EKSPRESI TUMOR NECROSIS FACTOR – ALPHA (TNF - ) DAN JUMLAH SPERMA PADA TIKUS (RATTUS NORVEGICUS) MODEL DIABETES MELLITUS TIPE 1 HASIL INDUKSI STREPTOZOTOCIN YANG DITERAPI DENGAN EKSTRAK ETANOL RIMPANG KUNYIT (CURCUMA LONGA L.) Expression of Tumor Necrosis Factor - Alpha (TNF - ) and Sperm Count in Type 1 Diabetes Mellitus Rat (Rattus norvegicus) Model Inducted by Streptozotocin Treated with Turmeric Rhizome Ethanol Extract (Curcuma longa L.) Bernadhita Gaudia Sabirosi*, Pratiwi Trisunuwati, Djoko Winarso Program Studi Kedokteran Hewan, Program Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya *
[email protected] ABSTRAK
Diabetes mellitus tipe 1 adalah salah satu tipe diabetes yang terjadi di sebabkan oleh kerusakan pada sel - pankreas yang memproduksi insulin. Diabetes mellitus (DM) Tipe 1 mengakibatkan inflamasi pada pankreas dan berakibat pada organ reproduksi jantan dapat menurunkan kualitas dan kuantitas sperma. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemberian ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) terhadap jumlah spermatozoa dan ekspresi tumor necrosis factor - alpha (TNF-) pada organ pankreas. Rancangan penelitian menggunakan RAL dan penelitian murni. Pembuatan hewan coba tikus (Rattus norvegicus) DM tipe 1 dilakukan dengan induksi multi low dose - streptozotocin (MLDSTZ) melalui intraperitoneal 20 mg/BB selama 5 hari. Penelitian ini menggunakan tikus (Rattus norvegicus) strain Wistar jantan berumur 3 bulan yang dibagi dalam 5 kelompok yaitu kelompok kontrol negatif (A), kelompok diabetes mellitus tipe 1 (B), kelompok DM Tipe 1 dengan terapi 1,2 g/kgBB (C), kelompok DM Tipe 1 dengan terapi 1,8 g/kgBB (D), dan kelompok DM Tipe 1 dengan terapi 2,7 g/kgBB (E) selama 42 hari. Masing – masing kelompok terdiri atas 4 ekor tikus. Penghitungan jumlah spermatozoa dengan menggunakan hemocytometer dan pengukuran ekspresi TNF- dengan menggunakan metode imunohistokimia. Hasil penelitian dianalisis dengan One Way ANOVA (=0,05) menunjukan adanya signifikansi (P<0,05) terhadap peningkatan jumlah spermatozoa sampai 56,43% dan penurunan ekspresi TNF- sampai 56,16% pada tikus yang diterapi ekstrak etanol rimpang kunyit dosis 2,7 g/kgBB. Kesimpulan dari penelitian ini adalah pemberian ekstrak rimpang kunyit dapat meningkatkan jumlah spermatozoa dan menurunkan ekspresi TNF- tikus diabetes mellitus tipe 1. Kata kunci : DM Tipe 1, rimpang kunyit, TNF- dan spermatozoa
ABSTRACT Diabetes mellitus type 1 (DM Type 1) is a type of diabetes that occurs because of pancreatic cells damaged which producing insulin. Animal DM Type 1 resulted by inflammation of the pancreas and its impact in the male reproductive organs may decrease the quality and quantity of sperm. This research was conducted to determine the effect of turmeric
rhizome ethanol extract (Curcuma longa L.) based on sperm count and expression of tumor necrosis factor - alpha (TNF-) in the pancreas organ. This true experiment was design by Completely Randomized Design. Induction of DM Type 1 in rats doing by injecting Multiple Low Dosage - Streptozotocin (MLD-STZ) in intraperitonially (i.p) at dosage of 20 mg/Kg BW in 5 days.This study used male rats (Rattus norvegicus) aged 3 months Wistar strain which divided into 5 groups: negative control (A), DM Type 1 (B), DM Type 1 treated with Turmeric Rhizome Extract 1,2 g /kg BW (C), 1,8 g/kg BW (D) and 2,7 g/kg BW (E) for 42 days. Each group consisted of 4 rats. Spermatozoa counted with hemocytometer and measurement of TNF- expression used immunohistochemical methods. The result of the analysis on one way ANOVA ( = 0,05) data showed that spermatozoa count was significantly increased up to 56,43% and TNF- expression was decreased ip to 56,16% in rats which treated with turmeric rhizome ethanol extract 2,7 g/kgBW. These result provide that turmeric rhizome extract may increase the amount of spermatozoa and decrease the expression of TNF- of DM Type 1 rats. Keywords: DM Type 1, turmeric rhizome, TNF- and spermatozoa PENDAHULUAN Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit gangguan metabolisme karbohidrat yang gejala umumnya berupa hiperglikemia. Diabetes mellitus tipe 1 (DM tipe 1) atau Insulin Dependent Diabetes Mellitus (IDDM) adalah salah satu tipe diabetes yang tergantung pada produksi insulin atau terjadi karena adanya kerusakan pada sel - pankreas yang memproduksi insulin (Mayfield,1998). Faktor – faktor yang dapat memicu terjadinya diabetes pada hewan, antara lain umur, jenis kelamin, ras, dan lingkungan (Fall et al., 2007). Prevalensi kejadian Diabetes mellitus pada manusia menurut International Diabetes Federasion adalah 8,39%. Diabetes mellitus pada hewan terjadi pada pet animal seperti anjing dan kucing, hal ini disebabkan oleh pemberian pakan yang tinggi lemak maupun pemberian pakan melebihi kebutuhan tubuhnya. Menurut Fall et al. (2007), terjadi 13 kasus DM per 10.000 anjing tiap tahunnya pada anjing umur lebih dari lima tahun dan ras yang sering mengalami DM adalah Australian Terriers, Samoyeds, Swedish Elkhounds dan Swedish Lapphunds. Pada kucing prevalensi kejadian DM sebesar 0,5%, faktor yang
mempengaruhi adalah obesitas, umur, jenis kelamin, dan sterilisasi (Hoenig, 2002). Diabetes mellitus tipe 1 merupakan penyakit yang disebabkan adanya inflammasi pada pankreas atau yang biasa disebut insulitis. Adanya faktor genetik dan lingkungan pada DM tipe 1 memicu terjadinya respon imun yang dimediasi oleh sel T limfosit dan bereaksi pada sel- pankreas sebagai self-antigen. Makrofag dan sel T yang bersifat cytotoxic memproduksi sitokin, tumor necrosis factor - (TNF-) dan interferon- (IFN-) yang menyebabkan kerusakan sel - pankreas (LeRoith et al., 2004). Pada penderita DM tipe 1 akan mengalami kenaikan kadar maupun ekspresi TNF - . Penderita DM tipe 1 memiliki kadar insulin yang rendah yang dapat mempengaruhi menurunnya sekresi hormon – hormon lain termasuk hormon reproduksi seperti, LH dan FSH. Turunnya kadar Follicle Stimulating Hormone (FSH) akan mempengaruhi produksi spermatozoa sehingga jumlah spermatozoa menurun (Rachmadi, 2008). Kunyit (Curcuma longa L.) yang selama ini dijadikan bumbu masak memiliki beberapa bahan aktif antara lain, minyak atsiri, kurkumin, demetoksikurkiumin, bisdemetoksikurkumin, saponin, flavonoid,
dan polifenol. Bioaktif dalam kunyit yang digunakan untuk terapi adalah kurkumin, karena merupakan zat antioksidan dan antiinflamasi. Pemberian kunyit (Curcuma longa L.) diharapkan mampu menurunkan ekspresi TNF - pankreas dan meningkatkan jumlah spermatozoa tikus (Rattus norvegicus) model diabetes mellitus tipe 1 hasil induksi streptozotocin. MATERI DAN METODE Persiapan Hewan Coba Hewan coba diadaptasi terhadap lingkungan selama tujuh hari dengan pemberian pakan berupa pakan ayam buras dewasa dari Wonokoyo Jaya Corpindo dan minum ad libitum pada semua tikus. Hewan model dibagi menjadi lima kelompok perlakuan, yaitu : kelompok kontrol negatif (A), kelompok kontrol positif diabetes mellitus tipe 1 (B), kelompok DM 1 yang diterapi ekstrak etanol rimpang kunyit 1,2 g/kgBB (C), kelompok DM 1 yang diterapi ekstrak etanol rimpang kunyit 1,8 g/kgBB (D), dan kelompok DM 1 yang diterapi ekstrak etanol rimpang kunyit 2,7 g/kgBB (E). Pembuatan Hewan Model Diabetes Mellitus Tipe 1 Seminggu pasca adaptasi, dilakukan pengukuran kadar gula darah dengan menggunakan glucometer pada semua kelompok perlakuan. Pemberian injeksi streptozotocin (STZ) pada kelompok B, C, D, dan E dengan dosis 20 mg/kgBB selama lima hari berturut – turut, injeksi dilakukan dengan rute intraperitoneal (IP). Pada proses diabetes mellitus, dilakukan pengukuran kadar gula darah tiap tujuh hari sekali untuk memastikan tikus telah mengalami kenaikan kadar gula darah. Kadar gula darah normal pada tikus adalah 126 mg/dL (Barik et al., 2008). Hasil pengukuran pada tikus model diabetes mellitus tipe 1 pada penelitian ini terjadi kenaikan kadar gula darah > 600
mg/dL, maka dipastikan bahwa sampel tikus tersebut telah menderita diabetes mellitus pada hari ke-14 setelah pemberian STZ. Pembuatan Ekstrak Etanol Rimpang Kunyit Pembuatan ekstrak etanol rimpang kunyit ini dengan menggunakan metode maserasi, tahapannya dimulai dengan mencuci bersih kunyit dan dipotong tipis – tipis, kemudian dimasukkan oven dengan suhu 40-60°C hingga kunyit kering. Tahapan selanjutnya yaitu proses ekstraksi, kunyit yang telah kering dihaluskan dengan blender sampai halus, ditimbang sebanyak 100 gram dan dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer ukuran 1 liter. Kunyit kering tersebut ditambahkan dengan etanol 96% sampai menjadi 1 liter dan dikocok hingga benar – benar tercampur. Rendaman kunyit dan etanol didiamkan selama satu hari hingga mengendap, kemudian diambil lapisan atas campuran etanol (pelarut) dengan zat aktif yang sudah tercampur dengan penyaringan menggunakan kertas saring. Larutan campuran etanol dan zat aktif kunyit tersebut kemudian dievaporasi menggunakan penangas air dengan suhu 80°C hingga ekstrak menjadi kental dan ditimbang berat ekstraknya, kemudian di evaporasi kembali dengan menggunakan oven untuk menghilangkan etanol yang tersisa. Evaporasi dengan oven dengan suhu 70°C, setiap 15 menit ekstrak ditimbang hingga sebanyak tiga kali penimbangan berat ekstrak sama. Ekstrak kunyit yang telah dievaporasi diencerkan dengan akuades dan Na2CO3 agar mudah untuk disondekan. Pemberian Terapi Hewan Model Pemberian perlakuan terapi ekstrak etanol rimpang kunyit dimulai pada hari ke15 setelah pemberian STZ. Terapi ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma Longa L.) diberikan pada kelompok B, kelompok C, dan kelompok D. Pemberian terapi
dilakukan secara per oral melalui sonde lambung dengan dosis ekstrak etanol rimpang kunyit sesuai dengan kelompok. Pemberian terapi rutin dilakukan sehari sekali selama 42 hari. Selama pemberian terapi, dilakukan pengukuran kadar gula darah setiap tujuh hari sekali pada semua kelompok perlakuan. Penghitungan Jumlah Spermatozoa Ujung dari kauda epididimis dipotong dengan gunting dan diurut agar sperma keluar dan ditampung di cawan petri. Cairan sperma yang keluar diambil 50 l dan diletakkan pada obyek glass untuk melihat jumlah sperma per lapang pandang. Pada penelitian ini diperkirakan jumlah sperma per lapang pandang adalah >40 sehingga menggunakan perbandingan sperma dan larutan phosphat buffer saline (PBS) untuk pengenceran adalah 1:20. 1 tetes cairan sperma diambil dan dihomogenkan dengan 1000 l larutan PBS pH 7,4. Sperma dan PBS yang telah homogen diambil menggunakan pipet dan diteteskan ke dalam kamar hitung improved Neubauer dan ditutup dengan cover glass, dipastikan tidak terdapat gelembung udara. Spermatozoa diamati dan dihitung dibawah mikroskop cahaya (Nugroho, 2010). Pembuatan Preparat Imunohistokimia Organ pankreas tikus dimasukkan ke dalam larutan paraformaldehid (PFA) 4%. Pembuatan preparat histopatologi meliputi proses dehidrasi, clearing, embedding, sectioning, penempelan pada obyek glass dan pewarnaan imunohistokimia. Ekspresi TNF - pada preparat imunohistokimia pankreas diamati dan difoto pada perbesaran 40x dan 400x dengan 5 lapangan pandang untuk setiap kelompok. Dihitung presentase ekspresi TNF - per lapangan pandang untuk setiap kelompok dengan software Axio Vision. Analisis Data
Penelitian ini merupakan penelitian murni dengan Rancangan acak lengkap. Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data kuantitatif. Data kuantitatif jumlah spermatozoa tikus dan ekspresi Tumor Necrosis Factor - alpha (TNF-) yang disajikan dan dianalisis dengan SPSS 16.0 Edition for Windows dengan analisis ragam ANOVA dengan α = 0.05 dan dilanjutkan dengan uji Tukey atau Beda Nyata Jujur (BNJ) apabila ternyata signifikan. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Pemberian Ekstrak etanol Rimpang Kunyit (Curcuma longa L.) Terhadap Ekspresi Tumor Necrosis Factor – Alpha (TNF-) Pada Tikus Model Diabetes Mellitus Tipe 1 Diabetes mellitus tipe 1 (DM Type 1) pada tikus model dilihat dari kadar gula darah yang diukur menggunakan glucometer. Hasil induksi STZ untuk pembentukan hewan model diabetes mellitus tipe 1 menunjukkan peningkatan kadar gula darah sebesar > 600 mg/dL, dibandingkan dengan sebelum perlakuan menunjukkan rata – rata sebesar 121 mg/dL sesuai dengan barik et al. (2008) bahwa kadar gulah darah normal tikus yaitu 126 mg/dL. Hal ini menunjukkan bahwa hewan model telah menderita DM Tipe 1. Pemberian terapi ekstrak etanol rimpang kunyit memberikan pengaruh berupa penurunan ekspresi TNF- pankreas, dengan presentase penurunan rata – rata ekspresi TNF- kelompok C, kelompok D, dan kelompok E dibandingkan kelompok B secara berturut – turut yaitu 25,21%, 37,72% dan 56,16% (Tabel 1). Perhitungan rata – rata ekspresi TNF-a pankreas tikus menunjukkan perbedaan nyata kelompok A dibandingkan dengan rata – rata ekspresi TNF- tikus kelompok B. Hal ini disebabkan induksi STZ pada pembuatan hewal model diabetes mellitus tipe 1. Streptozotocin sebagai agen
diabetonik menyebabkan teraktivasinya limfosit T terutama CD4+ yang menghasilkan interferon - (IFN - ). Interferon - akan mengaktivasi makrofag yang menstimulasi produksi sitokin pro – inflamasi seperti IL – 1 dan TNF - serta memproduksi radikal bebas seperti superperoksida (O2-), hydrogen peroksida (H2O2) dan nitrit oxide (NO) (LeRoith, 2004). Interferon - juga mengaktivasi limfosit T CD8+ sitotoksik. Sitokin pro – inflamasi yang diproduksi akibat teraktivasinya makrofag menjadi sitotoksik ke sel pankreas dengan mengirimkan death signals pada sel sehingga terjadi nekrosis pada sel b pankreas. Radikal bebas yang diproduksi dari teraktivasinya makrofag juga memicu terjadinya nekrosis sel b pankreas dengan adanya ikatan antara superperoksida (O2-) dan nitrit oxide (NO)
menjadi peroxinitrite (ONOO-). Peroxinitrite menyebabkan fragmentasi DNA pada sel b pankreas dan menginduksi terjadinya nekrosis sel (Nugroho, 2006). Sel b pankreas yang mengalami nekrosis akan mengeluarkan protein yang dikenal dengan b-protein. Selanjutnya b-protein ini akan dikenali sebagai antigen (b-Ag) oleh APC dan dipresentasi oleh MHC-2 pada reseptor sel T spesifik b-Ag yang mengaktivasi kembali CD4+ TH1 (LeRoith, 2004). Kejadian ini akan terjadi secara terus – menerus mengakibatkan meningkatkan ekspresi TNF- di sel β pankreas dan tingkat keparahan kerusakan sel β pankreas. Mekanisme tersebut menyebabkan munculnya ekspresi TNF- meningkat 77,64% pada kelompok kontrol positif (B) dibandingkan dengan kelompok kontrol negatif (A).
Tabel 1. Rata – rata ekspresi TNF- pankreas tikus pada masing – masing kelompok perlakuan Rata – rata TNF% Peningkatan % penurunan Kelompok ±standar deviasi TNF - TNF - a Kontrol - ( A ) 3,92 ± 0,38 c Kontrol + ( B ) 17,54 ± 7,98 77,64 bc 1,2g/kgBB ( C ) 13,12 ± 1,66 25,21 abc 1,8g/kgBB ( D ) 10,93 ±0,31 37,72 2,7g/kgBB ( E ) 7,69 ±0,38 ab 56,16 Keterangan: Notasi a, b, c dan d menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antar perlakuan (p<0,05).
Perhitungan statistika menunjukkan tidak terdapat perbedaan nyata antara kelompok kontrol positif (kelompok B) dengan kelompok C dan kelompok D. Hasil tersebut menunjukkan bahwa rata – rata ekspresi TNF- setelah pemberian terapi ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) dengan dosis 1,2 g/kgBB dan 1,8/kgBB masih sama dengan ekspresi TNF kontrol positif (B). Kelompok D dan kelompok A menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dengan kontrol positif (kelompok B), namun pemberian terapi ekstrak etanol rimpang kunyit pada dosis
tersebut telah mendekati kondisi normal. Hal ini menunjukkan pemberian terapi dosis 1,8 g/kgBB (kelompok D) dan dosis 2,7 g/kgBB (kelompok E) efektif untuk menurunkan ekspresi TNF- pankreas tikus model diabetes mellitus tipe 1. Rimpang kunyit merupakan tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan eksogen karena mengandung senyawa kurkumin yang tinggi. Hal ini sesuai dengan Sharma (2005) yang menunjukkan bahwa kurkumin yang terdapat dalam rimpang kunyit dapat berperan sebagai antioksidan dan
antiinflamasi. Kurkumin sebagai antioksidan akan menstabilkan radikal bebas yang diproduksi akibat aktivasi makrofag. Sebagai antiinflamasi, Kurkumin menekan aktivasi dari nuclear factor kappa B (NFκB) yang merupakan faktor transkripsi eukoryotik yang meliputi regulasi inflamasi, proliferasi selular, tranformasi dan tumorigenesis. Aktivasi NF-κB akan menginduksi ekspresi gen inflamatori dan meningkatkan produksi COX-2, sel adhesi dan sitokin pro-inflamasi (Bernd, 2000). Aktivasi NF-κB yang ditekan oleh kurkumin akan menghambat induksi transkripsi dari sitokin pro – inflamasi, sehingga terjadi penurunan ekspresi dari TNF-. Kurkumin juga dapat menghambat induksi cyclooxygenase-2 (COX-2) dan lypoxygenase (Sharma, 2005). Kurkumin menghambat secara langsung aktivitas enzimatik dari COX-2 yang berperan dalam produksi prostaglandin selama proses inflamasi, nyeri dan respon demam. Jalur lypoxygenase berperan dalam produksi arachidonic acid yang akan menjadi prostaglandin sebagai mediator inflamasi. Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa gambar B terdapat ekspresi TNF- yang banyak di bagian pulau langerhans ditandai dengan adanya warna coklat yang tersebar di pulau langerhans pankreas dan adanya rongga atau ruang interseluler. Warna coklat yang muncul disebabkan adanya ikatan antigen (TNF-) dan antibodi (anti TNF-) yang berlabel biotin. Ekspresi TNF- pada gambar B lebih banyak dibandingkan dengan gambar A karena pada tikus diabetes mellitus produksi sitokin pro-inflamasi seperti TNF- meningkat. Pada gambar C, gambar D, dan gambar E terjadi penurunan ekspresi TNF- ditandai dengan berkurangnya warna coklat pada pulau langerhans dan terjadinya penghambatan kerusakan pulau langerhans pankreas yang ditandai dengan bekurangnya rongga interseluler. Hal ini disebabkan adanya
terapi ekstrak etanol rimpang kunyit yang mengandung senyawa kurkumin mampu menurunkan ekspresi TNF- pankreas tikus model diabetes mellitus tipe 1.
Gambar 1. Ekspresi TNF- pada pulau langerhans pankreas tikus. Keterangan : A: Pulau langerhans tikus kontrol negatif; B: Pulau langerhans tikus DM, C: Pulau langerhans tikus terapi ekstrak etanol rimpang kunyit dosis 1,2 g/kgBB; D: Pulau langerhans tikus terapi ekstrak etanol rimpang kunyit dosis 1,8 g/kgBB; E: Pulau langerhans tikus terapi ekstrak etanol rimpang kunyit dosis 2,7 g/kgBB. Pembesaran 400 x; Panah hitam: sel beta tanpa ekspresi TNF-α;Panah merah: sel beta mengekspresikan TNF-α dengan spot warna coklat.
Pengaruh Pemberian Ekstrak etanol Rimpang Kunyit (Curcuma longa L.) Terhadap Jumlah Spermatozoa Pada Tikus Model Diabetes Mellitus Tipe 1 Hasil penghitungan jumlah spermatozoa menunjukkan adanya perbedaan yang nyata (p<0,05) dari kelima kelompok perlakuan tersebut. Hal ini menunjukan bahwa pemberian ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) pada masing-masing kelompok perlakuan dapat mempengaruhi peningkatan jumlah spermatozoa tikus model diabetes mellitus
tipe 1 (Tabel 2).Perhitungan rata – rata jumlah spermatozoa tikus kelompok kontrol negatif (A) jumlah spermatozoa menunjukkan perbedaan yang nyata dibandingkan dengan rata – rata jumlah spermatozoa tikus kelompok B. Hal ini
disebabkan karena diabetes mellitus tipe 1 mengakibatkan penurunan jumlah insulin dalam tubuh, sehingga dapat terjadi komplikasi pada organ reproduksi salah satunya pada jumlah spermatozoa.
Tabel 2. Rata-rata jumlah spermatozoa tikus pada masing-masing kelompok perlakuan Kelompok
Rata – rata jumlah spermatozoa ±standar deviasi
% Peningkatan jumlah sperma
% Penurunan jumlah sperma
Kontrol (A) Kontrol + (B) Dosis 1,2g/kgBB ( C ) Dosis 1,8g/kgBB ( D ) Dosis 2,7g/kgBB ( E )
81.400 ± 4056,3 c 26.775 ± 24596,8 a 26.913 ± 14780,1 a 43.713 ± 4226,6 ab 61.450 ± 10337,5bc
0,51 38,75 56,43
67,11 -
Keterangan: Notasi a, b, c dan d menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antar perlakuan (p<0,05).
Gambar 2. Spermatozoa tikus dalam 1 lapang pandang Insulin diproduksi dan disintesis oleh sel pankreas, sehingga apabila terjadi kerusakan sel pankreas seperti pada keadaan diabetes mellitus tipe 1 akan terjadi penurunan jumlah insulin. Salah satu peran insulin dalam tubuh adalah untuk meransang sintesa protein di hati. Kadar insulin yang menurun akibat keadaan DM1 akan menghambat kerja organ yang dipengaruhi oleh insulin. Pada organ hati penurunan
kadar insulin mengakibatkan terhambatnya sintesa protein oleh hati, salah satunya sintesis IGF – 1. Insulin like Growth Factor – 1 (IGF – 1) berperan dalam meningkatkan efek gonadotropin pada sel sertoli dan sel leydig (Guyton, 2006). Penurunan IGF – 1 mengakibatkan terjadinya penurunan efek gonadotropin (LH dan FSH) pada sel sertoli dan sel leydig yang berperan dalam proses spermatogenesis. Hormon LH menstimulasi sel leydig untuk berproliferasi dan memproduksi testosteron, sedangkan FSH berpengaruh langsung terhadap proses spermatogenesis dan terhadap proliferasi sel sertoli yang menghasilkan ABP. Androgen Binding Protein (ABP) yang diproduksi oleh sel sertoli dengan rangsangan FSH berfungsi untuk transport hormon testosteron. Pada kondisi diabetes mellitus, terjadi penurunan efek LH dan FSH pada sel sertoli dan sel leydig. Hal ini mengakibatkan menurunnya produksi testosteron dan ABP yang digunakan dalam proses pembentukan spematozoa, sehingga proses spermatogenesis akan terhambat. Proses
spermatogenesis yang terhambat akan berefek pada jumlah spermatozoa yang dihasilkan. Penurunan jumlah spermatozoa pada keadaan diabetes mellitus disebabkan oleh terhambatnya proses spermatogenesis akibat penurunan produksi testosteron dan Androgen Binding Protein. Hal tersebut yang menyebabkan terjadi penurunan jumlah spermatozoa pada kelompok kontrol positif (B) sebesar 67,11% dibandingkan dengan kelompok kontrol negatif (A). Proses spermatogenesis terjadi di tubulus seminiferus testis terdiri dari dua tahapan, yaitu spermacytogenesis dan spermiogenesis. Spermacytogenesis adalah proses pembentukan spermatosit primer dan sekunder dari spermatogonia tipe A, proses ini dipengaruhi oleh hormon FSH yang memicu berlangsungnya proses spermatogenesis dan testosteron berperan dalam mengaktivasi gen di sel sertoli yang memicu diferensiasi spermatogonia untuk memulai proses spermatogenesis. Spermiogenesis adalah proses pembentukan spermatozoa dari spermatid yang diperngaruhi oleh FSH dan testosteron, FSH berpengaruh terhadap proliferasi sel sertoli yang menghasilkan ABP untuk transport hormon testosteron (Cheng, 2008). Pada kejadian diabetes mellitus, terjadi penurunan hormon LH dan FSH pada testis sehingga produksi ABP dan testosteron menurun. Hal ini mengakibatkan terjadinya gangguan pada proses spermacytogenesis maupun spermiogenesis yang menyebabkan penurunan produksi spermatozoa. Pemberian ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) pada tikus model diabetes mellitus tipe 1 kelompok C dan kelompok D tidak berbeda nyata dengan kontrol positif. Hasil tersebut menunjukkan bahwa rata – rata jumlah spermatozoa setelah pemberian terapi ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) dengan dosis 1,2 g/kgBB dan 1,8/kgBB masih sama dengan jumlah spermatozoa kontrol positif
(B). Hal ini disebabkan karena kandungan bioaktif kurkumin dalam ekstrak etanol rimpang kunyit yang bertindak sebagai antioksidan dan antiinflamasi tidak cukup untuk menstabilkan radikal bebas dan menekan jumlah sitokin pro – inflamasi. Ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L.) memiliki kandungan bioaktif kurkumin yang tinggi sebagai antioksidan dan antiinflamasi. Antioksidan adalah zat yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi. Kurkumin sebagai antioksidan (AH) memberikan atom hidrogen secara cepat ke radikal bebas (R*, ROO*) atau mengubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil dibanding radikal bebas. Kurkumin juga memperlambat laju autooksidasi dengan cara menurunkan kadar enzim xanthine oxidase yang mengkatalis reaksi pembentukan anion superoksida aktif. Kurkumin sebagai antiinflamasi, bekerja dengan cara menekan produksi sitokin pro – inflamasi yang memicu kerusakan pada sel pankreas, sehingga mampu mengurangi tingkat kerusakan sel. Penurunan radikal bebas dan sitokin pro-inflamasi dalam tubuh dapat mengurangi tingkat kerusakan sel pankreas dan meningkatkan produksi insulin. Kurkumin sebagai anti-diabetik mampu menstimulasi sel pankreas untuk memproduksi dan mensekresi insulin. Kadar insulin yang meningkat dapat memicu sintesa IGF – 1 pada hati yang meningkatkan efek LH dan FSH pada sel leydig dan sel sertoli. Peningkatan tersebut dapat memicu peningkatan kadar testosteron dan ABP yang digunakan dalam proses spermatogenesis. Proses spermatogenesis yang tidak terhambat akan menghasilkan spermatozoa dengan kuantitas yang lebih tinggi.
KESIMPULAN Pemberian ekstrak etanol rimpang kunyit (Curcuma longa L) pada dosis 2,7 g/kgBB dapat menurunkan ekspresi Tumor Necrosis Factor - Alpha (TNF - ) pada organ pankreas dan meningkatkan jumlah spermatozoa tikus (Rattus norvegicus) model diabetes mellitus tipe 1. Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada supervisor dan staff Laboratorium Farmakologi FK Universitas Brawijaya yang memfasilitasi pelaksanaan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Barik, R., S. Jain, D. Qwatra, A. Joshi, G.S. Tripathi and R. Goyal. 2008. Antidiabetic activity of aqueous root extract of Ichnocarpus frutescens in streptozotocinnicotinamide induced type II diabetes in rats. Indian Journal of Pharmacology 40:1 19. Bernd, A., C. Theilig, S. Kippenberger, A. Ramirez-Bosca, J. Diaz, J. Miquel, and R. Kaufmann. 2000. Effect of Curcuma longa extract on the expression of proinflammatory cytokines. Skin Pharmacol App. Skin Physiol 13, 226–234. Cheng, C.Y. 2008. Molecular Mechanisms in Spermatogenesis. United States of America : Landes Bioscience and Springer Science+Business Media, LLC. Fall, T., H.H. Hamlin, A. Hedhammar, O. Kampe and A. Egenvall. 2007. Diabetes Mellitus in a Population of 180.000 Insured Dogs: Incidence, Survival, and Breed Distribution. J Vet Intern Med 21:1209-1216. Hoenig, M. 2002. Comparative Aspects of Diabetes Mellitus in Dogs and Cats.
Molecular and Endocrinology 197 : 221-229. LeRoith, D., S. Taylor and J.M. Olefsky. 2004. Diabetes Mellitus : A Fundamentaland Clinical Text 3rd Edition. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia. 519-538. Mayfield J. 1998. Diagnosis and classification of diabetes mellitus : new criteria. American Family Phyician 58 (6) : 1-8 Nugroho, A.E. 2006. Hewan Percobaan Diabetes Mellitus : Patologi dan Mekanisme Aksi Diabetogenik. Biodiversitas, 7(4) : 378-382. Rachmadi, A. 2008. Kadar Gula Darah dan Kadar Hormon Testosteron Pada Pria Penderita Diabetes Melitus, Hubungannya Dengan Disfungsi Seksual dan Perbedaannya Dengan Yang Tidak Mengalami Disfungsi Seksual [M.Biomed. Thesis]. Program Studi Ilmu Biomedik. Universitas Diponegoro. Rees, D, A and J.C. Alcolado. 2005. Animal Models of Diabetes Mellitus, Diabetic Medicine, 22 : 359-370. Sharma, R.A., A. J. Gescher, W. P. Steward. 2005. Curcumin: The Story So Far. European Journal of Cancer, 41:1955–1968. Szkudelski, T. 2001. The Mechanism Of Alloxan And Streptozotocin Action In β Cells Of The Rat Pankreas. Physiology Research, 50: 536-54.
