SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
UJI EFEKTIVITAS PEMBERIAN TERAPI INSULIN LONG ACTING DAN RAPID ACTING TERHADAP PENURUNAN GLUKOSA DARAH MENCIT DIABETES MELLITUS ,Sanubari Rela Tobat1, Surya Dharma2, Aulia Rahmi1 1 Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia Perintis Padang 2 Fakultas Farmasi Universitas Andalas ABSTRACT The research about the effectiveness of rapid acting insulin and long acting insulin to diabetes mellitus white male mice induced by alloxan 150 mg / kg BW has been done. Blood glucose tests was performed by enzymatic methods using GlucoDr ™ tool. This research was done experimentally using 5 groups of mice, each group consists of 5 mice; group I is negative control, group II is positive control ; group III was given long acting insulin 0,036 unit/kgBW and rapid acting insulin 0,018 unit/kgBW , group IV was given long acting insulin 0,05 unit/kgBW and rapid acting 0,025 unit/kgBW, group V was given long acting insulin 0,07 unit/kgBW and rapid acting 0,036 unit/kgBW. This insulin preparations were injected in abdominal position for 19 days and blood glucose measurements was performed before the inducing time, on day 4, 10, 16 and 22. The data obtained were analyzed by one and two way ANOVA with SPSS16 programs. The Result of statistical analysis showed that group III and group IV could decrease blood glucose level significantly in hyperglycemic mice (p <0.05). Group III is an effective dose to decrease the blood glucose levels, as it gives the same effect with blood glucose levels of normal mice (negative control). Keywords : blood glucose, rapid acting insulin and long acting insulin, white male mice PENDAHULUAN Diabetes mellitus merupakan suatu penyakit kronis yang khususnya menyangkut metabolisme glukosa di dalam tubuh. Secara klinis, diabetes mellitus merupakan peningkatan kadar glukosa darah oleh karena utilisasi glukosa tidak berlangsung sempurna, sehingga produksi insulin berkurang, bahkan tidak lagi memproduksi insulin. Insulin mempunyai peran penting dalam mengatur kadar glukosa darah tubuh. Kadar glukosa yang terlalu tinggi atau rendah dapat menyebabkan komplikasi, seperti kebutaan, gagal ginjal, kehilangan kesadaran, atau bahkan kejang. Untuk itu perlu meningkatkan kontrol glukosa darah (ADA, 2004) Penemuan insulin eksogen, dengan bioteknologi rekombinan dimulai tahun 1982. Insulin ini merupakan inovasi bioteknologi perawatan diabetes yang menyerupai insulin endogen manusia, dapat mengurangi glukosa darah rendah, mengurangi tingkat A1C. Analog ISSN : 2087-5045
insulin ini dibutuhkan oleh semua penderita DM tipe 1 dan sebagian DM tipe 2. Tujuan terapi pengganti insulin adalah untuk meniru regulasi alami glukosa darah dan memberikan jumlah yang tepat pada waktu yang tepat untuk menjaga glukosa darah dalam kisaran normal (ADA, 2004) Insulin analog yang dipakai dalam penelitian ini adalah insulin rapid acting dan insulin long acting. Menurut studi penelitian telah membuktikan bahwa insulin rapid acting dan long acting merupakan jenis insulin yang baik meniru fungsi pankreas yang sesuai dengan keadaan fisiologis tubuh, idealnya insulin diberikan sekali untuk kebutuhan basal dan tiga kali insulin prandial (rapid acting) sebelum makan (Rosskamp, et al., 1999) Insulin rapid acting bertindak cepat dan meninggalkan sistem dengan cepat sehingga memungkinkan segera makan setelah injeksi. Untuk itu bekerja sinergis dengan insulin long acting yang memberikan dosis yang lebih konsisten selama jangka waktu yang lebih lama. Secara bersama insulin long acting dan rapid acting memiliki manfaat meningkatkan kontrol 23
SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
glukosa darah dan untuk kenyamanan pasien (Cheng, et al., 2005). Pada penelitian ini, dilakukan dalam bentuk pemberian insulin long acting dan rapid acting, bertujuan untuk melihat seberapa jauh insulin long acting dan insulin rapid acting menurunkan kadar glukosa darah mencit diabetes mellitus.
METODE PENELITIAN Bahan Bahan yang digunakan adalah insulin basal (long-acting) dan insulin prandial (rapid acting), aloksan + aquadest, NaCl 0,9%, alkohol 70 %, darah mencit, dan pakan standar dan air minum untuk mencit. Alat Alat yang digunakan adalah Kandang hewan percobaan lengkap dengan tempat makan dan minum, seperangkat erlenmeyer, gelas ukur, gelas piala, tabung reaksi, spatel, pinset, gunting, timbangan digital, timbangan hewan, jarum suntik atau spuite, kapas, glukometer GlucoDr™, strip glukosa GlucoDr™, handscoon, dan pena insulin. Hewan Percobaan Hewan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mencit putih jantan berumur dua sampai tiga bulan dengan berat badan 20 sampai 35 gram sebanyak 25 ekor mencit.
PROSEDUR PENELITIAN Persiapan dan Pemeliharaan Hewan Percobaan Dua puluh lima mencit putih jantan berusia 2 – 3 bulan, dengan berat badan 20 – 35 gram dan bergerak aktif. Sebelum dilakukan perlakuan, Mencit diaklimatisasi selama 7 hari di Laboratorium. Mencit yang digunakan adalah mencit yang sehat dan tidak menunjukkan perubahan berat badan berarti (tidak lebih dari 10%) dan memperlihatkan perilaku norma. Setelah melewati masa aklimatisasi selama 7 hari, mencit kemudian dirandomisasi dan dibagi menjadi 5 kelompok, kontrol negatif tanpa ISSN : 2087-5045
perlakuan, kontrol positif yang diinduksi aloksan, kelompok III, kelompok IV dan kelompok V yang diinduksi aloksan dan diberi insulin dengan dosis yang berbeda. Dosis Pemberian Aloksan Pemberian aloksan pada kelompok II (kontrol positif), kelompok III, kelompok IV, dan kelompok V dengan dosis 150 mg/kgBB mencit yang dijadiakan diabetes eksperimental secara interperitonial. Kemudian dilakukan evaluasi kadar glukosa mencit. Pengukuran Kadar Glukosa Darah Mencit Putih Jantan Kadar glukosa darah mencit setelah diinduksi aloksan diukur dengan metode enzimatis menggunakan alat glukometer GlucoDr® dengan sampel dari vena ekor mencit. Glukometer memudahkan pengukuran kadar glukosa darah, dengan sampel darah yang dibutuhkan hanya 1 μL dan hasil pengukuran akan keluar dalam beberapa detik, serta diaplikasikan dalam strip satu kali pakai (Hones, Et al., 2008). Strip glukosa satu kali pakai tersebut telah mengandung enzim yang secara spesifik bereaksi untuk glukosa. Enzim tersebut adalah oxidoreductase yang mengoksidasi glukosa menjadi gluconolactone. Kemudian elektron ditransfer dari glukosa ke mediator oksidasi oleh enzim tesebut. Mediator reduksi selanjutnya. akan menyampaikan elektron pada elektroda untuk pengukuran secara elektrokimia atau ke indikator yang akan mengalami perubahan warna (Hones, et al., 2008). Dosis Pemberian Insulin Pemberian insulin dilakukan setelah pengukuran kadar glukosa darah pemberian aloksan. Kadar glukosa yang menunjukkan Diabetes mellitus pada mencit. Setelah itu diberikan insulin basal (long acting) dan insulin prandial (rapid acting). Perencanaan dosis berdasarkan metoda Cheng dan Zinman, seperti yang terlihat pada Gambar 1.
24
SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
Hitung insulin harian total (HT)= 0,5 unit xberat badan (kg) Atau (penjumlahan dosis terakhir) Misal berat badan 60 kg,IHT= 30 unit
Insulin pradial total (IPT) (lisoro, aspart atau regular) 60% dari IHT Contoh: 60% x 30 unit= 18 unit
Dosis serapan = 1/3 dari IPT Contoh: 1/3 x 18 = 6 unit
Dosis makan siang = 1/3 dari IPT Contoh: 1/3 x 18 = 6 unit
Dosis makan malam = 1/3 dari IPT Contoh: 1/3 x 18 = 6 unit
Insulin basal total (IBT) (NPH, glargin atau ultra lente) 40% dari IHT Contoh: 40% x 30 unit= 12 unit
Dosis sebelum tidur = IBT Contoh: 40% x 30 unit =12 unit
Gambar 1. Perencanaan dosis Berdasarkan metoda Cheng dan Zinman Insulin yang diberikan pada kelompok III adalah insulin rapid acting dengan dosis 0,018 unit/kgBB mencit, dan dosis long acting 0,036 unit/kgBB mencit, pada kelompok IV diberikan insulin rapid acting dengan dosis 0,025 unit/kgBB mencit dan dosis long acting dengan dosis 0,05 unit/kgBB mencit. Sedangkan pada kelompok V diberikan insulin rapid acting 0,036 unit/kgBB mencit dan dosis long acting 0,07 unit/kgBB. Analisa Data Data hasil pengukuran pengaruh pemberian terapi insulin long acting dan rapid acting terhadap penurunan kadar glukosa darah mencit jantan hiperglikemia, dianalisa dengan menggunakan metoda analisa (Anova) satu arah dan dua arah. Nilai yang didapat dari data hasil penelitian akan disajikan dalam bentuk rerata (mean) ± standar deviasi (SD).
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan hasil bahwa Kadar glukosa darah (mg/dL) rata-rata pada kelompok I (kontrol negatif), II (kontrol positif), kelompok III, ISSN : 2087-5045
kelompok IV, dan kelompok V seperti pada tabel berikut : Tabel 1. Kadar Glukosa Darah rata-rata Kelompok Hewan Kelompok I (kontrol negatif), Kelompok II (kontrol positif), Kelompok III Kelompok IV Kelompok V
Kadar glukosa darah (mg/dL) rata-rata Hari Hari Hari Hari ke-4 ke-10 ke-16 ke-22 83,40 91,40 99,60 106,40
123,00
138,20
142,40
128,80
138,60
109,80
81,20
62,00
161,40
119,40
86,40
49,60
207,60
159,20
111,20
65,60
Penimbangan berat badan rata-rata mencit yang dilakukan sebelum induksi dan hari ke 22 diperoleh data seperti pada tabel berikut :
25
SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
Tabel 2. Berat Badan Rata-rata Mencit Kelompok Hewan Kelompok I (kontrol negatif), Kelompok II (kontrol positif), Kelompok III Kelompok IV Kelompok V
Berat Badan Rata-rata mencit Sebelum Hari ke-22 Induksi 28,10g 34,50g
26,30g
20,0g
26,60g
31,1 g.
25,8 g
31,3 g.
26,7 g
31,1 g
Dalam penelitian ini digunakan sediaan insulin rapid acting dan insulin long acting untuk mengetahui efektivitas pemberian terapi insulin tersebut terhadap penurunan kadar glukosa darah mencit diabetes mellitus. Sediaan insulin yang digunakan berbentuk sediaan pen dengan kualitas baik, warna belum berubah dan belum mencapai kadarluarsa. Sediaan insulin relatif stabil pada suhu ruangan selama beberapa minggu asal tidak terkena panas berlebihan. Namun demi keamanan insulin lebih baik disimpan dalam lemari es, pada suhu 4- 8 ºC, bukan dalam freezer ( Bambang, 2009). Hewan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mencit putih jantan. Adapun alasan digunakan mencit diantaranya mudah didapat, mudah dalam penanganannya dan memiliki kemiripan fisiologis dengan manusia. Kadar glukosa darah dipengaruhi oleh sifat genetik, usia, jenis kelamin, berat badan dan faktor lingkungan. Oleh karena itu, dipilih mencit dengan jenis kelamin yang sama, usia dan berat badan mendekati sama untuk meminimalkan penyimpangan hasil penelitian (Ganiswara, 1995). Hewan percobaan yang digunakan diaklimatisasi selama 7 hari sebelum perlakuan, tujuannya untuk menyesuaikan terhadap lingkungan percobaan dan diberikan makanan standar. Setelah diaklimatisasi selama 7 hari, hewan percobaan ditimbang berat badannya
ISSN : 2087-5045
untuk dibandingkan dengan berat badan akhir setelah diberi sediaan. Penimbangan berat badan dilakukan pada hari sebelum induksi dan hari ke- 22 yang bertujuan untuk melihat apakah ada pengaruh diabetes terhadap berat badan. Biasanya keadaan diabetes yang kronik dapat menurunkan berat badan secara perlahan, karena asupan energi pada penderita diabetes diambil dari lemak dan protein sehingga dengan sendirinya terjadi penurunan cadangan lemak dan protein dalam tubuh. Keadaan inilah yang menyebabkan seseorang yang menderita diabetas menjadi kurus dan lemah (Ditjen Binfar, 2006). pada kontrol positif terjadi penurunan berat badan mencit yang hanya diinduksi aloksan. Pada kelompok III, IV, V berat badan meningkat dalam batas normal setelah pemberian sediaan insulin sampai hari ke 22. Hewan percobaan dipuasakan selama 16 jam, setelah itu darah di ambil untuk pemeriksaan glukosa darah awal sebelum mencit diperlakukan sehingga dapat dibandingkan dengan kadar glukosa darah setelah perlakuan. Penentuan kadar glukosa darah mencit dilakukan dengan menggunakan alat digital, yaitu GlucoDr™. Alat ini digunakan untuk menentukan kadar glukosa darah karena lebih praktis dalam pengerjaannnya, membutuhkan darah yang sedikit dan kadar glukosa darahnya cepat terbaca. Prinsip kerja alat ini adalah berdasarkan reaksi enzimatis. Enzim yang berperan dalam reaksi ini adalah enzim glukosa oksidase dan peroksidase. Glukosa dengan adanya oksigen akan dioksidasi oleh enzim glukosa oksidase membentuk hidrogen peroksida dan asam glukoronat. Hidrogen peroksida yang terbentuk akan mengoksidasi kromogen (pembentuk warna) dengan bantuan enzim peroksidase membentuk kromogen teroksidasi yang berwarna yang dibaca sebagai kadar glukosa darah. Selain menggunakan alat ini kadar glukosa darah juga dapat ditentukan dengan alat spektrofotometer, tetapi pengerjaannya lebih rumit dan membutuhkan darah yang lebih banyak (Hones, et al., 2008). Setelah itu dilanjutkan dengan menginduksi semua hewan percobaan menggunakan penginduksi aloksan 150 mg/kgBB mencit secara intraperitoneal. Penginduksi yang digunakan adalah aloksan yang absorbsinya cepat mencapai pankreas. 26
SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
Aloksan lazim digunakan karena cepat menimbulkan hiperglikemia dalam waktu 2 sampai 3 hari, karena aloksan secara selektif merusak sel-sel beta pulau langerhans dalam pankreas yang mengsekresikan insulin. Aloksan yang akan diinduksi dilarutkan dulu dengan aquades yang disuntikkan secara intraperitonial. Rata – rata kadar glukosa darah, hari ke-4 terjadi peningkatan kadar glukosa darah setelah pemberian aloksan kesemua kelompok kecuali kelompok kontrol negatif dibandingkan kadar glukosa darah mencit pada hari sebelum induksi. Rata- rata kadar glukosa darah mencit meningkat mencapai 161,40 mg/dL pada hari ke- 4. Mencit sudah dapat dinyatakan hipergikemia apabila memiliki kadar gula darah besar dari 126 mg/dl (ADA, 2011). Pada hari ke 4, semua kelompok yang diberikan penginduksi aloksan kecuali kelompok kontrol negatif terjadi peningkatan kadar glukosa yang menunjukkan rata- rata tiap kelompok mencit menjadi diabetes mellitus. Setelah itu baru diberikan sediaan insulin rapid acting 3 kali sehari yang diberikan 15 menit sebelum makan dan diberikan insulin long acting satu kali sehari sebelum makan pada pagi hari. Pengukuran kadar glukosa darah selanjutnya dilakukan pada hari ke-10 yang menunjukkan sebagian besar kelompok yang diberi sediaan mengalami penurunan kadar glukosa darah, hal ini mungkin karena efek antihiperglikemia kelompok perlakuan sudah bekerja. Efek antihiperglikemia kelompok perlakuan semakin terlihat dihari ke-16 dan 22. Sedangkan kelompok kontrol positif yang hanya diberikan aloksan saja, kadar glukosa darah mencit masih meningkat dihari ke 10 dan 16. Persentase penurunan kadar glukosa darah rata – rata mencit, pada kelompok III dari hari ke -10 peningkatan persentase penurunan kadar glukosa darah sampai hari ke-16 dan hari ke-22 berkurangnya persentase penurunan kadar glukosa darah, sedangkan pada kelompok IV dan V pada hari ke-10, 16 dan 22 terjadi peningkatan persentase penurunan kadar glukosa darah. Setelah dilakukan pengujian dapat dilihat hasil uji statistik pengukuran kadar glukosa darah pada hari ke-10 (7 hari setelah pemberian sediaan uji) menggunakan analisa variasi satu arah. Dari pengujian tersebut didapatkan hasil ISSN : 2087-5045
pemberian insulin berpengaruh terhadap kadar glukosa darah kelompok yang diberikan sediaan uji secara bermakna dibandingkan kelompok kontrol pada p<0,05. Setelah itu dilanjutkan dengan uji Duncan dan didapatkan hasil pada hari ke 10 pada kelompok III sebanding dengan kelompok I (kontrol negatif) dan kelompok IV tetapi tidak sebanding atau berbeda nyata dengan kelompok V dan kelompok II (kontrol positif). Artinya kelompok III dan IV efektif pada hari ke-10, dan memberikan efek yang sama dengan kadar glukosa darah mencit normal (kontrol negatif). Selain itu analisa variasi satu arah juga dilakukan pada hari ke-16 (13 hari setelah pemberian sediaan uji). Dari pengujian tersebut didapatkan hasil pemberian insulin berpengaruh terhadap kadar glukosa darah kelompok yang diberikan sediaan uji secara bermakna dibandingkan kelompok kontrol pada p<0,05 kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan dan didapatkan hasil kadar glukosa darah pada kelompok III, kelompok IV dan kelompok V sebanding dengan kelompok I (kontrol negatif) tetapi tidak sebanding atau berbeda nyata dengan kelompok II (kontrol positif). Artinya kelompok III, IV, dan V efektif pada hari ke-16, dan memberikan efek yang sama dengan kadar glukosa darah mencit normal (kontrol negatif). Selain itu analisa variasi satu arah juga dilakukan pada hari ke-22 (19 hari setelah pemberian sediaan uji). Dari pengujian tersebut didapatkan hasil pemberian insulin berpengaruh terhadap kadar glukosa darah kelompok yang diberikan sediaan uji secara bermakna dibandingkan kelompok kontrol pada p<0,05 kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan dan didapatkan hasil kadar glukosa darah pada kelompok III sebanding dengan kelompok IV dan kelompok V tetapi tidak sebanding atau berbeda nyata dengan kelompok I (kontrol negatif) dan kelompok II (kontrol positif). Artinya kelompok III, IV, dan V memberikan efek penurunanan kadar glukosa darah yang lebih rendah dibandingkan dengan kadar glukosa darah mencit normal (kontrol negatif). Kadar glukosa darah pada hari ke-10 (7 hari setelah pemberian insulin), hari ke-16 (13 hari setelah pemberian insulin) dan hari ke-22 (19 hari setelah pemberian insulin) juga di uji dengan menggunakan analisa variasi dua arah. Hasil pengolahan data menunjukkan bahwa ada 27
SCIENTIA VOL. 5 NO. 1, FEBRUARI 2015
3 waktu lama pemberiaan insulin sebagai faktor pertama, yaitu hari ke-10, ke-16 dan hari ke-22, masing-masing dengan 25 hewan percobaan dan 5 kelompok perlakuan sebagai faktor kedua. Berdasarkan uji tersebut didapatkan hasil bahwa ada pengaruh antara hubungan kelompok perlakuan dan lamanya pemberian sediaan terhadap kadar glukosa darah yang didapat ( P<0,05). Lama pemberian insulin selama 7, 13 dan 19 hari mempengaruhi kadar glukosa secara bermakna antara kelompok yang diberikan sediaan uji dibandingkan dengan kelompok kontrol positif. Jadi, perbedaan lama pemberian dan dosis insulin dapat mempengaruhi kadar glukosa darah secara bermakna. Setelah itu dilakukan uji lanjut Duncan dan didapatkan hasil kelompok kelompok III sebanding dengan kelompok I (kontrol negatif) dan kelompok IV tetapi tidak sebanding atau berbeda nyata dengan kelompok V dan kelompok II (kontrol positif). Artinya kelompok perlakuan I dan II efektif, dan memberikan efek yang sama dengan kadar glukosa darah mencit normal (kontrol negatif).
KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa hasil anova menunjukkan tidak adanya perbedaan secara bermakna antara kelompok I (kontrol negatif), kelompok III dengan dosis long acting 0,036 unit/kg BB- rapid acting 0,018 unit/kg BB dan kelompok IV dengan dosis long acting 0,05 unit/kg BB- rapid acting 0,025 unit/kg BB, sedangkan pada kelompok V dengan dosis long acting 0,07- rapid acting 0,036 unit/kg BB, menunjukkan adanya perbedaan secara bermakna dengan kelompok I (kontrol negatif), kelompok III, dan kelompok IV dan tidak menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna dengan kelompok II (kontrol positif). Disaran kepada peneliti selanjutnya untuk mengamati pengaruh penurunan kadar glukosa darah dengan varian lain, dari dosis insulin rapid acting dan long acting.
ISSN : 2087-5045
DAFTAR PUSTAKA American Diabetes Association (ADA), 2004, Hyperglycemic Crisis in Diabetes, Diabetes Care. American Diabetes Association (ADA), 2011, Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus, Diabetes Care. Bambang, T, 2009, Konsensus Nasional Pengelolaan Diabetes Mellitus Tipe 1, UKK Endokrinologi Anak dan Remaja, Jakarta. Cheng AYY, Zinman B, and Khan CR, 2005, Joslin’s Diabetes Mellitus. Fourth Edition, Lipincott Williams & Wilkins, Philadelphia,. Ditjen Binfar, 2006, Pedoman Penggunaan Obat Bebas dan Terbatas, Departement Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. Ganiswara, S.G, 1998, “Farmakologi dan Terapi”, edisi 4, Penerbit Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran EGC, Jakarta. Hidayat, “ 11% Penduduk Indonesia Berisiko Diabetes”, http://www.neobux .com, diakses 16 Juni 2010. Hones J, Muller P, Surridge N, 2008, Diabetes Technology & Terapeutic, The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips. Husnil Kadri, Ezy Julian Jarit, Erlina Rustam, 2010, ”Pengaruh Pemberian Minyak Buah Merah (Pandanus conoideus lam) Terhadap Kadar Glukosa Darah Dan Malondialdehid Serum Mencit yang Diinduksi Aloksan”, Jurnal Farmakologi, Unand, Padang. Rosskamp RH, 1999, Long-Acting Insulin Analogs, Diabetes Care.
28
