1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Pada umumnya, semua manusia mengalami pertumbuhan dan perkembangan selama hidupnya. Pertumbuhan dapat berupa pertumbuhan sel maupun pertumbuhan tubuh. Kozier (2004) dalam bukunya menyebutkan bahwa pertumbuhan adalah perubahan fisik dan meningkatnya ukuran tubuh. Pertumbuhan dapat dinilai secara kuantitatif dengan indikasi antara lain tinggi tubuh, berat badan, ukuran tulang, dan gigi. Pertumbuhan manusia yang optimal yaitu pada rentang umur 0 hingga 20 tahun. Upaya yang dapat dilakukan agar mendapatkan hasil tumbuh kembang yang optimal yaitu dengan cara mencukupi segala asupan gizi, baik dari makanan, seperti buah-buahan dan sayuran yang memiliki kandungan vitamin dan mineral yang tinggi; minuman, seperti susu, jus buah, jamu, yang memiliki khasiat alami yang baik untuk tubuh; dan juga suplemen makanan. Suplemen kesehatan didefinisikan sebagai produk yang dimaksudkan untuk melengkapi kebutuhan zat gizi, memelihara, meningkatkan dan/atau memperbaiki fungsi kesehatan, mengandung satu atau lebih bahan berupa vitamin, mineral, asam amino atau bahan lain (berasal dari tumbuhan atau bukan tumbuhan) yang mempunyai nilai gizi dan atau efek fisiologis, yang tidak dimaksudkan sebagai pangan (Anonim, 2015a).
1
2
Penelitian yang dilakukan oleh Bristow et al. tahun 1997 di Inggris dan Skotlandia dengan sampel sebanyak 15.275 anak usia 4-12 tahun menunjukkan 15,9% anak mengkonsumsi suplemen. Penelitian lain di Amerika menyebutkan bahwa 31,8% anak-anak menggunakan suplemen makanan paling rendah di bawah 1 tahun yaitu 11,9%, remaja 14-18 tahun sebesar 25,7% dan penggunaan tertinggi pada anak 8 tahun keatas, yaitu sebesar 48,5% (Picciano et al.,2007). Fish calcium dan Young Growth Factor (YGF) 251 merupakan bahan berkhasiat dari alam yang dikombinasikan secara khusus menjadi suatu produk suplemen. Tulang ikan mengandung kalsium tinggi yang merupakan mineral essensial bagi fungsi tubuh manusia (seperti pertumbuhan tulang, pembekuan darah, dan neurotransmiter). Tulang ikan dalam hal ini dapat digunakan sebagai suplemen makanan untuk meningkatkan kandungan kalsium di beberapa macam makanan (Phiraphinyo et al., 2006). YGF251
merupakan produk hasil ekstraksi farmasi yang berasal dari
tumbuhan Phlomis umbrosa Turez, Cynancum wilfordii Hem, Jahe (Zingiber officinale Roscoe), Platycodon grandiflorum yang secara spesifik dapat menaikkan sekresi dari Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) (Choiet al., 2002). Growth Hormone (GH) merangsang proliferasi serta hipertrofi kondrosit baik secara langsung, maupun tidak langsung melalui perantara (IGF-1). GH menstimulasi produksi IGF-1 derivat hati, dantransmisi sistemik dari GH yang sebelumnya diperkirakan dapat menstimulasi pertumbuhan linier dengan cara meningkatkan IGF-1 dari sekresi hati, yang kemudian pertumbuhan diinduksi di dalam endokrin (Le Roithet al., 2011). IGF-I dikenal pula sebagai somatomedin
3
C, serupa dengan proinsulin yang berhubungan paling langsung dengan efek hormon pertumbuhan (Rusli, 2010). Berdasarkan penelitian terdahulu dari masing-masing produk baik Fish Calcium dan YGF-251, keduanya mampu memberikan efek meningkatkan performa dalam pertumbuhan. Akan tetapi, belum ada penelitian yang mengkombinasikan kedua produk tersebut, sehingga perlu adanya penelitian terhadap efek farmakologi dari kombinasi keduanya.
B. 1.
Perumusan Masalah
Apakahpemberian suplemen fish calcium dan YGF 251 selama 28 hari dapat mempengaruhi profil pertumbuhan tikus galur Wistar?
2.
Bagaimana pengaruh pemberian suplemen fish calcium dan YGF 251terhadap kadar IGF-1 tikus galur Wistar?
C. 1.
Tujuan Penelitian
Mengetahui efek farmakologi hasil pemejanan suplemen fish calcium dan YGF 251 selama 28 hari terhadap profil pertumbuhan tikus galur Wistar yang meliputi parameter panjang femur, bobot jenis tulang, panjang hidung ke anus, dan panjang hidung ke ekor pada tikus galur Wistar.
2.
Mengetahui kadar IGF-1 pada tikus jantan dan betina setelah diberi pejanan suplemen fish calcium dan YGF 251 selama 28 hari.
4
D. 1.
Manfaat Penelitian
Bagi masyarakat Masyarakat mendapatkan solusi yang praktis dan efisien dalam mengatasi problema pertumbuhan tinggi badan.
2.
Bagi akademisi dan peneliti Adanya tulisan ini dapat menjadi sebuah referensi dan ide untuk terus mengembangkan penelitian mengenai efek farmakologi terhadap suplemen peninggi badan yang mengkombinasikan 2 produk yaitu fish calcium dan YGF 251 sehingga dapat dimanfaatkan secara lebih efektif dan efisien dengan berbagai kemungkinan alternatif.
E. Tinjauan Pustaka 1.
Kalsium
a.
Fish calcium Tulang ikan mengandung mineral essensial yang berguna bagi fungsi
tubuh seperti pertumbuhan tulang, pembekuan darah, dan neurotransmisi (Nordin et al., 1998). Tulang ikan mengandung 60-70% senyawa anorganik yang
terdiri
atas
kalsium
fosfat
dan
hidroksipatit
[Ca10(PO4)6(OH)2].Hidroksipatit (HA) merupakan bagian anorganik dari tulang dan gigi. Dalam pengaplikasian sehari-hari, HA digunakan sebagai bahan implan dalam pembedahan tulang (ortopedik), aplikasi gigi, dan bahan pelapis untuk pengawet (Boutinguizaet al., 2011).
5
Tulang ikan berpotensial sebagai sumber kalsium walaupun masih sedikit penelitian yang meneliti tentang bioavailibilitas dan aplikasi dari kalsium ikan.Kalsium didistribusikan di dalam tubuh dengan persentase sebesar 99% dalam tulang dan 1% pada sirkulasi darah dengan kadar darah plasma 8,5 – 10,5 mg/dL.Ketika kadar kalsium dalam darah menurun, kalsium akan digantikan oleh kalsium yang berada pada tulang untuk menjaga level kadar kalsium pada tubuh (Logesh et al., 2012). Kalsium dapat mempengaruhi kekuatan tulang yang dapat dilihat dari total massa tulang.Sekitar 39% usia remaja yang akan menginjak dewasa mengalami peningkatan total mineral tulang yang optimal dalam jangka waktu kurang lebih 4 tahun. Beberapa faktor yang mempengaruhi meliputi genetik, jenis kelamin, sistem hormonal, dan faktor nutrisi untuk mencapai massa tulang dengan kadar yang tinggi. Sebagian besar penelitian yang telah dilakukan secararandom dan epidemiologi mengenai intake kalsium digunakan subjek dengan asupan makanan yang memadai nutrisinya seperti protein, karbohidrat, dan lemak (Zhu & Prince, 2011). Penelitian yang dilakukan oleh Johnston tahun 1992 menyatakan bahwa konsumsi makanan sehari hari dengan tambahan asupan suplemen kalsium pada anak-anak dan remaja dari perbedaan latar belakang budaya memperlihatkan efek positif terhadap peningkatan mineral tulang. Terdapat 2 evaluasi meta analisis dari efek pemberian suplemen makanan terhadap masa tulang anak.Meta-analisis pertama menunjukkan bahwa suplemen kalsium memberikan efek yang signifikan terhadap kadar total kandungan
6
mineral tulang atau total body bone mineral content (BMC) dan massa jenis mineral tulang lengan bawah atau forearm bone mineral density (BMD), tetapi tidak berefek pada BMD tulang leher maupun tulang belakang. Meta analisis lainnya yang merupakan 12 randomisasi percobaan yang terkontrol memperlihatkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan pemberian asupan suplemen kalsium terhadap total BMC.Pada masa remaja, kestabilan kadar BMC pada perempuan akan dicapai pada umur 18 tahun dan 20 tahun pada laki-laki. Beberapa penelitian mengevaluasi keterkaitan antara intake kalsium dan masa jenis tulang pada masa remaja yang menunjukkan adanya keterkaitan yang positif antara keduanya. Susu dan produk susu lainnya merupakan sumber kalsium yang baik. Kacang polong, kacang-kacangan, susu kedelai, tulang ikan, dan sereal juga mengandung kalsium tetapi dalam jumlah yang relatif kecil (Zhu dan Prince, 2011). Tulang ikan merupakan salah satu sumber kalsium yang dapat
digunakan sebagai
suplemen makanan untuk
meningkatkan
kandungan kalsium di berbagai macam makanan (Pearson et al., 1992). Asupan nutrisi kalsium tubuh dapat dipenuhi dari berbagai macam makanan di atas, tetapi suplemen kalsium diperlukan ketika intake kalsium dari makanan kurang mencukupi. Kekurangan kalsium pada saat usia remaja (sekitar umur 10-18 tahun) dan lansia (di atas umur 50 tahun) terutama wanita yang memasuki masa menopause dapat menyebabkan masalah serius. Beberapa diantaranya adalah akan terjadi kekurangan massa jenis
7
tulang, pengeroposan tulang yang menyebabkan tulang mudah patah (fraktur) dan osteoporosis (Zhu & Prince, 2011). b. Mekanisme absorbsi kalsium dalam tubuh Penyerapan Ca2+ terjadi didalam usus. Sebanyak 30-80 % kalsium yangdimakan diserap. Transpor aktif Ca2+keluar dari lumen usus terjadi terutama di usushalus bagian atas, dan terjadi sedikit penyerapan melalui difusi pasif. Transpor aktifdifasilitasi oleh 1,25-dihidroksikolekalsiferol, metabolit vitamin D yang dibentuk diginjal. Kecepatan pembentukan 1,25dihidroksikolekalsiferol meningkat bila kadar Ca2+ plasma menurun dan berkurang bila kadar Ca2+ plasma naik. Akibatnya, penyerapan Ca2+ disesuaikan dengan kebutuhan tubuh. Penyerapan meningkatkan pada defisiensi Ca2+ dan menurun pada kelebihan Ca2+. Penyerapan Ca2+ juga difasilitasi oleh protein (Ganong, 2002). Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi absorbsi kalsium: 1) Hormon Paratiroid (PTH) PTH mempunyai dua efek pada tulang dalam menimbulkan absorpsi kalsiumdan fosfor. Tahap pertama yaitu tahap cepat yang dimulai dalam waktu beberapamenit dan meningkat secara progresif dalam beberapa jam. Tahap ini disebabkan olehaktivasi sel-sel tulang
yang
sudah
ada
(terutama
osteosit)
untuk
meningkatkanabsorpsi kalsium dan fosfor. Tahap kedua yaitu tahap yang lambat, danmembutuhkan waktu beberapa hari atau bahkan beberapa minggu untuk menjadi berkembang penuh (Guyton & Hall,
8
2007). Tahap cepat absorpsi kalsium dan fosfor terjadi dalam waktu beberapa menit. PTH akan terikat dengan sel osteoblas dan osteosit. PTH dapat mengaktifkan pompakalsium dengan kuat, sehingga menyebabkan pemindahan garam-garam kalsium fosfat dengan cepat dari kristal tulang amorf yang terletak dekat dengan sel. Selanjutnya pompa kalsium di sisi lain dari membran sel memindahkan ion kalsiumyang tersisa tadi ke dalam cairan ekstraseluler (Guyton & Hall, 2007). Tahap lambat absorpsi kalsium dan fosfor terjadi selama beberapa hari atau beberapa minggu. PTH bekerja melalui mekanisme peningkatan pembentukan dan aktivitas osteoklas. Aktivitas sistem osteoklastik terjadi dalam dua tahap yaitu aktivitas yang berlangsung dari osteoklas yang sudah terbentuk dan melalui pembentukan osteoklas baru. Peningkatan aktivitas osteoklas terutama terjadi pada ruffled border dan sealing zone, sehingga resorpsi matriks tulang meningkat. Sel osteoklas tidak mempunyai reseptor spesifik terhadap PTH, maka hormon ini tidak dapat bekerja secara langsung terhadap osteoklas. Hormon ini bekerja secara langsung terhadap osteoblas dengan cara menghambat aktivitas osteoblas dalam pembentukan tulang dan mendorong osteoblas untuk menghasilkan faktor stimulasiosteoklas yang mengaktivasi osteoklas. Osteoklas yang teraktivasi akan meresorpsi tulang dan melepaskan kalsium untuk mengembalikan kalsium darah yang normal (Derek et al., 2007).
9
2) Hormon Kalsitonin Kalsitonin memiliki efek yang berlawanan dengan PTH yaitu menurunkan konsentrasi kalsium darah yang berlebihan. Kalsitonin mengurangi konsentrasi kalsium plasma dengan dua cara yaitu mengurangi
kerja
absorpsi
osteoklas
dengan
segera
yang
menyebabkan penurunan ukuran sealing zone sehingga hambatan resorpsi tulang dan melalui penurunan pembentukan osteoklas yang baru. Sel osteoklas memiliki sejumlah reseptor spesifik terhadap kalsitonin padapermukaan selnya, oleh karena itu kalsitonin dapat bekerja secara langsung terhadap osteoklas. Hambatan resorpsi tulang akibat efek terjadinya pelepasan kalsium kedalam darah dan konsentrasi kalsium dapat turun ke normal (Derek et al., 2007). 3) Vitamin D Vitamin D berperan penting dalam absorpsi tulang dan pembentukan tulang. Pemberian vitamin D dalam jumlah yang ekstrem mengakibatkan absorpsi tulang. Bila tidak ada vitamin D, efek PTH dalam menimbulkan absorpsi tulang akan sangat berkurang atau bahkan dapat dicegah. Mekanisme kerja vitamin D ini tidak diketahui, namun diyakini terjadi akibat efek 1,25dihidroksikolekalsiferol untuk meningkatkan transpor kalsium melalui membran sel. Vitamin D dengan jumlah yang lebih kecil meningkatkan kalsifikasi tulang. Salah satu cara untuk melakukan hal tersebut adalah dengan meningkatkan absorpsi kalsium dan
10
fosfat dari usus. Mekanisme ini juga belum diketahui dengan pasti, namun
kemungkinan
disebabkan
oleh
kemampuan1,25-
dihidroksikolekalsiferol untuk menimbulkan transpor ion kalsium melaluimembran sel, tetapi pada keadaan ini, kemungkinan dengan arah yang berlawanan melalui membran osteoblas atau membran sel osteosit (Guyton & Hall, 2007). 2. YGF251 YGF 251 merupakan produk hasil ekstraksi farmasi yang berasal dari tumbuhan Phlomis umbrosa Turez, Cynancum wilfordii Hem, Zingiber officinale Roscoe, Platycodi Radix yang secara spesifik dapat menaikkan sekresi dari IGF-1 (Choiet al., 2002). Preparasi YGF251 dapat dilakukan dengan cara ekstraksi air (Coe et al., 2006).Campuran ekstrak bahan alami Phlomis umbrosa Turez, Cynancum wilfordii Hem, Zingiber officinale Rosc, Platycodi Radix dengan perbandingan 25 : 30 : 15 : 30 akan menghasilkan YGF 251 dengan kadar 5,2%. YGF 251 diekstrak dari bahan herbal alami yang efektif menginduksi sekresi IGF-1 baik pada manusia dan tikus (Begum et al., 2014). Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Choi et al. (2002) melaporkan bahwa penambahan asupan 50 g Phlomis umbrosa Turez pada tikus dapat meningkatkan pertumbuhan panjang femur. Hasil yang sama terjadi pada penambahan asupan nutrisi dengan campuran 3 bahan alami lain yaitu 15 g Cynancum wilfordii, 15 g Zingiber officinale, dan 20 g Platycodon grandiflorum.
11
YGF 251 merupakan suatu produk farmasi yang ditemukan pertama kali oleh Jae-Soo Kim di Seol dan telah dipatenkan di Amerika Serikat pada tahun 2006. Berdasarkan hasil penelitian, YGF 251 dipercaya dapat menginduksi sekresi IGF-1 yang dapat memperbaiki beberapa kelainan atau penyakit yang disebabkan adanya reduksi kadar serum IGF-1dalam tubuh (Coe, 2006). Sayangnya sampai saat ini belum ada penelitian lebih lanjut mengenai mekanisme YGF 251 dalam meningkatkan sekresi IGF-1. Beberapa keunggulan YGF 251 adalah dapat meningkatkan komposisi tubuh, sensitivitas insulin, massa jenis mineral tulang dan pertumbuhan linier, untuk mencegah keterbelakangan mental, mikrosefali, neurosensoral tuna rungu dan kehilangan massa tulang femur diakhir masa menopause pada wanita. Selanjutnya ekstrak YGF 251 diyakini juga dapat memudahkan pertumbuhan linier bagi mereka yang mempunyai masalah dalam pertumbuhannya (Coe, 2006). 3. Phlomis umbrosa Turez a. Klasifikasi Taksonomi Phlomis umbrosa Divisi
:
Magnoliophyta
Kelas
:
Magnoliopsida
Bangsa
:
Lamiales
Suku
:
Lamiaceae
Marga
:
Phlomis
12
Jenis
:
Phlomis umbrosaTurez (Anonim, 2014b)
Gambar 1. Phlomis umbrosaTurez (Min, 2014)
b. Deskripsi/Morfologi Phlomis merupakan suatu genus dengan lebih dari 100 spesies tanaman herba dan semak dalam famili Lamiaceae. Berasal dari wilayah Mediteranian, dari Asia ke Cina. Tumbuhan ini merupakan herba dengan tinggi sekitar 40-100 cm. Biasa tumbuh di padang rumput yang lembab dan berkayu dengan ketinggian 300-1500 m. Distribusi tempat tumbuh di Liaoning, Neimenggu, Hebei, Shandong, Shanxi, Shannxi, Gansu, Sichuan, Guizhou, Guangdong, dan lain lain (Shang et al., 2011). Penelitian terhadap Phlomis umbrosa masih sangat terbatas, tetapi dapat diketahui bahwa tumbuhan ini sangat berpengaruh terhadap dunia kefarmasian. Ciri-ciri morfologi pada genus Phlomis adalah daunnya yang saling berhadapan, berkerut atau berurat. Bunga Phlomis mempunyai warna yang bervariasi dari kuning menjadi merah muda, ungu, dan putih. Kelopaknya berbentuk lonceng bervena yang berjumlah 5 atau 10 (Amor et al., 2009).
13
c. Kandungan kimia dan efek farmakologi Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa Phlomis mengandung iridoid, flavonoid, fenilpropanoid, feniletanoid, lignan, neolignan, diterpenoid, alkaloid, dan minyak atsiri (Zhang & Wang, 2009). Selain itu Phlomis juga mengandung saponin yang merupakan glikosida triterpen. Biasanya dalam penelusuran kebenaran dari tumbuhan ini, digunakan pembanding metil ester Shanzhiside yang masih termasuk ke dalam golongan glikosida iridoid (Anonim, 2010b). Glikosida iridoid dan feniletanoid merupakan dua kandungan utama yang terdapat di Phlomis umbrosa (Shang et al., 2011). Akar dari Phlomis umbrosa biasa digunakan sebagai obat yang dapat mengurangi edema, menyembuhkan nyeri, dapat membantu mengeluarkan dahak, dan detoksikasi (Shang et al., 2011). Bagian bunga dapat dimanfaatkan sebagai teh herbal yang dapat memperbaiki masalah pencernaan. Selain itu juga untuk meningkatkan daya tahan tubuh dengan cara melindungi organ-organ seperti hati, ginjal, tulang, dan sistem peredaran darah. Tumbuhan ini dilaporkan mempunyai aktifitas antiseptik dan anti inflamasi (Shang et al., 2011). Di Cina, Phlomis dimanfaatkan sebagai pengobatan herbal seperti diuretikum, tonik, stimulansia. Selain itu pada tumbuhan ini juga menunjukkan adanya efektivitas terhadap penyembuhan ulcer dan hemoroid (Zhang & Wang, 2009). Hasil penelitian dalam jurnal In Young Bae et al. tahun 2011 menyebutkan bahwa adanya kandungan estrogenikpada hasil ekstrak kombinasi bahan
14
Phlomis umbrosa dapat digunakan sebagai alternatif pengganti terapi hormon (Anonim, 2014a). Penelitian lain juga menyebutkan bahwa Phlomis umbrosa Turez mempunyai khasiat sebagai protektor ginjal dan hati (Anonim, 2006a). 4. Cynanchum wilfordiiHem a. Klasifikasi Sampai saat ini, belum ditemukan secara jelas taksonomi yang lengkap dari spesies Cynanchum wilfordii Hem. Suku
: Asclepiadaceae
Marga
: Cynanchum
Jenis
: Cynanchum wilfordii Hem
(Jeffers, 2006)
Gambar 2. Cynancum wilfordii Hem (Anonim, 2010a)
b.
Deskripsi/Morfologi Genus Cynanchum memiliki jumlahterbesar sekitar 180 spesies di
Asclepiadaceae. Distribusi secara luas berada di area timur Afrika, Mediteranian, zona tropis dan zona subtropis Eropa. Sampai sekarang baru 33 spesies saja yang telah diteliti secara sistematik.
15
Akar Cynancum yang sering pula disebut dengan Hasuo di Korea dan Baishouwu di Cina. Baishouwu merupakan nama yang biasa digunakan untuk akar kering berwarna putih yang diambil dari 3 jenis tanaman Asclepiadacea
yaitu
Cynanchum
wilfordii,
C.
Bungei,
dan
C.
Auriculatumi. Hasuo sama saja dengan akar kering C. wilfordii dan Polygonum multiflora, akar tuber warna merah dari tanaman Polygonaceae (Jeffer, 2006). c.
Kandungan kimia dan efek farmakologi Penelitian terdahulu menyatakan bahwa akar dari tumbuhan ini dapat
meningkatkan esens vital dan mempertinggi tingkat imunitas. Ekstrak dan fraksinya memiliki aksi farmakologi termasuk membasmi radikal bebas, meningkatkan imunitas, menurunkan serum kolesterol yang tinggi, dan aktivitas anti tumor. Sampai sekarang, lebih dari 300 senyawa telah diisolasi dari spesies Cynanchum termasuk steroid, alkaloid, terpen, flavonoid, polisakarida, dan glikosida steroidal (Jiang et al., 2011). Cynanchum juga mengandung lebih dari 1,2% dari 2,3,5,4’tetrahidroksilstilben-2-o-B-D-glukosida yang merupakan turunan dari senyawa stilben. Turunan stilben dapat menghambat kerusakan DNA, protein, LDL, dan membran sel lemak, serta cincin fenoliknya yang berikatan dengan estrogen dapat berefek sebagai agonis atau antagonis terhadap estrogen.Penelitian lain juga melaporkan bahwa campuran ekstrak dari Cynanchum wilfordii dengan bahan tumbuhan lainnya dapat
16
menurunkan kadar serum osteokalsin sehingga meningkatkan Bone Mineral Density (BMD)(Anonim, 2010b). Khasiat lain dari Cynancum wilfordii yaitu dapat mencegah penyakit anemia dan ulcer (Anonim, 2006a). Tanaman ini telah lama digunakan sebagai tonik dan obat tradisional untuk penyakit kardiovaskuler. Cynancum wilfordiimemperlihatkan adanya efek gastroprotetif pada percobaan lesi gastrik pada tikus. Selain itu juga dapat melindungi syaraf kortikal dari toksisitas yang diinduksi oleh H2O2 (Choi, 2010). 5.
Jahe (Zingiber officinaleRoscoe) a. Klasifikasi Taksonomi Zingiber officinale Roscoe Divisi :
Magnoliophyta
Kelas :
Liliopsida
Bangsa :
Zingiberales
Suku :
Zingiberaceae
Marga :
Zingiber
Jenis :
Zingiber officinale Roscoe
Gambar 3. Zingiber officinale Rosc
(Anonim, 2015b)
17
b. Deskripsi/Morfologi Jahe termasuk tanaman tahunan, berbatang semu, dan berdiri tegak dengan ketinggian mencapai 0,75 m. Secara morfologi, tanaman jahe terdiri atas akar, rimpang, batang, daun, dan bunga. Perakaran tanamanjahe merupakan akar tunggal yang semakin membesar seiring denganumurnya, hingga membentuk rimpang serta tunas-tunas yang akan tumbuhmenjadi tanaman baru. Akar tumbuh dari bagian bawah rimpang,sedangkan tunas akan tumbuh dari bagian atas rimpang. Batang pada tanaman jahe merupakan batang semu yang tumbuh tegak lurus, berbentuk bulat pipih, tidak bercabang tersusun atas seludang-seludang dan pelepah daun yang saling menutup sehingga membentuk seperti batang(Supriadi et al., 2011). Rimpang jahe merupakan modifikasi bentuk dari batang tidak teratur. Bagian luar rimpang ditutupi dengan daun yang berbentuk sisik tipis, tersusun melingkar. Rimpang adalah bagian tanaman jahe yang memiliki nilai ekonomi dan dimanfatkan untuk berbagai keperluan antara lain sebagai rempah, bumbu masak, bahan baku obat tradisional, makanan dan minuman dan parfum(Supriadi et al., 2011). c. Kandungan kimia dan efek farmakologi Jahe (Zingiber officinale (L.) Roscoe) mempunyai kegunaan yang cukup beragam, antara lain sebagai rempah, minyak atsiri, pemberi aroma, ataupun sebagai obat (Bartley dan Jacobs, 2000). Secara tradisional, kegunaannya antara lain untuk mengobati penyakit rematik, asma, stroke, sakit gigi, diabetes, sakit otot, tenggorokan, kram, hipertensi, mual,
18
demam dan infeksi (Ali et al., 2008). Beberapa khasiat jahe yang telah terbukti berdasarkan Kemenkes (2008), antara lain untuk mengatasi mual dan muntah (akibat mabuk kendaraan, mual pagi hari pada wanita hamil), diare, perut kembung, demam, batuk berdahak, flu, pegal linu, tidak nafsu makan, kaki kesemutan, keracunan makanan, kolik, rematik, sakit pinggang, nyeri haid, dan keseleo. Rimpang jahe mengandung 2 komponen utama yaitu komponen volatile dan komponen non-volatile. Komponen volatile terdiri dari oleoresin (4,0-7,5%), yang bertanggung jawab terhadap aroma jahe (minyak atsiri) dengan komponen terbanyak adalah zingiberen dan zingiberol. Komponen non-volatile pada jahe segar yang bertanggung jawab terhadap rasa pedas adalah gingerol. Gingerol merupakan senyawa identitas untuk tanaman jahe dan berfungsi sebagai senyawa yang berkhasiat obat. Gingerol yang terkandung di dalam jahe memiliki efek sebagai
antiinflamasi,
antipiretik,
gastroprotectif,
kardiotonik
dan
antihepatotoksik, antioksidan, antikanker, antiinflamasi, antiangiogenesis dan antiartherosclerotic (Supriadi et al., 2011). Pada jahe kering, yang bertanggungjawab atas rasa pedas adalah senyawa Shogaol ([6]-Shogaol), yang merupakan hasil dehidrasi dari Gingerol. Shogaol dan gingerol berfungsi sebagai hepatoprotektor terhadap tetraklorida (CCl4). Senyawa oleoresin, gingerol, dan shogaol, dapat meningkatkan proliferasi sel limfosit B dan sel T (Tejasari &Zakaria, 2006).Selain itu jahe juga mengandung sejumlah nutrisi, seperti
19
vitamin, kalsium, protein, karbohidrat dan lemak yang bermanfaat untuk kesehatan. Dari sumber USDA National Nutrient data base, didapatkan adanya kandungan kalsium sebanyak 16 mg pada 100 g jahe (Supriadi et al., 2011) . Kandungan sejumlah magnesium, kalsium, protein, besi, sodium, kalium dan fosfor pada jahe akan memberikan perbaikan untuk otot, depresi, lemah otot, kejang, dan kerusakan lambung. Tingginya kadar kalium akan melindungi kerusakan tulang, paralisis, sterilitas, lemah otot kerusakan ginjal dan hati (Hernani & Winarti, 2011). 6. Platycodon grandiflorum a. Klasifikasi Taksonomi Platycodon grandiflorum Divisi :
Magnoliophyta
Kelas :
Magnoliopsida
Bangsa :
Campanulales
Suku
Campanulaceae
:
Marga :
Platycodon
Jenis
Platycodon grandiflorum
:
(Anonim, 2015c)
Gambar 4. Platycodon grandiflorum
20
b. Deskripsi/Morfologi Platycodon merupakan herba perenial dengan akar berwarna putih, berdaging, berbentuk menyerupai lobak, berbuku tebal, mengandung banyak cairan, batang sejajar dari dasar atau lurus, bentuknya sederhana dengan tinggi sekitar 40-50 cm, herba,gundul atauhalus, membujur di bagian bawah, radikal pada daunnya tapi terkadang berlawanan, teratur pada bagian bawah batang atau bahkan lebih tinggi, bulat telur-lanset, meruncing di bagian dasar, panjang sekitar 2,5 – 3,4 cm, agak besaran bergerigi, pucat di bagian bawah, daun di bagian atas sedikit. Bunga pada herba ini biasanya 1 atau 2, berukuran besar, luas lonceng dan agak miring, kelompok berjumlah 5 segmen, berwarna violet agak biru, panjang 4 cm, benang sari berjumlah 5 buah, ovarium bersel banyak. Platycodon grandiflorum mempunyai akar dengan bentuk tidak beraturan, agak tipis dan panjang, bercabang, berwarna coklat keabuan, coklat, atau bisa juga putih, berukuran 10-15 cm panjang akar utama. Permukaan akar ini retak tidak berserat. Jika dilihat di bawah kaca pembesar, kulit sedikit lebih tipis dari xilem, hampir putih dan jaringan xilem sedikit lebih padat dengan jaringan warna putih hingga coklat muda daripada kulit (Anonim, 1999). c. Kandungan kimia dan manfaat Rimpang tanaman Platycodon grandiflorum (Jacq) A.DC. secara tradisional telah digunakan sebagai antiflogistic, antitusif, dan agen ekspektrantik di Cina, Korea, dan Jepang. Penelitian farmakologi terbaru
21
menyebutkan bahwa ekstrak dari rimpang ini memiliki kegunaan yang luas bagi kesehatan. Baru-baru ini telah diberitakan bahwa Platycodon grandiflorum
dapat
digunakan
sebagai
hiperkolesterolemia
dan
hiperlipidemia (Bao Jun Xu et al., 2005). Pada percobaan menggunakan tikus dengan pemberian 5% rimpang Platycodon grandiflorum dapat menurunkan konsentrasi total kolesterol dan trigliserid dalam serum dan kelebihan lipid, jika dibandingkan dengan tikus kontrol. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa platikodin yang terkandung di dalam rimpang Platycodon grandiflorum mempunyai aktivitas anti inflamasi. Selain itu platikodin juga dapat menghambat pengeluaran cairan lambung, mencegah radang dinding lambung pada tikus (Anonim, 1999). Di Cina dan Korea rimpang segar P. grandiflorum dikonsumsi sebagai pencegah obesitas (Bao Jun Xu et al., 2005). 7. Tikus Putih a. Deskripsi tikus putih Hewan percobaan/laboratorium adalah hewan yang sengaja dipelihara dan diternakkan sebagai hewan model pengujian guna mempelajari dan mengembangkan berbagai macam bidang ilmu dalam skala pengamatan laboratoris. Tikus putih merupakan salah satu hewan uji yang kerap digunakan sebagai hewan percobaan dalam suatu penelitian (Widiartini et al., 2013). Hal ini dikarenakan hewan ini mudah diperoleh dalam jumlah banyak, mempunyai respon yang cepat, memberikan gambaran secara ilmiah yang mungkin terjadi pada manusia, dan harganya relatif murah
22
(Sihombing & Tuminah, 2011). Tiga galur tikus putih yang sering digunakan sebagai hewan percobaan antara lain Wistar, Long evans, dan Sprague dawley (Malole & Promono, 1989). Taksonomi tikus putih
b.
Filum
: Chordata
Kelas
: Mammalia
Ordo
: Rodentia
Subordo
: Odontoceti
Familia
: Muridae
Genus
: Rattus
Spesies
: Rattus norvegicus
(Akbar, 2010)
Konversi umur tikus Dalam suatu penelitian yang membutuhkan hewan uji didalamnya,
diperlukan suatu data konversi dosis untuk mengetahui dosis yang penyetaraan dari manusia ke hewan uji dan sebaliknya. Tabel konversi dosis hewan uji telah dipublikasikan oleh Laurence & Bacharach padatahun 1964 dan sampai sekarang masih dijadikan pedoman peneliti untuk mengkonversikan dosis. Seiring berjalannya waktu, ternyata tabel konversi dosis kurang memberikan informasi yang lebih terutama terhadap informasi konversi umur hewan uji ke manusia. Padahal informasi konversi umur juga menjadi hal yang penting dalam suatu penelitian.
23
Penelitian dengan model tikus dan hewan lainnya secara umum sangat penting dan berguna. Hasilnya dapat diaplikasikan ke manusia sebagai tindakan
pencegahan.
Bila
dibandingkan
dengan
manusia,
tikus
mempunyai waktu hidup yang singkat dan pertumbuhan yang pesat pada masa mudanya. Tikus berkembang sangat pesat pada masa muda dan mulai matang saat umur 6 minggu. Berbeda dengan manusia yang mempunyai pertumbuhan yang lambat dan pubertas pada kisaran umur 12 sampai 13 tahun. Pada masa dewasa setiap bulan umur tikus setara dengan 2,5 tahun umur manusia. Tikus betina menopause pada kisaran umur 15-18 bulan sedangkan manusia antara 48-55 tahun. Tikus yang digunakan sebagai hewan uji memiliki waktu hidup 3 tahun sedangkan ekspektasi waktu hidup manusia yaitu selama 70 tahun (Andreollo et al., 2012). Hubungan antara umur tikus dalam bulan dan umur manusia dalam tahun pada fase dewasa tersaji dalam tabel I. Tabel I. Hubungan Antara Umur Tikus dalam Bulan dan Umur Manusia dalam Tahun pada Masa Dewasa Umur tikus (bulan) 6 12 18 24 30 36 42 45 48
Umur manusia (tahun) 18 30 45 60 75 90 105 113 120 (Sengupta, 2013)
24
Baru-baru ini telah diteliti pula hubungan antara umur tikus dan manusia. Para peneliti menghubungkan beberapa parameter yang berhubungan antara tikus dan manusia. Beberapa diantaranya adalah total waktu hidup, periode menyusui, periode pra pubertas, periode remaja, fase dewasa, dan masa tua. Hasil analisis dari perbandingan umur tikus dan manusia dengan fase hidup yang sama dapat dilihat pada tabel II. Tabel II. Konversi Umur Tikus dan Manusia Berdasarkan Fase Hidup yang Sama Perbandingan umur Parameter Tikus (hari)
Manusia (tahun)
Masa hidup
13.8
=1
Masa menyusui
42.4
=1
Masa praremaja
3.3
=1
Masa remaja
10.5
=1
Fase dewasa
11.8
=1
Masa tua
17.1
=1
Rata-rata
16.4
=1 (Sengupta, 2013)
Konsep yang paling penting bahwa hasil perbandingan umur tikus dan manusia itu tergantung dari konteks yang akan kita analisis. Banyak metode yang digunakan dalam penelitian pada beberapa studi untuk menghubungkan umur mamalia berukuran kecil dengan umur manusia. Beberapa diantaranya yaitu dengan cara melihat bobot lensa mata, pertumbuhan molar gigi, perhitungan lapisan endosteal pada tulang kering, pertumbuhan otot sepanjang dengan penutupan dan penebalan epifisis, dan lain lain. Semua teknik merupakan metode yang relatif dan tidak dapat
25
dengan jelas mendefinisikan umur secara pasti. Para peneliti secara umum menggunakan lebih dari satu metode untuk mendapatkan informasi umur hewan uji yang cocok (Sengupta, 2013). 8.
IGF-1 Insulin merupakan suatu polipeptida yang mengandung 2 rantai asam
amino yang dihubungkan oleh jembatan disulfida. Hormon ini disintesis di dalam retikulum endoplasma. Insulin merupakan suatu hormon yang disekresi oleh pulau Langerhans di dalam Pankreas. Hormon ini bersifat anabolik atau membangun. Kerja hormon insulin adalah meningkatkan penyimpanan glukosa, asam lemak, dan asam amino di dalam tubuh. Kerja hormon ini berkebalikan dengan hormon glukagon yang bersifat katabolik. Plasma mengandung berbagai senyawa yang mempunyai aktivitas menyerupai insulin seperti proinsulin, aktivitas senyawa menyerupai insulin yang tidak dapat ditekan / Nonsuspressible Insulinlike Activity (NSILA) seperti IGF-I, IGF-II, dan protein seperti insulin yang tak dapat ditekan / Non Suppressible Insulinlike Protein (NSILP) yang biasanya mempunyai bobot molekul tinggi. Pada aktivitas senyawa insulin-like, hanya 7% aktivitas insulin plasma yang dapat ditekan oleh antibodi antiinsulin dan 93% sisa lainnya (NSILA dan NSILP) tidak dapat ditekan karena tidak dipengaruhi oleh antibodi ini. Efek hormon pertumbuhan terhadap pertumbuhan tulang rawan dan metabolisme protein tergantung atas interaksi antara hormon pertumbuhan dan somatomedin, yang merupakan faktor pertumbuhan polipeptida yang
26
disekresi oleh hati dan jaringan lain dalam respon terhadap rangsangan dari hormon pertumbuhan. Somatomedin merupakan faktor pertumbuhan Insulin-like 1 (Insulin-like Growth Factor-1 dan somatomedin C) dan faktor pertumbuhan Insulin-like II (Insulin-like Growth Factor -II). mRNA bagi IGF-I dan IGF-II ditemukan tidak hanya di dalam hati, tetapi juga di dalam tulang rawan dan banyak jaringan lainnya. Sekresi IGF-I dirangsang oleh hormon pertumbuhan dan mempunyai aktivitas merangsang pertumbuhan yang menonjol bila dibandingkan dengan IGF-II. IGF-II lebih
mempengaruhi
somatomedin
pertumbuhan
dipengaruhi
oleh
fetus
beberapa
sebelum faktor
lahir.
Sekresi
selain
hormon
pertumbuhan seperti, glukokortikoid dan defisiensi protein yang dapat mengurangi aktivitas somatomedin plasma dan dosis besar estrogen dapat menghambat produksi IGF-1. Sekresi somatomedin dikurangi dalam diabetes tak diterapi dan dipulihkan ke normal oleh terapi insulin. Perbedaan hormon insulin dan IGF-1 tersaji pada tabel III. Tabel III.Perbedaan Insulin dan IGF-I Pembeda Nama Lain Jumlah Asam Amino Sumber Kadar diatur oleh
Insulin 51 Sel pankreas B
Kadar plasma Protein pengikat plasma Peranan fisiologi utama
0,3 – 2 ng/mL
IGF-I Somatomedin C 70 Hati dan jaringan lain Hormon pertumbuhan, Perbaikan Gizi Rentang ng/mL
Tak ada
Ya
Glukosa
Kendali metabolism
Pertumbuhan rangka dan kartilago (Ganong, 1995)
27
Sekresi hormon pertumbuhan dikendalikan melalui hipotalamus. Hipotalamus mensekresikan hormon pelepas hormon pertumbuhan GHRH dan hormon penghambat hormon pertumbuhan somatostatin ke dalam darah porta hipofisis dan lesi hipotalamus atau pemotongan infundibulum hipofisis menghambat sekresi hormon pertumbuhan. Jika hormon pertumbuhan disekresi dalam bentuk konstan dan kontinyu, kecepatan sekresi hormon pertumbuhan mengalami fluktuasi yang cepat. Sekresi hormon pertumbuhan di bawah kendali umpan balik, seperti sekresi hormon
lobus
anterior
hipofisis
lainnya.
Hormon
pertumbuhan
meningkatkan IGF-I yang bersirkulasi dan IGF-I kemudian menimbulkan kerja inhibisi langsung atas sekresi hormon pertumbuhan dari hipofisis. Selain itu hormon ini juga merangsang somatostatin (Ganong, 1995). Mekanisme sekresi hormon IGF-1 tersaji dalam gambar 5. Hipotalamus
mus GHRH
Somatostatin
Θ Hipofisis
Θ GH
Hati
IGF-1
Tulang
Gambar 5. Mekanisme Kerja Hormon IGF-1 (Carvallo, 1997)
28
9. Enzym Link Immunosorbent Assay (ELISA) Enzyme-linked Immunosobent Assay (ELISA) merupakan alat diagnostik yang digunakan secara luas di bidang kesehatan dan digunakan sebagai pengukuran kontrol kualitas di beberapa industri. ELISA juga digunakan sebagai alat analitik di dalam penelitian biomedik untuk deteksi dan kuantifikasi untuk antigen spesifik atau antibodi yang terkandung di dalam sampel. ELISA menggunakan konsep dasar dari sebuah imunologi antigen mengikat antibodi spesifik, yang memungkinkan deteksi jumlah yang sangat kecil dari antigen seperti protein, peptida, hormon, atau antibodi di dalam sampel cairan (Gan, 2013). ELISA memanfaatkan antigen enzim-label dan antibodi untuk mendeteksi biologis molekul, menjadi enzim yang paling umum digunakan seperti alkalin fosfatase dan oksidase glukosa. Antigen dapat mengikat antibodi spesifik, yang kemudian dideteksi oleh senyawa sekundernya yaitu enzim yang terikat antibodi. Sebuah substrat kromogenik untuk enzim menghasilkan perubahan warna terlihat atau fluoresensi, menunjukkan adanya antigen. Pengukuran kuantitatif atau kualitatif dapat dinilai berdasarkan pembacaan kolorimetri. Substrat fluorogenik memiliki sensitivitas yang lebih tinggi dan dapat mengukur secara akurat tingkat konsentrasi antigen dalam sampel (Gan, 2013). Secara umum, teknik ELISA dibedakan menjadi dua jenis, yaitu teknik ELISA kompetitif dan ELISA non kompetitif. ELISA kompetitif
29
menggunakan konjugat antigen-enzim atau konjugat antibodi-enzim. Pada teknik ELISA non kompetitif antibodi kedua (sekunder) akan dikonjugasikan dengan enzim yang berfungsi sebagai sinyal. Teknik non kompetitif seringkali disebut dengan ELISA sandwich. Uji ini dapat dilakukan dalam waktu yang singkat, cepat, sensitifitas dan spesifitasnya tinggi, apabila reaksi-reaksi yang non-spesifik dapat ditiadakan (Sudarisman, 2006).
F. Landasan Teori Meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap suplemen makanan membuat para peneliti gencar mencari senyawa alami terobosan baru yang dapat meningkatkan kualitas gizi pangan manusia. Pertumbuhan dan perkembangan optimal pada tubuh manusia berada pada rentang antara 1 hingga 20 tahun. Pada rentang umur tersebut manusia harus tercukupi segala kebutuhan gizinya baik dari makanan, minuman, ataupun suplemen makanan. Suplemen peninggi badan adalah suplemen yang dibuat dengan tujuan khusus yaitu untuk menambah ukuran dan volume tulang. Tulang ikan mengandung mineral essensial yang berguna bagi fungsi tubuh seperti pertumbuhan tulang, pembekuan darah, dan neurotransmisi. YGF251merupakan produk hasil ekstraksi farmasi. Produk ini berasal dari 4 tumbuhan yang secara spesifik dapat menaikkan sekresi dari IGF-1. IGF-I dikenal pula sebagai somatomedin C, serupa dengan proinsulin yang berhubungan paling langsung dengan efek hormon pertumbuhan.
30
Data penelitian yang sudah ada menunjukkan bahwa baik fish calcium dan YGF- 251 terbukti dapat meningkatkan pertumbuhan pada tikus galur Wistar. Sampai saat ini belum ada penelitian yang mengkombinasikan bahan alami fish calcium dan YGF 251 dengan perbandingan 7:2 untuk menjadi suplemen peninggi badan. Peneliti ingin melihat efek farmakologi suplemen ini terhadap pertambahan tinggi tikus jantan dan betina galur Wistar dengan profil panjang nose to tail, nose to anus, panjang femur, densitas tulang, dan kadar IGF-1 pada darah.
G. Hipotesis 1.
Pemberian suplemen yang berisi kombinasi Fish Calcium dan YGF251 perbandingan7:2 selama 28 hari memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan tulang yang meliputi parameter panjang femur, bobot jenis tulang, panjang hidung ke anus, dan panjang hidung ke ekor pada tikus galur Wistar.
2.
Pemberian suplemen yang berisi kombinasi Fish Calcium dan YGF251 dengan perbandingan 7:2 selama 28 hari dapat meningkatkan kadar hormon IGF-1 secara signifikan pada tikus galur Wistar.
