SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
AKTIVITAS ANTI DIABETES DAN ANTI DISLIPIDEMIA DARI KOMBINASI EKSTRAK BUAH RIMBANG (SolanumtorvumSwartz) DAN RIMPANG TEMULAWAK (Curcuma xanthorriza Roxb) PADA MENCIT DIABETES YANG DIINDUKSI ALOKSAN Eka Fitrianda dan Erniwati Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia Perintis Padang Email :
[email protected] ABSTRACT Medicinal herbs or extracts of herbs have been used widely by the public. The World Health Organization (WHO) has also approved the use of herbal medicines for some diseases, including diabetes mellitus. Fruit of rimbang (Solanum torvum Swartz) and rhizome of temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb) arematerials traditionally used in the treatment of diabetes and hyperlipidemia. A number of studies had also been conducted to prove the efficacy of the two plants separately. This study was done to investigate in vivo activity of the combination of plant extracts as antidiabetic and antidyslipidemia. Animals were grouped into 7 groups consisting of normal group, diabetescontrol, diabetes treated with extract ofrimbang (400 mg/kg), diabetes treated with extract of temulawak (400 mg/kg), diabetes treated with a combination of extracts comprising rimbang and temulawak extract each in the same amount (400 mg/kg), diabetes treated with reference antidiabetes glibenclamide (5 mg/kg), and diabetes treated with referenceantihyperlipidemia simvastatin (4 mg/kg). The state of diabetes in mice was induced by intravenousinjection of alloxan (65 mg/kg). Mice whose blood glucose levels reach 250-350 mg/dl were included in the study (day 0). Extract, combination of extract and the reference drug were given orally for 21 days. Measurement of blood glucose levels were done on 7th, 14th, and 21stday. While measurements of HDL, LDL, and triglycerideslevels were performed on 21stday. The results showed that the combination of extracts comprising half doses of each extract could lower blood glucose levels significantly (P<0.05) with the same efficacy to each single extract. The combination of the extract was also able to significantly improve blood lipid profile (P<0.05) even with better efficacy than each single extract. Keywords: Solanum torvum Swartz, Curcuma Roxb xanthorriza, diabetes mellitus, hyperlipidemia, combination of extracts
PENDAHULUAN Diabetes Melitus (DM) adalah penyakit kronik yang bersifat kompleks dimana terjadi kelainan metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak serta berkembangnya komplikasi makrovaskuler dan neurologis.DM dapat mengakibatkan berubahnya profil lipid dalam darah, yang dihubungkan dengan peningkatan resiko penyakit kardiovaskular. DM ditandai oleh peningkatan kadar glukosa darah (hiperglikemia) yang bisa terjadi akibat penurunan kemampuan sel-sel untuk berespon terhadap insulin dan atau penurunan atau terhentinya pembentukan insulin oleh pankreas (Bastaki, 2005). Fungsi utama insulin adalah menstimulasi penyimpanan energi dari makanan dalam bentuk glikogen dalam ISSN : 2087-5045
hepatosit dan otot rangka setelah konsumsi makanan.Selain fungsi utama tersebut, insulin juga menstimulasi hepatosit untuk mensintesa dan menyimpan trigliserida pada jaringan adiposa. Pada diabetes melitus tipe 1 yang tidak terkontrol, terjadi mobilisasi trigliserida yang cepat yang mengakibatkan peningkatan level asam lemak bebas dalam plasma. Asam lemak bebas ini akan masuk ke sejumlah besar jaringan (kecuali jaringan otak) dan dimetabolisme menjadi energi. Pada keadaan tidak ada insulin, level malonil CoA menurun dan transpor fatty acil-coA ke dalam mitokondria meningkat.Oksidasi asam lemak pada mitokondria menghasilkan asetil CoA yang bisa dioksidasi lanjut dalam siklus TCA.Sementara dalam hepatosit sebagian besar asetil CoA tidak dioksidasi pada siklus TCA tetapi dimetabolisme menjadi badan122
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
badan keton (asetoasetat dan bhidroksibutirat).Badan-badan keton ini digunakan untuk produksi energi oleh jaringan otak, hati dan otot rangka (Raju dan Raju, 2010). Pada diabetes melitus tipe 1, peningkatan ketersediaan asam lemak bebas dan badan keton memperburuk penurunan penggunaan glukosa dan lebih jauh meningkatkan hiperglikemia.Produksi badan keton dalam jumlah yang melebihi kemampuan tubuh untuk menggunakannya mengakibatkan keadaan ketoasidosis.Hasil dari penguraian spontan asetoasetat adalah senyawa aseton yang dikeluarkan melalui paru-paru, mengakibatkan bau nafas yang khas. Dalam keadaan normal, trigliserida dalam plasma akan diolah oleh lipoprotein lipase (LPL) dengan adanya insulin. LPL merupakan enzim yang terikat pada permukaan sel-sel endothelial pada dinding pembuluh darah, yang memungkinkan trigliserida diambil dari sirkulasi untuk disimpan dalam jaringan adiposa. Sehingga, ketiadaan insulin akan mengakibatkan hipertrigliseridemia (Raju dan Raju, 2010). Obatherbalatau ekstrak dari tamanan obat telah digunakan secara luas oleh masyarakat Indonesia, walaupun senyawasenyawa aktifbiologis dari tanaman-tanaman tersebut masih banyak yang belum diteliti dan diketahui secara pasti. BahkanOrganisasi KesehatanDunia (WHO) juga telah menyetujuipenggunaan obat herbal untuk beberapa penyakit, seperti malaria dan HIV/AIDS serta termasukdiabetesmelitus. Namun demikian, studi berkaitan dengan ekstrak tumbuhan sangat penting untuk mengetahuiefektivitas danmekanisme kerja serta keamanan dari ekstrak tersebut. Sejumlah tanaman obat telah diteliti potensi aktivitasnya sebagai agen antidiabetes (Bnouham, et al., 2006). SolanumtorvumSwartz(Solanaceae), secara internasional dikenal sebagai Turkey berry. Di Sumatera Barat, tanaman ini dikenal dengan nama rimbang. Secara tradisional buah rimbang digunakan sebagai obat anti diabetes.Sejumlah penelitian ilmiah juga telah membuktikan efikasinya sebagai anti diabetes (Jaiswal, 2012). Sementara itu, Curcuma xanthorriza Roxb dikenal di Indonesia dengan namatemulawak.Di Indonesia satu-satunya bagian yang dimanfaatkan dari tanaman ini adalah rimpang.Xanthorrhizol dalam ISSN : 2087-5045
temulawak telah dilaporkan menunjukkan berbagai aktivitas biologis seperti anticandidal, antibakteri, dan antimetastatik. Manfaat lain dari rimpang tanaman ini adalah sebagai obat jerawat, meningkatkan nafsu makan, anti kolesterol (Septiana, et. al., 2006; Wientarsih, et al., 2002) anti inflamasi, anemia, anti oksidan(Gandhi, et al., 2011), pencegah kanker, anti diabetes (Dhianawaty, et al., 2010; Gandhi, et al., 2011) dan anti mikroba (Halim, et al., 2012). Dalam penelitian ini, diuji aktivitas antidiabetes dan anti dislipidemia dari ekstrak buah rimbang, ekstrak rimpang temulawak, serta kombinasi kedua ekstrak tersebut dengan dosis setengah dari masing-masing ekstrak tunggal.Penelitian ini bertujuan menyelidiki aktivitas dan efikasi antidiabetes serta anti dislipidemia dari kombinasi ekstrak etanol buah rimbang dan rimpang temulawak pada mencit diabetes yang diinduksi dengan aloksan, dengan dosis yang lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan masingmasing ekstrak tersebut secara terpisah. Pengambilan dan identifikasi sampel Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah rimbang (Solanum torvum Swartz) dan rimpang temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb) yang dikumpulkan dari daerah Bukittinggi, Sumatera Barat.Identifikasi dilakukan di Herbarium Jurusan Biologi Universitas Andalas (UNAND). Penyiapan ekstrak Buah rimbang dan rimpang temulawak diekstraksi secara terpisah dengan metoda yang sama sebagai berikut: sampel dibersihkan lalu dikeringkandengan oven, ditimbang sebanyak 1 kg lalu dihaluskan kemudian dimaserasi dengan alkohol 97% selama lima hari. Maserat disaring lalu dilakukan remaserasi sebanyak 3 kali, filtrat yang didapat dari proses maserasi dan remaserasi dikumpulkan kemudian dipekatkan dengan rotary evaporator hingga diperoleh ekstrak kental. Hewan percobaan Hewan yang digunakan adalah mencit putih jantan galur DDY dengan berat rata-rata 20-30 g, diperoleh dari PT. Biofarma Bandung.Selama masa aklimatisasi, hewan 123
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
diberi makanan standar dan aquadest ad libitum. Proses aklimatisasi dilaksanakan selama satu minggu sebelum dimulainya percobaan. Dalam studi ini, hewan dibagi menjadi 7 kelompok (masing-masing kelompok terdiri dari 5 ekor tikus) Rancangan pernelitian Dalam penelitian ini 35 ekor mencit dibagi menjadi 7 kelompok secara acak.Ekstrak, kombinasi ekstrak, serta obat pembanding diberikan secara oral pada mencit diabetes yang diinduksi dengan aloksan.Seluruh ekstrak disuspensikan dalam Na CMC 1%.Kombinasi ekstrak merupakan campuran sama banyak ekstrak buah rimbang dan ekstrak rimpang temulawak. Pengelompokan hewan dalam penelitian ini dilakukan sebagai berikut: kelompok I (kontrol normal, tidak diberi perlakuan), kelompok II (kelompok kontrol positif, diinduksi dengan aloksan, diberi Na CMC 1%), kelompok III (diinduksi aloksan, diberi ekstrak buah rimbang 400 mg/kg BB), kelompok IV (diinduksi aloksan, diberi ekstrak rimpang temulawak 400 mg/kg BB), kelompok V (diinduksi aloksan, diberi kombinasi ekstrak 400 mg/kg BB), kelompok VI (diinduksi aloksan, diberi glibenklamid 5 mg/kg), kelompok VII (diinduksi aloksan, diberi simvastatin 4 mg/kg). Induksi diabetes Kondisi diabetes pada hewan percobaan diinduksi dengan injeksi aloksan (65 mg/kg) secara intra vena.Hewan yang disertakan dalam penelitian adalah hewan dengan kadar glukosa darah 250-350 mg/dL. Kombinasi ekstrak dan obat-obat pembanding diberikan secara oral selama 21 hari, dimulai setelah pengukuran kadar glukosa darah untuk
ISSN : 2087-5045
memastikan keadaan diabetes akibat induksi aloksan. Pada hari ke-7 dan ke-14, kadar glukosa darah hewan pada kelompok I-VI diukur menggunakan alat glukotest dengan mengambil sampel darah ekor. Metoda ini dipilih karena dapat meminimalkan cedera pada tikus. Sedangkan pada hari ke-21 hewan dikorbankan untuk dilakukan pengukuran terhadap kadar glukosa darah (kelompok I-VI) serta kadar HDL, LDL, dan trigliserida (kelompok I-V, VII) dengan menggunakan metoda enzimatis dengan alat pengukur spektrofotometer mikrolab. Analisa statistika Hasil pengukuran seluruh parameter dalam penelitian ini dianalisa secara statistika menggunakan analisa varian satu arah (one way anova), dimana perbedaan dianggap bermakna jika nilai P<0,05. Untuk nilai P<0,05 analisa dilanjutkan dengan uji berjarak Duncan guna melihat signifikansi perbedaan rata-rata yang diakibatkan oleh perbedaan perlakuan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar glukosa darah rata-rata pada hewan kelompok kontrol dan perlakuan pada hari 0 (sebelum pemberian ekstrak dan obat pembanding), hari ke-7, hari ke-14 serta hari ke-21 disajikan pada tabel 1 dan gambar 1. Kebermaknaan analisa statistika dari masingmasing kelompok dibandingkan dengan kelompok 2 (kelompok kontrol), yaitu hewan diabetes yang mendapatkan pembawa ekstrak (Na CMC 1%). Pemberian Na CMC tidak mempengaruhi kadar glukosa pada hewan kelompok kontrol (II).
124
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
Tabel 1. Kadar glukosa darah rata-rata masing-masing kelompok (mg/dl) pada mencit diabetes yang diinduksi aloksan Kelompok (n=5) I.
Normal
II.
Kontrol
III.
Ekstrak buah rimbang
IV.
Ekstrak temulawak
V.
Kombinasi ekstrak
VI.
Glibenklamid
Hari 0 125.2000±7.6 2889** 300.0000±30. 68387 311.0000±18. 16590 291.8000±26. 26214 313.0000±22. 30471 307.8000±31. 13198
Kadar glukosa rata-rata (mg/dl) Hari ke-7 Hari ke-14 119.6000±5.941 122.8000±5.9 38** 3296** 331.8000±31.37 331.8000±30. 993 26054 295.0000±18.54 242.0000±7.9 724* 3725** 261.0000±25.56 225.8000±17. 365** 07923** 307.0000±24.60 232.0000±19. 691 14419** 227.8000±24.19 192.6000±15. 091** 45316**
Hari ke-21 126.0000±10.770 33** 340.2000±26.432 93 192.0000±18.069 31** 189.0000±22.427 66** 192.6000±12.033 29** 140.2000±23.370 92**
Ket: Setiap nilai ditampilkan sebagai nilai rata-rata±standar deviasi (n=5). * P<0,05 dibanding kelompok kontrol. ** P<0,01 dibanding kelompok kontrol.
Kadar glukosa (mg/dl)
350 300 250
Normal
200
Kontrol
150
Ekstrak rimbang
100
Ekstrak temulawak Campuran ekstrak
50
Glibenklamid
0 Hari 0
Hari ke 7 Hari ke 14 Hari ke 21 Waktu pengukuran
Gambar 1. Kadar glukosa darah rata-rata masing-masing kelompok (mg/dl) pada mencit diabetes yang diinduksi aloksan
Pada hari 0, yaitu sebelum pemberian sediaan, kadar glukosa diukur pada seluruh hewan percobaan. Keberhasilan induksi diabetes pada hewan percobaan ditandai dengan kenaikan kadar glukosa darah pada seluruh hewan yang diinduksi dengan aloksan dibanding kelompok hewan normal (P<0,01). Penurunan kadar glukosa mulai terlihat darah pada hari ke-7, dimana terjadi penurunan kadar glukosa yang signifikan pada seluruh kelompok kecuali kelompok yang diberi kombinasi ekstrak. Sementara itu, pada hari ke-14 dan hari ke-21, penurunan kadar glukosa darah yang signifikan terjadi pada seluruh kelompok perlakuan. Pada seluruh hari pengamatan, penurunan kadar glukosa terbesar ISSN : 2087-5045
ditunjukkan oleh kelompok glibenklamid, dimana pada hari ke-21 kadar glukosa pada kelompok glibenklamid tidak berbeda signifikan dengan kelompok normal. Kadar glukosa darah hewan kelompok kombinasi ekstrak yang diberi campuran ekstrak dengan dosis masing-masing setengah dari dosis ekstrak tunggal menunjukkan penurunan yang tidak berbeda signifikan dengan kelompok yang diberi ekstrak tunggal rimbang maupun temulawak. Dengan demikian, pemberian kombinasi kedua ekstrak ini untuk penurunan kadar glukosa darah dapat memberikan keuntungan dibanding penggunaan tunggal masing-masingnya, yaitu kemampuan menurunkan kadar glukosa yang 125
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
sama dengan resiko efek samping yang lebih rendah dari kedua ekstrak dikarenakan dosis masing-masing ekstrak dalam campuran 50% lebih rendah daripada penggunaan tunggal.
Kadar HDL, LDL dan trigliserida diukur pada hari ke 21. Hasil pengukuran disajikan pada tabel 2 dan gambar 2.
Tabel 1. Kadar HDL, LDL dan Trigliserida (mg/dl) mencit diabetes yang diinduksi dengan aloksan Kelompok(n=5) I. II. III. IV. V. VI.
Normal Kontrol Ekstrak buah rimbang Ekstrak temulawak Kombinasi ekstrak Simvastatin
HDL 64.4000±10.06479* 49.4000±7.43640 58.0000±7.68115 57.4000±7.50333 60.8000±5.63028* 61.8000±2.48998*
Kadar lipid darah (mg/dl) LDL TG 60.6000±5.85662* 80.4000±9.58123 79.6000±3.64692 115.2000±10.96358 72.2000±6.37966* 104.2000±12.11198 62.4000±5.41295* 96.4000±8.9204 60.2000±6.30079* 95.6000±6.69328 60.8000±5.31037* 74.2000±8.34865
Ket: Setiap nilai ditampilkan sebagai nilai rata-rata±standar deviasi (n=5). * P<0,05 dibanding kelompok kontrol.
120
Kadar (mg/dl)
100 Normal
80
Kontrol
60
Ekstrak rimbang
40
Ekstrak temulawak
20
Kombinasi ekstrak Simvastatin
0 HDL
LDL
TG
Lipid darah Gambar 2. Kadar HDL, LDL dan Trigliserida mencit diabetes yang diinduksi dengan aloksan
Kadar HDL pada kelompok normal adalah 64.4000±10.06479 mg/dl. Pada kelompok kontrol diabetes terjadi penurunan kadar HDL yaitu 49.4000±7.43640 mg/dl, sedangkan pada kelompok yang diberi ekstrak, kombinasi ekstrak, serta simvastatin, terjadi peningkatan kadar HDL dibanding kontrol, namun peningkatan yang signifikan hanya terlihat pada kelompok yang diberi kombinasi ekstrak dan simvastatin, sedangkan pada kelompok yang diberi ekstrak tunggal buah rimbang dan rimpang temulawak kenaikan kadar HDL tidak signifikan. Sementara itu, kadar LDL pada kelompok normal adalah 60.6000±5.85662 mg/dl, dan pada kelompok kontrol terjadi ISSN : 2087-5045
peningkatan kadar LDL hingga 79.6000±3.64692 mg/dl. Kadar LDL pada kelompok yang diberi ekstrak, kombinasi ekstrak, dan simvastatin mengalami penurunan yang signifikan dibanding kelompok kontrol, dimana penurunan paling besar terjadi pada kelompok yang diberi kombinasi ekstrak. Kadar lipid terakhir yang ditentukan dalam penelitian ini adalah trigliserida.Kadar kelompok TG pada kelompok normal adalah 80.4000±9.58123 mg/dl, dan mengalami peningkatan hingga 115.2000±10.96358 pada kelompok kontrol. Sementara itu kadar TG pada kelompok yang diberi ekstrak, kombinasi ekstrak, dan simvastatin mengalami penurunan yang signifikan dibanding kontrol, dimana 126
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
penurunan paling besar ditunjukkan oleh kelompok simvastatin hingga lebih rendah daripada kelompok normal. Dari hasil pengukuran kadar lipid darah tersebut, dapat dilihat bahwa pemberian kombinasi ekstrak dengan dosis setengah dari masing-masing ekstrak ekstrak tunggal memiliki kemampuan memperbaiki profil lipid darah sama dengan penggunaan tunggal, bahkan untuk kadar LDL dan HDL kemmapuannya lebih baik dibanding masingmasing ekstrak tunggal. Sehingga, penggunaan kombinasi kedua ekstrak ini dapat memberikan keuntungan yaitu penurunan potensi efek samping dengan efikasi yang lebih baik dibanding penggunaan tunggal masing-masing ekstrak.
KESIMPULAN Kombinasi ekstrak buah rimbang dan ekstrak rimpang temulawak dengan dosis masing-masing ekstrak setengah dari dosis ekstrak tunggal memiliki kemampuan menurunkan kadar glukosa darah dan memperbaiki profil lipid darah yang sebanding dengan masing-masing ekstrak. Penggunaan kombinasi ekstrak ini diharapkan dapat menurunkan potensi efek samping dari ekstrak-ekstrak tersebut.
induced diabetic rats, Food and Chemical Toxicology, Volume 49, Issue 11, Pages 2725–2733 Halim, M. R. M., S. M. Zabritan, S. Ismail, and R. Mahmud, 2012, Standardization and Phytochemical Stud ies Off Curcuma xanthorrhiza Roxb, International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. Vol 4, Issue 3 234-242 Jaiswal, B. S., 2012, Solanum torvum: a review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology, Int J Pharm Bio Sci 3(4): (P) 104 – 111 Raju, S.M., dan Raju, B., 2010, Illustrated medical biochemistry, 2nd ed. Jaypee Brothers Medical Publisher ltd, India Septiana, A.T, H. Dwiyanti, D. Muchtadi, F. Zakaria, 2006, Penghambatan Oksidasi LDL dan Akumulasi Kolesterol pada makrofag oleh ekstrak temulawak (Curcuma xantorrhiza Roxb), Jurnal Tekn dan Industri Pangan, 17, 3: 221226 Wientarsih,Ietje, S. Chakeredza, and U. Meulen, 2002, Influence of curcuma (Curcuma xanthorrhiza Roxb) on lipid metabolism in rabbits, Journal of the Science of Food and Agriculture. Volume 82, Issue 15, pages 1875–1880
DAFTAR PUSTAKA Bastaki, Salim, 2005, Diabetes mellitus and its treatment, Int J Diabetes & Metabolism, 13:111-134 Bnouham, Mohamed, Z. Abderrahim, M. Hassane, T. Abdelhafid, L. Abdelkhaleq, 2006, Medicinal plants with potential antidiabetic activity - A review of ten years of herbal medicine research (1990-2000), Int J Diabetes & Metabolism, 14: 1-25 Dhianawaty, Diah, A. A. Soemardji, S. Surialaga, A. Martiana, 2010, Effect of Curcuma xanthorrhiza Roxb. Decoct on Glucose Absorption Level in Intestine of Male Rat of Wistar Strain, IPB. Gandhi, Gopalsamy Rajiv, S. Ignacimuthu, M. G. Paulraj, 2011, Solanum torvum Swartz. fruit containing phenolic compounds shows antidiabetic and antioxidant effects in streptozotocin ISSN : 2087-5045
127
