PENGARUH PEMBERIAN SENYAWA (Sita Aninda Sari )21
PENGARUH PEMBERIAN SENYAWA Cr(NO3)∙9H 2O TERHADAP KADAR GLUKOSA DARAH TIKUS WISTAR JANTAN YANG DIINDUKSI DENGAN STREPTOZOTOCINNICOTINAMIDE THE EFFECT OF Cr(NO3)∙9H2O ON BLOOD GLUCOSE LEVELS IN MALE WISTAR RATS INDUCED BY STREPTOZOTOCIN-NICOTINAMIDE Sita Aninda Sari, Kun Sri Budiasih Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta email:
[email protected] Abstrak Unsur Cr(III) danalm bentuk senyawa tertentu mempunyai kemampuan dalam menurunkan kadar glukosa darah penderita diabetes. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh senyawa Cr(NO3)∙9H2O terhadap kadar glukosa darah tikus Wistar. Induksi streptozotocin-nicotinamide pada tikus mampu menaikan kadar glukosa darah hewan coba sehingga menyerupai gejala diabetes mellitus tipe 2. Uji pre-klinis senyawa Cr(NO3)∙9H2O dilakukan pada 20 ekor tikus Wistar jantan selama 8 Minggu. Tikus dibagi menjadi 5 kelompok uji yaitu 3 kelompok perlakuan, 1 kontrol DM dan 1 kontrol negatif. Kelompok perlakuan masing-masing diberikan senyawa Cr(NO3)∙9H2O, Cr-Pic dan glibenklamid. Kelompok kontrol DM dan kontrol negatif diberi Na-CMC. Pemeriksaan kadar glukosa darah setelah induksi menunjukkan tikus dalam keadaan hiperglikemia (KGD>126 mg/dL). Pemberian senyawa Cr(NO3)∙9H2O pada kelompok I selama 8 pekan menyebabkan penurunan kadar glukosa darah hingga berada dalam rentang normal (KGD<100 mg/dL). Senyawa Cr(NO3)∙9H2O memiliki aktivitas antihiperglikemia sebesar 41,81%GL sementara glibenklamid dan Cr-Pic masing-masing sebesar 67,05% dan 38,23%GL (glucose lowering). Kata kunci: diabetes mellitus, senyawa Cr(III), streptozotocin, nicotinamide.
22 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 2 Tahun 2017 Abstract Trivalent chromium compound has an ability to decrease the blood glucose level. The aim of this study was to determine the effect of Cr(NO3)∙9H2O on the blood glucose level in Wistar rats. Induction of streptozotocin-nicotinamide could increase the blood glucose level mimics the type 2 diabetes mellitus. Preclinical test conducted in 8 weeks using 20 rats which were divided into 5 groups, they were 3 treatment groups, a DM control group, and a negative control group. Each treatment group was given by Cr(NO3)∙9H2O, Cr-Pic and glibenclamid. Na-CMC was given to the DM control group and negative control group. The examination results showed that the blood glucose levels after induction is in diabetic condition >126 mg/dL. Suplementation of Cr(NO3)∙9H2O in 8 weeks in group I caused the drecreasing the blood glucose level within normal range <100 mg/dL. Based on this study, Cr(NO3)∙9H2O has an antihiperglicemic activity about 41,81%GL whereas glibenclamid and Cr-Pic showed 67,05%GL and 38,23%GL (glucose lowering) respectively. Keyword: Diabetic, chromium(III), streptozotocin, nicotinamide. Diabetes mellitus tidak dapat
PENDAHULUAN Diabetes Mellitus merupakan
disembuhkan
penyakit
dengan
hanya dapat dikelola secara intensif
karakteristik hiperglikemia yang terjadi
agar penumpukan kadar gula dalam
karena
insulin,
darah dapat direduksi dan mencegah
sensitivitas insulin atau kerusakan sel
terjadinya komplikasi. Salah satu
suatu
beta
metabolik
kurangnya
pankreas.
1
sekresi
Berdasarkan
data
pengobatan
secara
total,
tetapi
pertama
penderita
adalah
terapi
statistik dari studi Global Burden of
diabetes
Disease WHO tahun 2004, Indonesia
nonfarmakologik dengan mengatur
menempati peringkat pertama di Asia
pola makan dan melakukan aktivitas
Tenggara,
prevalensi
fisik seperti olahraga secara rutin.
penderita sebanyak 8,426,000 jiwa di
Suplemen (nutraceutical) berfungsi
tahun 2000 dan diproyeksi meningkat
untuk
2,5 kali lipat sebanyak 21,257,000
penyakit
penderita pada tahun 2030.2
Suplemen tersebut tentu saja harus
dengan
mengontrol secara
pengendalian berkelanjutan. 3
mengandung unsur atau senyawa
PENGARUH PEMBERIAN SENYAWA (Sita Aninda Sari )23
yang dapat membantu kinerja insulin
tepat untuk digunakan sebagai uji
mengolah glukosa dalam darah.
suplemen adalah DM tipe 2 karena
Kromium(III)
merupakan
sebagian insulin yang diproduksi
salah satu nutrien esensial, efektif jika
masih mampu mengolah glukosa
dipakai
dalam
untuk
meencegah
dan
darah.
Oleh
karena
itu,
B3)
yang
mengobati keadaan defisiensinya. 4
nicotinamide
(vitamin
Defisiensi
digunakan
untuk
kromium
toleransi
terhadap
menyebabkan kadar
menghindari
glukosa
terjadinya DM tipe 1 pada hewan
menurun ditandai dengan resistensi
coba.7 Kadar glukosa darah (KGD)
insulin. Penelitian tentang Cr(III)
puasa digunakan sebagai parameter
terdahulu sangat bermanfaat bagi
aktivitas
penderita diabetes mellitus.
senyawa Cr(NO3)∙9H2O.
Kebutuhan
glukosanya.
untuk memperbaiki jumlah glukosa.
5
Penelitian ini bertujuan untuk aktivitas
METODE PENELITIAN
Konsumsi
kromium 200 μg/hari dinilai cukup
mengetahui
pada
kromium
tergantung dari tingkat keparahan intoleransi
antihiperglikemia
Penelitian
merupakan
penelitian eksperimental laboratorium post
test
only
group
designs.
Penelitian menggunakan hewan uji
anti-
tikus putih jantan galur Wistar berusia
senyawa
± 3 minggu dengan berat badan ± 200
Cr(NO3)3•9H2O. Penelitian dilakukan
gram diperoleh dari Fakultas MIPA
secara in vivo dilakukan selama 8
UII. Penelitian ini merupakan bagian
minggu menggunakan hewan coba
dari
yang dimanipulasi hingga menyerupai
menggunakan
keadaan diabetes mellitus tipe 2
Jumlah sampel penelitian dihitung
dengan memberikan zat diabetogenik
menggunakan rumus Frederer dan
yaitu
diperoleh jumlah minimal sampel
hiperglikemia
(STZ-Ni).
dari
streptozotocin-nicotinamide Senyawa
penelitian 10
bersama kelompok
yang uji.
streptozotocin
sebanyak 3 ekor. Sebayak 20 ekor
dapat memicu terjadinya keadaan DM
tikus dibagi menjadi 5 kelompok
tipe 1 maupun 2 pada hewan coba.6
secara acak dengan perlakuan sebagai
Tipe diabetes mellitus yang lebih
berikut:
24 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 2 Tahun 2017 Tabel 1. Perlakuan tiap Kelompok
darah setelah induksi diukur pada hari
Kelompok Perlakuan Kontrol positif Kontrol positif Kontrol DM Kontrol negatif
ke-8 (KGD8).
Bahan uji Cr(NO3)∙9H2O Cr-Pic Glibenklamid Na-CMC Na-CMC
Pemeliharaan
hewan
coba
dilakukan di Animal House FMIPA UNY. Adaptasi dilakukan selama 1 minggu dengan pemberian pakan standar dan minum yang diberikan secara ad libitum. Kadar glukosa darah puasa diukur pada hari ke-0, 8 dan 64. Sampel darah diambil melalui vena
mata
sebanyak
±
2
mL.
Pengukuran KGD dilakukan di LPPT
Bahan uji diberikan secara per oral selama 8 pekan setelah induksi sebanyak 1 mL/hari mengandung Cr(III) sebesar 3,6 µg. Kadar glukosa darah akhir diukur pada hari ke-64 (KGD64) setelah perlakuan. Data hasil pengukuran KGD dinyatakan dalam rata-rata ± SD. Analisis statistik dilakukan dengan program SPSS versi
20
menggunakan
paired
samples t test untuk membandingan hasil
pengukuran
KGD
setiap
kelompok Perbedaan yang bermakna secara statistik diperoleh jika nilai p<0,05 dengan tingkat kepercayaan
UGM. Penelitian ini menggunakan
95%. Aktivitas
senyawa streptozotocin-nicotinamide sebagai agen diabetes yang diberikan pada hari ke-1. Induksi STZ-Ni dilakukan pada kelompok perlakuan, Cr-Pic, glibenklamid dan kontrol DM secara intraperitonial dengan dosis
antihiperglikemia
dinyatakan dalam %GL (Glucose Lowering)
dengan
menggunakan
rumus: %
=
−
100%
Keterangan :
nicotinamide 120 mg/kg bb yang
X = KGD pada hari ke-8
dilarutkan dalam NaCl 0,9%. Lima
Y = KGD pada hari ke-64
belas menit kemudian dilanjutkan induksi streptozotocin dengan dosis 60 mg/kg bb yang dilarutkan dalam buffer sitrat pH 4,5. Kadar glukosa
PENGARUH PEMBERIAN SENYAWA (Sita Aninda Sari )25
Bahan uji Cr(NO3)∙9H2O dan
HASIL DAN DISKUSI Penelitian
eksperimental
Cr-Pic
dengan jenis post test only control
µg/mL
group designs merupakan penelitian
glibenklamid
yang melibatkan kelompok subjek
antidiabetes oral. Bahan uji dilarutkan
yang diberi perlakuan dan kelompok
dalam Na-CMC kecuali Cr-Pic yang
tanpa
perlakuan
kontrol.
harus disediakan dalam keadaan segar
Kadar
glukosa
digunakan
setiap hari. Hasil pengukuran KGD
sebagai
sebagai darah
parameter
aktivitas
antihiperglikemia pada bahan uji.
mengandung
sekitar
Cr(III),
sedangkan
merupakan
ditunjukkan pada tabel 2
3,6
obat
dengan
grafik pada gambar 1.
Tabel 2. Hasil Pemeriksaan KGD0, KGD8 dan KGD64 Rata-rata KGD ± SD (mg/dL) KGD0 KGD8 KGD64 81,63 ± 19,02 112,57 ± 29,32 65,60 ± 26,05 68,76 ± 12,03 131,73 ± 33,40 81,37 ± 20,62 114,03 ± 40,53 227,33 ± 124,50 74,90 ± 48,08 81,16 ± 17,83 134,96 ± 32,46 176,20 ± 202,66 64,00 ± 17,24 46,23 ± 17,82 75,50 ± 16,54
Kelompok Perlakuan Cr(NO3)∙9H2O Cr-Pic Glibenklamid Na-CMC Na-CMC
Gambar 1. Diagram Kadar Glukosa Darah Rata-rata pada H1, H8 dan H64 Hasil
pengukuran
KGD0
normal (KGD<100 mg/dL). Analisis
menunjukkan KGD tikus sebelum
statistik uji normalitas dan paired
perlakuan
samples t test yang dilakukan pada
berada
dalam
rentang
26 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 2 Tahun 2017 KGD0 menunjukkan
bahwa
data
Senyawa Cr(NO3)∙9H2O mempunyai
terdistribusi normal dan homogen
aktivitas anti-hiperglikemia sebesar
(p>0,05). Hal ini berarti bahwa tikus
41,81%GL (glucose lowering) dan
pada awal penelitian mempunyai
menunjukkan
KGD yang cenderung sama dan dapat
menurunkan kadar glukosa darah
dikatakan
homogen
sehingga
suplemen.
Induksi
untuk STZ-Ni
uji
potensi
dapat
untuk
digunakan
untuk
yang
bahan tambahan dalam suplemen
diberikan mampu membuat tikus
antidiabetes. Namun uji toksisitas
menjadi DM dengan ukuran kadar
senyawa
glukosa darah melebihi batas normal
dilakukan terlebih dahulu. Senyawa
(KGD>126 mg/dL).
Cr-Pic
Cr(NO3)∙9H2O
yang
merupakan
perlu
bahan
Hasil uji paired samples t test
tambahan dalam produk suplemen
kadar glukosa darah pada akhir
yang telah dikomersilkan mempunyai
perlakuan
bahwa
aktivitas anti-hiperglikemia sebesar
penurunan KGD yang terjadi tidak
38,23%GL. Glibenklamid merupakan
memiliki pengaruh yang bermakna
obat antidiabetik akut yang dapat
(nilai p>0,05), walaupun penurunan
menurunkan kadar glukosa darah
yang terjadi secara drastis terjadi pada
secara cepat mempunyai aktivitas
kelompok perlakuan glibenklamid.
antihiperglikemia sebesar 67,05%GL.
menunjukkan
Hal ini disebabkan karena adanya kenaikan KGD yang terlalu tinggi pada
salah
satu
sampel
SIMPULAN
karena
Induksi
STZ-Ni
pengaruh induksi bersifat subyektif
diberikan
terhadap kemampuan tubuh tikus.
mampu meningkatkan kadar glukosa
Kenaikan
KGD64
pada
pada
kelompok
senyawa
negatif
yang
intraperitonial
darah hingga terjadi diabetes mellitus
kelompok kontrol DM dan KGD pada kontrol
secara
yang
hewan
coba.
Pemberian
Cr(NO3)∙9H2O
yang
cenderung tetap menunjukkan bahwa
dilakukan selama 8 pekan mampu
Na-CMC
menurunkan kadar glukosa darah
yang
digunakan
tidak
memberikan pengaruh terhadap kadar
tikus
dengan
aktivitas
glukosa darah.
antihiperglikemia sebesar 41,81%GL,
PENGARUH PEMBERIAN SENYAWA (Sita Aninda Sari )27
sedangkan Cr-Pic dan glibenklamid masing-masing mempunyai aktivitas
2.
anti-hiperglikemia sebesar 38,23%GL dan 67,05%GL. 3.
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis
mengucapkan
terimakasih
kepada Dr. Kun Sri Budiasih, M. Si. sebagai
bagian
dari
tim
Hibah
Bersaing Ditjen Dikti 2015 yang
4.
berjudul “Pengembangan Suplemen Hiperglikemik Berbasis Cr(III)-asam
5.
amino Melalui Uji Pre Klinik-Klinik untuk Penyediaan Nutraceutical bagi
6.
Penyandang Diabetes Mellitus Tipe 2”.
DAFTAR PUSTAKA 1. American Diabetes Association (2014). Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care Vol 37, Supplement 1, January 2014. Diakses dari: http://care.diabetesjournals.org/c ontent/37/Supplement_1/S81.full.
7.
pdf+html pada 4 Mei 2015. Jam 09.29 WIB). Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (PERKENI). (2011). Konsensus Pengelolaan dan Pencegahan Diabetes Melitus Tipe 2 di Indonesia. Pandey, Manju dan Vijayakumar. (2011). Nutraceutical Supplementation for Diabetes: A Review. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 3 (4): 33-40. Andarwulan, N., Feri Kusnandar, dan D. Herawati. 2011. Analisis Pangan. Jakarta: PT Dian Rakyat. Anderson, R.A. (1998). Chromium, Glucose Tolerance And Diabetes. J. Am Coll Nutr., 17: 548-555. Zulkarnaen. (2013). Perubahan Kadar Glukosa Darah Puasa pada Tikus Sparague Dawly yang Diinduksi dengan Streptozotocin Dosis Rendah. Jurnal Kedokteran Syiah Kuala. 13(2): 70-76. Safinaz S. Ibrahim, Sherine M. Rizk. (2008). Nicotinamide: A cytoprotectant against streptozotocin-induced diabetic damage in wistar rat brains. African Journal of Biochemistry Research. 2(8):174-180.
28 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 2 Tahun 2017
