SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
UJI AKTIVITAS ANTIHIPERGLIKEMIA EKSTRAK ETANOL DAUN SISIK NAGA (Drymoglossum piloseillodes (L.) C. Presl) ) PADA MENCIT PUTIH JANTAN YANG DIINDUKSI STREPTOZOCIN Ria Afrianti, Lola Azyenela dan Devi Umar Yani Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia Perintis Padang Email :
[email protected]
ABSTRACT The purpose of this study was to determine the anti-hyperglicemic activity of ethanolic extract of leaves of Drygmolossum piloseilloides (L.) C. Preslin mice induced by a single dose of streptozocin 45 mg/kg. This study used six groups animals, consisted of negative control, positive control, glibenclamide group with a dose of 5 mg/kg, and the treatment group which were given the extract orally at a dose of 100 mg/kg, 200 mg/kg, 300 mg/kg. Measurement of blood glucose levels were done on 0, 5th, 10th,15th,20th and 25t day, by using the ACCU CHEKglucotest. The data obtained were analyzed one-way ANOVA with SPSS17 program. The results of statistical analysis showed that the ethanol extract of leaves of Drygmolossum piloseilloides (L.) C. Preslon dose of 100 mg/kg body weight, 200 mg/kg body weight, and 300 mg/kg body weight lower blood glucose levels of hyperglycemia mice significantly (p <0.05), whichdose of 300 mg/kg was an effective dose for lowering blood glucose levels, as it gave effect similar to glibenklamide. Keywords:Drygmolossum piloseilloides (L.) C. Presl, hyperglycemic, streptozocin
PENDAHULUAN Prevalensi penyakit infeksi dan kekurangan gizi berangsur berkurang sedangkan penyakit degeneratif, seperti Diabetes Militus (DM) meningkat dengan tajam. Perubahan pola penyakit ini berhubungan dengan cara hidup yang berubah. Pola makan tradisional yang rendah karbohidrat dan tinggi serat dari sayuran beralih ke pola makan siap saji. Di samping itu, gaya hidup sibuk dengan pekerjaan menyebabkan kurangnya waktu untuk berolahraga. Pola hidup berisiko seperti inilah yang menyebabkan tingginya angka penyakit jantung koroner, hipertensi, diabetes, dan hiperlipidemia (Slamet, 2006). WHO merekomendasikan penggunaan obat tradisional, dari tumbuhan obat untuk pemeliharaan kesehatan masyarakat, pencegahan, dan pengobatan penyakit, terutama untuk penyakit kronis, penyakit degeneratif dan kanker. WHO juga mendukung upaya dalam peningkatan keamanan dan khasiat dari obat tradisional (WHO, 2003).
ISSN : 2087-5045
Diabetes Melitus merupakan suatu penyakit dengan gangguan metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein, yang disebabkan oleh tidak cukupnya kadar hormon insulin. Insulin merupakan salah satu hormon yang mengatur kadar glukosa dalam darah (WHO, 2003). Pada hewan percobaan, DM sering disebabkan akibat pemberian streptozocin (STZ) yang akan mengakibatkan kerusakan pada sel β- pankreas. STZ bekerja dengan cara membentuk radikal sangat reaktif yang dapat merusak membran sel, protein dan DNA, akibatnya terjadi gangguan produksi insulin oleh sel βpankreas (Wilson, 1989), sama halnya dengan STZ keadaan hiperglikemia terlibat dalam proses pembentukan radikal bebas yang dapat mempercepat senyawa oksigen reaktif. Untuk mengurangi kerusakan oksidatif tersebut, maka diperlukan antioksidan. Salah satu tumbuhan obat yang mengandung antioksidan adalah yang tumbuhan daun sisik naga (D. piloselloides (L.) C. Presl), yang mengandung senyawa polifenol. Penelitian sebelumnya, menyatakan bahwa ekstrak etanol daun sisik naga memiliki lC 50 sebesar 100.6 μl, hal ini menunjukan bahwa dengan 97
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
konsentrasi 100,6 μl, ekstrak daun sisik naga memiliki efek antioksidan dengan katagori sedang (Dalimunthe, 2011). Pemberian antioksidan, ekstrak etanol berupa senyawa polifenol menunjukkan dapat menangkap radikal bebas dan mengurangi stress oksidatif yang dapat mengurangi komplikasi DM (Tiwari, 2002). Berdasarkan hal di atas maka dilakukan penelitian mengenai efek antihiperglikimia dari daun sisik naga (D. piloseilloides (L.) C. Presl) sebagai antihiperglikemia pada mencit putih jantan yang dinduksi STZ.
METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan adalah botol maserasi, seperangkat alat destilasi, vacum rotary evaporator, timbangan analitik, timbangan hewan, kandang hewan, lumpang, stamfer, jarum oral, spatel, kapas, pinset, corong, penangas air, vial, gunting, alat suntik, krus porselen, alat pengukur glukosa darah digital (ACCU CHEK®) dan strip test, beaker glass, gelas ukur, pipet tetes, kamera digital. Bahan yang digunakan adalah daun sisik naga (D. piloseilloides (L.) C. Presl), etanol 96%, aquadest, Na. CMC, makanan standar mencit, aluminium voil, STZ, glibenklamid, alkohol, buffer sitrat 0,1 M. Hewan Percobaan Hewan percobaan yang digunakan adalah mencit putih jantan dengan berat 20-30 gram. Sebelum digunakan hewan percobaan diaklimatisasi selama ± 1 minggu dengan diberi makan dan minum yang cukup. Hewan yang dinyatakan sehat digunakan dalam penelitian yaitu hewan yang selama pemeliharaan perubahan bobot hewan tidak melebihi 10%. Ekstraksi sampel Daun sisik naga (D. piloseilloides (L.) C.Presl) sebanyak 700 g dibersihkan dari pengotor dengan air bersih, kemudian tiriskan, dan dirajang. Lalu sampel di masukkan kedalam botol dan tambahkan etanol 96% hingga semua sampel terendam. Maserasi selama 3x24 jam ditempat terlindung dari cahaya matahari langsung sambil sesekali diaduk. Pisahkan maserat dengan ampasnya dan maserasi kembali dengan etanol 96% ISSN : 2087-5045
sebanyak 3 kali pengulangan. Gabung semua maserat ekstrak etanol tersebut kemudian dirotary evaporator sehingga didapat ekstrak kental. Pemeriksaan karakteristik ekstrak etanol daun sisik naga Pemeriksaan karakteristik ekstrak etanol daun sisik naga meliputi penetapan kadar abu total, susut pengeringan. Dilakukan pula uji golongan kandungan kimia yaitu alkaloid, flavonoid, saponin, polifenol, terpenoid dan steroid (WHO, 1998). Dosis Yang Digunakan a. Dosis ekstrak daun sisik naga (D. piloseilloides (L.) C. Presl) yang digunakan oleh masyarakat adalah 3090 gram. Berat ekstrak yang didapat dari 700 gram sampel adalah 17,06 gram. Dari daun sisik naga sebanyak 30, 60, 90 gram, maka hasil konversi dosis yang digunakan dalam pengujian ini adalah dosis 100 mg/Kg BB, 200 mg/KgBB dan 300 mg/KgBB . b. Dosis STZ Dosis STZ yang diberikan untuk menginduksi diabetes pada mencit adalah 45 mg/kgBB yang diberikan secara i.p. Pengujian Efek Antihiperglikemia pada Mencit Putih Jantan Uji efek antidiabetes dilakukan dengan cara sebagai berikut. Hewan percobaan dibagi atas 6 kelompok, masing-masing terdiri dari 3 ekor mencit putih jantan dengan pembagian kelompok sbb: Kelompok Kontrol negatif (Na.CMC 0,5 %), kelompok Kontrol positif (mencit putih jantan hiperglikemia), Kelompok uji ekstrak etanol daun sisik naga dosis 100 mg/kg BB, Kelompok uji ekstrak etanol daun sisik naga dosis 200 mg/kg BB, Kelompok uji ekstrak etanol daun sisik naga dosis 300 mg/kg BB, Kelompok pembanding (Glibenklamid dosis 0,013 mg/20 g BB). Mencit dibuat hiperglikemia dengan cara diinduksi dengan streptozocin secara intraperitonial dengan dosis 45mg/kgBB (M.K.Senthilkumar, et al, 2011; Elsner, et al, 2000). Kemudian dilakukan seleksi mencit hiperglikemia, selanjutnya diberikan sediaan uji selama 25 hari, setiap 5 hari ditentukan kadar glukosa darahnya. Hewan percobaan 98
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
dikatakan hiperglikemia atau kadar glukosa darahnya meningkat ≥ 126 mg/dl. Pengukuran glukosa darah dilakukan pada hari ke 0, 5, 10, 15 20 dan 25. Sebelum dilakukan pengukuran kadar glukosa darah, hewan percobaan dipuasakan selama 16 jam. Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan dengan menggunakan alat ACCU CHEK®. Pengambilan darah dilakukan pada pembuluh darah ekor hewan percobaan. Data dianalisis secara statistik memakai metoda analisa varian (Anova) satu arah dan dua arah, dan dilanjutkan dengan Uji Lanjut Berjarak Duncan (Duncan New Multiple Range Test), menggunakan software statistic SPSS 17.0 for Windows Evaluation Version.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam penelitian ini digunakan sampel daun sisik naga karena diketahui adanya senyawa anti oksidan pada daun tersebut, sehingga dapat digunakan untuk pengobatan penyakit degeneratif seperti diabetes. Efek farmakologi dari daun sisik naga berdasarkan penelitian yang telah dilakukan adalah efek sitotoksik terhadap sel leukemia P388 (sahid, 2013), efek anti fungi dan anti bakteri (Somschit, 2011), dan mampu mencegah proses peroksida lipid (Yudistira, 2013). Sampel diekstrak dengan pelarut etanol 96% karena sampel yang digunakan adalah sampel segar, dan juga merupakan pelarut universal, selain juga dapat menarik senyawa polar dan semi polar. Untuk mempermudah proses penarikan zat aktif pada sampel maka sampel dirajang halus untuk memperluas permukaan penarikan zat aktif pada sampel. Maserat dikentalkan dengan rotary evaporator. Dari 700g sampel daun sisik naga diperoleh 17,06g ekstrak etanol (rendemen 2,04%). Hasil pemeriksaan karakteristik dan kandungan kimia ekstrak etanol daun sisik naga disajikan pada tabel 1. Tabel 1. Karakteristik dan kandungan kimia ekstrak etanol daun sisik naga Pemeriksaan Susut pengeringan Kadar abu Alkaloid Flavonoid
ISSN : 2087-5045
Hasil 11,72% 6,74% + +
Polifenol Saponin Terpenoid Steroid
+ -
Hewan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mencit putih jantan, mencit betina tidak bisa diikutsertakan dalam penelitian ini karena dikhawatirkan siklus hormonalnya dapat berpengaruh pada kadar glukosa yang akan di ukur. Hormon esterogen dan progesteron yang terdapat pada mencit betina diketahui bersifat antagonis terhadap hormon insulin (soemarjio, 2004). Hewan percobaan diiklimatisasi selama 1 minggu sebelum dilakukan penelitian. Dengan tujuan untuk penyesuaian diri terhadap lingkungan. Hewan percobaan dikelompokkan atas 6 kelompok, tiap kelompok terdiri 3 ekor mencit. Pada penelitian ini dilakukan pemberian sediaan uji dengan 3 variasi dosis yaitu ekstrak kental daun sisik naga dengan dosis 100 mg/kg BB, dosis 200 mg/kg BB, dan dosis 300 mg/kg BB. Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan pada hari ke,5 ,10, 15, 20, dan 25. Dimana pengukuran kadar glukosa darah pada hari ke-0 sebagai tolak ukur kadar glukosa darah normal, keberhasilan induksi terjadi setelah 72 jam penginduksian (Penginduksian dilakukan pada hari ke-0 secara intraperitonial) sedangkan pada hari ke-5, 10, 15, 20 dan 25 setelah hiperglikemia dengan tujuan untuk melihat pengaruh lamanya pemberian ekstrak daun sisik naga (diberikan setiap hari secara peroral) terhadap kadar glukosa darah mencit selama rentang 5 hari. Penginduksi yang digunakan pada penelitian ini adalah streptozocin (STZ) dengan dosis 45 mg/kg BB mencit secara ip selama 2 hari dan diberi minum glukosa 5% untuk mempertahankan kadar glukosa agar tetap tinggi dalam darah saat penginduksian. Streptozocin mempunyai mekanisme kerja yang sama dengan penginduksi lainnya seperti aloksan, tetapi aloksan membutuhkan orientasi terlebih dahulu untuk menentukan dosis yang cocok untuk membuat hewan percobaan diabetes. Selain itu, STZ spesifik dan selektif terhadap sel-sel beta pulau Langerhans. Biasanya injeksi STZ secara ip dengan single dose 45 mg/kg BB memberikan kerusakan sel β pankreas dalam 48-72 jam, keadaan ini menyebabkan hiperglikemia (M.K.Senthilkumar, et al, 2011). 99
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
Hasil uji efek antihiperglikemia ekstrak etanol daun sisik naga ditunjukkan pada diagram 1. Dari hasil penelitian dapat dijelaskan bahwa kadar glukosa darah menunjukkan ada perbedaan pada semua kelompok uji
dibandingkan kelompok pembanding, kontrol positif dan negatif.
Rata –rata kadar glukosa darah (mg/dl)
160 140 120 kontrol (-)
100
kontrol (+) 80
dosis 100 mg/kg BB
60
dosis 200 mg/kg BB
40
dosis 300 mg/kg BB pembanding
20 0 hari ke hari ke hari ke hari ke hari ke 5 10 15 20 25 Hari Pemeriksaan
Gambar 1. Diagram Rata-Rata Kadar Glukosa Darah Mencit Pada Hari ke 5, 10, 15, 20 dan 25
Kenaikan kadar glukosa darah didapat 72 jam setelah induksi STZ dengan dosis 45 mg/kgBB. Kemudian dilanjutkan pemberian sedian uji. Kelompok yang diberi suspensi ekstrak sediaan uji dengan dosis 300 mg/Kg BB dan 200 mg/kg BB terjadi penurunan kadar glukosa darah dengan persentase kadar glukosa darah yang tidak jauh berbeda jika dibandingkan dengan kelompok pembanding pada hari yang ke-25, yang disajikan pada tabel 2.
Tabel 2. Persentase Penurunan Kadar Glukosa Darah Rata-Rata Mencit Pada Hari Ke-5, 10, 15, 20, dan 25 Kelompok
Rata-rata
Dosis 100mg/kgBB
Ke-5 17,21%
Ke-10 18,24 %
Ke-15 18,54%
Ke-20 22,40%
Ke-25 30,27%
Dosis 200mg/kgBB
8,60%
16,32%
16,89%
26,36%
38,35%
Dosis 300mg/kgBB
13,90%
18,24 %
19,47%
27,94%
39,10%
pembanding
14,56%
17,56%
19,47 %
25,50%
38,55%
ISSN : 2087-5045
100
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
Hasil perhitungan statistik analisa varian (ANOVA) pada pemeriksaan kadar glukosa darah hewan percobaan terhadap pemeriksaan (hari) terlihat perbedaan signifikan ( P<0,05) antara kelompok yang diberikan sediaan uji dan pembanding terhadap kelompok kontrol positif dan negatif. Pada hari ke-5 dapat diketahui bahwa kelompok yang diberikan sediaan uji dan pembanding tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antar kelompok, tetapi berbeda nyata dengan kelompok kontrol positif dan negatif. Dapat dilihat bahwa sediaan uji belum menunjukkan adanya penurunan kadar glukosa darah pada setiap kelompoknya. Pada hari ke-10 menunjukkan kelompok yang diberikan sediaan uji dan pembanding tidak berbeda nyata karena berada dalan 1 subset yang sama, diartikan setiap variasi dosis memberikan efek yang sama, hal ini terlihat adanya penurunan kadar glukosa darah, tetapi berbeda nyata terhadap kelompok kontrol positif dan kontrol negatif. Pada hari ke-15 menunjukkan kelompok dosis yang diberikan sediaan uji tidak berbeda nyata tapi berbeda nyata terhadap pembanding, kontrol negatif dan kontrol positif, dapat dikatakan semua variasi dosis memberikan efek yang sama. Pada hari ke-20 menunjukkan kelompok dosis 200mg/kgBB, pembanding dan dosis 300mg/kgBB tidak berbeda nyata tapi berbeda nyata dengan kelompok kontrol negatif, dosis 100mg/kgBB dan kelompok kontrol positif. Pada hari ke-25 menunjukan dosis 300mg/kgBB, pembanding, dan dosis 200mg/kgBB tidak berbeda nyata, karena berada dalam 1 subset, dan berbeda nyata terhadap kelompok kontrol negatif, dosis 100mg/kgBB dan kontrol positif. Artinya bahwa dosis 200 mg/kgBB, 300mg/kgBB dan pembanding memberikan efek yang sama terhadap penurunan kadar glukosa darah, tapi dapat menyebabkan hipoglikemia seandainya perlakuan berlanjut, karena itu pemberian sediaan uji dapat dihentikan pada hari ke-25 dan untuk selanjutnya perlu pengecekan dan kontrol terhadap lama pemberian agar tidak terjadi efek hipoglikemia. Dari Hasil tersebut dapat disimpulkan pada hari ke-25, dosis 100mg/kgBB, 200mg/kgBB dan 300mg/kgBB dapat memberikan efek antihiperglikemia, tapi dosis yang paling kecil yaitu 100mg/kgBB efektif dalam memberikan efek antihiperglikemia karena dosis 100mg/kgBB ISSN : 2087-5045
tidak berbeda nyata dengan kontrol negatif, diartikan dosis kecil sudah memberikan efek antihiperglikemia. Hasil penelitian menunjukan bahwa persentase penurunan kadar glukosa darah dinyatakan persentase terbesar didapatkan hari ke-25 setelah pemberian sedian uji, dapat disimpulkan semakin lama pemberian sedian uji semakin tinggi persentase penurunan kadar glukosa darah pada mencit jantan hiperglikemia Dari hasil penelitian dapat dinyatakan bahwa efek penurunan kadar glukosa darah yang efektif ditunjukkan oleh kelompok dosis 100 mg/kgBB, hal ini dikarenakan bahwa dosis 200mg/kgBB dan 300mg/kgBB melewati batas kontrol negatif terlihat pada hari ke-25. Keefektifan tersebut dapat menurunkan kadar glukosa darah dan akan mengakibatkan hipoglikemia jika perlakuan berlanjut, hal tersebut mengakibatkan pankreasnya tidak membentuk glukagon secara normal dan kelenjer adrenalnya tidak menghasilkan epinefrin secara normal. Diharapkan herba daun sisik naga dapat dikembangkan sebagai obat fitofarmaka atau pengobatan alternatif bagi DM. Efek farmakologis yang diberikan sedian ini kemungkinan cara kerjanya sama dengan sediaan pembanding, atau bisa dari efek STZ yang bersifat reversible yang hanya dalam penelitian dilakukan 1 kali penginduksi, dalam penelitian ini digunakan STZ dalam dosis tunggal dibuktikan tidak merusak sel β pankreas terlihat dari kelompok positif bisa kembali normal pada hari ke- 25, ini dikarenakan STZ dosis tunggal mungkin hanya mempengaruhi terhadap sensitifitas reseptor terhadap insulin atau mempengaruhi terhadap ekresi insulin sehingga menyebabkan ketidak optimalan insulin dalam pengangkutan kadar glukosa darah. Penelitian ini belum pernah dilakukan sebelumnya sebagai antihiperglikemia, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan mekanisme kerja daun sisik naga dalam menurunkan kadar glukosa darah.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa ekstrak etanol daun sisik naga dengan dosis 100 mg/kgBB, 200 mg/kgBB, 300 mg/kgBB 101
SCIENTIA VOL. 5 NO. 2, AGUSTUS 2015
memberikan efek antihiperglikemia pada mencit putih jantan yang di induksi STZ (P < 0,05). Penurunan kadar glukosa darah yang paling efektif yaitu pada dosis 100 mg/kgBB karena sudah memberikan efek yang sama dengan kontrol negative pada hari ke 25. Saran Disarankan kepada peneliti selanjutnya untuk meneliti study in vitro daun sisik naga untuk melihat mekanisme kerja daun sisik naga dan pengaruh ekstrak etanol daun sisik naga terhadap hispatologi sel β-pankreas pada hewan percobaan yang hiperglikemia setelah di induksi dengan Streptozocin.
DAFTAR PUSTAKA Dalimunthe, A., Anjelisa, P. 2011. Aktivitas Antioksidan Ekstrak Etanol Daun Sisik Naga (Drymoglossum piloselloides Presl ( L.) ). Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara Elsner M, Gulabakke B, Tiedge M, Mundag R, and Lenze S. Relative Impotance of Transport and Alicylation for Pancreatic β-cell Toxity of Streptozocin., Diabetalogra 2000; 43 : 1528-33 M.K. Senthilkumar, P. Sivakumar and P.Perumal. Evaluation of Antidiabetic Activity Of Bambusa Vulgaris leaves in Streptozocin Induced Diabetic Rats. Journal of Pharmaceuyical Sciences and Drug Research 2011; 3(3):208-210. Sahid A, Pandiangan D. Uji Sitoksisitas Ekstrak Metanol Daun Sisik Naga (Drymoglossum piloseilodes L.Presl) Terhadap Sel Leukemia P388. Jurnal Mipa UNSRAT Online 2013; 2(2) 94-99 Somschit.M.N, H.Hasan,and A.Zuraini. in vitro anti-fungal and anti-bacterial activity of (Drymoglossum piloseilodes L.Presl). against several fungi responsible for athlete’s and common pathogenic bacteria. African Jurnal of Microbiology Reserch 2011 ,Vol.5(21) Slamet, Suyono, 2006. Diabetes Melitus di Indonesia. Ilmu Penyakit Dalam Jilid III. Edisi Keempat. Pusat Penerbitan Departemen Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta Savitri, Ramaiah, 2003, Diabetes Dalam: Cara Mengetahui Gejala Diabetes dan ISSN : 2087-5045
Mendeteksinya Sejak Dini, PT Bhuana Ilmu Populer, Jakarta Soemarjio, A., Penentuan Kadar Glukosa Darah Mencit Secara Tepat, Untuk Diterapkan Dalam Pemisahan Antidiabetes Invivo, Acta Pharmasetical Indonesia, 2004; 29 Tiwari, A.K., J.M. Rao. Diabetes mellitus and multiple therapeutic approaches of phytochemicals: Present status and future prospect. Current Science, 2002; 83: 30-38 WHO. Quality Control Methods For Medicinal Plant Material. London: WHO Library Catalog; 1998 Wilson GL, LeDoux SP. The Role of Chemical in The Etiology of Diabetes mellitus. J. Toxi Path. 1989; 17:357-362 WHO, 2003, Manual of Basic Techniques for a Health Laboratory. Ed. Ke-2, Genewa Yudistira A, Fauzia A, and Fatimawali. Pengaruh Pemberian Ekstrak Etanol Daun Sisik Naga (Drymoglossum piloseilodes L. Presl) Terhadap Peroksidasi Lipid Hati Pada Tikus Jantan Galur Wistar Yang Diinduksi CCL4. Jurnal Ilmiah FarmasiUNSRAT, 2013; 02.
102