Aktivitas penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) pada tikus yang diiinduksi streptozotosin

P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015

Aktivitas penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) pada tikus yang diiinduksi streptozotosin (Blood glucose reduction activity of mengkudu (Morindacitrifolia L.) fruit ethanolic extract on streptozotocin induced rat) Khoerul Anwar1*; Sudarsono2; & Agung Endro Nugroho2 1Program 2Fakultas

Studi Farmasi Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru Kalsel Farmasi Universitas Gadjah Mada Jogjakarta

*Corresponding email: [email protected] ABSTRAK Buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) secara empiris digunakan oleh masyarakat untuk pengobatan diabetes mellitus. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas ekstrak etanol buah mengkudu terhadap penurunan kadar glukosa darah tikus yang diinduksi streptozotosin (STZ). Serbuk kering buah mengkudu diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol 70%. Tikus umur 2 hari diinduksi STZ 90 mg/kgBB i.p. Pada hari ke-90 tikus yang telah hiperglikemik dikelompokkan menjadi 5 kelompok, yaitu kontrol negatif, kontrol positif, dosis I, dosis II, dan dosis III. Kelompok kontrol negatif diberi perlakuan Na-CMC 0,5% p.o sekali sehari, kontrol positif diberi glibenklamid 4,5 mg/kgBB p.o sekali sehari, dosis I, II, dan III diberi ekstrak etanol buah mengkudu (EEBM) dengan dosis berturut-turut 250, 500, dan 750 mg/kgBB p.o sekali sehari. Kadar glukosa darah preprandial dan postprandial diukur pada hari ke-0, 7, dan 14 setelah perlakuan. Hasil analisis statistik dengan SPSS menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan di antara kelompok kontrol negatif dengan control positif, dosis I, II, dan III yang menunjukkan bahwa ekstrak etanol buah mengkudu mempunyai efek hipoglikemik. Kata Kunci: kadar glukosa darah, ekstrak etanol mengkudu, streptozotosin, tikus PENDAHULUAN

yang disebabkan oleh sekresi insulin abnormal

Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit

atau

gangguan

dan resistensi terhadap kerja insulin karena

metabolisme

kurangnya reseptor insulin pada organ target

karbohidrat, lipid dan protein yang ditandai

sehingga terjadi defek relatif pankreas untuk

oleh hiperglikemia (kadar glukosa darah yang

mensekresi

tinggi) karena kurangnya sekresi insulin, aksi

Association, 2012).

insulin, atau keduanya (WHO, 1999). Diabetes

insulin

Patogenesis

(American DM

yang

Diabetes komplek

mellitus tipe 2 terjadi pada 90-95% dari semua

memerlukan pendekatan terapi multi modal

kasus DM. Karakteristik utama tipe ini adalah

dengan kombinasi dari beberapa obat sehingga

resistensi insulin dan sekresi insulin yang relatif

resiko terjadinya efek samping dan biaya

kurang, dan semakin lama akan menurun secara

pengobatan meningkat (Ramachandran et al.,

progresif. Kadar insulin normal atau meningkat

2010). Pengobatan komplementer untuk DM

225


menggunakan tanaman obat menjadi solusi

METODE PENELITIAN

yang dipilih sebagai alternatif. Buah mengkudu

Alat

secara tradisional digunakan untuk pengobatan

Alat yang digunakan, yaitu oven, mesin

DM. Mengkudu dibawa oleh bangsa Polinesia ke

penyerbuk, bejana maserasi, penangas air,

Asia Tenggara sekitar 2000 tahun yang lalu, dan

pengaduk, corong, alkohol meter, desikator,

penggunaannya sebagai tanaman obat meluas

cawan porselin, alat-alat gelas, timbangan untuk

sampai ke Asia Selatan, Australia Timur Laut,

tikus

dan Karibia (Pawlus & Kinghorn, 2007).

microhaematocrit tube, microtube, vortex mixer

Beberapa penelitian terkait aktivitas antidiabetes

mengkudu

telah

dilakukan.

Penelitian Adnyana et al. (2004) melaporkan bahwa

ekstrak

menunjukkan

etanol

aktivitas

buah

(Ohaus),

spuit

injeksi,

sonde,

(VM3000), sentrifuge, mikro pipet (Socorex), dan spektrofotometer vitalab mikro (Microlab 300).

mengkudu

penurunan

kadar

Bahan

glukosa darah yang bermakna pada mencit

Buah mengkudu diperoleh dari Mlati,

diabetes yang diinduksi aloksan. Ekstrak etanol

Sleman, DIY pada bulan Desember 2014. Bahan

mengkudu dapat memperbaiki fungsi ginjal

untuk induksi, yaitu streptozotosin dibeli dari

diabetes nefropati melalui penurunan gula

Sigma Chemical Co. (St.Louis, MO, USA).Kit GOD-

darah, jumlah neutrofil dan fibronektin gula

PAP dengan glukosaoksidase 4-aminoantipyrine

darah pada tikus DM (Kustarini et al., 2012).

(DiaSys, Diagnostic Systems GmbH, Holzheim,

Mengkudu

efek

Germany). Bahan lain yang digunakan, yaitu

hipolipidemik (Hadijah et al., 2008) dan

glibenklamid (pharmaceutical grade diperoleh

mengurangi akumulasi lipid di hati dengan

dari PT. PhaprosTbk. Semarang), Na-CMC, dan

meningkatkan metabolisme lipid (Nayak et al.,

glukosa diperoleh dari E. Merck, Darmstadt,

2010).

Germany. Cairan penyari yang digunakan untuk

juga

Penelitian

dilaporkan

ini

memiliki

menggunakan

model

hewan uji tikus neonatal streptozotocin-induced

ekstraksi, yaitu etanol 70% kualitas teknis yang diperoleh dari PT Bratachem.

type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari (tikus n-STZ). Streptozotosin merupakan toksin yang spesifik terhadap sel β pankreas dan dapat menyebabkan DM pada banyak hewan uji. Tikus umur 2 hari mempunyai daya regenerasi sel β pankreas yang bagus. Dosis streptozotosin yang digunakan dimaksudkan untuk menyebabkan kerusakan pada sebagian sel β pankreas sehingga akan terjadi kondisi DM tipe 2 yang sedang ketika tikus dewasa (Arulmozhi et al., 2004).

Penyiapan ekstrak etanol buah mengkudu (EEBM) Buah mengkudu dideterminasi di Bagian Biologi Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Buah mengkudu diiris tipis, dikeringkan dalam oven dengan pengaturan suhu < 60°C hingga didapatkan simplisia kering buah mengkudu. Setelah kering, simplisia diserbuk dengan mesin penyerbuk dan diayak dengan ayakan ukuran 20 Mesh. Serbuk buah mengkudu (1,1 kg) diekstraksi

dengan

metode

maserasi

menggunakan etanol 70% selama 24 jam.

226


Setelah 2 kali remaserasi, filtrat digabung dan diuapkan sehingga didapatkan ekstrak kental.

Semua data penelitian disajikan sebagai rata-rata+standard error of mean (SEM). Data kemudian dianalisis dengan ANOVA diikuti uji

Penyiapan

tikus

hipoglikemik

dengan

induksi streptozotosin

Post hoc least significant difference (LSD). Nilai P<0,05 menunjukkan adanya perbedaan yang

Tikus neonatal umur 2 hari diinduksi

signifikan.

secara intraperitonial dengan streptozotosin dosis 90 mg/kgBB yang dilarutkan dalam buffer

HASIL DAN DISKUSI

sitrat (PH 4,3). Tikus disapih setelah umur 4

Ekstraksi buah mengkudu

minggu. Pada umur 12 minggu, tikus diukur

Simplisia kering buah mengkudu yang

kadar glukosa darahnya. Selama penelitian,

digunakan dalam pembuatan ekstrak etanol

tikus ditempatkan dalam kandang dengan suhu

buah mengkudu sebanyak 1100 g dengan etanol

ruang sekitar 25+1°C, kelembaban relatif 45%-

70% sebagai pelarut sebanyak 11 L . Ekstrak

55%, siklus 12 jam gelap: 12 jam terang. Tikus

etanol buah mengkudu yang dihasilkan dalam

diberi makan pelet (Comfeed, Indonesia) dan

penelitian ini adalah sebanyak 214,39 gram

minum air (Pure It®) secukupnya. Penelitian ini

(rendemen

telah mendapatkan keterangan kelaikan etik

ekstrak etanol buah mengkudu berwarna coklat

(ethical

tua, berbau khas mengkudu, dan rasa getir.

clearance)

Nomor

241/KEC-

19,49%).

Secara

LPPTIV/2015 dari komisi ethical clearance

Mengkudu

untuk

Laboratorium

disebabkan kandungan asam butirat, yang akan

Penelitian dan Pengujian Terpadu Universitas

semakin naik kadarnya dan semakin kuat

Gadjah Mada (LPPT UGM) Yogyakarta.

baunya seiring matangnya buah (McClatchey,

penelitian

praklinik

mempunyai

makroskopik,

bau

khas

yang

2002). Bau khas buah mengkudu tersebut sama Uji aktivitas hipoglikemik ekstrak etanol

ketika

mengkudu

dalam

buah mengkudu (EEBM)

maupun ekstrak kental.

bentuk

simplisia

Tikus yang telah hipoglikemik dibagi menjadi 5 kelompok (n=3). Kelompok I (Na-CMC 0,5%),

kelompok

II

(Glibenklamid

Pembuatan tikus hipoglikemik

4,5

Penelitian

ini

menggunakan

model

mg/kgBB), kelompok III (EEBM 250 m/kgBB),


kelompok IV (EEBM 500 mg/kgBB), kelompok V

type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan

(EEBM 750 mg/kgBB). Semua diberi perlakuan

terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari

sekali sehari peroral selama 14 hari berturut-

(tikus n-STZ) menggunakan streptozotosin dosis

turut. Tikus normal (n=3) tanpa perlakuan

90 mg/kgBB i.p single dose. Hasil uji Independent

digunakan sebagai kelompok kontrol normal.

Sample T-Test menunjukkan bahwa kadar

Kadar

glukosa

glukosa

darah

preprandial

dan

darah

preprandial

(206,29+6,69

setelah perlakuan.

(95,43+3,46 mg/dL) memiliki perbedaan yang

Analisis Statistik

(p<0,05).

dan Kadar

tikus

n-STZ

postprandial diukur pada hari ke-0, 7, dan 14

bermakna

mg/dL)

tikus

glukosa

normal darah

postprandial tikus n-STZ (244,74+8,77 mg/dL) juga berbeda bermakna dibandingkan tikus 227


normal

(121,83+8,82

Menurut

disebabkan nekrosis yang spesifik pada sel β

Setiawan (2013), tikus mengalami kondisi

pankreas (Lenzen, 2008). Streptozotosin dapat

hiperglikemik jika kadar glukosa darahnya lebih

merusak sel β pankreas melalui dua cara yaitu

1,5 kali dibandingkan kadar glukosa darah

alkilasi DNA melalui gugus alkilnya dan bekerja

kontrol.

1)

sebagai donor nitric oxyde (NO) yang akan

menunjukkan kadar glukosa darah tikus n-STZ

menambah jumlah NO di pankreas. Nitric oxyde

lebih dari 1,5 kali tikus normal, sehingga bisa

yang berlebih ini akan bereaksi dengan radikal

disimpulkan sudah terjadi kondisi hipoglikemik.

superokso membentuk peroksinitrit yang toksik

Hasil

mg/dL).

penelitian

(Gambar

terhadap sel β pankreas (Szkudelski, 2001). Pembuatan tikus hipoglikemik Penelitian

ini

menggunakan

model


Penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol mengkudu pada tikus hipoglikemik

type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan

Pengukuran kadar glukosa preprandial

terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari

(setelah tikus dipuasakan 12 jam) pada hari ke-

(tikus n-STZ) menggunakan streptozotosin dosis

7 dan 14 menunjukkan adanya penurunan kadar

90 mg/kgBB i.p single dose. Hasil uji Independent

glukosa darah pada kelompok kontrol positif

Sample T-Test menunjukkan bahwa kadar

dan kelompok perlakuan EEBM yang berbeda

glukosa

n-STZ

bermakna dibanding hari ke-0 (Gambar 2).

normal

Penurunan tersebut sebanding dengan dosis

(95,43+3,46 mg/dL) memiliki perbedaan yang

EEBM yang diberikan. Kelompok yang diberi

bermakna

EEBM 750 mg/kgBB menunjukkan penurunan

darah

(206,29+6,69

preprandial

mg/dL)

(p<0,05).

dan Kadar

tikus tikus glukosa

darah

postprandial tikus n-STZ (244,74+8,77 mg/dL)

kadar

juga berbeda bermakna dibandingkan tikus

dibandingkan dosis lain, yaitu pada hari ke-7

normal

sebesar 19,85 dan hari ke-14 sebesar 35,04%.

(121,83+8,82

mg/dL).

Menurut

Setiawan (2013), tikus mengalami kondisi

glukosa

Kadar

preprandial

glukosa

darah

tertinggi

postprandial

hiperglikemik jika kadar glukosa darahnya lebih

diukur 2 jam setelah tikus dibebani glukosa 1,75

1,5 kali dibandingkan kadar glukosa darah

g/kgBB peroral. Hasil pengukuran pada hari ke-

kontrol.

1)

7 dan 14 pada kelompok kontrol positif yang

menunjukkan kadar glukosa darah tikus n-STZ

diberi glibenklamid dan kelompok yang diberi

lebih dari 1,5 kali tikus normal, sehingga bisa

perlakuan EEBM menunjukkan perbedaan yang

disimpulkan sudah terjadi kondisi hipoglikemik.

signifikan dibandingkan kadar glukosa darah

Streptozotosin (2-deoksi-2-(3-(metil-3-

postprandial hari ke-0 (Gambar 3). Kelompok

Hasil

penelitian

nitrosoureido)-D-glukopira-nosa)

(Gambar

merupakan

yang diberi EEBM 750 mg/kgBB memberikan

antimikroba yang diperoleh dari Streptomycetes

penurunan kadar glukosa darah postprandial

achromogenes dan digunakan juga sebagai agen

tertinggi dibandingkan kelompok dosis EEBM

kemoterapi.

diabetogenik,

yang lain, yaitu pada hari ke-7 sebesar 18,71

streptozotosin digunakan untuk induksi hewan

dan hari ke-14 sebesar 36,01% dibandingkan

percobaan diabetes baik IDDM, maupun NIDDM

hari ke-0.

Sebagai

(Lenzen, 2008; Nugroho, 2006; Rees & Alcolado, 2005). Diabetes karena induksi streptozotosin

Aktivitas

hipoglikemik

EEBM

diperkirakan karena mengkudu meningkatkan 228


aksi insulin secara langsung atau meningkatkan

dan fibronektin gula darah pada tikus DM

sesnsitivitas jaringan perifer terhadap insulin.

(Kustarini

Menurut Nayak & Mengi (2010), mengkudu

merupakan senyawa identitas buah mengkudu

menurunkan kadar glukosa darah dengan

memberikan penurunan kadar glukosa darah

menstimulasi sekresi insulin dan mengurangi

dan kadar lipid yang signifikan dibandingkan

absorbsi nutrisi ke peredaran darah. Pada hari

glimepirid (Verma et al., 2013). Skopoletin

ke-7 regenerasi sel β pankreas oleh ekstrak

mempunyai

etanolik mengkudu masih rendah sehingga

menangkap anion superoksida pada sistem

sekresi insulin masih rendah, dan kadar glukosa

reaksi xantin/ xantin oksidase dan mempunyai

darah masih tinggi. Regenerasi sel β pankreas

aktivitas

sudah mulai meningkat pada hari ke-14

hipolipidemik, dan hipoglikemik (Verma et al.,

sehingga kadar glukosa darah mulai turun

2013). Semua kandungan aktif mengkudu

karena sekresi insulin sudah tinggi. Mengkudu

bekerja sinergis dalam menimbulkan efek

juga dilaporkan memiliki efek hipolipidemik

antioksidan

(Hadijah

mengurangi

Subramanian, 2009). Kandungan polisakarida

akumulasi lipid di hati dengan meningkatkan

dalam buah mengkudu juga menunjukkan efek

metabolisme lipid (Nayak et al., 2010).

imunostimulan baik humoral maupun seluler

et

al.,

2008)

dan

Ekstrak etanol mengkudu juga dapat memperbaiki fungsi ginjal diabetes nefropati

sehingga

et

al., 2012).

sifat

Skopoletin

antioksidan

hipotensif,

dan

bisa

dengan

antidepresan,

hipoglikemik

meningkatkan

yang

(Rao

sistem

&

imun

(Nayak & Mengi, 2010).

melalui penurunan gula darah, jumlah neutrofil

* *

Gambar 1. Kadar glukosa darah preprandial dan postprandial tikus normal dan tikus n-STZ. Data disajikan rata-rata+SEM (n=3-18). *Hasil uji Independent Sample T-Test menujukkan perbedaan bermakna dibandingkan kelompok tikus normal (p<0,05)

229


* * *

*

* *

*

Gambar 2. Kadar glukosa darah pre-prandial (mg/dL) tikus kelompok normal dan kelompok perlakuan. Data disajikan dalam nilai rata-rata±SEM (n=3). *Hasil paired sample T-test menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna dengan data hari ke-0 (p<0,05)

*

* *

*

*

* *

Gambar 3. Kadar glukosa darah post-prandial (mg/dL) tikus kelompok normal dan kelompok perlakuan. Data disajikan dalam nilai rata-rata±SEM (n=3). *Hasil paired sample T-test menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna dengan data hari ke-0 (p<0,05)

KESIMPULAN

hari memberikan efek penurunan glukosa darah

Ekstrak etanol buah mengkudu memberikan

yang tertinggi, yaitu menurunkan kadar glukosa

penurunan kadar glukosa darah preprandial dan

darah preprandial tikus sebesar 35,04% dan

postprandial

postprandial sebesar 36,01%.

secara

signifikan

(p<0,05).

Pemberian EEBM dosis 750 mg/kgBB selama 14

230


DAFTAR PUSTAKA Adnyana, I.K., Yulinah, E., Soemardji, A.A., Kumolosasi, E., Iwo, M.I., Sigit, J.I., & Suwendar. (2004). Uji aktivitas antidiabetes ekstrak etanol buah mengkudu (Morinda citrifolia L.). Acta pharmaceutica indonesia, XXIX(2), 43-49. American Diabetes Association. (2012). Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes care, 35(1): S64-S71. Arulmozhi, D., Veeranjayenulu, A., & Bodhankar, S. (2004). Neonatal streptozotocin-induced rat model of type 2 diabetes mellitus: A glance. Indian journal of pharmacology, 36(4): 217-221. Hadijah, H., Ayub, M.Y., Zaridah, H., & Normah, A. (2008). Hypolipidemic activity of an aqueous extract of Morinda citrifolia fruit in normal and streptozotocin-induced diabetic rats. J Trop Agric and Fd Sc, 36(1), 77-85. Kustarini, I., Dewi, S.S., & Ika, P.M. (2012). Efek ekstrak etanol Morinda citrifolia L (mengkudu) terhadap kadar gula darah, jumlah neutrofil, dan fibronektin glomerulus tikus diabetes mellitus. Media medika indonesiana, 46(3), 178-183. Lenzen, S. (2008). The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes. Diabetologia, 51(2), 216-226. McClatchey, W. (2002). From Polynesian healers to health food stores: Changing perspectives of Morinda citrifolia (Rubiaceae). Integrative cancer therapies, 1(2), 110-120. Nayak, B.S., Marshall, J.R., Isitor, G., & Adogwa, A. (2010). Hypoglycemic and hepatoprotective activity of fermented fruit juice of Morinda citrifolia (Noni) in diabetic rats. Evidence-based complementary and alternative medicine, 2011: e875293. Nayak, S. & Mengi, S. (2010). Immunostimulant activity of noni (Morinda citrifolia) on T and B lymphocytes. Pharmaceutical biology, 48(7), 724-731. Nugroho, A.E. (2006). Hewan percobaan diabetes mellitus : Patologi dan mekanisme aksi diabetogenik. Biodiversitas, 7(4), 378-382.

Pawlus, A.D. & Kinghorn, A.D. (2007). Review of the ethnobotany, chemistry, biological activity and safety of the botanical dietary supplement Morinda citrifolia (Noni). Journal of pharmacy and pharmacology, 59(12), 1587-1609. Ramachandran, A., Das, A., Joshi, S., Yajnik, C., Shah, S., & Kumar, K. (2010). Current status of diabetes in India and need for novel therapeutic agents. Journal of the association of physicians of India, 58(7), 7-9. Rao, U.S.M. & Subramanian, S. (2009). Biochemical evaluation of antihyperglycemic and antioxidative effects of Morinda citrifolia fruit extract studied in streptozotocin-induced diabetic rats. Medicinal chemistry research, 18(6), 433-446. Rees, D.A. & Alcolado, J.C. (2005). Animal models of diabetes mellitus. Diabetic medicine, 22(4), 359370. Setiawan, I. (2013). Efek anti diabetes kombinasi ekstrak terpurifikasi herba sambiloto (Andrographis paniculata (Burm.f.) Nees) dan glibenklamid pada Tikus DM tipe 2 defisiensi insulin. Tesis. M.Sc. Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Szkudelski, T. (2001). The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas. Physiological research/ academia scientiarum bohemoslovaca, 50, 537-546. Verma, A., Dewangan, P., Disha, K., & Kela, S.P. (2013). Hypoglycemic and hypolipidemic activity of scopoletin (coumarin derivative) in streptozotocin induced diabetic rats. International journal of pharmaceutical sciences review & researh, 22(1), 79-83. World Health Organization, (1999). Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications: Report of a WHO consultation. part 1. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. World Health Organization, Department of Noncommunicable Disease Surveillance, Geneva.

231

Aktivitas penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) pada tikus yang diiinduksi streptozotosin

Recommend Documents