Jurnal Biologi Sumatera, Juli 2007, hlm. 28 – 32 ISSN 1907-5537
Vol. 2, No. 2
EFEK PERLAKUAN EKSTRAK ANDALIMAN (Zanthoxyllum acanthopodium) PADA TAHAP PRAIMPLANTASI TERHADAP FERTILITAS DAN PERKEMBANGAN EMBRIO MENCIT (Mus musculus) Emita Sabri Departemen Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara, Jln. Bioteknologi No. 1, Kampus USU, Padang Bulan, Medan 20155
Abstract Telah dilakukan penelitian tentang efek ekstrak andaliman (Zanthoxyllum acanthopodium) pada tahap praimplantasi terhadap fertilitas dan perkembangan embrio mencit (Mus musculus) umur kebuntingan 0 hingga 13 hari. Konsentrasi ekstrak andaliman yang diberikan pada kelompok perlakuan adalah 5000 ppm, 10.000 ppm, 15.000 ppm, 20.000 ppm, 100.000 ppm dengan pensuspensi CMC 1,5% dengan volume penyuntikan 0,1ml/10 g b.b. secara oral. Pada umur kebuntingan yang sama dengan kelompok perlakuan, mencit kontrol diberi pelarut ektrak andaliman dengan volume dan cara penyuntikan yang sama. Mencit dari kelompok kontrol dan kelompok perlakuan dipelihara sampai umur kebuntingan 18 hari. Selanjutnya pada umur kebuntingan 18 hari mencit setiap kelompok perlakuan maupun kontrol dibunuh dengan cara dislokasi leher dan kemudian dibedah. Fetus dikeluarkan dari uterus, kemudian dimasukkan ke dalam larutan fisiologis. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap jumlah implantasi, jumlah korpus luteum, jumlah fetus hidup, kehilangan praimplantasi. Pada kelompok perlakuan pemberian ekstrak andalaiman menyebabkan kehilangan praimplantasi meningkat secara nyata, jumlah implantasi menurun secara nyata serta, selanjutnya jumlah fetus hidup menurun secara nyata. Dengan demikian ekstrak andaliman bersifat anfertilitas. Keywords: ekstrak andaliman
PENDAHULUAN Tingkat pertumbuhan penduduk yang tinggi terutama di negara berkembang seperti Indonesia banyak menimbulkan masalah, baik secara ekonomi maupun terhadap perkembangan manusia. Walaupun keluarga berencana sudah dilaksanakan dengan baik melalui pemakaian alat-alat kontrasepsi yang pada umumnya terbuat dari hormone sintetik, namun seringkali menimbulkan masalah serius bagi pemakainya. Untuk itu, perlu digalakkan pemakaian alat kontrasepsi yang berasal dari tanaman asli di Indonesia. Andaliman (Zanthoxylum spp.) ditemukan di berbagai negara-negara lain seperti Amerika, Eropa, China, dan India dan telah banyak dimanfaatkan sebagai tanaman obat-obatan seperti Z. piperitum, Z. simulans, Z. fagara, Z. rhoifolium dsb (Rai, 2002; Gonzaga et al., 2003 dan Hur et al., 2003) antara lain untuk memperbaiki hati (Park et al., 2003), sebagai bakterisida (Rai, 2002). Wijaya (2001) menyatakan, tanaman ini mempunyai potensi sebagai tanaman obat karena mengandung berbagai senyawa aromatik dan minyak essensial antara lain Zanthalene dan geranil asetat yang tidak dijumpai pada tanaman lain.
Menurut Katzer (2004), Zanthoxylum merupakan tanaman yang mempunyai nilai ekonomis sangat tinggi karena mengandung berbagai jenis senyawa aromatik dan minyak essensial yang sangat berguna bagi dunia kesehatan dan industri kosmetika. Spesies dari Zanthoxylum umumnya mempunyai rasa pedar dan getir yang makin menyengat bila buah telah matang sempurna Di Indonesia, Andaliman hanya ditemukan di daerah Sumatera Utara akan tetapi belum dimanfaatkan sebagai tanaman obat-obatan seperti halnya di negara-negara lain. Andaliman adalah salah satu tanaman yang khas ditemukan di daerah Sumatera Utara, terutama di Parbuluan, Kabupaten Dairi, Siborong-borong, dan Kabupaten Tapanuli Utara. Tanaman ini mempunyai biji yang sering dimanfaatkan sebagai bumbu masak terutama untuk masakan tradisional suku Batak. Sebagian masyarakat menggunakan Andaliman digunakan sebagai tuba untuk mempermudah menangkap ikan. Penelitian yang telah dilakukan Sabri et al., (2005) bahwa ekstrak Andaliman mempengaruhi perkembangan embrio dengan kejadian meningkatnya kematian intrauterus berupa embrio resorp.
Universitas Sumatera Utara
Vol. 2, 2007
J. Biologi Sumatera 29
BAHAN DAN METODE Hewan coba Hewan percobaan yang digunakan ialah mencit (Mus musculus) yang diperoleh dari Balai Penyidikan Pengujian Veteriner (BPPV) Medan. Pemeliharaan dilakukan di Rumah Hewan Departemen Biologi FMIPA-USU, dalam ruangan yang diberi penerangan listrik selama 12 jam (pukul 06.00-18.00). Suhu ruangan rata-rata selama pemeliharaan ialah minimum 22,860C dan maksimum 26,830C, dan rata-rata kelembaban relatif 84,78%. Pakan butiran (PC-05, PT Mabar Feed Indonesia) dan air minum berupa air ledeng diberikan secara ad libitum. Pembuatan ekstrak Ekstrak yang digunakan adalah ekstrak etanol dari buah Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium) yang dimaserasi dalam alkohol 96% selama semalam. Ekstrak Andaliman tidak larut dalam air, oleh karena itu dibuat sediaan pensuspensi. Agar diperoleh suspensi yang homogen digunakan bahan pensuspensi CMC sebanyak 1,5% dalam akuabidestilasi. Perlakuan ekstrak andaliman pada tikus Mencit betina dewasa dara (umur 8-10 minggu), dengan berat badan 25-30 gram, pada saat estrus dikawinkan (1:1) dengan mencit jantan umur 12-14 minggu pada sore hari. Keesokan paginya mencit yang bersumbat vagina dinyatakan bunting 0 hari. Selanjutnya, mencit bunting dikelompokkan menjadi kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Pada umur kebuntingan 0 hingga 13 hari, mencit perlakuan disuntik secara oral dengan ekstrak andaliman dalam 1,5% larutan CMC. Konsentrasi ekstrak andaliman yang diberikan adalah P1 5000 ppm, P2 10.000 ppm, P3 15.000 ppm, P4 20.000 ppm, P5 100.000 ppm dengan volume penyuntikan 0,1ml/10 g b.b. Pada umur kebuntingan yang sama dengan kelompok perlakuan, mencit kontrol diberi pelarut
ektrak Andaliman dengan volume dan cara penyuntikan yang sama. Mencit dari kelompok kontrol dan kelompok perlakuan dipelihara sampai umur kebuntingan 18 hari. Selanjutnya pada umur kebuntingan 18 hari mencit setiap kelompok perlakuan maupun kontrol dibunuh dengan cara dislokasi leher dan kemudian dibedah. Fetus dikeluarkan dari uterus, kemudian dimasukkan ke dalam larutan fisiologis. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap jumlah implantasi, jumlah korpus luteum, jumlah fetus hidup, kehilangan praimplantasi. Untuk menghitung persentase fetus hidup, kematian intra uterus, dan kehilangan praimplantasi digunakan rumus Manson dan Kang 1989 sebagai berikut: a. Persentasi fetus hidup = ∑
Jumlah Jumlah
fetus hidup tiap induk implantasi Jumlah induk
x 100 %
b. Persentasi kehilangan praimplantasi = ∑
Jumlah korpus luteum − jumlah implantasi tiap induk Jumlah korpus luteum x 100% Jumlah induk
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini, pemberian ekstrak Andaliman pada mencit dengan konsentrasi P1 5000 ppm, P2 10.000 ppm, P3 15.000 ppm, P4 20.000 ppm, P5 100.000 ppm dengan volume penyuntikan 0,1ml/10 g b.b. secara ”gavage”. Dilakukan pada periode praimplantsi sampai periode organogenesi lanjut, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh ekstrak Andaliman terhadap keberhasilan kebuntingan dan terhadap perkembangan embero dan fetus.
Tabel 1. Rataan penampilan organ reproduksi induk mencit yang hamil setelah diberi ekstrak andaliman secara Gavage Perlakuan
Berat Badan Fetus Hidup (g)
x
Jumlah Fetus Hidup (%)
K0 1.00 9.67 P1 0.47* 3.33* P2 0.44* 3.50* P3 0.24* 3.00* P4 0.00* 0.00* P5 0.00* 0.00* Keterangan: Uji statistik one-way Anova * Berbeda nyata dari kontrol (p<0,05)
Jumlah Implantasi
x 9.83 8.83* 6.5* 6.33* 7.67* 3.17*
% Kumulatif Implantasi
Jumlah Korpus Luteum
% Kumulatif KL
% Kehilangan Praimplantasi
15.62 17.57 15.62 16.05 18.44 16.70
17.5 24.3* 48.8* 48.8* 45.8* 74.3*
x 23.23 20.87 15.35 14.96 18.11 7.48
12.00 13.50 12.00 12.33 14.17 12.83
Universitas Sumatera Utara
30 SABRI
Pengamatan yang dilakukan pada kelompok perlakuan yang diberi esktrak Andaliman dengan konsentrasi yang bervariasi pada induk mencit umur kebuntingan 0 hingga 13 hari, meliputi jumlah implantasi, kehilangan praimplantasi, jumlah fetus hidup. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 1. Pemberian ekstrak Andaliman pada induk mencit yang sedang hamil pada kelompok perlakuan P1, P2, P3, P4, P5 dengan konsentrasi 5000 ppm, 10.000 ppm, 15.000 ppm, 20.000 ppm, 100.000 ppm, menyebabkan berat badan fetus pada semua kelompok perlakuan P1, P2, P3 cenderung menurun bila dibandingkan dengan kelompok kontrol, sedangkan pada, P4, P5 tidak ditemukan adanya fetus yang hidup. Penurunan berat badan pada kelompok perlakuan ini kemungkin disebabkan lamanya pemberian ektrak Andaliman sehingga komponen senyawa-senyawa kimia yang aktif mempengaruhi proliferasi sel. Penurunan berat badan pada fetus dari kelompok perlakuan seiring dengan tingginya konsentarsi esktrak yang diberikan bila dibandingkan dengan kelompok kontrol, secara statitik berbeda nyata. Terjadinya penurunan berat badan fetus pada kelompok perlakuan merupakan suatu gambaran bahwa fetus mengalami malformasi berupa retardasi pertumbuhan. Dengan demikian esktrak andaliman bersifat teratogen yang mempengaruhi pertumbuhan fetus. Kang dan Mansong (1989) penurunan berat badan merupakan gambaran terjadinya kelainan perkembangan atau malformasi. Selanjutnya pemberian ekstrak Andaliman pada kelompok perlakuan P1, P2, P3, hasil pengamatan terhadap jumlah fetus hidup terjadi penurunan bila dibandingkan dengan fetus hidup pada kelompok kontrol dan secara statistik berbeda nyata. Penurunan jumlah fetus hidup ini berkaitan dengan terjadinya peningkatan kehilangan praimplantasi. Namun pada kelompok perlakuan P4, P5 implantasi yang ditemukan berupa embrio resorp, kejadian ini ditemukan pada perlakuan dengan konsentrasi yang tinggi. Penelitian yang telah dilakukan Sabri et al (2005) bahwa ekstrak Andaliman mempengaruhi perkembangan embrio dengan kejadian meningkatnya kematian intrauterus berupa embrio resorp. Dengan demikian dapat disimpulkan pada penelitian ini semakin tinggi konsentrasi ekstrak Andaliman diberikan cenderung bersifat embriotoksik. Penurunan jumlah implantasi pada kelompok perlakuan bila dibandingkan dengan kelompok kontrol, sejalan dengan tingginya konsentrasi esktrak Andaliman yang diberikan. Dan secara statistik berbeda nyata antara kelompok perlakuan bila dibandingkan dengan kelompok kontrol. Menurunnya jumlah implantasi pada kelompok perlakuan P1, P2, P3, P4, P5 pada umur kebuntingan 0 hingga 13 hari, disertai
J. Biologi Sumatera
dengan meningkatnya kehilangan praimplantasi yang nyata lebih tinggi bila dibandingkan kelompok kontrol atau mungkin dikarenakan fertilisasi tidak terjadi. Proses fertilisasi ini adakalanya dapat mengalami gangguan akibat adanya pengaruh baik yang berasal dari internal maupun dari eksternal. Adanya berbagai zat-zat yang bersifat teratogenik dan fetotoksit yang masuk pada saat terjadinya proses fertilisasi akan menyebabkan fertilisasi tidak berlanjut. Senyawasenyawa tersebut dapat berasal dari berbagai bahan seperti obat-obatan, ataupun berbagai bahan makanan yang terkonsumsi oleh maternal pada saat terjadi fertilisasi (Dixit, 1992). Proses fertilisasi ini adakalanya dapat mengalami gangguan akibat adanya pengaruh baik yang berasal dari internal maupun dari eksternal. Adanya berbagai zat-zat yang bersifat teratogenik dan fetotoksit yang masuk pada saat terjadinya proses fertilisasi akan menyebabkan fertilisasi tidak berlanjut. Senyawa-senyawa tersebut dapat berasal dari berbagai bahan seperti obat-obatan, ataupun berbagai bahan makanan yang terkonsumsi oleh maternal pada saat terjadi fertilisasi (Dixit, 1992; Darmawan, I. 2000) Menurut Mansong dan Kang (1989), implantasi mencit berlangsung pada umur kebuntingan 4 atau 5 hari. Karena pemberian ekstrak Andaliman pada induk mencit umur kebuntingan 0 hingga 13 hari yang selama kebuntingan tersebut mengganggu perkembangan embrio praimplantasi, maka pada periode praimplantasi tersebut mungkin banyak jumlah embrio yang tidak mencapai tahap blastokista sehingga tidak dapat implan. Hal ini mungkin kandungan senyawa aktif yang terdapat di dalam Andaliman mengganggu proliferasi sel-sel embrional yang terjadi pada tahap cleavage dari embriogenesis. Wijaya (2001) menyatakan, tanaman ini mempunyai potensi sebagai tanaman obat karena mengandung berbagai senyawa aromatik dan minyak essensial antara lain Zanthalene dan geranil asetat yang tidak dijumpai pada tanaman lain. Demikian pula menurut Katzer (2004), Zanthoxylum merupakan tanaman yang mempunyai nilai ekonomis sangat tinggi karena mengandung berbagai jenis senyawa aromatik dan minyak essensial yang sangat berguna bagi dunia kesehatan dan industri kosmetika. Namun senyawa aromatik dan minyak esesensial yang terdapat pada tanaman tersebut, mungkin akan bersifat toksik jika pemberiannya dilakukan pada tahap awal perkembangan embrio. Jumlah korpus luteum antara kelompok perlakuan dan kelompok kontrol relatif sama, meskipun pada kelompok perlakuan P1 dan P4 terlihat meningkat bila dibandingkan dengan kelompok kontrol. Kondisi ini dikarenakan sifat genetis yang secara alami yang terdapat setiap individu induk mecit
Universitas Sumatera Utara
Vol. 2, 2007
J. Biologi Sumatera 31
tersebut, jadi bukan karena pengaruh dari ekstrak andaliman. Korpus luteum merupakan cerminan jumlah dari ovum yang diovulasikan oleh suatu individu, dan kondisi ini akan tetap dipertahankan apabila terjadinya fertilisasi. Hal ini dikarenakan korpus luteum menghasilkan progesteron yang digunakan mempertahankan implantasi. Kemudian hasil pengamatan persentase kejadian kehilangan praimplantasi pada kelompok perlakuan meningkat bila dibandingkan dengan kelompok kontrol. Bahwa kejadian kehilangan praimplantasi pada kelompok perlakuan dibanding dengan kelompok kontrol, seiring dengan bertambahnya konsentrasi ekstrak Andaliman yang diberikan. Bila persentase kelihangan praimplantasi pada kelompok perlakuan dibandingkan dengan kelompok kontrol secara statistik berbeda nyata. Keadaan ini menggambarkan bahwa pemberian ekstrak Andaliman pada induk mencit yang sedang bunting yang diberikan pada umur kebuntingan 0 sampai 13 hari, mempengaruhi terhadap fertilitas. Hal ini dikarenakan pemberian ekstrak Andaliman yang berlangsung mulai tahap praimplantasi hingga organogenesis, sehingga senyawa aktif yang terdapat dalam Andaliman tidak mampu induk mendetoksifikasikan ekstrak andaliman, sehingga zat aktif yang terdapat di dalam ekstrak Andaliman tidak dapat dieliminasi dan akan terbawa di dalam pembuluh darah dan selanjutnya akan mempengaruhi dalam proses embrio. Oleh karena itu emberio pada tahap cleavage tidak mampu mencapai tahap blastokista yang sempurna, dengan demikian embrio tidak mampu implan. Dikemukan oleh Manson dan Kang (1989) serta Jacobsons (1995), menyatakan bahwa embrio yang berada pada periode praimplantasi lebih rentan terhadap kematian oleh adanya xenobiatik. Selanjutnya Syahrum dan Kamaludin (1994) senyawa yang bersifat toksik akan mempengaruhi sel-sel mensenkim sehingga proliferasi embrio terganggu. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa ekstrak andaliman yang diberikan dengan beberapa variasi konsentrasi yang diberikan secara oral pada umur kebuntingan 0 sampai 13 hari; (1) Menurunkan secara nyata jumlah implantasi, (2) Meningkatkan secara nyata kehilangan praimplantasi, dan (3) Menurun secara nyata jumlah fetus hidup. DAFTAR PUSTAKA Al Gubory, K.H,M P.Bolifraud, G.Germain., A. Nicole and I Ceballos-Bicot. 2003. Antioxidant enzymatic defense systems in sheep Corpus Luteum Thoughout Pregnancy. Reproduction: 128:767-774.
Al- Tahan, F.J. 1994. Antifertility Effect of Castos Bean on Mice. Fitoterapia, 65:34-37. Anggara, U. 2000. Aditif Makanan dan Obat–Obatan. Pusat Penyelidikan Racun Negara (USM). Jurnal Kedokteran Malaysia. 2 (4):19-23. Darmawan, I. 2000. Nutrisi Dan Makanan Tambahan. Penerbit PT. Penebar Swadaya, Jakarta. hlm. 13-15. Dixit, VP. 1992. Plant Product/non Streroid Compoundaaffecting Fertility in the Indian Desert Gerbil, Meriones Hurricane. Rodents in Indian Agriculture. 1: 595-604. Driancourt, M.A., A. Gougeon, Royere, A dan C. Thibault. 1993. Ovarian Function, Reproduction in Mammals and Man. Elllipses, Paris. _________ and B. Thuel. 1998. Control of Oocyte growth and Maturation by Follicular Cells and Molecules Present in Follicular Fluid; A Review. Reproduction, Nutrion, Development, 38: 345-362. Harahap, R. 2001. Paper Teratologi. Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Medan. hlm. 13-14. Jacobsons. M. 1995. Antifertility Effects and Population Controls Agents. VCH Verlagsgesell Schaft, Weinheim Germany. Katzer, G. 2004. Sichuan Pepper Zanthoxylum piperitum/simulans/bungeanum/rhetsa/ acanthopodium and Others. http://www.ang.klunigraz.ac.at [02 –032004]. Manson, J. M. & Kang, Y. J., 1989. Methods For Assesing Female Reproductive and Develompment Toxicology In Principles and Methods Of Toxicology. Second Edition. A.W Hayes Raven Press, Ltd. New York. Page. 321. Nalbandov, A. V. 1990. Fisiologi Reproduksi pada Mamalia dan Unggas. Penerbit Universitas Indonesia Press, Jakarta. hlm. 140-141 Park, J.C. 2003. Study on the Inhibitory Effects of Korean Medicinal Plants and Their Main Compounds on the 1,1- diphenyl-2picryhydrazyl Radical. Int. J. of Phytotherapy & Phytopharmacology. 7 (1): 20 -25. Roop, J.K., P.K. Dhaliwal dan SS. Guraya. 2005. Extracts of Azadirachta indica and Melia azrdarach Seeds Inhibit Folliculogenesis in Albino Rats. Braz J Med Biol Res, 38: 943947.
Universitas Sumatera Utara
32 SABRI
Sabri, E. 1996. Pengaruh Ekstrak Kencur (Kaemferia galanga L.) Terhadap Perkembangan Prenatal Mencit (Mus musculus) Swiss Webster Albino. [Tesis]. Pasca Sarjana. ITB, Bandung. _______, D. Supriharti dan M. Tanjung. 2005. Potensi tanaman Andaliman (Zanthoxyllum acanthopodium D.C) sebagai antifertilitas dan pengaruhnya terhadap perkembangan embrio. Laporan Penelitian, Dikti Proyek SP4. Sadler, T. W. 1988. Embriologi Kedokteran. Penerbit EGC Buku Kedokteran. hlm. 29-32. Siregar, B.L. 2003. Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC) di Sumatera Utara: Deskripsi dan Perkecambahan. Hayati: 10(1):17-20. Smith, J.B. 1988. Pemeliharaan, Pembiakan dan Penggunaan Hewan Percobaan di Daerah Tropis. Universitas Indonesia Press, Jakarta. hlm. 37-49. Sukra, Y. 2000. Benih Masa Depan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional. hlm. 80-83.
J. Biologi Sumatera
Syahrum, M.H. & Kamaludin. 1994. Reproduksi dan Embriologi, Dari satu Sel Menjadi Organisme. Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta. hlm. 25-26, 69-70. Taylor, 1986. Practical Teratology. Academic Press, London. 14-17. Wijaya, CH. 1999. Andaliman, rempah tradisioal Sumatera Utara dengan aktivitas antioksidan dan antimikroba. Buletin Teknologi Industri Pangan 10: 59-61. _________, 2000. Isolasi dan Identifikasi senyawa Trigeminal Aktif Buah Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC). Hayati 7:91 –95. Winarno, F. G. 1994. Kimia Pangan Dan Gizi. Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. hlm. 207-210, 214. Yang, YQ and Wu, XY. 1987. Antifertility mechanism of Gossypol acetic acid in female rats. J of reproduction and Fertility, 80: 425429. Yatim, W. 1994. Reproduksi Dan Embriologi. Penerbit Tarsito, Bandung. hlm. 65-67.
Universitas Sumatera Utara
