PENGARUH DIET TEMPE TERHADAP KESEMBUHAN LUKA PADA TIKUS DIABETES YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ)
Oleh : DIAN SETIAWAN GHOZALI A54105304
PROGRAM STUDI GIZI MASYARAKAT DAN SUMBERDAYA KELUARGA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
ABSTRACT DIAN SETIAWAN GHOZALI. Effects of Tempe on Wound Healing in StreptozotocinInduced Diabetic Rats. Supervised by Dr. Rimbawan and drh. Ekowati Handharyani, MSi., PhD.
Based on the report of World Health Organization, in coming 2025, the number of people suffering from Diabetes Mellitus will reach about 12 millions in Indonesia. One of the complications of uncontrolled high blood sugar, especially of those badly managed, is diabetic foot. Most of cases are ended with amputation. A diet called “diet G” has been recommended by Askandar (2002) in Indonesia to be consumed by patients with diabetic foot complication. The diet contains 20 percent protein high in arginine. Experience obtained by some nutritionists in Kutai Timur District (Eastern Borneo) showed that tempe gives a positive effect on healing process of diabetic foot patients, especially if tempe is used as a protein source of the diet. This can be seen by increasing dryness area of injured foot and decreasing suppuration on diabetic foot. It is hypothesized that arginine in tempe plays an important role on that healing process of diabetic foot. A research has been conducted to explore a novel application or usage of arginine of tempe in wound healing due to diabetes using rat as experimental animals. Diabetes was induced in male Sprague Dawley rats by intraperitoneal injection of 40 mg/kg streptozotocin (STZ). Non diabetes rats were injected with equal volumes of phosphate buffer saline (PBS) at the same time as STZ injection. In the seven day after STZ administration, wounding (length 0.8 x 0.8 cm) was resected with scissors on the clipped dorsal skin of animals under ketamin-xylazin anesthesia.. The curative effect was expressed as the percentile of wound area compared with that at day 0 (100%). The diabetic rats was divided into 3 groups, they are group receiving casein diet (control+STZ), arginine tempe 1.4% (Tempe1+STZ) and arginine tempe 1.6% (Tempe2+STZ). The non diabetic rats also divided into 3 groups, they were group receiving casein diet (control), arginine tempe 1.4% (Tempe1) and arginine tempe 1.6% (Tempe 2). Compared with control+STZ, the Tempe1+STZ group (arginine tempe 1.4%) has the same speed level of healing, but control+STZ group could not decrease blood glucose level (428.67 ± 38.43 mg/dL in control+STZ group and 187.6 ± 46.3 mg/dL in Tempe2+STZ group). All groups receiving tempe had lower blood glucose level compared with diabetic rats receiving casein (p< 0.01) and not significantly different from non diabetic rats receiving tempe or casein. The speed of healing between diabetic and non diabetic group shows no significant difference, except in Tempe2+STZ (p < 0.05). Thus, it can be concluded that giving tempe with arginine 1.4% can give positive influence to the speed level of wound healing and to the decreasing of blood glucose level in rats.
Keyword : diabetes mellitus, gangren, diabetic foot, tempe, diabetic rat
RINGKASAN Dian Setiawan Ghozali. A54105304. Pengaruh Diet Tempe Terhadap Kesembuhan Luka Pada Tikus Diabetes Yang Diinduksi Streptozotocin (STZ). Di bawah bimbingan Dr. Rimbawan dan drh. Ekowati Handharyani, MSi, PhD. Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pemberian tempe terhadap proses kesembuhan luka pada tikus diabetes yang diinduksi Streptozotocin (STZ). Tujuan khususnya adalah 1) mengetahui pengaruh kandungan asam amino arginin dalam tempe dalam proses kesembuhan luka, 2) mengetahui peranan tempe dalam aktivitas hipoglikemik dan 3) mengetahui histopatologi pengaruh tempe terhadap kesembuhan luka. Data yang dikumpulkan berupa persen perubahan berat badan tikus, Food Conversion Efficiency (FCE), total intake makanan dan persen kesembuhan luka. Data dianalisis dengan General Linear Model (GLM) dan perbedaan diantara nilai rata-rata dianalisis dengan uji Duncan. Data dari histopatologi dianalisis dengan uji non parametrik Kruskal-Walis. Pada semua uji, perbedaan secara signifikan dinyatakan dalam P < 0.05. Tahapan penelitian diawali dengan pembuatan tempe menggunakan kedelai varietas Americana, Baluran dan Cikuray (kedelai hitam) yang dilakukan diindustri tradisional tempe milik H. Herman, Jl. Gugah Sari, Bogor. Selanjutnya tempe yang sudah dikering-bekukan, dianalisis kandungan gizinya yang meliputi protein, lemak, asam lemak, mineral, asam amino dan isoflavon. Analisis isoflavon hanya dilakukan pada tempe yang terpilih untuk percobaan hewan (tikus). Hasil analisis asam amino arginin diperlukan dalam rangka menentukan jumlah tempe yang akan digunakan sebagai diet percobaan hewan. Sebelum diinduksi diabetes, tikus diadaptasikan terlebih dahulu selama 10 hari di kandang metabolik, dan diberikan diet standar (kasein) dengan komposisi sesuai dengan AIN-93M. Pada hari ke-0, tikus diinjeksi secara i.p. (intraperitoneal) 40 mg/kg bb Streptozotocin (STZ), sedangkan tikus non diabetes diinjeksi secara i.p. menggunakan Phosphate buffer saline (PBS) pH 7,4. Pada hari ke-7 pasca induksi kadar gula darah tikus diukur. Tikus dinyatakan diabetes apabila konsentrasi plasma glukosa menunjukkan kadar gula darah >250 mg/dL, sedangkan non diabetes jika gula darah < 249 mg/dL (Gutierrez & Vargas, 2006). Sebelum perlukaan, tikus dikelompokkan menjadi beberapa kelompok perlakuan (Kontrol, Kontrol+STZ, Tempe1, Tempe1+STZ, Tempe2, dan Tempe2+STZ). Jumlah ulangan untuk masing-masing kelompok adalah 3 ekor tikus dengan simpangan deviasi berdasarkan berat badan awal ± 10 gr. Kemudian pembuatan luka dilakukan pada kulit pada daerah punggung tikus dengan ukuran panjang kali lebar 0.8 x 0.8 cm2. Pembuatan luka pada daerah punggung tikus mengacu pada beberapa referensi penelitian tentang efek kesembuhan pada luka diabetik, seperti Komesu et al., (2004), Gutierrez & Vargas (2006), Qiu et al., (2007), Cheng et al., (2006), dan Arul et al., (2006). Prosedur perlukaan dilakukan dalam keadaan tikus dianastesi menggunakan ketamin-xylazin. Setelah dilukai, tikus kemudian mendapatkan diet masing-masing sesuai dengan kelompok perlakuan. Kelompok kontrol mendapatkan diet kasein, sedangkan kelompok tempe mendapatkan diet tempe, dalam hal ini kelompok Tempe1 dan Tempe1+STZ mendapat diet tempe yang
jumlahnya disesuaikan agar mengandung asam amino arginin dari tempe sebesar 1,4 persen sedangkan kelompok Tempe2 dan Tempe2+STZ mendapatkan diet yang mengandung arginin tempe sebesar 1,6 persen. Pada hari ke-21 pasca induksi, dilakukan pembedahan terhadap tikus, yang sebelumnya telah dianastesi dengan ketamin (15 mg/100 gr bb tikus) dan xylazin (1 mg/100 gr bb tikus). Darah (sekitar 3 ml) diambil secara langsung dari jantung. Sampel darah disentrifuse untuk memperoleh serum darah yang selanjutnya digunakan untuk analisis asam amino menggunakan metode HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Setelah tikus mati, segera dilaksanakan nekropsi. Pankreas dan kulit diambil dan segera disimpan dalam larutan Buffered Neutral Formalin (BNF) 10 persen, yang selanjutnya diproses menjadi preparat histologi dengan pewarnaan hematoxylin-eosin (H&E) untuk mengetahui perkembangan luka, menghitung sel fibroblas dan serabut kolagen. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa diet tempe yang diberikan pada tikus induksi STZ secara signifikan (P<0.001) mempengaruhi penurunan kadar gula darah. Kadar gula darah tikus kelompok Tempe1+STZ sebesar 187,66±46,30 mg/dL dan Tempe2+STZ sebesar 149,00 ± 46,67 mg/dL dibandingkan dengan kelompok Kontrol+STZ yang mempunyai kadar gula darah sebesar 489,33±148,28 mg/dL. Hal yang sama juga didapatkan pada tikus kelompok perlakuan tempe non diabetes (Tempe1 dan Tempe2) dibanding kelompok kontrol. Pemberian tempe memberikan efek hipoglikemik dibanding kelompok kontrol non diabetes. Dengan demikian diketahui bahwa tempe memiliki efek pengendalian gula darah pada keadaan hiperglikemik. Data perubahan berat badan tikus selama perlakuan (14 hari) menunjukkan bahwa Tempe1+STZ memberikan berat badan yang paling tinggi (24,82±2,67 gr) dan berat badan paling rendah diperoleh pada kelompok Tempe2+STZ (14,43±1,70 gr). Food intake pada kelompok kontrol lebih besar dibanding kelompok tempe. Jika dilihat dari nilai FCE diketahui bahwa sumbangan energi yang berasal dari tempe tidak berbeda nyata dengan masukan energi yang berasal dari kasein. Pemberian tempe tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar serum asam amino arginin tikus meskipun jumlah intake protein berbeda-beda. Hasil yang hampir sama juga terjadi pada serum tikus kelompok tempe dan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian diet tempe tersebut telah mencukupi kebutuhan akan asam amino arginin Hasil dari penelitian ini menunjukkan apabila dilihat secara makro, persen penyembuhan luka lebih tampak pada kelompok Kontrol+STZ, tetapi secara histopatologi, kolagen yang terbentuk masih halus dan jumlah fibroblas masih terlihat tinggi pada tikus tersebut meskipun epidermis telah menutup. Selain itu pertumbuhan kolagen belum diikuti oleh pertumbuhan folikel rambut. Hal ini berbeda dengan kemajuan kesembuhan luka pada kelompok Tempe1+STZ. Dalam hal ini kolagen sudah terlihat kasar, diikuti dengan jumlah fibroblas yang mulai menurun, epidermis yang telah menutup dan diikuti dengan pertumbuhan folikel rambut diantara pertumbuhan kolagen. Hasil yang kontras terlihat pada kelompok Tempe2+STZ (arginin 1,6 persen) dimana proses kesembuhan luka terjadi sangat lambat.
Meskipun tidak ada perbedaan yang signifikan antara kesembuhan luka diabetik pada kelompok Kontrol+STZ dengan kelompok Tempe1+STZ, tetapi secara jangka panjang, pemberian diet tempe lebih menguntungkan. Hal ini dikarenakan pemberian diet tempe juga memiliki efek hipoglikemia jika dibandingkan dengan pemberian diet kasein.
PENGARUH DIET TEMPE TERHADAP KESEMBUHAN LUKA PADA TIKUS DIABETES YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian Program Studi Gizi Masyarakat dan Sumberdaya Keluarga Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: Dian Setiawan Ghozali A54105304
PROGRAM STUDI GIZI MASYARAKAT DAN SUMBERDAYA KELUARGA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
JUDUL
: PENGARUH DIET TEMPE TERHADAP KESEMBUHAN LUKA PADA TIKUS DIABETES YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ)
Nama Mahasiswa
: Dian Setiawan Ghozali
Nomor Pokok
: A54105304
Disetujui, Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Rimbawan NIP. 131629744
drh. Ekowati Handharyani, MSi, PhD. NIP. 131578831
Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr. NIP. 131124019
Tanggal lulus:
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kota Tegal, pada tanggal 13 Juni 1978. Penulis adalah anak kedua dari empat bersaudara dari pasangan Moh. Taufik dan Eka Sukasih. Alhamdulillah penulis telah dikarunai seorang anak (Rafif Rabanizaly) dari istri yang bernama Andi Martini. Jenjang pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1992 di SD Pekauman 6 Tegal. Penulis melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 7 Tegal pada tahun 1990. Pada tahun 1993, penulis melanjutkan pendidikan di SMAN 1 Brebes. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Akademi Gizi Yogyakarta pada tahun 1996. Jenjang karir penulis,
dimulai pada tahun 1999. Setelah magang di
Instalasi Gizi RSUP dr Sardjito Yogyakarta, penulis membuat usaha katering diet (penyakit khusus) di Yogyakarta, dilanjutkan sebagai konsultan gizi di Klinik Sewu Husada Bhakti, Yogyakarta, dan pernah berpraktek sebagai konsultan gizi di salah satu apotik di Yogyakarta. Pada akhir tahun 2000, penulis diterima menjadi PNS Departemen Kesehatan RI, dengan tempat penugasan pertama di Puskesmas Sengata, Kutai Timur sebagai staff gizi, kemudian dimutasikan ke Puskesmas Muara Wahau I pada posisi yang sama. Semenjak tahun 2002 penulis dimutasi kembali dan ditempatkan di Rumah Sakit Umum Daerah Sengata, sebagai kepala Instalasi Gizi. Pada tahun 2004, penulis juga menjadi konsultan gizi di Rumah Sakit Sengata Prima-Kutai Timur. Pada tahun 2005, penulis mendapatkan beasiswa WHO-HWFS, untuk melanjutkan pendidikan pada Program Studi Gizi Masyarakat dan Sumberdaya Keluarga, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui Jalur Alih Jenjang.
PRAKATA Alhamdulillah, ucap syukur penulis kepada Allah SWT yang telah mewajibkan kita untuk menuntut ilmu, menaikkannya beberapa derajat bagi hambanya yang menuntut ilmu dan telah memberikan penulis banyak sekali kemudahan sehingga proses pembuatan skripsi ini dapat berjalan dengan baik. Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan doa kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan selama masa perkuliahan dan juga selama proses penyelesaian skripsi ini, antara lain : 1. Dr. Rimbawan, selaku dosen pembimbing skripsi yang dengan kesabarannya telah memberikan banyak sekali ilmu, arahan, motivasi dan luang waktunya yang telah mempengaruhi penulis dalam berpikir secara ilmiah (suatu pola pikir yang selalu diharapkan oleh penulis). Mudah-mudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan barokah, kelapangan rizki, keteguhan iman dan kemudahan dalam segala urusan kepada Bapak dan keluarga. Amien. 2. drh. Ekowati Handharyani, MSi, PhD., selaku dosen pembimbing skripsi yang dengan keramahannya selalu memberikan arahan, bimbingan, motivasi, luangan waktu dan tenaganya terutama dalam
pelaksanaan aspek teknis
terhadap hewan percobaan (kontrol kesehatan, pengukuran gula darah, anastesi, pembuatan luka, pembedahan dan analisis histopatologi hewan percobaan). Mudah-mudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan barokah, kelapangan rizki, keteguhan iman dan kemudahan dalam segala urusan kepada Ibu dan keluarga. Amien. 3. Dr. Tan Chuan Cheng, yang telah memberikan semangat, sumbangan pemikiran-pemikiran yang sangat bermanfaat bagi penulis dan
terutama
dukungan dalam pendanaan sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.
Mudah-mudahan
Allah
SWT
senantiasa
selalu
memberikan
kenikmatan kesehatan dan kenikmatan lainnya sehingga kiprah, gagasan dan pemikiran Bapak selalu diharapkan terutama dalam kemajuan ilmu ”Functional food” di Indonesia. 4. Dr. Ir. Endang S. Sunaryo, MSc., yang selalu memberikan banyak kemudahan, luang waktu, motivasi, kesabaran dan sumbangan pemikiran yang
sangat berarti bagi penulis dalam
menyelesaikan penelitian ini. Mudah-
mudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan kemudahan dalam segala urusan, kelapangan rizki dan keberkahan bagi Ibu beserta keluarga. Amien. 5. Ir. Cesilia Meti Dwiriani, MSc, selaku dosen pemandu seminar. Mudahmudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan kemudahan dalam segala urusan, memperlancar studi yang sedang ditempuhnya, memberikan kelapangan ilmu dan keberkahan bagi Ibu beserta keluarga. Amien. 6. Dr. Ir. Sri Anna Marliyati, MSi., selaku dosen penguji. Mudah-mudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan kemudahan dalam segala urusan, memberikan kelapangan ilmu dan keberkahan bagi Ibu beserta keluarga. Amien. 7. drh. Adi Winarto, PhD.(Dosen Fakultas Kedokteran Hewan, suami dari drh. Ekowati Handharyani, MSi, PhD.), yang selalu memberikan arahan, luangan waktu dan tenaganya terutama dalam
pelaksanaan aspek teknis terhadap
hewan percobaan (kontrol kesehatan, pengukuran gula darah, anastesi, pembuatan luka dan pembedahan). Mudah-mudahan Allah SWT senantiasa selalu memberikan kemudahan dalam segala urusan, dilapangkan segala rizki dan keteguhan iman kepada Bapak dan keluarga. Amien. 8. Bpk Mashudi (Teknisi Laboratorium GMSK-IPB) yang dengan penguasaan ilmunya selalu memberikan arahan, luangan waktu dan tenaganya terutama dalam desain penelitian dan aspek teknis pembuatan ransum sehingga hasil penelitian ini menjadi ideal dalam segi metodelogi. Terutama solusi-solusi yang bagi penulis telah memperlancar dalam proses penelitian yang memakan waktu hingga 3 tahun. Mudah-mudahan Allah SWT memberikan kelancaran bagi Bapak dalam menyelesaikan studi yang sedang ditempuhnya, kelapangan rizki dan diberikan pula ilmu serta keberkahan bagi keluarganya. Amien. 9. drh. I G N Sudisma, MSi., (Dosen Kedokteran Hewan – Universitas Udayana Bali / Mahasiswa S3- Fakultas Kedokteran Hewan-IPB) yang telah memberikan banyak ide kepada penulis dan luangan waktu dan tenaganya terutama dalam
pelaksanaan aspek teknis terhadap hewan percobaan
(pengukuran gula darah, anastesi dan pembuatan luka). Mudah-mudahan Allah SWT memperlancar studi yang sedang ditempuhnya, memberikan
