BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Penderita diabetes mellitus semakin meningkat dikarenakan adanya faktor pertumbuhan populasi, usia, urbanisasi, dan peningkatan prevalensi dari obesitas dan kurangnya aktifitas fisik (Wild et al., 2004). Sebagainegara keempat dengan populasi terbanyak didunia dengan populasi sebanyak 237 juta orang pada tahun 2010, Indonesia memiliki tingkat penderita diabetes terbanyak ketujuh di dunia pada tahun 2012 (Soewondo et al., 2013). Menurut WHO (2002), diperkirakan terdapat sekitar 150 juta orang yang mengalami diabetes mellitusdi dunia. Kondisi ini dapat meningkat menjadi dua kali lipat di tahun 2025 dan peningkatan terbanyak dapat terjadi di negara berkembang pada usia 45-64 tahun yang telah terkena dampak dari diabetes mellituspada masa produktif mereka. Diabetes mellitus(DM) merupakan penyakit generatif global dan salah satu penyebab utama kematian di dunia. DMadalah penyakit metabolik yang serius dengan komplikasi mikrovaskular dan makrovaskular yang memberikan hasil yang
signifikan
terhadap
morbiditas
dan
mortalitas
(Simpson
et
al.,
2003).DMmerupakan salah satu penyakit metabolik yang dikarakteristikan dengan kondisi hiperglikemia yang berasal dari sekresi insulin, aksi insulin, atau keduanya (Bastaki, 2005). Kondisi hiperglikemia kronik dari diabetes akan berakibat menjadi kerusakan jangka panjang, disfungsi, dan kecacatan
1
organ,terutama pada mata, ginjal, saraf, jantung, dan pembuluh darah (American Diabetes Association, 2010). Terapi dalam tatalaksana penyakit diabetes dapat digolongkan menjadi dua yaitu terapi tanpa menggunakan obat yang dilakukan dengan pengaturan diet dan olahraga, serta terapi dengan obat yang dilakukan apabila pengaturan diet dan olahraga tidak dapat mencapai tujuan terapi. Terapi dengan obat dapat dilakukan dengan insulin atau obat hipoglikemik oral ataupun kombinasi keduanya. Salah satu obat hipoglikemik oral yang biasa digunakan adalah glibenklamid. Mekanisme kerja dari glibenklamid adalah merangsang pelepasan insulin sel beta pankreas. Obat ini memiliki aksi pankreatik dan efektif pada sel beta pankreas yang masih berfungsi. Sulfonilurea juga beraksi ekstra pankreatik dengan menurunkan kadar glukagon serum dan meningkatkan aksi insulin pada jaringan (Nugroho, 2012). Perubahan histopatologi pulau Langerhans pada pasien DM telah banyak dilaporkan oleh peneliti. Penderita DM akan mengalami perubahan secara kuantitatif, seperti pengurangan jumlah atau ukuran, maupun secara kualitatif, seperti terjadinya nekrosis, degenarasi, dan amiloidosis. Kerusakan yang terjadi pada sel-sel beta pankreas dapat disebabkan oleh banyak faktor. Faktor tersebut dapat disebabkan karena genetik, infeksi kuman, faktor nutrisi, zat diabetogenik, dan radikal bebas (stres oksidatif) (Suarsana et al., 2010). Saat ini penelitian tentang agen hipoglikemik yang sesuai sedang difokuskan pada penggunaan tanaman yang telah biasa digunakan sebagai obat tradisional dimana diharapkan dapat memberikan pengobatan yang lebih baik
2
dibanding dengan obat-obat antidiabetik yang saat ini beredar di pasaran. Penggunaan obat tradisional di Indonesia tengah berkembangdengan pesat. Obat tradisional tidak jarang menjadi alternatif ataupun komplementer pada pengobatan maupun menjadi pencegahan pada suatu penyakit. Andrographis paniculata (Burm. F.) Ness (Sambiloto) dan Azadirachta indica A. Juss (Mimba) merupakan tanaman Indonesia yang mudah diperoleh oleh masyarakat dimana diketahui memiliki potensi sebagai agen antidiabetes. Penelitian terdahulu pada ekstrak larutan etanol A. paniculata (Burm. F.) Ness dilaporkan dapat menurunkan kadar glukosa darah pada tikus yang diinduksi streptozotocin (STZ) dan dapat meningkatkan kadar GLUT-4 (Yu et al., 2003; Zhang dan Tan, 2000a). Sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Akter (2013) mengungkapkan bahwa ekstrak larutan etanol A. paniculata (Burm. F.) Ness dapat menurunkan kadar glukosa darah sebesar 40,65% sedangkan ekstrak larutan etanol daun A. indica A. Juss dapat menurunkan kadar glukosa darah sebesar 36,91% pada tikus yang diinduksi aloksan. Akan tetapi, belum ada penelitian mengenai aktivitas kombinasi dari herba sambiloto dan daun mimba terhadap kondisi histopatologi pankreas. Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui efek dari pemberian kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba terhadap histopatologi pankreas dan ekskresi protein insulin pada pankreas.
3
B. Rumusan Masalah Penggunaan obat herbal di masyarakat saat ini berkembang dengan pesat. Herba sambiloto dan daun mimba telah terbukti menurunkan kadar glukosa darah pada penderita diabetes mellitus. Dari latar belakang tersebut, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1.
Apakah sediaan kapsul yang berisi kombinasi ekstrak herbaA. paniculata dan daunA. indica mempengaruhi kondisi histopatologi pankreas pada tikus DM yang diinduksi aloksan?
2.
Apakah sediaan kapsul yang berisi kombinasi ekstrak herbaA. paniculata dan daunA. indicamempengaruhi jumlah sel pada pankreas yang mengekspresikan insulin pada tikus DM yang diinduksi aloksan? Seberapa besarkah luas area dan ekspresi insulin pada tikus DM yang diinduksi aloksan?
C. Tujuan Penelitian Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan penelitian mengenai kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba terhadap penyakit diabetes mellitus. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba terhadap kondisi histopatologi pankreas tikus yang sebelumnya telah diinduksi aloksan, meliputi perubahan secara histologi dan ekpresi insulin.
4
D. Manfaat Penelitian Penelitian ini diusulkan untuk mengeksplorasi bahan alam yang berpotensi dalam usaha penanganan diabetes mellitus. Hasil penelitian ini akan sangat bermanfaat untuk menambah data ilmiah yang valid mengenai efektifitas herba sambiloto dan mimba pada pada diabetes mellitussehingga dapat dipublikasikan menjadi sebuah artikel dalam jurnal ilmiah serta menjadi sumber data yang bermanfaat bagi pengembangan penelitian selanjutnya.
E. Tinjauan Pustaka 1.
Diabetes Mellitus Diabetes Mellitus (DM) merupakan salah satu penyakit metabolik yang
terjadi karena adanya gangguan pada sekresi insulin, aksi insulin, ataupun keduanya. Kekurangan insulin akan menyebabkan terjadinya hiperglikemia kronis dengan adanya gangguan metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Komplikasi yang disebabkan oleh DM dapat berupa retinapati, neuropati, nefropati, penyakit kardiovaskular, dan ulserisasi. Oleh karena itu, diabetes mempunyai daya lingkup yang luas pada banyak penyakit (Bastaki, 2005). DM dapat dikategorikan menjadi banyak tipe, tetapi tipe yang paling umum adalah diabetes mellitustipe I dan tipe II. Secara etiologi, diabetes tipe I terjadi pada penderita yang memiliki kapasitas sekresi insulin yang sedikit atau bahkan tidak sama sekali. DM tipe I dapat disebabkan karena terjadinya kerusakan pada sel beta pankreas yang menyebabkan defisiensi insulin atau dapat pula disebabkan karena penyakit autoimun, dan juga dapat terjadi karena tidak ada
5
alasan yang jelas (idiopatik). DM tipe II adalah tipe diabetes yang paling umum dan dapat disebabkan oleh adanya kelainan dari sekresi insulin serta terdapat resistensi insulin didalam tubuh (Bastaki, 2005). Gejala DM, baik tipe I dan tipe II, mempunyai kemiripan tetapi intensitasnya berbeda. Gejala pada diabetes tipe I berkembang lebih cepat dan tipikal. Gejala yang terjadi diantaranya adalah poliurea, polidipsia, poliphagia, berat badan yang menurun, kelelahan, keram, konstipasi, rabun pada mata, dan kandidiasis. Pada diabetes tipe II, kebanyakan kasus didiagnosa karena adanya komplikasi penyakit atau terjadi secara tiba-tiba. DM tipe II memiliki risiko yang tinggi pada penderita hipertensi, hiperlipidemia, dan obesitas (Bastaki, 2005).
2.
Andrographis paniculata (Burm. F.) Ness Andrographis paniculata adalah tanaman yang telah digunakan secara
efektif dalam pengobatan Asia selama bertahun-tahun. A. paniculata dikenal dengan nama Chirayetah di India, dimana merupakan tanaman tahunan dengan tinggi satu hingga tiga kaki, yang sering digunakan dalam pengobatan tradisional. Tanaman ini juga tumbuh di negara lain di Asia dan juga digunakan sebagai obat tradisional di Cina, Hongkong, Filipina, Malaysia, Indonesia, dan Thailand (Akbar, 2011). Di Indonesia, tanaman ini umumnya dikenal dengan nama sambiloto. A. paniculata diketahui memiliki kandungan diterpen, lakton, dan flavonoid. Flavonoid yang terkandung pada sambiloto banyak ditemukan pada bagian akar, tetapi juga telah diisolasi dari bagian daun sambiloto. Rasa pahit pada
6
bagian daun diketahui karena adanya senyawa andrografolid dan kalmeghin. Sambiloto mempunyai empat senyawa lakton, yaitu deoksiandrografolid, andrografolid, neoandrografolid, dan 14-deoxy-11,12-didehidroandrografolid (Akbar, 2011). Penelitian mengenai efek antidiabetes pada sambiloto telah banyak dilakukan dan memberikan hasil yang menunjukkan sambiloto dapat digunakan sebagai agen antidiabetes. Pemberian dosis yang bertingkat (0,1; 0,2; 0,4 g/kg b.w) dari ekstrak tanaman sambiloto mengurangi kadar gula darah tikus diabetes yang diinduksi STZ secara efektif (Zhang et al., 2000b). Pemberian ekstrak sambiloto pada gambaran histopatologi pankreas tikus yang diinduksi STZ memberikan gambaran yang jauh lebih baik dibandingkan pada tikus yang diberikan glibenklamid (Nugroho et al., 2014).
3.
Azadirachta indica A. Juss Azadirachta indica umumnya dikenal dengan nama mimba, merupakan
tanaman asli India dan tumbuh secara alamiah di banyak negara tropis dan subtropis dimana merupakan tanaman yang bernilai besar dalam pengobatan dan terdistribusi luas di dunia. Mimba tumbuh banyak di bagian Asia Timur dan Asia Barat, dan baru-baru ini ditemukan banyak di daerah Karibia dan bagian selatan dan tengah Amerika. Tanaman ini juga dibudidayakan dan kadang tumbuh secara alami di tempat tropis dan subtropis seperti Pakistan, Srilanka, Thailand dan Indonesia(Hashmat et al., 2012).
7
A. indica memiliki kandungan aktif yang biasanya digunakan pada pestisida dan industri farmasi, kandungan aktif tersebut adalah limonoid. Empat senyawa limonoid yang biasa digunakan adalah azadiraktin, salannin, meliantriol, dan nimbin. Limonoid mempunyai aktivitas sebagai insteksida dan pestisida (Hashmat et al., 2012). Studi fitokimia yang dilakukan oleh Pandey et al. (2014) menunjukkan bahwa di dalam tanaman mimba terkandung senyawa flavonoid, fenolik, dan tanin. Penelitian mengenai aktivitas antihiperglikemia pada tanaman mimba telah banyak dilakukan. Ekstrak etanol mimba (250mg/kgBB, selama 2 minggu) diketahui berpotensi menurunkan kadar glukosa darah pada tikus diabetes yang diinduksi aloksan (Kar et al., 2003). Begitupun dengan penelitian yang dilakukan oleh Gholap dan Kar (2004), bahwa ekstrak daun mimba telah diteliti mampu memproduksi aktivitas antihiperglikemia pada tikus yang diinduksi STZ tanpa mengubah level serum kortisol.
4.
Pankreas dan Hormon Insulin Pankreas adalah salah satu kelenjar di dalam tubuh yang menghasilkan
sekresi untuk pencernaan atau emulsifikasi makanan. Pankreas merupakan organ yang mensekresikan dua hormon yang penting, yakni insulin dan glukagon. Pankreas terdiri atas dua jenis jaringan utama, yakni: (1) asini, yang mensekreksikan getah pencernaan ke dalam duodenum, dan (2) pulau Langerhans, yang tidak mempunyai alat untuk mengeluarkan getahnya ke luar
8
namun sebaliknya mensekresi insulin dan glukagon langsung ke dalam darah.(Guyton dan Hall, 2006) Insulai Langerhans
Asinus Pankreas
Sel delta
Sel alfa Sel darah merah Sel beta
Gambar 1. Morfologi pankreas(Guyton dan Hall, 2006).
Pankreas manusia mempunyai 1 sampai 2 juta pulau Langerhans, setiap pulau Langerhans hanya berdiameter 0,3 milimeter dan tersusun mengelilingi pembuluh kapiler kecil yang merupakan tempat penampungan hormon yang disekresikan oleh sel-sel tersebut. Pulau Langerhans mengandung tiga jenis sel utama, yakni sel alfa, beta, dan delta, yang dapat dibedakan dari ciri morfologik dan pewarnaannya. Sel beta, yang mencakup kira-kira 60 persen dari semua sel, terletak terutama di tengah dari setiap pulau dan mensekresikan insulin. Sel alfa, yang mencakup kira-kira 25 persen dari seluruh sel, mensekresikan glukagon. Dan sel delta, yang merupakan 10 persen dari seluruh sel, mensekresikan somatostatin. Selain itu, paling sedikit terdapat satu jenis sel lain, yang disebut sel PP, yang terdapat dalam jumlah yang sedikit dalam pulau Langerhans dan mensekresi hormon yang fungsinya masih diragukan yakni polipeptida pankreas (Guyton dan Hall, 2006).
9
Insulin diisolasi pertama kali dari pankreas pada tahun 1922 oleh Banting dan Best, dan dengan cara memperhatikan penderita diabetes parah dalam waktu hampir semalam yang dengan cepat memburuk dan meninggal, dibandingkan dengan orang yang normal. Insulin merupakan protein kecil; insulin manusia mempunyai berat molekul sebesar 5808 (Guyton dan Hall, 2006).
Gambar 2. Struktur insulin manusia (Guyton dan Hall, 2006)
Insulin terdiri atas dua rantai asam amino, yang satu sama lainnya dihubungkan oleh ikatan disulfida. Bila kedua rantai asam amino dipisahkan, maka aktivitas fungsional dari insulin akan hilang. Sewaktu insulin disekresikan ke dalam darah, hampir seluruhnya beredar dalam bentuk yang tidak terikat; waktu paruhnya dalam plasma rata-rata hanya 6 menit, sehingga dalam waktu 10 sampai 15 menit akan dibersihkan dari sirkulasi. Pembuangan dari plasma yang cepat ini penting sebab pada suatu saat, penghentian fungsi pengaturan insulin dengan cepat adalah sama pentingnya dengan menghidupkan kembali fungsi ini (Guyton dan Hall, 2006). Sekresi insulin dari sel beta pankreas secara umum dirangsang oleh glukosa. Glukosa diangkut kedalam sel beta melalui glukosa transporter tipe 2 (GLUT-2), yang nantinya difosfolirasi oleh glukokinase menjadi glukosa-6-P yang akan dimetabolisme lebih lanjut sehingga akan meningkatkan ATP.
10
Peningkatan ATP akan menghambat ATP-sensitive-K-channel. Hal ini akan mengakibatkan depolarisasi membran sel beta, yang merangsang pemasukan kalsium. Kalsium yang masuk ke dalam sel beta akan merangsang pelepasan insulin melalui proses eksositosis (Fauci, 2008). Sekresi insulin juga dapat dirangsang dengan lemak, asam lemak bebas, badan keton, asam amino tertentu, asetilkolin, vasoactive intestinal polypeptide (VIP) (Belfiore dan Iannello, 2000).
5.
Aloksan Aloksan
(2,4,5,6-tetraoksipirimidin;
2,4,5,6-pirimidintetron)
adalah
turunan dari pirimidin yang teroksidasi dimana akan menjadi aloksan hidrat dalam larutan aquades (Rohilla dan Ali, 2012).Aloksan bersifat hidrofil dan merupakan senyawa kimia tidak stabil yang memiliki struktur mirip dengan glukosa, yang menyebabkan aloksan dapat bersifat selektif terhadap pengambilan dan akumulasi glukosa oleh sel beta pankreas (Gorus et al., 1982). Salah satu metode yang paling poten untuk menginduksi diabetes secara kimiawi adalah dengan menggunakan aloksan (Etuk, 2010). Aloksan merupakan agen diabetogenik yang biasa digunakan untuk menginduksi diabetes tipe 1 pada hewan percobaan.
Gambar 3. Struktur Molekul Aloksan
11
Penggunaan aloksan sebagai penginduksi dalam diabetes mellitus dikarenakan aloksan dapat bekerja secara selektif dengan cara destruksi produksi insulin pada sel β pankreas. Aloksan menginduksi respon gula darah secara multifase ketika diinjeksi ke hewan percobaan, yang diikuti dengan perubahan dalam konsentrasi plasma insulin yang selanjutnya diikuti dengan perubahan struktur sel β yang nantinya akan menyebabkan nekrosis(Rohilla dan Ali, 2012).
6.
Glibenklamid Glibenklamid adalah antidiabetik poten generasi kedua dari golongan
sulfonilurea yang memperbaiki cara kerja glukosa melalui sekresi insulin, aksi insulin, ataupun keduanya (Luzi dan Pozza, 1997). Efek predominan dari sulfonilurea berada pada sekresi insulin (Pfeifer et al., 1980), sementara sensitifitas efek terhadap insulin dapat dimediasi baik melalui perbaikan kontrol metabolik atau melalui efek perifer secara langsung (Groop et al., 1987). Sulfonilurea juga diketahui dapat mensekresikan hormon pankreas seperti somatostatin dan glukagon (Luzi dan Pozza, 1997). Mekanisme aksi dari glibenklamid adalah membentuk ikatan dari molekul obat dengan reseptor pada sel beta (Eliasson et al., 1996). Ikatan yang terbentuk dapat merangsang keluarnya hormon insulin dari granul-granul sel beta pulau Langerhans pada pankreas. Oleh karena itu, syarat pemakaian glibenklamid pada penderita diabetes mellitusadalah jika pankreas penderita diabetes masih dapat memproduksi insulin (Katzung, 2010).
12
F. Landasan Teori Berdasarkan penelitian terdahulu, ekstrak herba sambiloto yang memiliki senyawa andrografoliddapat beraktifitas sebagaiantidiabetesdan daun mimba yang memiliki senyawa rutindapat beraktifitas sebagaiantioksidan. Penelitian in vivo membuktikan bahwa kombinasi dari ekstrak herba sambiloto dan daun mimba dapat menurunkan kadar glukosa darah pada tikus diabetes yang diinduksi aloksan. Oleh karena itu, kombinasi dari keduanya berpotensi memberikan efek pada histopatologi pankreas dan ekspresi protein insulin pada pankreas yang rusak pada penderita diabetes mellitus. Salah satu agen diabetogenik yang biasa digunakan untuk menginduksi diabetes tipe 1 pada hewan percobaan adalah aloksan. Aloksan bekerja secara selektif dengan mendestruksi produksi insulin pada sel beta pankreas.Antidiabetes yang sering digunakan pada terapi diabetes mellitusadalah glibenklamid yang merupakan obat antidiabetik oral pilihan pengobatan awal untuk diabetes mellitusdengan mekanisme kerja merangsang sekresi hormon insulin dari granul sel – sel beta pulau Langerhans pankreas. Dalam penggunaan antidiabetes, mekanisme yang diharapkan adalah menurunkan kadar glukosa darah dan memperbaiki histopatologi dari pankreas serta perbaikan ekskresi protein insulin pankreas. Kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba telah diteliti mampu menurunkan kadar glukosa darah. Oleh karena itu, diharapkan pula dapat memperbaiki histopatologi pankreas dan ekskresi protein insulin pankreas.
13
G. Hipotesis a.
Pemberian kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba dapat memperbaiki gambaran histologi pankreaspada tikusdiabetes mellitusyang terinduksi aloksan.
b.
Pemberian kombinasi ekstrak herba sambiloto dan daun mimba dapat memperbaiki ekspresi protein insulin pada tikusdiabetes mellitusyang terinduksi aloksan.
14
