KARYA TULIS AKHIR PENGARUH EKSTRAK BIJI LABU KUNING (CURCUBITA MOSCHATA DUCH) TERHADAP PENINGKATAN KADAR SUPEROKSIDA DISMUTASE (SOD) TIKUS PUTIH (RATTUS NOVERGICUS) JANTAN STRAIN WISTAR MODEL HIPERLIPIDEMIA
Oleh : Firda Mareta Triwandani 201010330311052
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN 2014
HASIL PENELITIAN PENGARUH EKSTRAK BIJI LABU KUNING (CURCUBITA MOSCHATA DURCH) TERHADAP PENINGKATAN KADAR SUPEROKSIDA DISMUTASE (SOD) TIKUS PUTIH (RATTUS NOVERGICUS) JANTAN STRAIN WISTAR MODEL HIPERLIPIDEMIA
KARYA TULIS AKHIR Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang . untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Sarjana Fakultas Kedokteran
Oleh: Firda Mareta Triwandani 201010330311052
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN 2014
i
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN HASIL PENELITIAN Telah disetujui sebagai hasil penelitian untuk memenuhi persyaratan Pendidikan Sarjana Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang Tanggal : 4 Februari 2014
Pembimbing I,
dr. Meddy Setiawan,SpPD. NIP. 196805212005011002
Pembimbing II,
dr. Nuryati
Mengetahui, Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang Dekan,
dr. Irma Suswati, M.Kes. NIP. 11395010320
ii
LEMBAR PENGUJIAN Karya Tulis Akhir oleh Firda Mareta Triwandani ini telah diuji dan dipertahankan di depan tim penguji pada hari Selasa, tangal 4 Februari 2014
Tim Penguji
dr. Diah Hermayanti, SpPK. , Ketua
dr. Meddy Setiawan, SpPD. , Anggota
dr. Nuryati
, Anggota
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya bagi Allah SWT karena hanya dengan limpahan rahmat serta karunia-Nya penulis mampu menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Ekstrak Biji Labu Kuning (Curcubita Moschata Duch.) Terhadap Peningkatan Kadar Superoksida Dismutase (SOD) Pada Tikus Putih (Rattus novergicus) Jantan Strain Wistar Model Hiperlipidemia” dengan baik. Penulis tertarik dengan topik ini karena saat ini masih banyak sekali kasus penyakit kardiovaskular dengan faktor risiko hiperlipidemia serta melimpahnya kekayaan hayati Indonesia yang dapat dimanfaatkan sebaik-baiknya. Semoga penelitian ini memberikan solusi bagi masalah yang ada. Dengan terselesaikannya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. dr. Irma Suswati, M.Kes. selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberi saya kesempatan menuntut ilmu di Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. 2. dr. Diah Hermayanti,SpPK. selaku penguji yang dengan sabar mendidik dan membimbing saya untuk bisa menulis dengan baik, dan senantiasa memberi semangat, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 3. dr. Meddy Setiawan, SpPD. selaku pembimbing I dan dr. Nuryati selaku pembimbing II yang telah memberi bimbingan, saran, dan masukan sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
iv
4. Ir. Tri Waskito Budiningrat, SP-1 dan Dra. Indah Dinarsiani, M.Pd selaku orang tua saya yang telah memberi dukungan moral dan materil serta doa dalam penyelesaian tugas akhir ini. 5. Fammyla Yanareka dan Fendy Dwija Pradikta selaku saudara saya serta keluarga besar dari orang tua yang selalu memberi semangat dan dukungan dalam proses penyelesaian tugas akhir ini. 6. Tim laboratorium biomedik FKUMM, Mas Miftah dan Pak Kus yang membantu saya dalam melakukan penelitian. 7. Teman-teman sekelompok penelitian, Melissa, Iwana, dan Iszak yang telah menemani dan membantu saya dalam melaksanakan penelitian ini. 8. Teman-teman seperjuangan FK UMM 2010, Tara, Betty, Nisa, Iis, Tristy, Reti, Hani, serta teman-teman angkatan 2010 yang sudah saya anggap seperti keluarga saya sendiri, terimakasih telah memberikan dukungan pada saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis tetap membuka diri untuk kritik dan saran yang membangun. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat.
Malang, 4 Februari 2014
Penulis
v
ABSTRAK Triwandani, Firda Mareta. 2014. Pengaruh Ekstrak Biji Labu Kuning (Cucurbita moschata Duch.) Terhadap Peningkatan Kadar Superoksida Dismutase (SOD) Pada Tikus Putih (Rattus novergicus) Jantan Strain Wistar Model Hiperlipidemia. Tugas Akhir, Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Meddy Setiawan (2) Nuryati. Latar belakang: Hiperlipidemia merupakan salah satu faktor predisposisi berbagai penyakit vaskular. Biji labu kuning mengandung tokoferol sebagai antioksidan eksogen sehingga diharapkan mampu mengatasi stress oksidatif akibat hiperlipidemia. Tujuan: Mengetahui pengaruh ekstrak biji labu kuning dan dosis efektifnya dalam meningkatkan kadar SOD tikus putih jantan model hiperlipidemia. Metode: Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan metode The Post Test Only Control Group Design dan menggunakan 5 kelompok tikus:(1)kontrol negatif, (2)kontrol positif, (3) perlakuan dosis 100 mg/kgBB tikus/hari, (4) perlakuan dosis 200 mg/kgBB tikus/hari, dan (5) perlakuan dosis 400 mg/kgBB tikus/hari. Hasil penelitian dan diskusi: Berdasarkan uji One-Way ANOVA dengan signifikansi 0,018 (p < 0,05) menunjukkan terdapat perbedaan signifikan pada perubahan dosis terhadap peningkatan kadar SOD. Uji korelasi dengan signifikansi 0,025 (p < 0,05) menunjukkan terdapat hubungan yang signifikan antara dosis ekstrak biji labu kuning dengan kadar SOD, dengan kekuatan korelasi rendah arah positif yaitu semakin tinggi dosis ekstrak biji labu kuning semakin tinggi kadar SOD. Estimasi dosis efektif didapat dari persamaan uji regresi Y = 32,317 + 0,007X yaitu sebesar 330 mg/kgBB tikus/hari. Kesimpulan : Ekstrak biji labu kuning dapat meningkatkan kadar SOD pada tikus putih jantan strain wistar model hiperlipidemia dengan estimasi dosis efektif 330 mg/kgBB tikus/hari. Kata kunci: Ekstrak biji labu kuning, superoksida dismutase, SOD, hiperlipidemia.
vi
ABSTRACT Triwandani, Firda Mareta. 2014. The Effect of Yellow Pumpkin Seed Extract (Cucurbita moschata Duch.) towards Superoxide Dismutase (SOD) Enhancement Level on White Rats (Rattus novergicus) Male Strain Wistar Hyperlipidemia. Final Assignment, School of Medicine University of Muhammadiyah Malang. Supervisors: (1) Meddy Setiawan (2)Nuryati. Background: Hyperlipidemia is one of predisposition factor of various vascular diseases. Yellow pumpkin seed (Cucurbita moschata Duch.) contains tocopherol as antioxidant exogenous so it may help reduce hyperlipidemia-induce oxidative stress. Objective: Determine the effect of yellow pumpkin seed extract and its effective dose towards SOD enhancement level on white rats male strain wistar hyperlipidemia. Methods: This research is experimental with the post-test only group design model and using 5 group: (1) negative control, (2) positive control, (3) treatment dose 100 mg/kgBW rats/day, (4) treatment dose 200 mg/kgBW rats/day, and (5) treatment dose 400 mg/kgBW rats/day. Result and discussion: One-Way ANOVA revealed sig. 0,018 (p < 0,05) which means there were a differences in changes of yellow pumpkin seed extract dose towards SOD enhancement level. The correlation test showed sig. 0,025 (p < 0,05) which means there were a significant relationship between yellow pumpkin seed extract with SOD level, with low strength and positive direction means the higher the extract dose, the higher SOD level. Conclusion: Yellow pumpkin seed extract (Cucurbita moschata Duch.) can increase SOD level on white rats male hyperlipidemia with estimated effective treatment dose 330 mg/kgBW rats/day. Keyword: Yellow pumpkin seed extract, superoxide dismutase, SOD, hyperlipidemia.
vii
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul
i
Lembar Pengesahan
ii
Lembar Pengujian
iii
Kata Pengantar
iv
Abstrak
vi
Abstract
vii
Daftar Isi
viii
Daftar Tabel
xii
Daftar Gambar
xiii
Daftar Grafik
xiv
Daftar Singkatan
xv
Daftar Lampiran
xvii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
3
1.3 Tujuan Penelitian
3
1.3.1 Tujuan Umum
3
1.3.2 Tujuan Khusus
4
1.4 Manfaat Penelitian
4
1.4.1 Akademis
4
1.4.2 Klinis
4
1.4.3 Masyarakat
4
viii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Labu Kuning
5
2.1.1 Taksonomi
5
2.1.2 Morfologi
6
2.1.3 Analisis Kandungan Senyawa Kimia Biji Labu Kuning
7
2.1.4 Antioksidan pada Biji Labu Kuning
7
2.1.5 Dosis Biji Labu Kuning pada Manusia
11
2.2 Radikal Bebas
13
2.2.1 Definisi
13
2.2.2 Sumber Radikal Bebas
13
2.2.3 Pembentukan Radikal Bebas
14
2.2.4 Dampak Negatif Radikal Bebas
15
2.2.5 Mekanisme Pertahanan Tubuh
16
2.3 Antioksidan
16
2.3.1 Definisi
16
2.3.2 Klasifikasi
17
2.4 Hiperlipidemia
19
2.4.1 Definisi
19
2.4.2 Klasifikasi
20
2.5 Mekasnisme Ekstrak Biji Labu Kuning terhadap Peningkatan SOD
23
BAB III KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS
26
3.1 Kerangka Konseptual Penelitian
26
3.2 Hipotesis
28
ix
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN
29
4.1 Jenis Penelitian
29
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
29
4.3 Populasi dan Sampel
29
4.3.1 Populasi
29
4.3.2 Sampel
29
4.3.3 Estimasi Besar Sampel
29
4.3.4 Karakteristik Sampel Penelitian
31
4.3.5 Variabel Penelitian
31
4.3.5.1 Variabel Bebas
31
4.3.5.2 Variabel Tergantung
31
4.3.6 Definisi Operasional
31
4.4 Bahan dan Alat Penelitian
33
4.5 Alur Penelitian
35
4.6 Prosedur Penelitian
35
4.6.1 Pembagian Kelompok Tikus
35
4.6.2 Adaptasi
36
4.6.3 Pemberian Diet Hiperlipidemia
36
4.6.4 Pembuatan Ekstrak Biji Labu Kuning
36
4.6.4.1 Proses Pengeringan
36
4.6.4.2 Proses Ekstraksi
36
4.6.4.3 Proses Evaporasi
37
4.6.5 Pemberian Ekstrak Biji Labu Kuning
37
4.6.6 Proses Anastesi dan Pembedahan Hewan Coba
39
x
4.6.7 Penilaian Kadar SOD
39
4.6.8 Pengamatan Hasil
40
4.7 Analisis Data
40
BAB V HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS DATA
42
5.1 Identifikasi Labu Kuning
42
5.2 Hasil Penelitian
42
5.3 Analisis Data
44
5.3.1 Uji One-Way ANOVA
45
5.3.2 Uji Post Hoc Tukey & Homogenous Subsets
45
5.3.3 Uji Korelasi dan Regresi
46
BAB VI PEMBAHASAN
48
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
52
7.1 Kesimpulan
52
7.2 Saran
52
Daftar Pustaka
53
Lampiran
56
xi
Daftar Tabel Halaman Tabel 2.1 Yellow Pumpkin Seed Content Analysis
7
Tabel 2.2 Squalene, α-Tocopherl and β+γ-Tocopherol Content (mg/100 g) of Selected Seeds, Grains, and Legumes
10
Tabel 2.3 Angka Kecukupan Gizi (Vitamin) bagi Orang Indonesia
12
Tabel 2.5 Klasifikasi Lipid
20
Tabel 4.1 Konversi Dosis Manusia dan Hewan
38
Tabel 5.1 Hasil Penelitian Kadar SOD pada Tikus Putih
43
xii
Daftar Gambar Halaman Gambar 2.1 Buah Labu Kuning dan Bijinya
5
Gambar 2.2 Tocopherol Structure
8
Gambar 2.3 The Source of Free Radical
14
Gambar 2.4 Formation of Free Radicals
15
Gambar 2.5 Primary Antioxidant Mechanism
18
Gambar 2.6 Formation and Ellimination of Reactive Oxygen Species
24
(ROS)
xiii
Daftar Grafik Halaman Grafik 5.1 Hasil Rata-rata Kadar SOD terhadap Berbagai Konsentrasi Ekstrak Biji Labu Kuning
xiv
44
Daftar Singkatan ANOVA
: Analysis of Variance
BB
: Berat Badan
BPH
: Benign Prostate Hyperplasia
CAT
: Catalase
CETP
: Cholesteryl Ester Transfer Protein
CuZnSOD
: Cooper-and Zinc-containing Superoxide Dismutase
DNA
: Deoxyribonucleic Acid
EDTA
: Ethylenediaminetetraacetic acid
G-6-PD
: Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase
GPx
: Glutathione peroxidase
GR
: Glutathione Reductase
g
: Gram
HDL
: High Density Lipoprotein
ICAM
: Intercellular Adhesion Molecule
IDL
: Intermediate Density Lipoprotein
LDL
: Low Density Lipoprotein
MCP
: Monocyte Chemotactic Protein
MnSOD
: Manganese-containing Superoxide Dismutase
mRNA
: Messenger-Ribonucleic Acid
mg
: Miligram
NBT
: Nitro Blue Tetralozium
NHANES
: National Health and Nutrition Examination Survey
ROS
: Reactive Oxygen Species
xv
SOD
: Superoksida Dismutase
TC
: Total Cholesterol
TG
: Trigliserida
UV
: Ultraviolet
VCAM
: Vascular Cell Adhesion Molecule
VLDL
: Very Low Density Lipoprotein
xvi
Daftar Lampiran Lampiran 1
Halaman Surat Keterangan Idenifikasi UPT Balai Konservasi
56
Tumbuhan Kebun Raya Purwodadi 2
Uji Normalitas dan Homogenitas
57
3
Uji One-Way ANOVA
58
4
Uji Korelasi & Regresi
61
5
Dokumentasi Penelitian
63
6
Surat Keterangan Penelitian
66
xvii
DAFTAR PUSTAKA Adams, L.B. 2005. Chapter 10 Hyperlipidemia. In : Adams, L.B. Guidelines for Adolescent Nutrition Services, MN: Center for Leadership, Education and Training in Maternal and Child Nutrition, Division of Epidemiology and Community Health, School of Public Health, University of Minnesota. Minneapolis.pp 109-124. Center of Disease Control and Prevention (CDC). 2011. Vital Signs: Prevalence, Treatment, and Control of High Levels of Low-Density Lipoprotein Cholesterol — United States, 1999–2002 and 2005–2008. Morbidity and Mortality Weekly Report (MMWR).Vol. 60. No. 4. Dahlan, Sopiyudin. 2004. Seri Statistik: Statistik untuk Kedokteran dan Kesehatan Uji Hipotesis dengan Menggunakan SPSS Program 12 Jam. Arkans. Jakarta. Hal 4-58. Depkes. 2004. Tabel Angka Kecukupan Gizi 2004 bagi Orang Indonesia.http://gizi.depkes.com/download. diakses 28 Agustus 2013. Djohan, T.B.A. 2004. Penyakit Jantung Koroner dan Hypertensi. e-USU Repository. Sumatra Utara. Dorland, W.A. 2002. Kamus Kedokteran Dorland. Edisi 25. EGC. Jakarta. Hal 367. European Medicines Agency (EMA). 2011. Assessment Report on Curcubita pepo L.,semen. Committe on Herbal Medicine Products (HMPC). Vol 22. pp 140. Elmahdi M, Tannock R, Rorde L et al. 2008. The Effect of Fresh Crushed Garlic Bulbs (Allium sativum) on Plasma Lipid in Hypercholesterolemic Rats. Research Journal of Animal and Veterinary Sciences (3) pp 15-19. Fadlina C.S. Widjaja L. 2007. Efek Ekstrak Bulbus Bawang Putih(Allium sativum L.) dan Rimpang Kunyit (Curcuma domestica V.) Terhadap Profil Lipoprotein dan Glukosa Model Hewan Hiperkolesterolemi-Diabetis). Thesis.Institut Teknologi Bandung.Bandung. FAO. 2001. Human Vitamin and Mineral Requirement.Bangkok: Report of a joint FAO/WHO expert consultation. Food and Agriculture Organization of the United Nations,WHO. Rome. García-Moreno M.J., Fernández-Martínez J.M., Velasco L et al. 2012. Genetic Basis of Unstable Expression of High Gamma-Tocopherol Content in Sunflower Seeds. BMC Plant Biology.(12) No 71 pp 1-14.
xviii
Gohari A, R. Farboosb, Haddad M.H. 2011. Chemical Composition and Physicochemical Properties of Pumpkin Seed (13) pp. 1033-1056. Hajiani M, Razi F., Golestani A. et al.2012. Time- and dose-dependent differential regulation of copper-zinc superoxide dismutase and manganese superoxide dismutase enzymatic activity and mRNA level by vitamin E in rat blood cells. Redox Report.(17) No. 3. pp. 101-107. Kamso S., Purwantyastuti, Rumawass Y.S.P. et al. 2005. Nutritional status of hyperlipidemics elderly in Indonesia according to body mass lndex (study in four Indonesian big cities). SEAUTO-TROPMED,Regional Center for Communiry Nutrition, University of Indonesia;(14),No 2,AprilJune 2005.pp. 97-100. LIPI. 2013. Surat Keterangan identifikasi.UPT Balai Konservasi Kebun Raya Purwodadi. Marks D.B., Allan B., Favier A. et al. 2000. Biokimia Kedokteran Dasar:Sebuah Pendekatan Klinis.EGC. Jakarta. National Cholesterol Education Program. 2001. National Heart, Lung, and Blood Institute.National Institutes of Health: NIH Publication No. 01-3670. Rizky A.F. 2011. Labu Kuning Curcubita moschata,ex Pour. Diroz Pustaka. Semarang. Rohmatussolihat. 2009. Antioksidan dan Penyelamat Sel-Sel Tubuh Manusia. BioTrends.Vol.4.No.1. Ryan E, Galvin K., O’Connor T.P. et al.2007. Phytosterol, Squalene, Tocopherol Content and Fatty Acid Profile of Selected Seeds, Grains, and Legumes. Springer Science + Business Media: Plant Foods Hum Nutr 62:85–91. Selemidis S.2008. Annual Scientific Meeting of ASCEPT 2007:Suppressing NADPH Oxidase-Dependent Oxidative Stress in The Vasculature with Nitric Oxide Donors. Australia: Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology:35, 1395–1401. Suhardjono D. 1995. Percobaan Hewan Laboratorium.Yogyakarta: Gajah Mada University Press, hal 207. Sudjana. 2005. Metoda Statistika Edisi 6. Tarsito. Bandung. Winarsi H. 2007. Antioksidan Alami & Radikal bebas :Potensi dan Aplikasinya dalam Kesehatan. Yogyakarta:Kanisius.
xix
Weydert C., Cullen J. 2010. Measurement of Superoxide Dismutase, Catalase,and Glutathion Peroksidase in Culture Cell and Tissue. Nat Protoc. 2010 ; 5(1): 51–66. Yadav M, Jain S., Tomar R. et al.2010. Medicinal and Biological Potential of Pumpkin: an Updated Review. Nutrition Research Reviews. Vol 23, 184– 190. Youngson R. 2005. Vitamin E. Dalam: Matthias Kreuter. Antioksidan: Manfaat Vitamin C&E Bagi Kesehatan. Arcan. Jakarta.Hal 24-51.
xx