EFEK EKSTRAK DAUN YAKON “Smallanthus sonchifolius” TERHADAP KADAR GLUKOSA DARAH, BERAT BADAN DAN BERAT ORGAN PANKREAS, GINJAL, DAN JANTUNG PADA TIKUS JANTAN STRAIN Sprague dawley YANG DIINDUKSI ALOKSAN Laporan penelitian ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA KEDOKTERAN
Disusun oleh: Anisatul Muqorrobin NIM: 1111103000096
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 1435 H/ 2014 M
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa:
1.
Laporan penelitian
ini
merupakan hasil karya asli saya yang diajukan
untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar strata 1 di
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 2.
Semua sumber yang saya guna(an telah saya cantumkan sesuai ketentuan yang berlaku di
-)-
UIN Syarif Hidyatullah Jakarta
Jika di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya asli saya atau menrpakan plagiat dari karya orang lain, maka saya bersedia menerima sanksi yang berlaku di
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Jakarta, 09 September 2014
Q, \ LLl
YJ
Anisatul Muqorrobin
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING EFEK EKSTRAK DAUN YAKON "Smallqnthus sonchifolius" TERHADAP KADAR GLUKOSA DARAH, BERAT BADAN DAN BERAT ORGAN PANKREAS, GINJAL, DAN JANTUNG PADA TIKUS JANTAN stTain Sprague dawley YANG DIINDUKSI ALOKSAN
Laporan Penelitian Diajukan kepada Program Sfudi Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Saq'ana Kedokteran (S. Ked)
Oleh
Anisatul Muqorrobin NIM: 1111103000096
4M
Pembimbing
I
dr. Flori Ratna Sari,
Ph.D
Pembimbing
II
dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEIIATAI\ UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 1435
Ht 2014 M
PENGESAIIAN PANITIA UJIAN Laporan Penelitian berjudul EFEK EKSTRAK DAUN YAKON "smallanthus
BADAN soichifotius" TERHADAP KADAR GLUK6SA DARAII, BERAT PADA JANTUNG DAN BERAT ORGAN PANKREAS, GINJAL, DAN yang TIKUS JANTAN strain sprague dawley YANG DIINDUKSI ALOKSAN dj"jtT.t, diajukan oleh Anisatul Muqonobin (NIM: 1 I 1 1 103000096),.,:t* 11"* 10 September'2014' sidang di Fakutas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan pada ini telah diterima sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana
luporL
Kedokteran (S.Ked) pada Program Studi Pendidikan Dokter.
Jakarta,
l0 September 2014
DEWAN PENGUJI Ketua Sidane
dr. Flori Ratna Sari, Ph.D
I
Pembimbing
I
dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM
dr. Flori Ratna Sari, Ph.D
Penguji
II
Pembimbing
Penguji
I
II
.'(A
Hlr\)
Zeti Harniati, M. Biomed
PIMPINAN FAKULTAS Kaprodi PSPD
Dekan FKIK UIN
s--)
LProf. Dr. (hc) dr. MK. Tadjudin, Sp'And
IV
dr.
M.Gizi, Sp.GK
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr.wb. Puji syukur Alhamdulillah saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat dan ridha-Nya saya dapat menyelesaikan penelitian ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada baginda nabi besar Muhammad SAW, beserta keluarga, keturunan, sahabat, serta umatnya. Saya merasa tidak akan dapat menyelesaikan penelitian ini dengan baik tanpa bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Prof. DR. (hc) dr. M.K. Tadjudin, Sp.And selaku Dekan FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 2. dr. Witri Ardini, M.Gizi, Sp.GK selaku Ketua Program Studi Pendidikan Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, beserta segenap dosen di prodi ini yang senantiasa membimbing dan menyampaikan ilmu kepada saya selama menjalani masa pendidikan di Program Studi Pendidikan Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 3. dr. Flori Ratna Sari, Ph.D selaku dosen pembimbing I penelitian saya, yang selalu memberikan bimbingan, arahan serta ilmunya kepada saya guna menyelesaikan penelitian ini dengan sebaik-baiknya. 4. dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM selaku dosen pembimbing II penelitian saya, atas segala bimbingan dan saran yang diberikan guna menyempurnakan penelitian saya. 5. Kedua orang tua tercinta saya, H. Machmud dan Hj. Chusnul Khotimah yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, doa, nasihat, serta semangat kepada saya sepanjang waktu. Juga kepada saudara kandung saya Laila Intama, Susana Mas’udah, Sonhaji, Muhammad Faishol, Kholilur Rohman, Nadhirotul Kamilah dan untuk seluruh keluarga besar saya yang selalu menjadi semangat saya untuk tidak menyerah dan selalu bersemangat dalam menuntut ilmu. v
6. Ibu Zeti Harriyati, M. Biomed selaku penanggungjawab (PJ) laboratorium MBI. Ibu Nurlaely Mida, M. Biomed selaku PJ Animal house. Ibu Endah Wulandari, M. Biomed selaku PJ laboratorium Biokimia, drg. Laifa Annisa Hendarmin, Ph. D selaku PJ laboratorium Riset, dr. Nurul Hiedayati, Ph.D selaku PJ laboratorium Farmakologi yang telah memberikan izin atas penggunaan lab pada penelitian ini. 7. Untuk teman seperjuangan penelitian saya, Kandang Girls dan Boys. Laras Respati Ardanareswari, Elza Amelia Firdaus, Norma Maulidatul Fitria, Candra Ahmad Hanif Rosyidi, dan Hermansyah, yang telah bahumembahu menyelesaikan penelitian bersama. Serta seluruh laboran yang terlibat Bu Ayu Laifah, Amd, Bu Suryani, S.Si , Pak Rachmadi Wibowo, S.Si, Bu Lilis. Juga pada Mas Iwan, Pak Ruyatman, dan Mas Panji Pramudiya yang sangat membantu berlangsungnya penelitian ini. 8. Kak Bayu, senior saya Program Studi Kesehatan Masyarakat 2010 yang telah membantu saya mengolah data, kepada Kak Nuzma dan Kak Deasy yang telah berbagi pengalamannya dalam penelitian tahunn kemarin, juga kepada seluruh mahasiswa PSPD 2011 dan seluruh teman, sahabat, serta pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Saya menyadari dalam laporan penelitian ini masih banyak terdapat kekurangan. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat saya harapkan demi menyempurnakan laporan ini lebih baik lagi. Demikian laporan penelitian ini saya tulis, semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya. Dan semoga dapat dihitung sebagai amal jariyah oleh Allah SWT.
Jakarta, 10 September 2014
Anisatul Muqorrobin vi
ABSTRAK Anisatul Muqorrobin. Program Studi Pendidikan Dokter. Efek Ekstrak Daun Yakon “Smallanthus Sonchifolius” terhadap Kadar Glukosa Darah, Berat Badan dan Berat Organ Pankreas, Ginjal, dan Jantung pada Tikus Jantan Strain Sprague dawley yang Diinduksi Aloksan. 2014. DM merupakan penyakit metabolik yang menyebabkan kondisi hiperglikemia. Hiperglikemia kronik dapat menyebabkan kerusakan banyak organ, terutama mata, ginjal, jantung, saraf, dan pembuluh darah.
Daun yakon (Smallanthus
sonchifolius) sudah digunakan secara tradisional oleh penduduk Amerika Selatan sebagai obat hipoglikemik. Pada penelitian ini, daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dijadikan ekstrak kering kemudian dicekokkan pada tikus Sprague dawley yang telah diinduksi aloksan. Kadar gula darah diukur setiap minggu dan berat badan setiap hari. Berat pankreas, ginjal, dan jantung diukur setelah proses sacrifice. Setelah itu, data yang didapat dianalisa. Hasil dari pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kgBB selama 14 hari dapat memperbaiki kadar glukosa darah secara signifikan, berat badan meskipun tidak signifikan serta dapat menghambat terjadinya kerusakan ginjal dan jantung secara signifikan. Hal ini bisa disimpulkan bahwa ekstrak ini dapat memperbaiki kadar glukosa darah, berat badan, dan menghambat kerusakan organ. Kata kunci: glukosa darah, berat badan, berat pankreas, berat ginjal, berat jantung, ekstrak daun Smallanthus sonchifolius, dan diabetes melitus
vii
ABSTRACT Anisatul Muqorrobin. Medical Education Study Program. Effect of Yacon Leaves Extract “Smallanthus Sonchifolius” on Plasma Blood Glucose, Body Weight, and Organ weight, i.e Pancreas, Kidneys, and Heart of Alloxan Induced-Sprague dawley. 2014. Diabetes mellitus is a metabolic disorder that causes hyperglycemic state. Chronic hyperglycemic state can causes multiple organ damage, especially eyes, kidneys, heart, nerves, and vascular. Yacon leaves (Smallanthus sonchifolius) has been used traditionally in South America as hypoglycemic agent. In this study, yacon leaves (Smallanthus sonchifolius) were extracted as dry extract then were decocted to Alloxan induced-Sprague dawley. Plasma glucose level was measured weekly, body weight was measured daily, and organ and body weight ratio e.g. pancreas, kidneys, and heart were measured after sacificed. This study proves that dry extract of yacon leaves (Smallant hus sonchifolius) with dossage 300 mg/kgBW during 14 days improved blood glucose significantly, body weight although it is not significant. This extract can inhibits kidneys and heart damage significantly. It can concluded that this extract can improves blood glucose, body weight, and inhibits organ da rmage. Keywords: blood glucose, body weight, pancreas weight, kidneys weight, heart weight, Smallanthus sonchifolius leaves extract, and diabetes mellitus
viii
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL......................................................................................... LEMBAR PERNYATAAN ......................................................................... LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................ LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... KATA PENGANTAR .................................................................................. ABSTRAK .................................................................................................... DAFTAR ISI ................................................................................................. DAFTAR GRAFIK ...................................................................................... DAFTAR GAMBAR .................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ............................................................................... 1.2 Rumusan masalah .......................................................................... 1.3 Tujuan penelitian ........................................................................... 1.3.1 Tujuan umum ....................................................................... 1.3.2 Tujuan khusus ...................................................................... 1.4 Manfaat penelitian ......................................................................... 1.4.1 Bagi peneliti.......................................................................... 1.4.2 Bagi institusi ........................................................................ 1.4.3 Bagi masyarakat ...................................................................
i ii iii iv v vii ix xi xii xiii 1 3 3 3 3 4 4 4 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Diabetes Mellitus............................................................ 2.1.1 Definisi Diabetes Mellitus (DM).......................................... 2.1.2 Fisiologi Pankreas dan Insulin............................................. 2.1.3 Patofisiologi dan Komplikasi DM........................................ 2.1.4 Manifestasi Klinis................................................................. 2.1.5 Kriteria Diagnosis DM.......................................................... 2.2 Aloksan........................................................................................... 2.3 Tanaman Smallanthus sonchifolius................................................ 2.4 Kerangka Konsep………………………………………………... 2.5 Definisi Operasional ……………………………………………..
5 5 5 7 9 9 10 11 13 14
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Desain penelitian............................................................................. 3.2 Waktu dan tempat penelitian........................................................... 3.2.1 Waktu penelitian............................................................... 3.2.3 Tempat penelitian.............................................................. 3.3 Populasi dan Sampel Penelitian....................................................... 1.3.1 Kriteria Inklusi ….……………………………………... 1.4 Cara Kerja Penelitian...................................................................... 1.4.1 Alat penelitian ................................................................. 1.4.2 Bahan penelitian .............................................................. 1.4.3 Proses Ekstraksi............................................................... 1.4.4 Adaptasi Hewan Sampel..................................................
15 15 15 15 15 16 16 16 16 17 17
ix
1.4.5 Induksi Aloksan............................................................... 1.4.6 Pemberian Ekstrak Daun Yakon terhadap Tikus............. 1.4.7 Pengukuran sampel.......................................................... 3.4.7.1 Glukosa darah........................................................... 3.4.7.2 Berat badan............................................................... 3.4.7.3 Berat organ................................................................ 1.5 Alur Penelitian................................................................................ 1.6 Pengolahan dan Analisis Data........................................................
17 18 18 18 18 18 19 20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Glukosa darah................................................................................. 4.2 Berat badan..................................................................................... 4.3 Berat Organ.................................................................................... 4.3.1 Pankreas...................................................................... 4.3.2 Ginjal........................................................................... 4.3.3 Jantung........................................................................ 4.4 Hambatan penelitian .....................................................................
21 23 24 24 25 26 27
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ......................................................................................... 28 5.2 Saran................................................................................................ 28 29 BAB VI KERJASAMA RISET
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 30 LAMPIRAN................................................................................................... 33 ..
x
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Grafik 4.2 Grafik 4.3 Grafik 4.4 Grafik 4.5
Rerata Glukosa Darah Tikus pada Hari Ke-1, 7, dan 14 pada Semua Kelompok Penelitian......................................... Rerata Berat Badan pada Hari Ke-1, 7, dan 14 pada Semua Kelompok.............................................................................. Rasio Berat Pankreas pada Semua Kelompok.............................................................................. Rerata Rasio Berat Ginjal pada Semua Kelompok.............................................................................. Rerata Rasio Berat Jantung pada Semua Kelompok.............
xi
21 23 24 25 26
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 7.1 Gambar 7.2 Gambar 7.3 Gambar 7.4 Gambar 7.5 Gambar 7.6 Gambar 7.7 Gambar 7.8 Gambar 7.9 Gambar 7.10 Gambar 7.11 Gambar 7.12 Gambar 7.13 Gambar 7.14
Kadar Insulin dalam Plasma.................................................. Pengaruh Insulin terhadap Translokasi GLUT-4....….......... Proses Sekresi Insulin …....................................................... Alur Diagnosis DM …………….......................................... Struktur Alloxan Monohydrate.............................................. Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius)............................... Hasil Determinasi Smallanthus sonchifolius......................... Surat Keterangan Sehat Tikus Sprague dawley..................... Proses Penghancuran Daun Yakon........................................ Proses Ekstraksi Daun Yakon............................................... Ekstrak Kering Daun Yakon................................................. Proses Induksi Aloksan......................................................... Hewan Coba.........…………................................................. Proses Anestesi dengan Dyethyl Ether …............................. Proses Sarificed...........................….…................................. Alloxan Monohydrate............................................................ Proses Pengukuran Kadar Glukosa Darah............................. Pengukuran Berat Badan Tikus............................................. Proses Pembuatan Larutan Dekstros 40%............................. Penimbangan Organ..............................................................
xii
5 6 7 9 10 11 32 33 34 34 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5
Hasil Determinasi Tanaman................................................... Surat Keterangan Tikus Sehat................................................ Gambar Proses Penelitan....................................................... Cara Perhitungan.................................................................... Riwayat Penulis......................................................................
xiii
33 34 35 37 38
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG Diabetes Melitus (DM) sangat erat hubungannya dengan terjadinya kemiskinan, nutrisi buruk, penyakit infeksius, dan aspek lainnya. Apabila semakin banyak yang mengalami DM, maka target Millenium Development Goal’s (MDG’s) akan semakin jauh mengingat banyak sekali yang bisa dipengaruhi oleh kejadian penyakit ini. Beberapa negara masih tertinggal jauh dari target MDG’s 2015.1 Pada tahun 2013, Lebih dari 382 juta orang di dunia menderita penyakit DM. Menurut perkiraan, akan terjadi peningkatan sebanyak 592 juta pada tahun 2035. Kejadian terbanyak pada orang dengan usia antara 40-59 tahun. Dari keseluruhan penderita, 46% tidak terdiagnosis sehingga banyak yang tidak mengalami penanganan. DM menyebabkan 5,1 juta kematian pada tahun 2013.2 Diperkirakan akan terjadi peningkatan prevalensi DM di Asia Tenggara sebanyak 71% pada tahun 2035 dari 72,1 menjadi 123 juta penduduk. Pada tahun 2013, terjadi peningkatan prevalensi DM di Indonesia. Indonesia masuk ke dalam 7 besar penduduk terbanyak yang menderita DM. Hasil Riset Kesehatan Dasar (riskesdas) tahun 2013 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan prevalensi DM di Indonesia dari 1,1% pada tahun 2006 menjadi 2,4% pada tahun 2013. 2,3 DM adalah kondisi defisiensi insulin dan atau resistensi insulin yang akan mengganggu
metabolisme
glukosa
sehingga
terjadi
hiperglikemia,
meningkatkan proteolisis sehingga terjadi penurunan berat badan. Kondisi hiperglikemia juga meningkatkan pembentukan radikal bebas melalui oksidasi glukosa dan glikosilasi protein sehingga akan menyebabkan abnormalitas vaskular yang bisa mengganggu ke berbagai organ. Di organ jantung dan ginjal bisa terbentuk growth factor yang bisa memicu terbentuknya jaringan ikat sehingga terjadi hipertrofi pada keduanya sehingga bisa meningkatkan rasio berat jantung dan ginjal.4,5 1
2
Selama ini, belum ada terapi yang efektif untuk menangani DM. Beberapa agen hipoglikemik, seperti biguanid dan sulfonilurea, telah digunakan secara tunggal ataupun bersama-sama insulin untuk menangani penyakit ini. Namun, pengobatan ini bisa menyebabkan efek samping yang serius sehingga banyak yang melakukan penelitian yang bertujuan untuk mencari agen lain yang lebih berefek untuk mengontrol diabetes dengan efek samping seminimal mungkin.6 Akhir-akhir ini, para peneliti di bidang pengobatan mulai memiliki ketertarikan untuk menggunakan bahan herbal untuk tujuan farmakologi. Terutama dalam kasus DM ini, banyak literatur bahwa beberapa spesies dari obat herbal memiliki efektivitas yang cukup tinggi dalam menurunkan kadar gula darah, dengan sedikit efek samping, dengan harga obat yang lebih murah daripada biasanya. 6 Yakon (Smallanthus sonchifolius) adalah tanaman asli dari Pegunungan Andes, family Asteraceae digunakan sebagai obat tradisional di Peru. Tanaman ini memiliki akar, daun, dan batang yang mengandung bahan aktif yang memiliki beberapa efek farmakologis.7 Di Indonesia mulai banyak yang membudidaya yakon karena efek hipoglikemiknya yang mirip insulin sehingga di Indonesia dinamakan daun insulin. Saya akan memfokuskan untuk meneliti daunnya. Aybar dkk (2001) melaporkan bahwa setelah 30 hari penggunaan ekstrak daun ini, terjadi kenaikan kadar insulin plasma, berat badan serta penurunan kadar glukosa darah jika dibandingkan dengan kontrol.8,9 Oleh karena itu, kami akan melakukan penelitian pada ekstrak daun yakon. Penelitian kali ini akan dilakukan pengujian efek ekstrak daun yakon dengan dosis 300 mg/kgBB/hari yang diberikan dalam waktu 14 hari terhadap kadar glukosa darah, berat badan tikus, berat organ pankreas, ginjal, jantung pada tikus DM yang diinduksi aloksan. Kami melakukan penelitian ini karena penelitian sebelumnya menggunakan ekstrak daun yakon dengan dosis 400 mg/kgBB selama 14 hari menunjukkan efek hipoglikemik yang signifikan.7 Kami ingin mengetahui apakah dengan dosis yang lebih rendah bisa mendapatkan hasil yang signifikan atau tidak.
3
1.2.RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang, dapat dirumuskan masalah pada penelitian ini adalah
Apakah ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kbBB/hari yang diberikan selama 14 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan?
Bagaimana gambaran rasio berat badan tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan setelah pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kbBB/hari yang diberikan selama 14 hari?
Bagaimana gambaran rasio berat organ tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan setelah pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kbBB/hari yang diberikan selama 14 hari?
1.3. TUJUAN PENELITIAN 1.3.1 Umum Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari terhadap kadar glukosa darah, berat badan, dan komplikasi diabetes, yaitu rasio berat pankreas, ginjal, dan jantung pada tikus Sprague dawley yang induksi aloksan. 1.3.2 Khusus a. Mengetahui efek pemberian ekstrak Smallanthus sonchifolius dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari terhadap kadar glukosa darah pada tikus Sprague dawley yang induksi aloksan. b. Mengetahui efek pemberian ekstrak Smallanthus sonchifolius dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari terhadap gambaran rasio berat badan tikus Sprague dawley yang induksi aloksan.
4
c. Mengetahui efek pemberian ekstrak Smallanthus sonchifolius dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari terhadap gambaran rasio berat organ pankreas, ginjal, dan jantung tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan.
1.4. MANFAAT PENELITIAN 1.4.1 Bagi Peneliti a. Mendapatkan
pengalaman
melakukan
penelitian
dengan
desain
eksperimental b. Mendapat pengetahuan mengenai tanaman herbal yang memiliki efek hipoglikemik c. Sebagai salah satu syarat mendapat gelar Sarjana Kedokteran Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah 1.4.2
Bagi Institusi Dapat menambah referensi penelitian di Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.
1.4.3
Bagi Masyarakat Sebagai informasi bagi masyarakat sekitar dalam terapi alternatif untuk mengatasi kadar glukosa darah yang tinggi karena DM.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Diabetes Melitus litus 2.1.1. Definisi dan Klasifikasi Diabetes Melitus menurut American Diabetes Association (ADA) tahun 2010 adalah kelompok penyakit metabolik dengan karakteristik hiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau keduanya.10 DM diklasifikasikan menjadi 2 tipe utama, yaitu DM tipe I dan DM tipe II. kan kelainan pankreas karena terjadi destruksi dari sel β DM tipe 1 merupakan pankreas sehingga tidak dapat menyekresikan insulin secara absolut. Sedangkan pada DM tipe II, terjadi resistensi insulin atau defisiensi insulin relatif atau malah lainnya masih banyak seperti DM gestasional, DM keduanya. Sedangkan tipe DM lainnya akibat infeksi, dll. 10 2.1.2. Fisiologi Pankreas dan Insulin Pankreas merupakan kelenjar endokrin dan kelenjar eksokrin. Di dalam Pankreas terdapat bermacam bermacam-macam macam sel, yaitu: sel α yang berfungsi sekresi glukagon,, sel β mengeluarkan insulin, sel δ mengeluarkan somatostatin, dan sel F mengeluarkan polipeptida pankreas. Sekresi oleh Sel β pankreas meningkat setelah makan apalagi ketika yang dimakan adalah karbohidrat. Berikut adalah tabel yang menunjukkan peningkata peningkatann kadar insulin plasma dalam menit.11, 12
Gambar 2.1 Kadar Insulin dalam Plasma Sumber: Guyton and Hall edisi 12 (2011)
Saat konsentrasi kadar glukosa darah meningkat, terjadi peningkatan sekresi insulin dalam 2 tahap. Tahap awal terjadi peningkatan sekresi insulin 5
6
hampir 10 kali lipat pada menit ke-3 sampai ke-5 setelah peningkatan cepat dari glukosa darah. Hal ini terjadi akibat pengeluaran insulin dari sel β pankreas secara cepat. Namun, tahap awal ini hanya terjadi sampai menit ke-5 saja. Pada menit selanjutnya sampai menit ke-10, terjadi penurunan hampir setengah menuju normal.12 Peningkatan sekresi insulin tahap kedua dimulai pada menit ke-15 dan mencapai puncaknya dalam waktu 2-3 jam. Laju sekresi insulin pada tahap ini lebih besar daripada tahap awal karena selain terjadi pengeluaran insulin dari sel β pankreas terjadi juga aktivasi sistem enzim yang menyintesis dan melepaskan insulin baru. 12 Insulin sendiri memiliki efek terhadap hepar, jaringan adiposa, dan jaringan otot. Pada hepar, insulin mengaktivasi glukokinase dan glukosa 6 fosfat sehingga terjadi peningkatan uptake glukosa oleh hepar dan aktivasi glikogen sintase sehingga memicu terbentuknya glikogen hepar serta efek lainnya. Pada jaringan adiposa, insulin meningkatkan uptake glukosa oleh jaringan adiposa, sintesis asam lemak, gliserol fosfat sehingga pada saat setelah makan tidak terjadi akumulasi glukosa berlebihan di dalam darah (hiperglikemia).12
Gambar 2.2 Pengaruh Insulin terhadap Translokasi GLUT-4 Sumber: Guyton and Hall edisi 12 (2011)
Gambar di atas menunjukkan bahwa insulin memengaruhi sel yang mengandung reseptor glucose transporter (GLUT) 4, yaitu pada otot skelet, otot jantung, dan jaringan adiposa. Insulin akan mengaktivasi reseptor insulin sehingga akan secara spontan mengaktivasi fosfatidil inositol 3 kinase yang akan berefek
7
terhadap terjadinya translokasi GLUT-4 ke membran sel. Akhirnya, GLUT-4 akan memediasi masuknya glukosa ke dalam sel.13
Gambar 2.3 Proses Sekresi Insulin Sumber: Fauci, Anthony. S, et. al. Edisi 17
Sekresi insulin terjadi saat glukosa dalam serum masuk ke dalam sel β pankreas dimediasi oleh GLUT-2. Glukosa tersebut akan diubah oleh enzim glukokinase menjadi glukosa 6 fosfat yang akan mengalami metabolisme oksidatif menjadi piruvat untuk menghasilkan ATP di dalam sel β. ATP tersebut menginhibisi reseptor kanal K+ sehingga menyebabkan penumpukan K+ intrasel yang memicu terjadinya depolarisasi membran. Depolarisasi membran akan menyebabkan influks Ca2+ ke dalam sel yang akan mendorong pelepasan granulgranul insulin ke luar menuju serum.4 2.1.3. Patofisiologi dan Komplikasi DM tipe I terjadi karena tidak dihasilkannya insulin oleh sel β pankreas. Hal ini bisa terjadi karena adanya lesi pada sel β pankreas yang dipicu oleh terjadinya infeksi virus. DM tipe I ini kekurangan insulin secara absolut sehingga membutuhkan terapi insulin. Sedangkan untuk DM tipe 2, terjadi penurunan sensitivitas insulin pada organ target (resistensi insulin) dan atau terjadinya defisiensi insulin relatif. Defisiensi dan atau resistensi insulin ini menyebabkan sel yang bergantung insulin kekurangan glukosa. Sehingga terjadilah proteolisis dan lipolisis yang terjadi pada sel otot dan jaringan adiposa sehingga menyebabkan
8
penurunan berat badan, kelemahan otot, serta peningkatan asam amino dalam darah. Bahan asam amino ini akan diubah menjadi glukosa yang menyebabkan kondisi semakin hiperglikemia. Metabolisme lain yang terjadi adalah metabolisme asam lemak yang cenderung menjadi keton sehingga dapat menyebabkan Ketoasidosis Diabetikum (KAD). KAD ini banyak terjadi pada DM tipe 1.14 DM dapat menyebabkan makroangiopati dan mikroangiopati. Makroangiopati (kelainan pada pembuluh darah besar) yaitu Penyakit Jantung Koroner, penyakit arteri perifer, dan penyakit serebrovaskular. Sedangkan mikroangiopati adalah kelainan pada pembuluh darah kecil, yaitu nefropati, retinopati, dan neuropati diabetikum.4 Hiperglikemia menyebabkan kondisi di bawah ini: 1) aktivasi jalur poliol sehingga terjadi akumulasi senyawa poliol dalam jaringan termasuk di lensa mata dan saraf optik. Poliol yang sifatnya tidak bisa menembus membran basalis sehingga tertimbun di dalam sel. Hal ini akan meningkatkan tekanan osmotik intrasel sehingga terjadi gangguan pada struktur dan fungsi saraf optik dan lensa mata.15 2) Glukosa akan bereaksi dengan protein dan DNA menyebabkan inhibisi aktivitas enzim dan kebutuhan DNA sehingga membentuk radikal bebas yang dapat menyebabkan perubahan fungsi sel. 15 3) Peningkatan sintesis Di Asil Gliserol (DAG) menyebabkan peningkatan aktivitas Protein kinase C (PKC) sehingga meningkatkan permeabilitas vaskuler, kontraktilitas, sintesis membran basalis dan proliferasi sel vaskuler. PKC juga menyebabkan hiperplasia dan penurunan apoptosis hepatosit sehingga bisa terjadi hepatomegali. 15 4) Peningkatan growth factor, angiotensin II, endothelin, AGEs, gangguan hemodinanik di mikrosirkulasi ginjal yaitu hipertrofi glomerulus, peningkatan tekanan kapiler glomerulus, dan perubahan struktural di glomerulus (peningkatan matriks ekstrasel, penebalan membran basal, ekspansi mesangial, fibrosis). Hiperperfusi dan hipertrofi renal ini terjadi pada tahun pertama setelah onset terjadinya DM.5 5) Viskositas darah meningkat sehingga menyebabkan peningkatan tekanan darah (hipertensi) sehingga jika terus menerus akan berefek pada hipertrofi otot jantung.5
9
2.1.4. 1.4. Manifestasi Klinis Terdapat 2 macam keluhan DM, yaitu keluhan klasik dan keluhan lain. Keluhan klasik dari DM yaitu: Poliuria, Polidipsia, polifagia, dan penurunan berat badan tanpa sebab yang jelas. Sedangkan keluhan lainn lainnya ya antara lain: badan lemah, kesemutan, gatal, mata kabur serta disfungsi ereksi pada pria dan pruritus vulva pada wanita.10 2.1.5. 1.5. Kriteria Diagnosis Seseorang dikatakan menderita DM melalui 4 cara,10 yaitu: a. Ada keluhan klasik dengan Gula Darah Sewaktu ≥200 mg/dl b. Keluhan klasik disertai Gula Darah Puasa ≥126 mg/dl c. Tes toleransi glukosa oral menunjukkan nilai >200 mg/dl d. Nilai HbA1c >6,5% Berikut adalah alur diagnosis untuk DM
Gambar 2.4 Alur Diagnosis DM Sumber: Perkeni (2011)
10
2.2. Aloksan
Gambar 2.5 Struktur Alloxan Monohydrate Sumber: Hashemi, M, et. al (2009)
Aloksan merupakan bahan kimia yang hidrofilik dan tidak stabil yang bentuknya mirip dengan glukosa, sehingga diuptake secara selektif oleh sel β pankreas. Kemiripannya menyebabkan aloksan bisa masuk ke sitosol sel β pankreas melalui GLUT-2 di membran plasma sel β pankreas. Efek biologis lainnya adalah aloksan bisa menyebabkan reaktivitas grup thiol sehingga terjadi inhibisi glukokinase. Hal ini bisa berefek terhadap penurunan oksidasi glukosa dan penghasilan ATP sehingga terjadi penekanan pada sekresi insulin yang diinduksi glukosa.16 Aloksan bisa menginduksi diabetes melalui 4 tahapan16, yaitu: 1. Fase pertama terjadi dalam beberapa menit pertama injeksi aloksan, maksimal pada 30 menit, terjadi hipoglikemik transien. Hal ini terjadi karena terjadi peningkatan sekresi insulin secara transien yang menyebabkan peningkatan uptake glukosa oleh sel β pankreas sehingga terjadi hipoglikemia 2. Fase kedua terjadi pada jam pertama injeksi, yaitu fase pertama kali terjadi hiperglikemia. Hal ini terjadi karena aloksan menyebabkan supresi sekresi insulin 3. Fase ketiga adalah fase hipoglikemik kembali pada 4-8 jam injeksi. Pada fase ini terjasi sekresi insulin besar-besaran yang diinduksi oleh aloksan. Selain itu, terjadi ruptur membran sel dan mitokondria sel β pankreas sehingga menyebabkan nekrosis sel β pankreas.
11
4. Fase keempat terjadi degranulasi dan hilangnya integritas sel β pankreas secara komplit sehingga terjadi diabetes. Fase ini terjadi pada 24-48 jam setelah injeksi. 2.3. Yakon (Smallanthus sonchifolius) Yakon (Smallanthus sonchifolius) bersama dengan 21 spesies Smallanthus lain termasuk dalam kelas Asteraceae. Spesies ini tumbuh subur di lereng Pegunungan Andean, Amerika Latin. Suhu optimum untuk pertumbuhan yakon ini adalah 18-25 °C, tetapi juga masih bisa menolerir sampai suhu 40 °C tanpa mengurangi hasil panen, jika disiram dengan jumlah air yang adekuat. Umumnya, penanaman optimum untuk yakon ini sedalam 800 mm. Yakon cocok untuk hidup di berbagai macam tanah, tetapi lebih bagus tumbuh di tanah yang teraliri air dengan baik, dengan struktur tanah yang bagus. Pertumbuhan buruk jika ditanam di tanah yang keras. Yakon juga bisa hidup di pH mulai dari yang asam sampai basa (lemah).17
Gambar 2.6 Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) Sumber: Factsheet Botanical Data Yakon (2008)
Berikut ini adalah taksonomi tumbuhan yakon18: Kingdom
: Viridiplantae
Phylum
: Streptophyta
Class
:-
Order
: Asterales
Family
: Asteraceae
Genus
: Smallanthus
Species
: Smallanthus sonchifolius
12
Tumbuhan yakon terdiri dari akar, batang, dan daun. Di daerah Andean, akar yakon dianggap sebagai buah dan dijual bersama buah lainnya seperti apel, alpukat, dan nanas. Akarnya lezat, gurih, dan manis rasanya dan penduduk asli daerah tersebut sering menjemurnya di bawah panas matahari agar rasanya menjadi lebih manis. Mereka mengonsumsi, mengupas, dan menyampurkannya dengan buah lain sebagai salad serta bentuk lainnya. Akar yakon telah digunakan sebagai obat tradisional penduduk Peru untuk mengobati hiperglikemia, masalah ginjal, dan peremajaan kulit. Di Brazil, daun yakon yang digunakan sebagai obat dalam bentuk teh. Di Jepang, daun dan buahnya dicampur dengan daun teh.17 Daun yakon mengandung protein, lipid, serat, dan sakarida, catechol, terpenes, dan flavonoid. Daun tersebut memiliki efek seperti insulin, yaitu menurunkan produksi glukosa di hepatosit.19
13
2.4. Kerangka Konsep Tikus diinduksi aloksan
Glucose mimetic (GLUT-2)
Terjadi reaksi redoks antara aloksan dan dialuric acid
Terbentuk ROS
Perubahan permeabilitas mitokondria
Induksi apoptosis sel β pankreas
Pengukuran Berat Pankreas
Defisiensi insulin
Hiperglikemia
Pengukuran Glukosa Darah ↑ Lipolisis, Proteolisis, glukoneogenesis Pengukuran Berat Badan Tikus
Diabetes Melitus
Produksi growth factor berlebihan
Cardiac mass ↑
Nefropati dibetikum
Pengukuran Berat Jantung
Pengukuran Berat Ginjal
14
2.5. Definisi Operasional
No
Variabel
Cara ukur
Alat ukur
Skala ukur
1.
Kadar glukosa darah
Darah diambil dari ekor tikus
Glukometer
Numerik
Diukur sebelum pemberian Timbangan
Numerik
secukupnya 2.
Berat badan
ekstrak dan selama 14 hari berat badan pemberian ekstrak 3.
Berat organ:
Diukur
pankreas, ginjal,
disacrifice
jantung.
setelah
sampel Neraca analitik
Numerik
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Desain Penelitian Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah desain eksperimental. 3.2. Waktu dan Tempat Penelitian 3.2.1. Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember sampai Maret 2013. 3.2.2. Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Animal House, Laboratorium Biologi, Biokimia, Riset, Pharmacy Drug Research (PDR), dan Farmakologi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Kertamukti no. 05 Pisangan, Ciputat 15419, Tangerang Selatan. 3.3. Sampel Penelitian Hewan percobaan yang digunakan adalah tikus jantan Sprague dawley usia 2-3 bulan, dengan berat badan rata-rata 200-240 gram yang diperoleh dari iRatco Inc, Bogor. Penelitian ini dilakukan dengan membagi tikus menjadi 3 kelompok. Kelompok pertama merupakan kelompok normal (N, n = 4). Kelompok kedua merupakan kelompok tikus yang diinduksi aloksan 150 mg/kgBB atau disebut juga kelompok DM (D, n = 4). Sedangkan kelompok ketiga merupakan tikus yang diinduksi aloksan dan diberikan terapi ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kgBB/hari (D + SS, n = 4). Penentuan jumlah sampel pada setiap kelompok penelitian menggunakan rumus Federer yaitu: RUMUS FEDERER: 𝑛 − 1 𝑡 − 1 > 15 Keterangan: t = jumlah kelompok, n = jumlah sampel 𝑛 − 1 3 − 1 > 15 𝑛 − 1 2 > 15 15
16
2𝑛 − 2 > 15 2𝑛 > 15 + 2 2𝑛 > 17 𝑛 > 8,5 Dibulatkan menjadi 9 Menurut hasil perhitungan menggunakan rumus federer didapatkan jumlah sampel minimum yang harus ada dalam setiap kelompok percobaan adalah 9 ekor. 3.3.1. Kriteria Inklusi
Kontrol Negatif atau kelompok Normal
: tikus jantan strain
Sprague dawley dengan kadar glukosa darah <200 mg/dL
Kontrol Positif atau kelompok DM
: tikus jantan strain
Sprague dawley dengan kadar glukosa darah >200 mg/dL 3.4. Cara Kerja Penelitian 3.4.1 Alat Penelitian Alat-alat yang harus disiapkan untuk penelitian ini antara lain: kandang tikus, glukometer, glucotest strip, neraca hewan, syringe, oral sonde, neraca analitik, timbangan milligram, minor set, tissue, kulkas 80oC, dan 4o C. 3.4.2 Bahan Penelitian Bahan utama untuk penelitian ini adalah daun yakon (Smallanthus sonchifolius) sebanyak 1 kg yang diperoleh dari Pusat Penjualan Tanaman “Bursa Bibit” Yogyakarta. Daun yakon yang telah didapatkan dideterminasi dahulu di Pusat Konservasi Kebun Raya Bogor untuk memastikan apakah sampel sudah benar. Setelah proses determinasi, bahan diekstraksi di Laboratorium Riset Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Kemudian ekstrak tersebut dijadikan ke bentuk sediaan bubuk yang dilakukan di Institut Pertanian Bogor. Dan didapatkan hasil kira-kira sebanyak 250 gram ekstrak kering daun yakon. Bahan-bahan kimia yang diperlukan untuk penelitian ini antara lain: a) Induksi kondisi DM pada tikus: Aloksan Monohidrat 5%,
17
b) Proses Ekstraksi: Ethanol 70%, c) Pembersihan Organ: larutan Natrium Hidroklorida 0,9%, d) Proses anestesi tikus: dyethil ether, dan e) Pencegahan hipoglikemi pada tikus: dextrose 3.4.3 Proses Ekstraksi Proses ekstraksi dilakukan di Laboratorium Pharmacy Drug Research (PDR) dan Laboratorium Riset Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Daun insulin sebanyak 1 kg dihaluskan menggunakan blender. Bahan yang sudah halus tersebut ditimbang dan didapatkan hasil 750 mg. Kemudian dilarutkan dalam pelarut ethanol 70% dengan konsentrasi 10%. Setelah itu, larutan tersebut diaduk selama 5 jam agar bahan aktifnya terlarut dalam ethanol. Kemudian dilakukan penyaringan pada larutan tersebut. Lalu, dibawa ke IPB untuk dijadikan ke bentuk bubuk dan disimpan di suhu 4oC. Untuk pengujian terhadap tikus, ekstrak daun insulin dilarutkan dalam air segera sebelum digunakan. 3.4.4 Adaptasi Hewan Sampel Sampel diadaptasikan di Animal house pada hari ke-1 sampai ke21. Sampel diadaptasikan terhadap segala sesuatu baik terhadap tempat tinggal barunya, pemberian makanan maupun pemberian minuman yang disamakan pada semua tikus. 3.4.5 Induksi Aloksan Tikus diinduksi dengan aloksan monohidrat 150 mg/kgbb secara intraperitoneal.
Induksi dilakukan pada hari ke-22. Setelah hewan
diinduksi, diberi akses makanan secara bebas (ad libitum) dan dalam waktu 24 jam pertama dilakukan penambahan 40% larutan D-glukosa monohidrat untuk mencegah terjadinya hipoglikemi yang fatal. Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan 7 hari setelah induksi, yaitu pada hari ke-29. Tikus dengan glukosa >200 mg/dl dikatakan sebagai tikus DM. 3.4.6
Pemberian Ekstrak Daun Yakon terhadap Tikus
18
Setelah tikus dinyatakan DM, dilakukan pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) selama 14 hari (hari ke-29 sampai hari ke-43) dengan dosis 300 mg/kgBB/hari pemberian secara oral dengan menggunakan alat sonde. 3.4.7 Pengukuran Sampel 3.4.7.1 Glukosa Darah Tikus Kadar glukosa darah diukur sebanyak 3 kali, yaitu pada hari ke-1 sebelum diberikan ekstrak serta hari ke-7 dan 14 setelah pemberian ekstrak. Yang diukur adalah glukosa darah sewaktu tikus. Pertama, kita harus membius tikus terlebih dahulu menggunakan larutan dyethil ether sampai terjadi penurunan kesadaran. Hal ini dilakukan agar mengurangi rasa sakit yang dialami tikus. Kemudian, dilakukan pemotongan pada ekornya. Setelah dilakukan pemotongan, darah akan keluar dari vena dan diteteskan pada strip pengukur glukosa darah dan dilihat hasilnya di glukometer. 3.4.7.2 Berat Badan Berat badan tikus diukur sebelum tikus diinduksi aloksan, setelah tikus dinyatakan DM, dan selama 14 hari pemberian ekstrak, yaitu hari ke-29 sampai 43. Data yang diolah dalam SPSS merupakan rasio berat badan tikus dengan rumus: =
𝐵𝐵 𝐻𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑒 −14 ×100% 𝐵𝐵 𝐻𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑒 −1
3.4.7.3 Berat Organ (Pankreas, Ginjal, dan Jantung) Setelah berat badan dan kadar glukosa darah tikus DM diukur selama 14 hari pemberian ekstrak daun yakon, maka pada hari ke-43, tikus disacrifice. Setelah itu, organ pankreas, ginjal, dan jantung dipisahkan dari masing-masing tikus. Kemudian organ tersebut dimasukkan dalam cairan NaCl terlebih dahulu dan dikeringkan dengan tissue. Selanjutnya organ tersebut dimasukkan dalam tabung organ. Kemudian dimasukkan dalam kulkas dengan suhu -80oC. Organ yang akan ditimbang harus dipisahkan dari
19
komponen lain agar tidak menimbulkan kesalahan penimbangan. Organ kemudian ditimbang dengan neraca analitik. Berikut ini merupakan rumus penghitungan rasio berat organ: =
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛 (𝑝𝑎𝑛𝑘𝑟𝑒𝑎𝑠, 𝑔𝑖𝑛𝑗𝑎𝑙, 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑗𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 × 1000 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑒 − 14
3.5 Alur Penelitian Persiapan Alat dan Bahan Penelitian Pemilihan Subjek Adaptasi hari ke-1 sampai hari ke-21 Pengukuran BB dan GDS awal serta Induksi aloksan pada hari ke-22 Menunggu Reaksi Aloksan pada hari ke-29 Pengambilan Darah Cek Kadar GDS Kadar GDS >200 mg/dL DM Dibagi ke dalam kelompok D dan DD+ SS Pengukuran BB untuk kelompok N, D, D + SS dan Pemberian ekstrak pada D + SS Pengukuran Glukosa Darah pada hari ke-36 serta sebelum sacrificed (hari ke-43) Sacrifice dan Pengambilan Organ (pankreas, ginjal, dan jantung) Penimbangan Organ
Pengolahan Data
3.6 Pengolahan dan Analisa Data Dalam pengambilan data untuk penelitian ini, dilakukan eksperimen langsung terhadap tikus jantan jenis ”Sprague dawley” dengan berat badan 200-240 gram, yang telah diberi perlakuan sebelumnya berupa pemberian aloksan dan ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius). Ditambah dengan pencarian literatur dan melakukan peninjauan pustaka untuk mendapatkan
20
informasi mengenai pengaruh daun yakon (Smallanthus sonchifolius) terhadap kadar glukosa darah, berat badan, berat organ pankreas, ginjal dan jantung. Setelah data terkumpul, dilakukan pengolahan data secara komputerisasi yaitu dengan SPSS versi 16. 0. Uji yang dilakukan adalah uji Oneway Anova karena penelitian ini termasuk analitik kategorik numerik tidak berpasangan. Uji Oneway Anova bisa dilakukan jika data normal dan homogen. Jika tidak memenuhi salah satu syarat tersebut, maka yang dilakukan adalah uji Kruskal Wallis.
Bab IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Glukosa Darah Berikut ini merupakan grafik dari hasil pengukuran glukosa darah sewaktu yang dilakukan pada hari pertama (H1), ketujuh (H7), dan keempat belas (H14).
GDS (mg/dL)
** **
700 600 500 400 300 200 100 0
* N D D+Ss
1
7 Waktu Pengukuran (Hari)
14
Grafik 4.1 Rerata glukosa darah tikus pada hari ke-1, 1, 7, dan 14 pada semua kelompok penelitian Keterangan: N: kelompok Normal, D: Kelompok DM, D + SS: kelompok DM yang diterapi sochifolius,H1: hari ke-11 sebelum pemberian ekstrak, H7: Hari dengan ekstrak kering Smallanthus sochifolius, ke-77 setelah pemberian ekstrak, H14: Hari ke-14 ke setelah pemberian ekstrak, *: p value<0,05, **: p value <0,01, Non significant
Berdasarkan grafik 4.1 di atas, terlihat kenaikan glukosa darah pada kelompok N namun tidak mencapai kondisi DM. Penurunan kadar glukosa darah pada D + SS lebih tinggi daripada pada D. Selanjutnya dilakukan analisis data menggunakan uji One One-Way Anova. Distribusi data kadar glukosa darah normal, namun karena varians data heterogen, maka dilakukan transformasi data. Namun karena setelah transformasi datanya atanya menjadi homogen namun tidak normal normal, maka dilakukan uji Kruskal Wallis. Wallis Hasil uji Kruskal Wallis menunjukkan bahwa p value 0,012 yang berarti terdapat perbedaan rerata kadar glukosa darah yang signifikan antara kelompok N N, D, maupun D + SS. Rerata kadar k glukosa darah pada D + SS lebih mendekati nilai 21
22
kadar glukosa darah pada N. Dapat disimpulkan bahwa Smallanthus sonchifolius dapat menurunkan kadar glukosa darah secara signifikan. Hal ini sesuai dengan penelitian Silmara Baroni dkk (2008) yang menggunakan ekstrak daun Smallanthus sonchifolius dengan dosis 400 mg/kgbb selama 14 hari terbukti dapat menurunkan kadar glukosa darah pada tikus yang mengalami diabetes sebanyak 59% mendekati kadar glukosa normal.7Penurunan dalam penelitian kita hanya 29% kemungkinan karena dosis ekstrak yang kita turunkan menjadi 300 mg/kgBB. Pada penelitian ini, penurunan glukosa yang terjadi pada D + SS diperkirakan karena adanya bahan aktif berupa komponen fenol yang terdapat pada daun insulin (Smallanthus sonchifolius), antara lain chlorogenic, dycaffeoylquinic, caffeic acid. Menurut penelitian Vitrac dan Ong KW (2013), kandungan chlorogenic acids yang ada dalam daun insulin dapat menghambat enzim Glukusa 6 Fosfatase sehingga glukoneogenesis dan glikogenolisis terhambat sehingga kadar glukosa darah dapat turun. 20
23
4.2. Berat Badan Berikut ini merupakan tabel dan gambar dari hasil pengukuran Berat Badan n yang dilakukan pada hari ke-1, ke 7, dan 14 pada semua kelompok.
Rasio Berat Badan (%)
** ns
400 350 300 250 200 150 100 50 0 H1
N
H7
NS
H14
Waktu Pengukuran (Hari) N D D + SS
Grafik 4.2 Rerata berat badan pada hari ke-1, 1, 7, dan 14 pada semua kelompok Keterangan: N: kelompok Normal, D: Kelompok DM, D + SS: kelompok DM yang diterapi sochifolius,H1: hari ke-11 sebelum pemberian ekstrak, H7: Hari dengan ekstrak kering Smallanthus sochifolius, ke-77 setelah pemberian ekstrak, H14: Hari ke-14 ke setelah pemberian ekstrak, *: p value<0,05, **: p value <0,01, Non significant
Berdasarkan grafik ik 4.2, terlihat D mengalami penurunan berat badan. Sedangkan D + SS mengalami kenaikan berat badan. Hal ini bisa terjadi karena menurut penelitian Vitrac dan Ong KW (2013) menunjukkan bahwa dalam kandungan
chlorogenic
acids
dalam
Smallanthus
sonchifolius
dapat
meningkatkan uptake glukosa ke dalam otot skelet melalui aktivasi jalur AMPK.20 Langkah selanjutnya adalah pengolahan data menggunakan uji One-Way Anova karena data normal dan homogen. Hasil uji didapatkan p value 0,499 yang menunjukkan tidak terdapat perbedaan berat badan yang bermakna antara ketiga kelompok. Hal ini tidak sesuai dengan penelitian Silmara Baroni, dkk (2008) dengan menggunakan ekstrak daun insulin dengan dosis 400 mg/kgBB yang menunjukkan kenaikan berat badan namun signifkan.(7) Hal ini mungkin
24
dikarenakan dosis ekstrak pada penelitian tersebut lebih besar sehingga lebih bisa berefek menaikkan berat badan. Menurut penelitian Vitrac dan Ong KW (2013),, komponen fenol pada daun insulin dapat menghambat enzim glukosa 6 fosfatase sehingga terjadi inhibisi glukoneogenesis yang akhirnya akan memperbaiki memperbaiki metabolisme glukosa, lipid, maupun protein sehingga tidak terjadi lagi proses pemecahan komponen lain untuk mendapatkan energi termasuk otot dan jaringan adiposa sehingga berat badan akan lebih naik dengan pemberian ekstrak.20
4.3 Berat Organ Penelitiann ini bertujuan untuk mengetahui apakah ekstrak Smallanthus sonchifolius dapat menghambat kerusakan yang terjadi pada organ tikus yang diinduksi aloksan, melalui pengukuran rasio berat organ terhadap berat badan yang dilakukan pada hari ke-14. ke 4.3.1 Pankreas Berikut ini adalah rerata rasio berat pankreas dengan berat badan pada semua kelompok, yaitu N 1,99±0,20,, sedangkan pada D dan D + SS masing masingmasing adalah 3,65±0,54 dan 3,14±0,67 *
Rasio Berat Pankreas
**
NS
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
N D D + SS
Kelompok
Grafik 4.3 4. Rasio berat pankreas pada semua kelompok Keterangan: N: kelompok Normal, D: Kelompok DM, D + SS: kelompok DM yang diterapi dengan ekstrak kering Smallanthus sochifolius, sochifolius,H1: hari ke-11 sebelum pemberian ekstrak, H7: Hari ke-77 setelah pemberian ekstrak, H14: Hari ke-14 ke setelah pemberian ekstrak, *: p value<0,05, **: p value <0,01, Non significant
25
Berdasarkan erdasarkan hasil statistik uji One-Way Anova didapatkan p value 0,004, menunjukkan terdapat perbedaan yang bermakna pada rasio berat pankreas pada semua mua kelompok. Hal ini tidak sesuai dengan penelitian sebelumnya Armanath (2011) yang menggunakan ekstrak Indigofera tinctoria pada tikus DM selama 16 hari menunjukkan bahwa rasio berat pankreas berbeda pada setiap kelompoknya namun menurut uji statistik belum signifikan ((p value >0,05).21 4.3.2 Ginjal Rerata rasio berat ginjal didapatkan paling paling tinggi pada kelompok D (5,30 (5,30), lanjutnya kelompok D + SS (3,62) kemudian selanjutnya (3,62) dan yang terak terakhir adalah kelompok N (2,81). ). Berdasarkan hasil rerata tersebut didapatkan bahwa rasio ompok D + SS lebih mendekati kelompok normal. berat ginjal pada kelompok Karena data normal namun varians datanya tidak sama, maka dilakukan transformasi. Setelah transformasi dilakukan, data menjadi normal dan homogen. Sehingga bisa diuji dengan cara One-Way Anova.
**
*
Rasio Berat Ginjal
7 6 5
N
4
D
3
D + SS
2 1 0 Kelompok
Grafik 4.4 4. Rerata rasio berat ginjal pada semua kelompok Keterangan: N: kelompok Normal, D: Kelompok DM, D + SS: kelompok DM yang diterapi dengan ekstrak kering Smallanthus sochifolius, sochifolius,H1: hari ke-11 sebelum pemberian ekstrak, H7: Hari an ekstrak, H14: Hari ke ke-14 setelah pemberian ekstrak, *: p value<0,05, **: p ke-7 setelah pemberian value <0,01, Non significant
Berdasarkan uji One-Way Anova, didapatkan p value 0,001 menunjukkan bahwa terdapatt perbedaan rasio berat ginjal yang signifikan antara tiga kelompok
26
tersebut. Rerata rasio berat ginjal pada D + SS menunjukkan lebih kecil rasionya dibanding D. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Aybar dkk (2001) yang menggunakan teh daun Smallanthus sonchifolius selama 30 hari menunjukkan perbedaan sign signifikan ifikan pada rasio berat ginjal antara kelompok terapi dan kelompok DM.9 Menurut penelitian yang dilakukan Zafar dkk (2010) hhal ini bisa terjadi karena pada DM tipe 1 terjadi ekscpresi TGF β-1, Epidermal Growth Factor yang berlebihan pada sel mesangial ginjal dan tubulus kontortus prioksimal sehingga memicu terjadinya hipertrofi ginjal yang bisa menaikkan berat ginjal. 22 4.3.3. Jantung Hasil rerata rasio berat ber jantung terhadap berat badan,, yaitu paling tinggi pada kelompok N yaitu sebesar 10,5. Sedangkan Rasio berat at jantung pada D + SS banding dengan D (2,50 vs 6,50). lebih kecil jika dibanding ** **
**
Rasio Berat Jantung
12 10
N
8
D
6
D + SS
4 2 0 Kelompok
Grafik 4.5 Rerata rasio berat jantung pada setiap kelompok Keterangan: N: kelompok Normal, D: Kelompok DM, D + SS: kelompok DM yang diterapi dengan ekstrak kering Smallanthus sochifolius, sochifolius,H1: hari ke-11 sebelum pemberian ekstrak, H7: Hari ke-77 setelah pemberian ekstrak, H14: Hari ke-14 ke setelah pemberian ekstrak, *: p value<0,05, **: p value <0,01, Non significant
Selanjutnya dilakukan uji One-Way Anova. Karena data normal namun tidak homogen, maka harus dilakukan transformasi data. Setelah transformasi data menjadi normal dan homogen sehingga dilakukan uji One One-Way Anova.
27
Berdasarkan uji One-Way Anova didapatkan p value 0,007 menunjukkan terdapat perbedaan yang signifikan pada ketiga kelompok. Data ini menunjukkan bahwa pemberian ekstrak Smallanthus sonchifolius dapat menghambat terjadinya disfungsi jantung sehingga didapatkan rasio berat jantung yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kelompok DM. Hal ini sesuai dengan penelitian Poornima et al (2006) yang menemukan terjadinya disfungsi diastolik setelah 7 hari DM akibat induksi streptozotocin, dan pada status hiperglikemia terjadi peningkatan protein kinase C sehingga bisa menyebabkan hipertrofi jantung.23
4.4 Hambatan Penelitian Beberapa hambatan dalam penelitian, antara lain: 1. Aloksan menyebabkan banyak kematian tikus
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan secara signifikan (p value 0,012). Didapatkan penurunan glukosa darah sebesar 29% pada kelompok terapi, meski belum bisa mencapai kadar normal.
Terdapat perbedaan gambaran rasio berat antara kelompok meskipun tidak signifikan denga p value 0,499 setelah pemberian ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 300 mg/kgBB/hari selama 14 hari.
Terdapat perbedaan gambaran rasio berat organ yang signifikan antara kelompok, yaitu rasio berat pankreas dengan p value 0,004, ginjal dengan p value 0,001, dan jantung dengan p value 0,007.
5.2 Saran Bagi peneliti selanjutnya, 1. Diaharapkan sebelum dilakukan penimbangan berat badan, dilakukan anestesi terlebih dahulu. 2. Diharapkan dapat melakukan penelitian lebih lanjut mengenai pemberian
ekstrak daun yakon (Smallanthus sonchifolius) menggunakan dosis yang beragam, jumlah sampel yang lebih besar, dan waktu penelitian yang lebih lama. 3. Diharapkan untuk memeriksa sampai ke histopatologi jaringan yang
terkena komplikasi DM.
28
BAB 6 KERJASAMA RISET
6.1 Kerjasama Riset Riset ini merupakan bagian dari kerjasama kelompok riset diabetes dan regenerasi pankreas PSPD FKIK UIN Syarif Hidayatullah di bawah bimbingan dr. Flori Ratna Sari, Ph.D dan dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM.
29
DAFTAR PUSTAKA 1.
International Diabetes Federation 2011. Diabetes and Millenium Development Goal’s. Diunduh dari http://www.idf.org/diabetesatlas/5e/diabetes-and-millenium-developmentgoals. pada tanggal 13/09/2013 pukul 14:20
2.
International Diabetes Federation 2013. IDF Diabetes Atlas 6th Edition. Diunduh dari http://www.idf.org/sites/default/files/EN_6E_Atlas_Full_0.pdf.
pada
tanggal
6
September 2014 pukul 08.43 3.
Badan Penelitian Dan Pengembangan Kesehatan Kementerian Kesehatan RI 2013. Riset Kesehatan
Dasar
(Riskesdas).
Diunduh
dari
http://www.litbang.depkes.go.id/sites/download/rkd2013/Laporan_Riskesdas2013.PDF. pada tanggal 6 September 2014. Pada pukul 09.35 4.
Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo, et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine 17th Edition. McGraw Hill; 2008
5.
Hofmann, Susanna and Michael Brownlee. Diabetes Mellitus: A Fundamental and Clinical Text 3rd Edition. Lippincott Williams & Wilkins; 2004.
6.
Rao, M.Upendra, et al. Herbal Medicines for Diabetes Mellitus: A Review. USA: International Journal of PharmTech Research. 2010
7.
Baroni, Silmara, et al. Effect of crude extracts of leaves of Smallanthus sonchifolius (Yakon) on glycemia in diabetic rats: Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. 2008
8.
Lachman. J, et. al. Yakon [Smallanthus sonchifolia (Poepp. et Endl.) H. Robinson] chemical composition and use – a review. Prague: Czech University of Agriculture. 2003
9.
Aybar, Manuel J., Alicia N. Sa´nchez Riera, Alfredo Grau, Sara S. Sa´nchez. Hypoglycemic Effect of The Water Extract of Smallantus Sonchifolius (Yacon) Leaves in Normal and Diabetic Rats. Argentina: Elsevier. 2001.
30
31
10. Perkeni. Konsensus Pengelolaan dan Pencegahan DM Tipe 2 di Indonesia. 2011 11. Gerard, Tortora, and Bryan Derrickson. Principles of Anatomy and Physiology 12th Edition. USA: John Willey & Sons. 2009 12. Guyton and Hall. Textbook of Medical Physiology 12th ed. USA: Mc Graw Hill. 2011 13. Ganong. Review of medical Physiology 22nd edition. USA: Mc Graw Hill. 2005 14. Siebernagle, Stefan and Florian Lang. Color Atlas of Pathophysiology. New York: Thieme. 2000 15. Sudoyo, Aru. W, dkk. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Jakarta: Interna Publishing. 2009 16. Rohilla, Ankur and Shahjad, Ali. Alloxan Induced Diabetes: Mechanisms and Effects. . Int. J. R. in Pharmaceutical and Biomedical Sciences Vol. 3 (2): 2012 17. Polreich Severin. Establishment of a classification scheme to structure the post-harvest diversity of yakon storage roots (Smallanthus sonchifolius (poepp. & endl.) H. Robinson). Lima, Peru: University of Kassel; 2003 18. Smallanthus sonchifolius (Poepp.) H. Rob Unranked synonym in NCBI Taxonomy. http://www.gbif.org/species/106690636. Diunduh pada tanggal 05/09/2014 pada pukul 15.39 19. Valentová, Kateřina and Jitka Ulrichová. Smallanthus Sonchifolius and Lepidium Meyenii–Prospective Andean Crops for The Prevention Of Chronic Diseases. Czech Republic: Faculty of Medicine, Palacký University. 2003 20. Vitrac dan Ong KW. Anti-Diabetic And Anti-Lipidemic Effects Of Chlorogenic Acid Are Mediated By Ampk Activation. Elsevier. 2013 21. Bangar, Amarnath. V. and MG Saralaya. 2011. Anti-hyperglycaemic activity of ethanol extract and chloroform extract of Indigofera tinctoria leaves in streptozotocin induced
32
diabetic mice (Family Papilionaceae). Maharastra: Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences 22. Zafar Muhammad and Syed Naeem-ul-Hassan Naqvi. 2010. Effects of STZ-Induced Diabetes on the Relative Weights of Kidney, Liver and Pancreas in Albino Rats: A Comparative Study. Int. J. Morphol., 28(1):135-142 23. Poornima, Indu G, et al. Diabetic Cardiomyopathy: The Search for a Unifying Hypothesis. Journal of the American Heart Association. 2006. Hashemi M., et. al. Influence of Aloxanes on the Apoptosis of Pancreas B-Cells of Rat. World Journal of Medical Sciences 4 (2): 70-73. IDOSI Publication. 2009
LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil Determinasi Tanaman
Gambar 7.1 .1 Hasil Determinasi Smallanthus sonchifolius 33
34
Lampiran 2 Surat Keterangan Tikus Sehat
Gambar 7.2 .2 Surat Keterangan Sehat Tikus Sprague dawley
35
Lampiran 3 Gambar Proses Penelitian
7.3 Proses Penghancuran Daun Yakon
7.4 Proses Ekstraksi Daun Yakon
7.5 Ekstrak Kering Daun Yakon
7.6 Proses Induksi Aloksan
7.7 Hewan Coba
7.8 Proses Anestesi Dengan Dyethyl Ether
36
(lanjutan)
7.9 Proses Sarifice
7.10 Alloxan Monohydrat
7.11 Proses Pengukuran Kadar GDS
7.12 Pengukuran Berat Badan Tikus
7.13 Proses Pembuatan Larutan Dekstros 40%
7.14 Penimbangan Organ
37
Lampiran 5 Cara Perhitungan Induksi Alloxan
Dosis yang dipakai adalah 150 mg/kgBB tikus =
=
Rata-rata BB tikus adalah 300 gram dan jumlah tikus adalah 20 ekor 20 x 300 g x 15 mg/100 g = 900 mg Konsentrasi obat = 15/0,1 15/0,1 = 900/α α = 0,1 x 900/15 α= 6 ml Jadi, untuk 900 g aloksan membutuhkan 6 ml 900 g/ 6 ml = 15/0,1 15/100 x 300 = 45 mg 900 g/6 ml = 45 mg/ β β= 45 x 6 / 900 β= 0,3 ml Jadi, untuk tiap tikus dengan berat 300 g diinjeksi sebanyak 0,3 ml
1. Pemberian Ekstrak Smallanthus sonchifolius Dosis ekstrak: 300 mg/kgBB = 300 mg/ 1000 g = 30 mg/ 100 g Butuh untuk 10 ekor x 300 g (bb tikus) x 30 mg/ 100 g = 900 mg Konsentrasi obat: 30 mg / 0,1 ml 30 mg/ 0,1 = 900 mg/ α α = 900 x 0,1 / 30 = 3 ml Jadi untuk melarutkan 900 mg dibutuhkan larutan akuades sebanyak 3 ml
38
Lampiran 6 Daftar Riwayat Penulis Nama Lengkap
: Anisatul Muqorrobin
Tempat, Tanggal Lahir
: Malang, 31 Oktober 1992
Alamat Asal
: Jl. Bauksit 33, RT/RW: 02/09, Kel. Purwantoro, Kec. Blimbing, Kota Malang
Domisili
: Jl. Pisangan Barat I no. 26, RT/RW: 03/09, Kel. Cirendeu, Kec. Ciputat Timur, Kota Tangerang Selatan
Jenis Kelamin
: Perempuan
Telepon
: 085755069713
Email
:
[email protected]
Riwayat Pendidikan 1. TK Muslimat NU 22 1997-1999 2. MI NU Maudlu’ul Ulum Tahun 1999 - 2005 3. MTs Almaarif 01 Singosari Tahun 2005 – 2008 (Pondok Pesantren Al-Ishlahiyah Singosari Malang) 4. MA Almaarif Singosari Tahun 2008 - 2011 (Pondok Pesantren Al Ishlahiyah Singosari Malang)
