PEUAUAN EKSTRAK BUNCIS (Phaseolus vulgaris L) DALAM StNTESIS GUKOGEN OTOT SKELET DAN HATI
Glikogen sebagai bentuk glukosa yang tersirnpan, t1-
hampir di semua
jaringan tubuh, tenrtama d a m hati dan dot. Otat s k W merupah jaringan Mama yang mengkonsurnsi glukosa daltim keadaan tecstimulasi insulin
dan
merupakan -mapr SW kegagalan ketja insufin yang wring dijumpai pada penderita diabetes t i p 2 (NIDDM) Keadaan resistensi insulin pada penderita NfDOM berkaitan dengan kegagafan sintesis glikogen maupun berkurangnya aktihas enzim penbatas glikogen sintase (Henry, Ciraldi,.Abram-Carter, Mudaliar, Park dan Nikoulina, 1996). Pendapat hi didukung suatu hasil p d d i a n l a W o r i k yang dilaporkan
oleh Tbrburn, Gurnbiner, Bulacan, B d e l dan Henry (1991) Wwa aktivitas giikogefl sintase (GS) pada penderita diabetes t i p 2 baik U r n keadaan basal
maupun terstimulasi insulin berkurang. Ketidaknormalan sintesis glikogen rnaupun aktivitas entim glikogen sintase ini h a terjadi kbih awal sebelum terjadinya serangan diabetes, terutama pada orang yang h d k o tinggi atau
yang secara genetik kresiko terkena diawes (Wiwhantti, Harkonen dan G m p , 1992). Beberapa laporan menunjukkan bahwa sifat antihipetglikemik yang dihasilkan d e h tanaman obat diduga M u i mmulasi k e p entim-eruim yang terlibat dAam metabolisme glukosa ( Platel and Srinivasan, 1997) atau perannya
sebagai insulin miinicl
mempunyai efek anfihiperglikemik h i k pada tikus hiperglikemik glukosa maupun
induksi aloksan. Dalam rangka mernpetajafi mekanisrne kerja buncis tenrtama
perananrrya dalam sintesis glikogen tenrtama pada otot skelet dan hati maka
dilakukan penetiian ini. Hasil penelpian diharapkan mampu menjelaskan srte of
actron aktivitas antihiperglikernik k h a n aktif yang terkandung dalam buncis.
BAHAN DAN METOOE
Proses penyiapan ekstrak dilakukan di Laboratorium Natural Product
BIOTROP sedangkan pengambilan organ dan analisis glikogen dilakukan di Laboratorium Biokimia FMlPA IPB.
Penyiapan Ekstrak dan Hewan Percohaan Ekstrak buncis dihasilkan m b l u i proses maserasi sebma 24 jam &lam petanrt aikohd (halaman 36).Oasis ekstrak buncis yang digunakan adatah 300
mglkg BB dan metformin 200 mgi@ 06 diberikan secara oral. lnduksi diabetes pa& tikus dengan aloksan monohidrat dosis 125 mg/@ BB dilakukan secara intraperitonial sekumng-kurangnya 48 jam sebelum perlakuan (halaman 52).
Sedangkan tikus hipetglikemik sesaat dihasilkan mehlui induksi dengan larutan 0-glukosa secara subkutan pada 30 dan 60 menit seteiah pernberian ekstrak
(halaman 53). Selanjutnya tikus dilih -ra
acak dan dikelompokkan rnenjadi
6 kdompok dengan masing-masing k-pk
terdiri dari I 5 ekor (Tabel 20).
Tabel 20 . Pengelompokan tikus untuk uji sintesis glikogen
Kekmpok Tikus (n=15)
1
! I
1
Normal
Hiperglikemik Sesaat
Diktes
1
NS
-
DS
Ekstrak Alkohol (A)
1
NA
HA
DA
Metfotmin (M)
I
-
-
DM
Perlakuan
1 Salin steril
(S)
Pengukuran Kadar Glikogen Kadar glikogen otot dan hati diukur bedasarkan metode anthrone (Kratzsch et al.. 1990 ; Peungvicha et al., 1998) yang dimodifikasi. Pengukuran dibkukan
pada jam ke 1,3 dan ke 5 setebh pemberian ekstrak buncis. Tahap persiapan
dan pengukuran kadar glikogen diuraikan s e b g a ~berikut: I . Setebh hewan dibunuh. diambl masing-masing k 1 g organ hati dan otd gastrocnemius pada m i a n kaki beiakang.
2. Sam@ dikeringkan datam oven pa& 5O0C selama 24 jam kemudiaan dihaluskan. 3. Sebanyak 50 mg sampel diekstralrsi dengan 1 m i larutan diinkubasi dahm penangas air mendidih $&ma
KOH 30% dan
20 menit
4. Ke dahm tabung sam@ ditambahkan 1.5 rnL
etanof dingin (95%) dan
disimpan dalam suhu 4% selama 30 menit. 5. Untuk memisahkan endapan glikogen dari bagian cair, sampel disentrifuse
dengan kecepatan 2500 rpm selama 20 henit
6. Endapan yang diperoteh diencerkan &ngan 1 mL aquades. 7. Ke dalam tabung reaksi yaang telah diisi dengan 200 pL sarnpel d o t atau 100 pL sampel hati ditambahkan 3 mL antroneasam s u h t 0,2% ( w h ) maka
altan tirnbui panas. Timbulnya wama hijau, brarti brutan
positif
mengandung glikqen. 8. Absottiansi sampei
gelombang 620
diukur dengan spektmfotometer pada panjang
nm dan
h d a r glikogen dihitung dengan cara
mernbandingkandengan standar.
H A SI L Dalam penelhian ini telah diuji efek ekstrak buncis temadap perubahan kadar
glikogen dot clan hati pada tikus normal rnaupun tikus diabetes aloksan yang
diukur dalam rentang waMu lima jam setelah perlakuan. Hasil pengukuran kadar glikogen otot diberikan pada Takf 21.
Tabel 21. Perubahan kadar glikogen otot tikus normal dan diabetes pada jam ke 1, 3 dan 5 setelah perbkuan dengan salin. ekstrak buncis (300 mglkg BB) atau metformin (200 mgllrg 66).
I 1
I
Normal Satin
i
Normal Buncis t 1 HiperglikemikSuncis
3 126.56+8.10
! i
5 137,84?4,58
;
161.15r9.02
:
161.26i10.51
153.7418.97
[
/
1 I 149,22&10,0 i
1
140.27 f14.3
I
1 170,55 +17,42 "
1
1
192,27 f 13,41" 1
I
Diabetes Salin
j
1 4 2 , 28.63 ~
I Diabetes Buncis
1
171,74*18,33
1
129.58 f6.44
j
139.84 f9.42
1
179.30f 595
1
f94,31+6,72"
(
Nilai dinyatakan &lam rerata kSE, n=15,*P<0,001dibanding dengan nwmal salin maupun diabetes sat in
Ekstrak buncis (300 mgkg BB) yang diberikan pada tikus normal tidak
rnempenganrhi h d a r glikogen otot hingga akhir pengujiin. Sedangkan pada
tikus hiperglikernik w i n gkatan kadar glikogen otot secara signifikan Iebih besar dibnding normal d i n (Pc0,OO.i). Peningkatan W a r glikogen muhi teqadi pada jam ketiga
sebesar 347% dan tertinggi sebesar 39% terjadi pada akhir
pengujian (Tabel 2t). Pada tikus diabetes pemberian ekstrak buncis meningkatkan kadar giikogen dot hingga 40.9%
1
pada akhir pengujian, dan penhgkafan bdar glikogen ini
bbih besar (PC0,001) dibanding efek W n baik pada tikus no-
m upun tikus
diabetes. Kelompok tikus yang mendapat metformin dosis 200 mgkg BE 103
27. Pda pubahan k d w g m e n otat h i s nofind, hipergfikemik dm tikus diabetes yam rnendapaf ekstmk bunas, Hunif * P4I,QO?dibandEngdengan &us normal mapun dtmbetes (Remta kSE, ~ 1 5 ) .
-bar
EM m&mh
d i m lebih m
Mm&p wMa!@m. W r g m w lofof pada r dibanding dkus normal (~W,O(JI] tefapl -if
bbih kecil
d i ~ ~ ~ ~ m t a l l g w a M u y a n g ~ . -bar
27 m~u,njuwnk h w pentkhm War glibgen OW pda tikus
dkbebs yrtng menhpat e k h k buncis cederungan rnenhgkat dari jam
p e t h a hhrgga jam Wima setdah m u a n .Pola s e w juga ferjadi pada
tikus h i ~ ~ yang i, f.- menapat i eksb*ak bwrds, sedwnglm pada bRus nwmal
eft& ek&&
bu-
W W a p Wfar glikagen dot tid&
&hifiktil
E W elmtmk buncis terhadap W a r g&kugmhsrfi (Taw 22) fidak sebsw penganrhnya s q M i pada W a r gIlkogen otot. P&
akhir pengujbn
pnhgkafan Mar gibgen hati-brkar [.lR%) tewi pada iikus nbrmal yang
mendam satin, secfanglcan penumnan M a r g r i n terkar (40,62%) wadi pada kebrnpok .tlkusdiabeh d i n . Tabel 22. Pewbahan k&ar glikogen hati pada tikus nwmaf, tikus I r i l i k e m i k dan tikus diabetes pada jam ke 7,3dan 5 jam s&eM prlakuan
Gambar 28. Polst perubahan M a r glikogen Rati pada &us normal, h i p t g l i h i k a n tikus &libe#es yang mendapt W r a k buncis. Huruf " P
Peruhhan kadar glikogen hati pada tikus diabetes yang rnendapat ekstrak buncis setelah jam kelima tidak k h e &
(P>0,05) dibanding efek metformin.
Meskipun pada akhir pengujian efek ekstrak buncis pada tikus diabetes rnenunjukkan adanya kenaikan kadar giikogen dibanding jam pertama (P<0,0 1) tetapi kenaikan ini masih lebih kecil dibandingkan kenaikan W a r glikogen @a
tikus normal. Pada tikus hipergiikemik kenaikan kadar glikogen hati hanya terjadi pada jam kedua setelah pemberian ekstrak kemudian tumn hingga akhir pengujian (Gambar 28).
PEMSAHASAN Dari hasil peneliian ini diketahui bahwa ekstrak buncis krpotensi rneningkatkan kadar gfikogen
atat terutama pada tikus diabetes dan tikus
hiperglikemik induksi glukosa. Peningkatan kadar glikogen otot yang dihasilkan
oleh ekstrak buncis ini tidak berbeda dibanding efek metformin yang digunakan sebagai obat pembanding. Sementara efek ekstrak buncis pada W a r glikogen hati relatif tidak signifikan bila dibandingkan efeknya pada perubahan kadar
glikogen otot.
Setelafi glukosa masuk ke dafm sei akan segera diubah men@ tenrtarna @a otot dan adipose. Glibcogen sin-
pernbatas kecepatan (mte-Iimithg) sintesis glik-n
glikogen
(GS) rnerupakarr enrim kunci dalarn otot yang distimulasi
okh insulin. Sebagai kablis, glikogen sintase terikat dengan residu glikdi dari UOPglukesa dalam ikatan a-1,egkk-
menjadi glikqen (Skurat, Wang dan
Roach, 1994). Penumnan aMivitas glikogen sintase di dahm otd skeM sering
dijumpai pa& keadaan W e n s i insulin penderita NlOOM (Henry et al., 1996; Vestergaatd et a/., f 991) ataupun pada hewan model seperti tikus dan kdina.
Wahupun masih terdapat silang penciapat tentang faktor mana yang Iebih
dahulu sebagai pemicu sintesis glikogen namun disepakati bahwa meningkatnya akumulasi glikogen &lam jaringan disebaMran deh pengaruh kombinasi tingginya kadar glukosa darah dan insulin (Villar-Pahsi and Guinovarl, 1997).
Terdapat dua situasi yang relatif berbeda tentang peranan pengaturan
akumulasi glikogen deh gfukosa dan insulin. W a r glukusa lebih berperan terutama pada sidesis glikogen hati sedangkan insulin peranannya lebih banyak
dalam otot skelet maupun adiposit. Ekstrak buncis dengan dosis 300 mg/kg BB yaw d i g u d n dahm
penelitian ini nampaknya mampu rneningkatkan kadar glikogen otot haik pada tikus normal, tikus hiperglikemik induksi glukosa maupun tikus diawes induksi
abksan. Pada tiltus normal peninglratan M a r glikogen meskipun tidak
signifikan dibanding kontrol diduga tejadi melalui aksi sinergi an6ara insulin yang ada dengan elrstrak bunas. Dan 5 jam perlakuan, peningkatan kadar glikogen dot tehsar terlihat pada tikus diabetes' induksi akksan 5 jam setelah
pemberian ekstrak buncis. Aloksan sehagai d diabetagenik yang digunakan untuk menginduksi tikus dapat menyebablran kenrsakan sebagian bsar sd-sel f3 pankreas sehingga dafam kondisi ini insulin yang ada kemungkinan relati
kedl. Oleh karena itu, peningkatan kadar glikogen otot pada tikus diabetes diduga terJadi metalui aksi insulin mrinidrhg dari k h a n aktif yang terdapat
dahm ekstrak buncis. Sedangkan pada tikus hiperglikemik krduksi glukosa. peningkatan kadar glikogen obot dipe&trakan teqadi &lui
aksi sineqi antara
insulin, glukosa maupun bahan aktif dahm ekstrak buncis.
Pengaruh bunds terhadaQ sintesis glikogen M secara umwn tidak sekuat pada glikogen &at. Lima jam setelah perlakuan, kadar glikogen W pada tikus diahtes yam hanya mendapaf salin menunrn tarn, m normal kadarnya meningkat semm dds.
y
a kelornpok
Menurut Koopmans ef at. (1 991) 107
tikus diabetes induksi aloksan atau streptorotosin menunjukkan resistensi insulin akibat menurunnya sensitivitas hepatik maupun menurunnya respons terhadap ambilan glukosa. Oleh karena itu kadar glikogen hati pada tikus diabetes sangat
rendah dibanding semua kelompok yang diuji. Sedangkan pada tikus normal yang hanya mendapat salin, peningkatan kadar glikogen hafi diperkirakan -lain karena aksi insulin juga diduga karena mentngkatnya sensitivrtas insulin
terhadap ambilan glukosa sebgai respons lerhadap kondisi kelaparan. Menurut Kmprnans et al. (1991) tikus yang kelaparan menunjumn aksi insulin hepatik
normal tetapi sensitivitas insulin untuk arnbilan glukosa rneningkat. Efek ekstrak b u d s terhadap W a r glikogen hati tikus normal maupun tikus hiperglikerniktidak b e m a nyata (P>O.OS)dibanding tikus normal tanpa buncis.
Setelah 5 jam pembrian ekstrak bunas W a r glikogen hepatik pada tikus
diabetes meningkat W r a signifikan (P<0,01) dibanding W a r glikogen jam pertama setebh perlakuan, tetapi peningkatan ini tidak be-
dibanding
efek metformin atau saln. Metformin menrpakan obat oral antihiperglikemik yang k k e j a tenrtama melalui peningkatan kadar glikogen hepatik tetapi tidak berpengaruh tehadap selrresi insulin.
Bebrapa peneliti berpendapat bahwa kadar glukosa darah kbih krperan terhadap stimulasi aktivitas glikogen sintase h e w dibanding efek insulin,
tetapi bagaimana mekanisme kerjanya masih menjadi Mmn perdebatan.
Glukosa-6-fosfat diduga sebagai signal kurad d&m a b a s i gtikogen he@k (Board, Bdlen, Stalmans, Kim, Fleet dan Johnm, 1995; Cad-
et a/., 1997).
Menunrt Seoane et al. (1996) glukosa4fosfat yang lebih berperan penting dabm aktivasi ini adalah hasil dari glukdrinase dan bukan berasaf dan
heWnase.
Rathi, Grover dan Vats (2002) U r n iaporannya menyebutkan efek antihiperglikemik Momomka aharanh (MC) pada tikus diabetes aloksan diduga 108
melibatkan enrim-enzim kunci yang terlihat daiam metabofhe M i d r a t .
Efek M m r d i c a charantia tenitama m a peningkabn kandungan glikogen otot
skelet
maupun hepatik serta
rnelalui peningkatan kadar gluk&nase,
heksokinase. glukosa4-fosfat dan foddruktdrinase.
Ekstrak buncis dengsn dosis 300 mglkg BB yang diberikan pada tikus
hiperglikemik induksi glukusa maupun tikus diabetes induksi akksan dapat menyebabkan peningkatan kadar glikagen
atoi fetapi tidak terlalu berpengaruh
terhadap kadar glikcgen hati.
Peran ekstrak buncis dalam sintesis giikogen (terutsma pada om) diduga melibatkan peran bahan aktif dan aktivasi enrim-enrim kund sepertr glikogen
sintase atau meblui peningkatan kadar glukosa-6fosfat, tetapi bagsimana mekanismenya dalam pneliian ini belum dibuktikan.
