, t cell polarization, type 2 diabetes mellitus

## A B S T R A K
Latar Belakang: Prevalensi konsumsi diet tinggi lemak yang menyebabkan obesitas  meningkat  daladecadede  terakhir.  DMT2  berasoasi  dengan kenaikkan  penanda  inflamasi  dalam  serum  darah.  DMT2  merupakan kombinasi  dari  gaya  hidup  dan  faktor  genetic.  Berdasarkan  hasl  tersebut, subyek First Degree Relative (FDR) DMT2 memiliki resiko yang lebih tinggi untuk  menggembangkan  DMT2.  Sel  T  merupakan  leukosit  yang  memiliki peran  signifikan  dalam  respon  polarisasi  sel  imun  adaptive  dalam  kondisi inflamsi kronis.
Tujuan: Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  polarisasi  sel  T  pada subyek FDR DMT2 dengan diet tinggi lemak.
Metode: 30  subyek  non-FDR  dan  30  subyek  FDR  yang  masuk  dalam parameter  inkulasi  dan  diberikan  diet  tinggi  lemak  selama  5  hari.  Darah dambil  sebelum  dan  setelah  konsumsi  untuk  mengetahui  profil  darah  dan pewarnaan flowcytometry . Hasil: BMI  naik  secara  signifikan  pada  subyek  non-FDR  sementara  itu kolesterol  dan  HDL  naik  secara  signifikan  pasa  subjek  FDR.  Tidak  ada perubahan yang signifikan pada subset sel T.
Kesimpulan: Pemberian  diet  tinggi  lemak  selama  5  hari  meningkatkan beberapa profil metabolik pada subyek non-FDR dan FDR namun tidak ada perubahan yang signifikan pada polarisasi sel T Kata kunci: d iabetes melitus tipe 2, diet tinggi lemak, first degree relative, polarisasi sel T.

## PENDAHULUAN
Prevalensi konsumsi diet tinggi lemak yang menimbulkan obesitas meningkat sangat  cepat  dalam  2  dekade  terakhir 1 .
Obesitas  dapat  menimbulkan  faktor  resiko sindrom  metabolik  yaitu  intoleransi  glukosa, hipertensi, dislipedemia, fatty liver dan resistensi insulin 2 . Sindrom metabolik meningkatkan resiko pengembangan penyakit kronis  yang  saat  ini  banyak  menjadi  isu kesehatan global yaitu diabetes mellitus tipe 2.
Diabetes  mellitus  tipe  2  atau  yang biasa  disebut  dengan  diabetes  non-insulin- independen  merupakan  gangguan  metabolik yang dikarakterisasi dengan tingginya glukosa darah sebagai hasil dari resistensi insulin dan defisiensi  insulin  relative 2 .  Gejala  awal diabetes  meliitus  2  adalah  frekuensi  urinasi meningkat, gampang merasakan haus,
menurunnya  berat  badan  dan  gampang merasakan letih.
Diabetes mellitus merupakan sindrom metabolik  yang  berdampak  pada  383  juta manusia  dewasa  yang  dihitung  dari  3,8% populasi dunia 2 . Angka ini diprediksi akan naik pada  tahun  2035  mencapai  592  juta  atau 10,1%  manusia  dewasa yang  setara  dengan kejadian 3 orang mengalami diabetes per 10 detik.  Diabetes  Melitus  merupakan  penyakit penyebab kematian ke-5 di dunia.
Diabetes  Mellitus  tipe  2  berasosiasi dengan kenaikan konsentrasi penanda inflamasi  berupa  protein  fase  akut  dalam darah  yaitu High  sensitive  C-reactive protein
(hs-CRP,  serum  sialic  acid,  dan  fibrinogen 3 .
Protein  fase  akut  disintesis  dalam  hati  yang
distimulasi  oleh  sitokin.  Ada  3  sitokin proinflamasi  yang  paling  penting  yaitu  C- reactive protein, tumour necrosis factor-alpha (TNF- α) dan interleukin-6 ( IL-6) 4 .

## BAHAN DAN CARA PENELITIAN
Pada penelitian ini merupakan penelitian eksperimental pre-post test dengan intervensi berupa pemberian diet tinggi lemak 250 mL per hari selama 5 hari.  Subyek pada penelitian ini adalah individu laki-laki berumur 24-25  tahun,  sehat,  nomotensi  dan  memiliki kadar glikemi normal. Seleksi subyek penelitian ini menggunakan Teknik consecutive sampling yaitu kriteria inklusi dan eksklusi.  Kriteria  inklusi  untuk  subyek  FDR adalah individu dengan satu atau kedua orang tua penderita DMT2 sedangkan pada subyek NFDR  adalah  individu  tanpa  Riwayat  orang tua DMT2.
Pengukuran  darah  lengkap  pre  dan post  setelah  diet  tinggi  lemak  selama  5  hari dilakukan  di  laboratorium  Patologi  Klinik RSCM. Sementara itu, pengukuran subset sel T  menggunakan  flowcytometry  dengan  kit Millipore dengan teknik pewarnaan intraselular.  Pada  Th1  menggunakan  marker sitokin IFNgamma, Th2 menggunakan sitokin IL-4,  Th17  menggunakan  siotkin  IL-17A  dan Treg  menggunakan  marker  FoxP3.  Analisa statistic  menggunakan  software  pengolahan data  SPSS.  Data  yang  distrubusinya  normal diuji  menggunakan  uji  T-indepent  dan  data yang  tidak  normal  diuji  dengan  uji  Mann- Whitney.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  dibandingkan karakteristik parameter umum metabolic pada
Media Ilmu Kesehatan Vol. 11, No. 2, Agustus 2022 https://doi.org/10.30989/mik.v11i2.681
subyek  penelitian  sebelum  dan  sesudah konsumsi diet tinggi lemak (tabel 1). Terdapat perbedaan  signifikan  pada  IMT  sesudah konsumsi  diet  tinggi  lemak  pada  kelompk NFDR,  sedangkan pada kemlok  FDR menunjukkan profil metaboleik yang signifikan pada kolesterol dan HDL. Perubahan keseimbangan  energi  merupakan  penyebab utama  resistensi  insulin,  obesitas  dan pengembangan  DMT2.  Pada  penelitian  ini kelompok FDR DMT2 yang telah mengkonsumsi  diet  tinggi  lemak  mengalami kenaikan  pada  IMT,  GDP,  Trigliserida, Kolesterol,  dan  High  Density  Lipid  (HDL) penuruan  terjadi  pada  Low  Density  Lipid (LDL).  Pada  kelompok  FDR  kolesterol  dan HDL  mengalami  kenaikan  yang  signifikan sesudah  konsumsi  diet  tinggi  lemak.  Pada kelompok  NFDR  mengalami  kenaikan  rerata IMT, Trigliserida, Kolesterol dan HDL sedangkan mengalami penurunan pada GDP dan  LDL.  Pada  kelompok  NFDR  IMT mengalami kenaikan yang signifikan.
Perubahan profil lemak dan
antropometri diasosiasikan dengan resistensi insulin  yang  terjadi  pada  kelompok  FDR 9 .
Perkembangan  obesitas  yang  berhubungan dengan  resistensi  insulin  menjadi  DMT2 mengimplikasikan  kegagalan  sel  beta  dalam mekompensasi resistensi insulin yang mengarah ke hyperglikemia kronis 10 .
Gangguan  pada  metabolism  lemak  memiliki dampak pada resistensi insulin. Hiperglikemia dan  rendahnya  kadar  HDL  telah  dibuktikan berhubungan  dengan  resistensi  insulin  dan IGT. Resistensi Insulin juga memiliki dampak
pada profil lemak khususnya kenaikkan kadar trigliserida.  Resistensi  insulin  dan  lemak memiliki hubungan yang erat dan keabnormalan salah satu nilai akan berdampak  pada  keabnormalan  yang  lain 9 .
Akumulasi lemak didalam sel otot dan formasi metabolit lipid contohnya:
diacilgliserol,ceramides  dan  acylcarnitines berkontribusi  dalam  resistensi  insulin  pada otot  dengan  cara  mengintervensi  kaskade signaling  insulin 11 .  Resistensi  insulin  yang berkombinasi dengan disfungsi sel beta yang berkontribusi dalam pengembangan DMT2.
Tabel 1. Profil Metabolik Subyek Sebelum dan Sesudah Konsumsi Diet Tinggi Lemak
Parameter NFDR (n=30) Me FDR (n=30) Me p IMT (kg/m 2 ) Pre HFD 23,55 26,67 0,181 Post HFD 23,95 25,1 0,214 GDP (mg/dL) Pre HFD 81,5 85 0,171 Post HFD 83 84,5 0,149 Trigliserida (mg/dL) Pre HFD 78,5 104,5 0,037 Post HFD 88,5 97 0,446 Kolesterol (mg/dL) Pre HFD 182,5 195 0,315 Post HFD 185,5 204 0,056 HDL (mg/dL) Pre HFD 47,5 43 0,083 Post HFD 48 48,7 0,636 HDL (mg/dL) Pre HFD 132,5 140,5 0,363 Post HFD 131 137 0,109

## *p<0,05
Pembahasan  Pada  penelitian  ini dilakukan pengujian rerata ekspresi subset sel T CD4 yang menghasilkan IFN-Gamma (Th1),
IL-4  (Th2),  IL-17  (Th17),  dan  FoxP3  (T-reg) pada  sebelum  dan  sesudah  konsumsi  diet tinggi  lemak.  Hasil  penelitian  (Tabel  2)  tidak menunjukkan  hasil  ekspresi  sitokin  yang signifikan setelah konsumsi diet tinggi lemak.
Tabel 2. Hasil Pemeriksaan Ekspresi Sitokin dalam Bentuk MFI pada Populasi
Sel T CD4 Parameter NFDR (n=30) Me FDR (n=30) Me p Th1 Pre HFD 250 136,5 0,231 Post HFD 237 223,5 0,248 Th2 Pre HFD 335 353 0,750 Post HFD 388 359 0,359 Th17 Pre HFD 344 339 0,228 Post HFD 340 339 0,510 Treg Pre HFD 557 587 0,041 Post HFD 557 590,5 0,424
*p<0,05
Pada penelitian ini, responden mengkonsumsi  diet  tinggi  lemak  selama  5 hari. Hasil analisa subset sel T menunjukkan bahwa setelah induksi diet tinggi lemak sel T CD4+  yang  mesekresikan  IFN-Gamma  dan IL-17  mengalami  penurunan  pada  kedua kelompok  sedangkan  sel  T  CD4+  yang mesekresikan  IL-4  dan  Treg  mengalami kenaikkan  pada  kelompok  NFDR  kelompok FDR. Keberadaan sel Treg memiliki peranan penting  dalam  menekan  antiinflamasi  pada jaringan  adiposa 12 .  Pada  penelitian  ini,
kelompok  FDR  dan  NFDR  DMT2  dapat menekan  inflamasi  ditunjukkan  dengan  Treg dan Th2 yang mengalami kenaikkan dan Th1 dan  Th2  mengalami  penurunan.  Pada
penelitian  ini  kelompok  NFDR  dan  FDR menunjukkan  bahwa  peranan  anitinflamasi dari  Treg  dan  Th2  dapat  menekan  inflamasi yang  berasal  dari  induksi  diet  tinggi  lemak sehingga Th1 dan Th17 mengalami penurunan.

## KESIMPULAN
Kesimpulan  Pada  penelitian  ini  profil metabolic  sesudah  diet  tinggi  lemak  terlihat IMT signifikan meningkat pada subyek NFDR sedangkan  pada  kelompok  FDR  terjadi peningkatan  signifikan  pada  kolesterol  dan HDL.  Sesudah  die  tinggi  lemak,  tidak  ada perubahan signifikan pada subset sel T tetapi terlihat  adanya  Sel  Th2  dan  Treg  sel  T antiinflamasi  yang  meningkat  menandakan adanya aktivitas untuk menekan inflamasi.

## TERIMA KASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  hibah  PUTI
SAINTEKES Q4.

## KEPUSTAKAAN
1.  Zheng,  Y., et  al .  2018.  Global  Aetiology and  Epidemiology  of  Type  2  Diabetes Mellitus and its Complications . Endocrinology . DOI: 10.1038/nrendo.2017.151. 2.  Dolff, S., et al . 2018. Th17 Cells in Renal
Inflammation and Autoimmunity. Autoimmunity Reviews. DOI: 10.1016/j.autrev.2018.08.006.
3.   International Diabetes Federations. 2019. IDF Diabetes Atlas 9 th Ed.
4.  Domingueti,  C  P., et  al .  2017.  Diabetes Mellitus:  The  Linkage  between  Oxidative Stress,  Inflammation,  Hypercoagulability and  Vascular  Complications. Journal  of Diabetes  and  Its  Complications .  DOI: 10.1016/j.jdiacomp.2015.12.018.
5.  Catrysee, L., et al . 2018. Inflammation and the  Metabolic  Syndrome:  The  Tissue- Spesific Functions of NF-kB. Trend in Cell Biology. DOI: 10.1016/j.tcb.2017.01.006.
Media Ilmu Kesehatan Vol. 11, No. 2, Agustus 2022 https://doi.org/10.30989/mik.v11i2.681
6.  Papazafiropoulou,  K.,  et  al.  2018.  Family
History of Type 2 Diabetes Mellitus: Does Having  a  Diabetic  Parent  Increase  the Risk. Current Diabetes Review. 13 (1): 19- 25.
7.  Abdella, N., et al. 2018. Clinical Applications of Adiponectin Measurements  in  Type  2  Diabetes Mellitus: Screening, Diagnosis, And Marker  of  Diabetes  Control.  Disease
Markers. DOI 10.1155/2018/5187940.
8.  Strazza, M. 2018. Consider the
Chemokines:  A  Review  of  the  Interplay Between  Chemokined  and  T  Cell  Subset Function. Discovery Medicine.
9.  Purnamasari, D., Aulia, R., Abdaly, M S., Hazim,  A.  Hypercholesterolemia  as  the first manifestation of
metabolic abnormalities  in  normoglycemic  young adult  male  with  family  history  of  type  2
diabetes mellitus. Diabetes and Metabolic Syndrome: Clinical Research and Reviews. 2019. DOI: doi.org/10.1016/j.dsx.2018.12.019.
10.  Esser, N., Poels-L, S., Piette, J., Scheen, A  J.,  Paquot,  N.  Inflammation  as  a  Link Between  Obesity,  Metabolic  Syndrome and  Type  2  Diabetes.  2014.  Diabetes Research and Clinical Practices.
11. Boon,  M  R.,  Bakker,  L  E  H.,  Haks,  M  C. Short-Term  High-Fat  Diet  Increasess Macrophage  Markers  in  Skeletal  Muscle Accompanied by Impaired Insulin Signalling in Healthy Male Subject. Clinical Science.  2015. DOI:
12. Xia,  C.,  Rao,  X.,  Zhong,  J.  Role  of  T Lymphocytes  in  Type  2  Diabetes  and Diabetes-Associated Inflammation. Journal of Diabetes Research. 2017 DOI:
10.1155/2017/6494785.