81
SUPLEMENTASI EKSTRAK TEMPE UNTUK PERBAIKAN KONDISI PREMENOPAUSE MENGGUNAKAN TIKUS SEBAGAI HEWAN MODEL Safrida1, Nastiti Kusumorini2, Wasmen Manalu2, Hera Maheshwari2 1
Mahasiswa Program Doktor Mayor Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat, Sekolah Pascasarjana, IPB, 2Mayor Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat, IPB.
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi ekstrak tempe dalam memperbaiki kualitas uterus, kulit, dan tulang pada kondisi premenopause, dan membandingkan produk alami dari ekstrak tempe dengan produk hormon yang sudah dipasarkan (genistein, etinilestradiol, dan somatotropin). Penelitian ini menggunakan metode eksperimental, yaitu pola rancangan acak lengkap (RAL) dengan tujuh kelompok perlakuan dan tiga kali ulangan. Kelompok perlakuan tersebut ialah 1) K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, 2) P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, 3) TEM = Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300 mg/hari/200g BB, 4) GEN = Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, 5) EST = Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10 -3 mg/hari /200g BB, 6) SO=Tikus premenopause yang disuntik sesame oil/ somatotropin 0 mg/hari/kg BB, 7) BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB. Parameter yang diamati ialah bobot badan, kadar hormon progesteron, kadar kolagen uterus, kadar air uterus, dan kadar RNA uterus, kadar kolagen kulit, kadar air, dan kadar RNA kulit, kadar kalsium dan fosfor serum, kadar kalsium dan fosfor tulang, kadar abu tulang, kadar kolagen tulang, kadar air tulang, kadar RNA tulang, panjang tulang, bobot tulang, densitas tulang, dan kekuatan tulang. Pemberian ekstrak tempe selama dua bulan pada tikus premenopause dapat mempertahankan kualitas uterus, yang ditandai dengan bobot uterus, kadar kolagen uterus dan kadar RNA uterus dalam keadaan normal; meningkatkan kualitas kulit, yang ditandai dengan peningkatan kadar kolagen kulit dan kadar RNA kulit; meningkatkan kualitas tulang, yang ditandai dengan peningkatan kadar kalsium tulang, rasio kadar Ca/P tulang tibia, kadar abu tulang, densitas tulang, dan kekuatan tulang. Kata kunci: Ekstrak tempe, kulit, tulang, tikus premenopause, uterus
82
Supplementation of Tempeh Extract for Improving Premenopausal Conditions Using Rats as Animal Models Safrida1, Nastiti Kusumorini2, Wasmen Manalu2, Hera Maheshwari2 1
Student of Doctoral Programme Majoring in Physiology and Pharmacology, School of Graduate, Bogor Agricultural University, 2Majoring in Physiology and Pharmacology, Bogor Agricultural University.
ABSTRACT This study was designed to determine the potential of tempeh extract in improving the quality of uterus, skin, and bone in premenopausal conditions, and to compare the natural product of tempeh extract with commercially availabe hormones (genistein, ethinylestradiol, and somatotropin). Experimental design used was Completely Randomized Design (CRD) consisted of 7 experimental groups, each consisted of 3 rats i.e.,1) K = premenopausal rats as a negative control, 2) P = premenopausal rats given distilled water orally as a placebo, 3) TEM = premenopausal rats given tempeh extract 300 mg/day/200g body weight, 4) GEN = premenopausal rats given genistein 0.25 mg/day/kg body weight, 5) EST = premenopausal rats given ethinylestradiol 9x10 -3 mg/day/200g body weight, 6) SO = premenopausal rats injected with sesame oil/day/kg body weight, 7) BST = premenopausal rats injected somatotropin 9 mg/day/kg body weight. The parameters observed were body weight, serum progesterone concentrations, the uterine collagen concentratios, uterine water concentrations, and uterine RNA concentrations, the skin collagen concentrations, skin water concentrations, and skin RNA concentrations, the calcium and phosphorus concentrations of serum and bone, bone ash concentrations, bone collagen concentrations, bone water concentrations, bone RNA concentrations, bone length, bone weight, bone density, and bone strength. Supplementations of tempeh extract for two months in premenopausal rats could maintain the quality of the uterus, which was characterized by the uterine weight, uterine collagen concentrations and uterine RNA concentrations in normal ranges; improve the quality of skin, which was characterized by increased levels of skin collagen and skin RNA concentrations, improve the quality of bone, which was characterized by the increased bone calcium concentrations, ratio of Ca/P on tibia bone, bone ash levels, bone density, and bone strength. Keywords: Bones ,extract tempe, rats premenopausal, skin, uteru
83
PENDAHULUAN Pada dasarnya, penuaan adalah suatu proses fisiologis umum dan berlangsung secara terus-menerus yang ditandai dengan perubahan sel-sel tubuh. Penuaan ini terjadi karena sel-sel menjadi rusak, tua, dan mati sehingga penuaan sangat berkaitan erat dengan kematian sel (Ganong 2003). Sebenarnya, tubuh mempunyai kemampuan untuk memperbaiki serta mengganti sel-sel tubuh yang rusak. Namun, sejalan dengan bertambahnya usia, proses perbaikan dan pergantian sel ini menjadi lambat dan penumpukan sel-sel yang mati mengganggu fungsi jaringan, organ, dan fungsi fisiologis tubuh secara umum. Pada manusia, usia memasuki masa premenopause kira-kira usia 40 tahun, yang ditandai dengan fungsi ovarium berangsur-angsur menurun (Zulkarnaen 2003), dan kadar progesteron mulai menurun (Walker 1995). Dengan bertambahnya usia, terjadi perubahan pada kulit, yakni kulit menjadi lebih tipis, mengendur dan kehilangan elastisitasnya, produksi kolagen menurun, dan kulit juga menjadi kering. Atropi kolagen merupakan faktor utama yang menyebabkan penuaan kulit (Datau dan Wibowo 2005). Selain kulit, penuaan juga mempengaruhi kualitas tulang. Setelah usia antara 35-40 tahun, penyerapan tulang sedikit melebihi pembentukan tulang sehingga diperkirakan kehilangan massa tulang sebesar 1% per tahun (Endris dan Rude 1994). Compston et al. (1993) menyatakan densitas massa tulang yang lebih tinggi pada masa premenopause dapat mempertahankan deposit kalsium tulang sehingga kehilangan atau penurunan kalsium pada masa menopause dan peningkatan
usia
akan
terhindar
dari
osteoporosis
dan
patah
tulang
pascamenopause. Tempe mengandung senyawa isoflavon aglikon dan glikosida (King 2002), serta mengandung zat gizi (Direktorat Gizi Depkes RI 1995). Tepung tempe mengandung lebih banyak senyawa isoflavon aglikon bila dibandingkan dengan tepung kedelai (Safrida 2008). Struktur isoflavon dapat ditransformasikan menjadi equol, dan equol ini mempunyai struktur fenolik yang mirip dengan hormon estrogen (Setchell dan Cassidy1999). Penggunaan tempe dalam bentuk segar memerlukan jumlah yang besar untuk memperoleh efek yang memadai
84
seperti efek estrogen, maka tempe diproses dalam bentuk ekstrak tempe agar dosis penggunaannya dalam jumlah kecil dan praktis untuk dikonsumsi. Penelitian ini menarik untuk diteliti karena suplementasi ekstrak tempe sebagai bahan alami pada usia premenopause merupakan salah satu alternatif preventif terhadap risiko penyakit pada saat memasuki pascamenopause. Adapun tujuan penelitian ini ialah (1), mengetahui potensi ekstrak tempe dalam memperbaiki kualitas uterus, kulit, dan tulang pada kondisi premenopause; (2), Membandingkan produk alami dari ekstrak tempe dengan produk hormon yang sudah dipasarkan (genistein, etinilestradiol, dan somatotropin).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dari Mei 2011-April 2012. Penelitian ini dilakukan pada beberapa tempat, yaitu pembuatan tempe kedelai (Lampiran 11) di pabrik tempe Desa Ciherang Bogor, pembuatan ekstrak tempe (Lampiran 12) di Laboratorium BALITTRO, analisis kandungan isoflavon dan komposisi zat gizi ekstrak tempe di Laboratorium Balai Besar Pascapanen Pertanian Bogor (Lampiran 13), pemeliharaan tikus di kandang hewan percobaan Fakultas Kedokteran Hewan IPB, analisis hormon, kadar kolagen, kadar RNA dan kadar air di Laboratorium Fisiologi dan Farmakologi FKH, IPB, analisis kadar abu tulang dan analisis kalsium dan fosfor pada tulang dan serum di Laboratorium Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan, IPB, dan pengukuran kekuatan tulang di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, IPB.
Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pelet dari PT Comfeed Indonesia, kedelai varietas Americana, ragi tempe mengandung inokulum Rhizopus oryzae yang diproduksi oleh PT Aneka Fermentasi Industri, Bandung (BPOM RI MD 262628001051), kit Progesteron, BNF, serta bahan pengujian kolagen, RNA, kalsium, dan fosfor. Alat yang digunakan adalah timbangan, sentrifuge, Automatic Gamma Counter, spektrofotometer, eksikator, tanur listrik,
85
spektofotometer serapan atom (AAS), dan Universal Testing Machine (UTM) merk Instron. Metode Penelitian Hewan coba yang digunakan dalam penelitian ini ialah tikus betina strain Sprague Dawley, yang dibagi ke dalam tujuh kelompok percobaan yang masingmasing terdiri atas tiga ekor. Tikus-tikus percobaan tersebut ditempatkan dalam kandang plastik dengan tutup yang terbuat dari kawat ram dan dialasi sekam. Pakan yang diberikan adalah bentuk pelet dan air minum disediakan ad libitum. Lingkungan kandang dibuat agar tidak lembap, ventilasi yang cukup serta penyinaran yang cukup dengan lama terang 14 jam dan lama gelap 10 jam. Masing-masing tikus ditempatkan dalam kandang individu. Tikus betina umur 12 bulan diadaptasikan di lingkungan kandang percobaan dan dipelihara selama 3 bulan, setelah tikus berumur 15 bulan kemudian diberikan perlakuan selama 2 bulan. Tikus-tikus tersebut dibagi ke dalam 7 (tujuh) kelompok perlakuan, yaitu 1) K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, 2) P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, 3) TEM = Tikus premenopause diberi ekstrak tempe 300 mg/hari/200g BB, 4) GEN = Tikus premenopause diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, 5) EST = Tikus premenopause diberi etinilestradiol (estrogen sintetik) sebanyak 9x10 -3 mg/hari/200g BB, 6) SO = Tikus premenopause disuntik sesame oil/somatotropin 0 mg/hari/kg BB, 7) BST = Tikus premenopause disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB. Semua kelompok tikus diberikan perlakuan selama 2 bulan. Ekstrak tempe, genistein, dan etinilestradiol diberikan secara oral (pencekokan)
sebanyak sehari sekali,
sedangkan
somatotropin disuntik sebanyak sehari sekali secara intramuskuler pada bagian paha belakang. Di akhir percobaan dan pada status fase diestrus (Lampiran 10), semua tikus dikorbankan. Sebelum dilakukan pembedahan, tikus terlebih dahulu dibius dengan eter, kemudian masing-masing tikus diambil darahnya secara intrakardial sebanyak kurang lebih 1 mL. Darah dikoleksi pada tabung penampung, selanjutnya darah disentrifugasi dengan kecepatan 2000 rpm selama 15 menit sehingga didapatkan serum. Serum digunakan untuk analisis kadar hormon
86
progesteron, kalsium, dan fosfor. Setelah tikus dikorbankan, uterus dipisahkan dari jaringan lunak dengan menggunakan gunting kecil, kemudian ditimbang bobot basahnya, selanjutnya dimasukkan ke dalam larutan BNF (buffer formalin) 10% untuk analisis kadar kolagen dan RNA. Kulit bagian dorsal dipisahkan dari jaringan lunak dengan menggunakan gunting, selanjutnya dibersihkan dengan menggunakan alat pencukur dan dimasukkan ke dalam larutan BNF 10% untuk analisis kadar kolagen dan RNA. Tulang tibia-fibula sebelah kiri dan sebelah kanan dipisahkan dari jaringan lunak dengan menggunakan gunting kecil, selanjutnya tulang tibia sebelah kiri dimasukkan ke dalam BNF 10% untuk analisis kadar kolagen, RNA, densitas tulang, dan kekuatan tulang, sedangkan tulang tibia sebelah kanan disimpan di freezer pada suhu -20°C untuk analisis kadar kalsium, kadar fosfor, dan kadar abu (Gambar 10).
Parameter yang Diamati Parameter yang diamati ialah bobot badan, kadar hormon progesteron menggunakan metode RIA, kadar kolagen, dan kadar RNA uterus, kulit, dan tulang sesuai dengan metode yang dilakukan oleh Manalu dan Sumaryadi (1998), kadar kalsium serum dan tulang (Reitz et al. 1960), kadar fosfor serum dan tulang (Taussky & Shorr 1953), kadar abu tulang (AOAC 1990), panjang tulang, bobot tulang, densitas tulang (metode Arjmandi et al. 1996), serta uji kekuatan tulang tibia merupakan adopsi dari metode uji kekuatan tekan glulam yang dilakukan oleh Bahtiar (2008), dan uji kekuatan tekan kayu (Mardikanto et al. 2011). Adapun prosedur kerja masing-masing parameter dapat dilihat pada Lampiran 19. Rancangan Percobaan dan Analisis Data Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL). Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan Analysis of Variance (ANOVA) dan dilanjutkan dengan Uji Duncan dengan selang kepercayaan 95% (α=0.05), serta uji korelasi dengan menggunakan perangkat lunak software SAS 9.1.3 (Mattjik dan Sumertajaya 2006).
87
Bagan alur penelitian sebagai berikut: Tikus umur 12 bulan Dipelihara selama 3 bulan Tikus umur 15 bulan
Perlakuan dilakukan selama 2 bulan, terdiri atas 7 kelompok perlakuan, masing-masing 3 ekor tikus K
: Kontrol
P
: Pencekokan dengan aquades/Plasebo
TEM
: Pencekokan ekstrak tempe 300 mg/hari /200g BB, 300mg ET mengandung 0,72 mg isoflavon, penentuan dosis berdasarkan jumlah isoflavon (Whitten & Pattisaul 2001)
GEN
: Pencekokan genistein 0, 25 mg/hari/kg BB (Chanawirat et al. 2006)
EST
: Pencekokan etinilestradiol (estrogen murni) 9x10-3 mg/hari /200g BB (Konversi dari dosis manusia 0,05 mg /hari/70 kg BB)
SO
: Penyuntikan sesame oil/somatotropin 0 mg/hari/kg BB
BST
: Penyuntikan somatotropin 9 mg/hari/kg BB (Azain et al. 2006).
dibedah pada fase diestrus
Tulang: kadar kolagen tulang, kadar air tulang, kadar RNA tulang, kadar kalsium dan fosfor tulang, kadar abu tulang, kadar kalsium dan fosfor serum, panjang tulang, bobot tulang, densitas tulang dan kekuatan tulang
Kulit: kadar kolagen kulit, kadar air, dan kadar RNA kulit
Uterus: kadar kolagen uterus, kadar air uterus, dan kadar RNA uterus.
Luaran: Ekstrak tempe dapat diberikan secara oral sebagai produk antiaging dalam memperbaiki kondisi premenopause
Gambar 10. Bagan alur penelitian Tahap II
88
HASIL DAN PEMBAHASAN Efek Pemberian Ekstrak Tempe pada Kadar Progesteron dan Bobot Badan Tikus Premenopause Rataan kadar progesteron serum tikus premenopause disajikan pada Tabel 12. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa kadar progesteron serum pada tikus premenopause tidak dipengaruhi oleh pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin (Tabel 12). Rataan kadar progesteron tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe sama dengan kontrol dan perlakuan lainnya. Tabel 12 Rataan kadar progesteron serum dan premenopause Kelompok Kadar progesteron (ng/mL) 50.65±3.62 K 49.68±2.32 P 53.30±4.82 TEM 48.81±6.79 GEN 52.93±3.36 EST 51.77±2.51 SO 53.10±4.95 BST
bobot badan pada tikus Bobot badan (g) 240±1.52b 242±9.53ab 243±3.51ab 246±7.63ab 248±12.34ab 239±1.52b 255±5.29a
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata ( p<0.05). K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin pada tikus premenopause tidak berpengaruh pada kadar hormon progesteron, yakni kadar hormon progesteron berada dalam keadaan homeostasis. Level hormon progesteron di dalam tubuh dipertahankan dalam ambang batas normal melalui aksi umpan balik positif dan negatif pada hipotalamus oleh progesteron. Hal ini sesuai dengan pendapat Ganong (2003) bahwa hormon ataupun target organ memiliki homeostatic feedback system, yaitu semua mekanisme hormon diatur oleh sekresi hormon itu sendiri.
89
Rataan bobot badan pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 12. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bobot badan pada tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol sama dengan kontrol, sedangkan pemberian somatotropin lebih tinggi (P<0.05) bila dibandingkan dengan kontrol. Pemberian ekstrak tempe yang mengandung isoflavon genistein dan daidzein serta zat gizi tidak menyebabkan kegemukan. Hal ini menguntungkan karena fitoestrogen yang terdapat pada ekstrak tempe diduga tidak menyebabkan deposit cadangan lemak. Arjmandi et al. (1996) menyatakan pemberian protein kedelai yang kaya isoflavon dapat mencegah kegemukan. Efek Pemberian Ekstrak Tempe pada Kualitas Uterus pada Kondisi Premenopause Rataan bobot, kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA uterus pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 13. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa bobot uterus, kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA uterus pada tikus premenopause tidak dipengaruhi oleh pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin. Tabel 13
Rataan bobot, kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA uterus pada tikus premenopause Kelompok Bobot uterus Kadar kolagen Kadar air Kadar RNA (g) uterus uterus uterus (mg/g sampel) (%) (mg/g sampel) 0.46±0.16 31.57±7.07 82.59±0.75 20.62±4.90 K 0.43±0.20 31.13±6.44 80.52±0.45 21.54±2.64 P 0.53±0.01 34.92±3.77 80.66±0.35 22.01±3.28 TEM 0.48±0.10 31.48±2.19 82.43±1.20 20.43±4.29 GEN 0.62±0.17 33.28±2.59 81.93±6.40 23.04±4.06 EST 0.43±0.13 30.82±3.97 81.13±3.08 21.35±4.95 SO 0.32±0.09 33.10±2.63 80.37±2.14 22.97±4.83 BST Keterangan : K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
Tikus premenopause kemungkinan masih dapat bereproduksi, walaupun tingkat kesuburannya tidak sama dengan tikus masa reproduktif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak tempe yang mengandung isoflavon
90
aglikon yang bersifat estrogenik dapat mempertahankan kualitas uterus. Pemberian ekstrak tempe pada tikus premenopause tidak mengganggu keseimbangan hormon progesteron sebagai salah satu hormon reproduksi utama di dalam tubuh sehingga uterus dalam keadaan normal. Hal ini sesuai dengan penelitian Persky et al. (2002) yang mengungkapkan bahwa isoflavon dapat bertindak sebagai estrogen antagonis pada saat estrogen endogen dalam konsentrasi tinggi, dan bertindak sebagai estrogen agonis pada saat hormon estrogen endogen dalam konsentrasi rendah. Menurut Ruggiero et al. (2002) bahwa secara fisiologis, efek isoflavon yang mirip estrogen bergantung pada respons yang terjadi, yaitu bisa bersifat agonis (menstimulir) atau antagonis (menghambat) reseptor dalam sel targetnya. Menurut Binkley (1995), hormon reproduksi mempunyai aksi umpan balik positif dan negatif. Aksi umpan balik positif seiring dengan stimulasi sekresi dari hormon hipofisis atau hipotalamus di bawah pengaruh hormon spesifik atau stimulus lainnya, sedangkan aksi umpan balik negatif berarti menghambat kerja senyawa spesifik produk sekresi hormon hipofisis atau hipotalamus. Penurunan kadar RNA pada tikus premenopause dapat dihambat dengan pemberian ekstrak tempe. Kandungan isoflavon yang terdapat di dalam ekstrak tempe mempunyai aktivitas antioksidan. Antioksidan dapat menetralisir senyawasenyawa radikal bebas sehingga tidak merusak RNA. Menurut Valko et al. (2007), isoflavon merupakan antioksidan sekunder atau antioksidan eksogen yang bekerja dengan cara berperan sebagai donor hidrogen dan mengubahnya ke bentuk yang lebih stabil. Reaksi ini dikenal dengan pemutusan rantai propagasi dari radikal bebas (free radical chain breaking). Efek Pemberian Ekstrak Tempe pada Kualitas Kulit pada Kondisi Premenopause Rataan kadar kolagen, kadar air, dan RNA kulit pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 14. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA kulit pada premenopause dipengaruhi oleh perlakuan (P<0.05) (Tabel 14). Rataan kadar kolagen kulit dan kadar RNA kulit pada tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin lebih tinggi (P<0.05), bila dibandingkan dengan tikus kontrol.
91
Sebaliknya, rataan kadar air kulit pada tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin sama dengan tikus kontrol.
Tabel 14
Rataan kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA kulit pada tikus premenopause Kelompok Kadar kolagen Kadar air Kadar RNA kulit kulit kulit (mg/g sampel) (%) (mg/g sampel) b b 29.44±1.74 60.24±2.98 23.39±3.83b K 28.16±1.95b 64.74±1.75ab 23.17±5.33b P a ab 43.90±1.48 65.91±3.12 29.76±1.11a TEM a ab 43.92±5.02 64.70±4.72 28.92±1.42a GEN 43.84±9.27a 64.58±1.57ab 28.36±2.34ab EST b ab 28.73±2.99 64.62±0.23 23.01±2.84b SO 43.97±1.30a 67.67±4.77a 29.82±0.64a BST
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata ( p<0.05). K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
Pemberian ekstrak tempe dapat meningkatkan kadar kolagen kulit. Bertambahnya kadar kolagen kulit menyebabkan peningkatan elastisitas atau kekencangan kulit. Menurut Datau dan Wibowo (2005), kolagen kulit disintesis oleh sel fibroblas. Penelitian Schulze et al. (2012) menunjukkan bahwa penurunan jumlah fibroblas menimbulkan keriput/kaku yang secara langsung mengakibatkan perubahan pada elastisitas matriks kolagen.
Perubahan mekanisme ini
mempengaruhi fungsi sel, termasuk sitoskeleton, seperti kontraktilitas, motilitas, dan proliferasi yang penting untuk reorganisasi matriks ekstraseluler. Ekstrak tempe mengandung isoflavon, senyawa bioaktif yang mirip estrogen yang dapat berfungsi dalam meningkatkan aktivitas sintesis sel kulit tikus, yang digambarkan oleh kadar RNA kulit. Peran isoflavon pada kulit ialah melalui ekspresi gen, yaitu senyawa isoflavon genistein dan daidzein berikatan dengan reseptor estrogen beta yang ada pada kulit melakukan aksinya sama dengan estrogen endogen. Menurut Guyton (1996), estrogen bersirkulasi dalam darah selama beberapa menit kemudian menuju ke sel sasaran. Estrogen berikatan dengan protein reseptor dalam sitoplasma sel target membentuk kompleks hormon
92
reseptor, kemudian bermigrasi ke inti. Ia segera memulai proses transkripsi DNARNA dalam area kromosom spesifik dan akhirnya mengakibatkan pembelahan sel. Isoflavon kedelai adalah senyawa fitoestrogen yang mempunyai kesamaan struktur kimia dengan estrogen mamalia (Setchell dan Adlercreutz 1988). Isoflavon memiliki cincin aromatik dengan 2 gugus –OH atau hidroksil yang jarak 11.0-11.5 A0 pada intinya, yang mirip dengan struktur estrogen (Setchell 1998). Oleh karena itu, isoflavon mampu berikatan dengan reseptor estrogen (RE) yang terdapat dalam sel berbagai jaringan tubuh, dan berpotensi secara agonis maupun antagonis terhadap kerja estrogen (Brzozowski et al. 1997). Efek Pemberian Ekstrak Tempe pada Kualitas Tulang pada Kondisi Premenopause Rataan kadar kolagen, kadar air, kadar RNA tulang pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 15. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin tidak mempengaruhi kadar kolagen, kadar air, dan kadar RNA tulang pada kondisi premenopause. Tabel 15 Rataan kadar kolagen, kadar premenopause Kelompok Kadar kolagen tulang (mg/g sampel) 17.69±0.32 K P 17.31±0.47 19.29±1.81 TEM 19.08±0.64 GEN 19.46±2.01 EST 16.90±1.41 SO 19.02±0.61 BST
air, dan kadar RNA tulang pada tikus Kadar air tulang (%) 28.67±7.59 28.62±5.07 28.16±0.41 28.77±5.12 26.82±3.20 28.31±1.55 31.74±2.29
Kadar RNA tulang (mg/g sampel) 10.69±0.78 9.59±1.30 11.67±1.57 9.98±0.54 10.86±0.59 10.23±0.76 11.17±0.95
Keterangan : K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB. .
Ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin dapat meningkatkan kadar kolagen tulang, namun secara statistik tidak signifikan.
93
Peningkatan kolagen tulang menyebabkan tulang menjadi lebih kuat dan tidak mudah patah. Menurut Guyton (1996) bahwa serabut kolagen membuat tulang menjadi kuat. Serabut kolagen tulang mempunyai daya rentang yang besar, sedangkan garam-garam kalsium mempunyai daya kompresi yang besar. Sifat gabungan ini ditambah dngan derajat ikatan antara serabut kolagen dan kristal, memberikan suatu struktur tulang yang
mempunyai daya rentang dan daya
kompresi. Rataan kadar kalsium tulang, kadar fosfor tulang, rasio kadar Ca/P tulang tibia, dan kadar abu tulang pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 16. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa kadar kalsium tulang, kadar fosfor tulang, rasio kadar Ca/P tulang tibia, dan kadar abu tulang pada tikus premenopause dipengaruhi oleh perlakuan (P<0.05) (Tabel 16). Pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin dapat meningkatkan kadar kalsium dan rasio Ca/P tulang (P<0.05) pada tikus premenopause. Rataan kadar abu pada tikus premenopause dipengaruhi (P<0.05) oleh pemberian ekstrak tempe, namun tidak dipengaruhi oleh pemberian genistein, etinilestradiol, dan somatotropin.
Tabel 16 Rataan kadar kalsium tulang, kadar fosfor tulang, rasio Ca/P tulang tibia, dan kadar abu tulang pada tikus premenopause Kelompok Kadar kalsium Kadar fosfor Rasio Ca/P Kadar abu tulang tulang tulang tulang (%) (%) (%) (%) 32.69±1.94cd 31.10±5.33ab 1.076±0.22cd 31.90±3.86b K 32.96±2.05cd 29.82±1.52b 1.105±0.05cd 31.04±1.45b P 52.14±2.28a 24.60±1.59b 2.122±0.10a 37.31±1.20a TEM ab b ab 46.24±8.12 25.11±2.22 1.861±0.44 33.93±2.20ab GEN 41.06±6.54bc 27.38±1.70b 1.510±0.30bc 34.97±4.56ab EST d b 30.03±3.82 29.89±1.84 1.008±0.16d 30.26±1.83b SO b a cd 43.31±4.47 36.27±6.03 1.021±0.16 32.60±1.12ab BST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata ( p<0.05). K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
94
Pemberian ekstrak tempe dapat mengatasi osteopenia pada saat premenopause. Penelitian Karaguzel dan Holick (2010) melaporkan pada wanita premenopause ditemukan osteopenia, salah satu penyebabnya adalah kekurangan kalsium. Peningkatan kalsium tulang menyebabkan matriks tulang akan padat dan tulang menjadi tidak rapuh. Garam-garam kalsium mempunyai daya kompresi yang besar pada struktur tulang (Guyton 1996). Rasio kadar kalsium dan fosfor pada tulang tibia pada tikus yang diberi ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin masih berada dalam kisaran normal. Rasio relatif kalsium dan fosfat pada tulang bisa sangat berbeda pada keadaaan nutrisi yang berlainan, rasio Ca/P berdasarkan bobot berkisar antara 1,3 sampai 2,0 (Guyton 1996). Kadar abu tulang menggambarkan total jumlah mineral anorganik yang terdapat pada tulang. Pemberian ekstrak tempe menunjukkan peningkatan kadar abu tulang, selain kalsium dan fosfor, yang berarti kandungan mineral lain pada tulang juga meningkat. Menurut Djojosoebagio (1996) mineral tulang merupakan bentuk anorganik dari tulang, dengan campuran utamanya kristal hidroksiapatit. Selain kalsium dan fosfor, tulang juga mengandung sitrat, natrium, barium, strontium, timah, karbonat, flour, klor, magnesium, dan kalium. Rataan kadar kalsium dan fosfor serum pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 17. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak tempe, genistein, etinilestradiol, dan somatotropin selama dua bulan pada tikus premenopause tidak mempengaruhi kadar kalsium serum, namun mempengaruhi (P<0.05) kadar fosfor. Hal ini sesuai dengan pendapat Guyton (1996) yang menyatakan bahwa tulang dan jaringan tubuh lainnya mengandung sejenis kalsium yang dapat bertukar yang selalu berada dalam keadaan keseimbangan dengan ion kalsium dalam cairan ekstrasel. Kadar fosfor serum pada tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe, genestein, etinilestradiol, dan somatotropin lebih rendah bila dibandingkan dengan tikus kontrol. Penurunan kadar fosfor serum pada tikus yang diberi ekstrak tempe, yakni sebesar 18.07%, diduga tidak menyebabkan efek yang bermakna bagi tubuh. Menurut Guyton (1996), penurunan konsentrasi fosfat dalam cairan ekstrasel sebanyak tiga sampai empat kali di bawah normal tidak akan menyebabkan pengaruh yang bermakna pada tubuh dalam waktu cepat,
95
sebaliknya peningkatan atau pengurangan ion kalsium dalam cairan ekstrasel menyebabkan pengaruh yang ekstrim dalam waktu yang sangat cepat . Tabel 17 Rataan kadar kalsium dan fosfor serum pada tikus premenopause Kelompok Kadar kalsium Kadar fosfor serum (mg/dL) serum (mg/dL) 15.35±1.01 17.21±4.94ab K 15.69±1.48 18.67±0.61a P 16.46±1.07 14.10±1.32bc TEM 15.76±0.41 12.69±1.37c GEN 13.95±1.41 12.61±1.68c EST 15.51±0.20 18.06±0.59ab SO 15.85±2.23 18.20±2.66ab BST Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata ( p<0.05). K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
Rataan panjang tulang, bobot tulang, densitas tulang, dan kekuatan tulang tibia pada tikus premenopause disajikan pada Tabel 18. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa panjang tulang pada tikus premenopause tidak dipengaruhi oleh perlakuan, sedangkan bobot, densitas dan kekuatan tulang tibia pada tikus premenopause dipengaruhi oleh perlakuan (P<0.05) (Tabel 18). Rataan bobot tulang tibia pada tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe, genestein, etinilestradiol, dan somatotropin sama dengan tikus kontrol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa densitas dan kekuatan tulang tibia pada tikus premenopause dipengaruhi (P<0.05) oleh pemberian ekstrak tempe, tetapi tidak dipengaruhi oleh pemberian genistein, etinilestradiol, dan somatotropin. Hasil
pengamatan
menunjukkan
bahwa
panjang
tulang
tikus
premenopause kelompok perlakuan sama dengan kontrol. Hal ini disebabkan karena penelitian ini menggunakan tikus umur 15 bulan yang sudah tidak mengalami pertumbuhan tulang lagi, tetapi sudah memasuki periode remodelling tulang, yaitu mempertahankan keseimbangan biokimia tulang melalui proses pembentukan (formasi) dan penyerapan atau resorbsi sejumlah tulang (removal
96
bone). Menurut Wronski dan Yen (1991) pertumbuhan tulang menjadi minimal pada tikus umur 9-12 bulan.
Tabel 18 Rataan panjang, premenopause Kelompok Panjang tulang (cm) 3.86±0.01 K 3.83±0.03 P 3.85±0.05 TEM 3.81±0.07 GEN 3.84±0.11 EST 3.85±0.01 SO 3.84±0.02 BST
bobot, densitas, dan kekuatan tulang tibia pada tikus Bobot tulang (g) 0.44±0.06ab 0.43±0.01ab 0.51±0.03a 0.46±0.03ab 0.47±0.003ab 0.42±0.03b 0.49±0.04ab
Densitas tulang (g/mL) 1.35±0.05b 1.34±0.19b 1.61±0.13a 1.46±0.09ab 1.42±0.13ab 1.33±0.07b 1.48±0.15ab
Kekuatan tulang (kg/cm2) 54.08±17.35b 52.66±14.68b 93.74±2.183a 74.37±23.75ab 72.37±32.56ab 56.66±6.723b 68.80±13.45ab
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata ( p<0.05). K = Tikus premenopause sebagai kontrol negatif, P = Tikus premenopause yang dicekok aquades sebagai plasebo, TEM= Tikus premenopause yang diberi ekstrak tempe 300mg/hari/200g BB, GEN= Tikus premenopause yang diberi genistein 0,25 mg/hari/kg BB, EST= Tikus premenopause yang diberi etinilestradiol sebanyak 9x10-3 mg/hari /200g BB, SO= Tikus premenopause yang disuntik sesame oil / somatotropin 0 mg/hari/kg BB, BST= Tikus premenopause yang disuntik somatotropin 9 mg/hari/kg BB.
Densitas tulang dan kekuatan tulang pada tikus premenopause mempunyai nilai korelasi (0.96) dan menunjukkan korelasi yang berbeda nyata (P<0.01), yang berarti semakin tinggi densitas tulang maka semakin meningkat kekuatan tulang. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan densitas tulang diikuti dengan peningkatan kekuatan tulang. Meningkatnya densitas tulang pada tikus premenopause mencegah terjadinya osteoporosis pada saat memasuki usia pascamenopause. Hal ini senada dengan penelitian Compston et al. (1993) yang menyatakan bahwa densitas massa tulang yang lebih tinggi pada masa premenopause dapat mempertahankan deposit kalsium tulang sehingga kehilangan atau penurunan kalsium pada masa menopause dan peningkatan usia akan terhindar dari osteoporosis dan patah tulang pascamenopause. Pemberian ekstrak tempe pada kondisi premenopause dapat meningkatkan kekuatan tulang (93,74 kg/cm2) sama dengan kekuatan tulang tikus umur 12 bulan (84,74 kg/cm2). Peningkatan kekuatan tulang penting untuk menjaga tulang agar tidak mudah patah. Pemberian ekstrak tempe dapat meningkatkan kadar kalsium
97
tulang yang diikuti dengan meningkatnya kekuatan tulang. Hal ini senada dengan penelitian Faibish et al. (2006) yang melaporkan bahwa kekuatan tulang manusia meningkat sebanding dengan kandungan mineral yang ditemukan. Pemberian ekstrak tempe pada kondisi premenopause menunjukkan peningkatan kualitas tulang, yang ditandai dengan peningkatan kadar kalsium tulang, rasio kadar Ca/P tulang tibia, kadar abu tulang, densitas tulang, dan kekuatan tulang.
SIMPULAN Pemberian ekstrak tempe selama dua bulan pada tikus premenopause dapat: 1. Mempertahankan kualitas uterus, yang ditandai dengan bobot uterus, kadar kolagen uterus, dan kadar RNA uterus dalam keadaan normal. 2. Meningkatkan kualitas kulit, yang ditandai dengan peningkatan kadar kolagen kulit dan kadar RNA kulit. 3. Meningkatkan kualitas tulang, yang ditandai dengan kadar kalsium tulang, rasio kadar Ca/P tulang tibia, kadar abu tulang, densitas tulang, dan kekuatan tulang.
